2024-2025-1 20241403《计算机基础与程序设计》第十四周学习总结

作业信息

教材学习内容总结

二进制文件和文本文件：
文本文件：以文本形式存储数据，文件中的数据可以被人类阅读。在文本文件中，数据通常以字符形式存储，并且有特定的编码格式，如ASCII或UTF-8。
二进制文件：以二进制形式存储数据，文件中的数据通常是非文本的，比如图片、音频、视频等。二进制文件中的数据不能直接被人类阅读，需要特定的程序来解析。

文件的打开和关闭：
打开文件：在编程中，打开文件通常需要指定文件路径和打开模式（如只读、写入、追加等）。例如，在Python中，可以使用open()函数打开文件。
关闭文件：文件使用完毕后需要关闭，以释放系统资源。在Python中，可以使用close()方法关闭文件，或者使用with语句自动管理文件的打开和关闭。

按字符读写文件：
按字符读写文件意味着每次读取或写入一个字符。在Python中，可以使用read(1)或write()方法按字符读写。

按格式读写文件：
按格式读写文件是指按照特定的格式（如整数、浮点数、字符串等）读取或写入数据。在Python中，可以使用readline()、readlines()、read()等方法按行或按需读取，以及format()函数或%操作符格式化字符串。

按数据块读写文件：
按数据块读写文件意味着每次读取或写入一定大小的数据块。在Python中，可以使用read(size)和write(data)方法，其中size指定了块的大小。

文件的随机读写：
随机读写文件是指可以跳到文件的任意位置进行读写。在Python中，可以使用seek(offset)方法移动文件指针到指定位置，然后进行读写操作。

文件输入/输出重定向：
文件输入/输出重定向是指将标准输入输出流重定向到文件。在命令行中，可以使用>将输出重定向到文件，使用<将输入重定向自文件。在编程中，可以通过修改标准输入输出流的引用来实现重定向。

教材学习中的问题和解决过程（先问 AI）

• 问题1：在对一个大型二进制文件进行按数据块读写时，如何优化读写性能以减少系统开销，并确保数据的完整性和准确性？同时，如果在读写过程中遇到文件损坏或硬件故障导致的部分数据丢失，如何进行有效的错误恢复和数据一致性保证？

• 问题1解决方案：
  为了优化大型二进制文件按数据块的读写性能，可以采取以下措施：
  使用较大的缓冲区来减少系统调用次数。例如，定义一个合适大小的字符数组作为缓冲区，通过fread和fwrite函数以较大的数据块进行读写操作，而不是逐个字节或小数据量地读写。
  采用顺序读写方式，因为对于机械硬盘来说，顺序读写的性能远高于随机读写。尽量避免频繁的文件指针移动操作，除非确实需要随机访问文件中的特定位置。
  对于多核处理器系统，可以考虑使用多线程或多进程来并行地进行文件读写操作，但要注意线程 / 进程间的同步和数据一致性问题。
  当遇到文件损坏或数据丢失的情况时：
  在每次成功写入数据块后，可以立即计算并保存该数据块的校验和（如 CRC 校验和）。在读取数据时，先验证校验和，如果校验和不匹配，则说明数据可能已损坏。对于损坏的数据块，可以尝试从备份文件（如果存在）中恢复，或者根据文件的格式和数据的逻辑关系进行部分数据的修复（例如对于一些结构化的数据文件，可以根据其他完整的数据块来推断和修复损坏部分的数据）。
  建立日志文件记录文件操作的关键信息，包括每次读写的数据块位置、大小和操作结果等。在发生错误时，可以通过分析日志文件来确定数据丢失或损坏的位置和范围，以便更有针对性地进行恢复操作。同时，定期对日志文件进行清理和归档，避免其占用过多的存储空间。

• 问题2：在 C 语言中，同时使用按字符读写文件和按格式读写文件操作同一个文本文件时，如何确保文件指针的位置正确，避免出现读写混乱以及数据丢失或重复读取的情况呢？

• 问题2解决方案：
  在 C 语言中，无论是fgetc（按字符读写）还是fscanf（按格式读写）等文件操作函数，它们都会自动维护一个内部的文件指针，用于指示当前读写操作在文件中的位置。
  首先，要明确每个函数操作后文件指针的移动规则：
  fgetc每读取一个字符，文件指针就会向后移动一个字节的位置，使其指向下一个待读取的字符。
  fscanf根据其格式控制字符串来解析并读取文件中的数据，读取完相应的数据后，文件指针会移动到本次读取结束的位置，通常是刚好越过刚读取的数据部分，为下一次读取做好准备。
  为避免读写混乱等问题：
  不要在不了解文件指针当前位置以及操作影响的情况下，随意混合使用不同的读写函数，除非有明确的逻辑来处理文件指针的协调。例如，如果先用fscanf按格式读取了一行数据，此时文件指针移动到了该行数据末尾，若紧接着想用fgetc读取下一个字符，是没问题的，它会从文件指针当前位置继续往后读取。但如果想回退到之前读取过的某个位置重新读取，那就需要使用fseek函数来显式地调整文件指针位置了，比如fseek(fp, -10L, SEEK_CUR);就可以将文件指针从当前位置回退 10 个字节（假设文件是以二进制模式打开，文本模式下字节数的计算可能因编码等因素有差异）。
  在复杂的文件操作场景中，可以添加适当的调试输出语句，打印出文件指针当前的位置（可以通过ftell函数获取文件指针相对文件开头的偏移字节数），以便清晰地了解文件指针的状态，及时发现位置异常的情况并进行修正。

基于AI的学习

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：在改地址的时候，直接按照模版改，导致改后地址错误，没有攻击成功
• 问题1解决方案：
  根据语句strcpy(buffer + 100,shellcode)计算shellcode的地址为0xffffd4b0+0x640xffffd514。然后修改exploit.c文件,将\x??\x??\x??\x??修改为计算的结果\x14\xd5\xff\xff，注意顺序是反的。
  

学习进度条