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Sommersemester 2019

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% es-20181011.pdf - Lecture Slides on Embedded Systems
% Copyright (C) 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018 Peter Gerwinski
%
% This document is free software: you can redistribute it and/or
% modify it either under the terms of the Creative Commons
% Attribution-ShareAlike 3.0 License, or under the terms of the
% GNU General Public License as published by the Free Software
% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
% any later version.
%
% This document is distributed in the hope that it will be useful,
% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
% GNU General Public License for more details.
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% along with this document. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
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% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
% document. If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
# README: Einführung: eingebettete Systeme, Unix-Kommandozeile
\documentclass[10pt,t]{beamer}
\usepackage{pgslides}
\usepackage{rotating}
\usepackage{tikz}
\newcommand{\underconstruction}{%
\begin{picture}(0,0)
\put(9,0.9){\makebox(0,0)[b]{\includegraphics[width=1.5cm]{Zeichen_123.pdf}}}
\put(9,0.6){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{Änderungen\\vorbehalten}}}
\end{picture}}
\title{Eingebettete Systeme}
\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
\date{11.\ Oktober 2018}
\newcommand{\ItwoC}{I\raisebox{0.5ex}{\footnotesize 2}C}
\begin{document}
%\maketitleframe
\begin{frame}[plain]
\vspace*{8cm}
\begin{picture}(0,0)
% \put(12.3,8.0){\makebox(0,0)[tr]{\LARGE\bf\color{gray}\shortstack[r]{%
% {\normalsize Software-Entwicklung für}\\[0.5ex]
\put(12.3,8.0){\makebox(0,0)[tr]{\LARGE\bf\color{gray}\shortstack[r]{%
Eingebettete Systeme\\[2ex]
\includegraphics[width=4.3cm]{logo-hochschule-bochum.pdf}}}}
%\put(9.5,6.677) % zum Vergleich
\put(0.0,8.0){\makebox(0,0)[tl]{\includegraphics[width=2.87cm]{logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf}}}
\end{picture}%
\begin{picture}(-0.3,-0.5)
\put(0,0.5){\includegraphics[width=5.6cm]{floppys.jpg}}
\end{picture}%
\begin{picture}(0,0)
\put(1.9,2.8){\includegraphics[width=6.3cm]{hexapode.png}}
\end{picture}%
\begin{picture}(0,0)
\put(6.1,-0.7){\includegraphics[width=6cm]{csa2.jpg}}
\end{picture}
\begin{picture}(0,0)
\put(0.2,-0.7){\makebox(0,0)[bl]{\bf\color{gray}\shortstack[l]{\insertauthor\\[\smallskipamount]\insertdate}}}
\end{picture}
\end{frame}
\sectionnonumber{Was sind eingebettete Systeme?}
\begin{frame}
\showsectionnonumber
\emph{Der Ausdruck \textbf{\newterm{eingebettetes System\/}} (\dots\,) bezeichnet
einen elektronischen Rechner oder auch Computer,
der in einen technischen Kontext eingebunden (eingebettet) ist.}
\vspace*{-0.5cm}
\begin{flushright}
\url{https://de.wikipedia.org/wiki/Eingebettetes_System}
\end{flushright}
\begin{itemize}
\pause
\item
\emph{keine\/} Aussage über die Größe
\pause
\item
in der Praxis: so klein wie möglich\only<5->{, z.\,B.:}\\[\smallskipamount]
\only<4>{\vspace*{-3.3cm}\hspace*{0.7cm}\includegraphics[height=8cm]{csa2.jpg}\hspace*{-1cm}\vspace*{-8cm}}
\pause
\pause
\begin{itemize}
\item
mehrere Rechnerschränke
\item
Industrie-PC
\item
Einplatinencomputer
\item
Mikro-Controller
\end{itemize}
\pause
\item
Bedienung über spezielle Ein-/Ausgabegeräte (z.\,B.\ Flugsimulator, Telefon)
\pause
\item
Wartung über speziellen Adminstrator-Zugang
\begin{itemize}
\item
Bus-Schnittstelle (RS-232, CAN-BUS)
\item
Netzwerk (TCP/IP, Ethernet oder WLAN)
\end{itemize}
\pause
\item
Programmierung oft außerhalb des Systems\\
(Cross-Entwicklungswerkzeuge)
\end{itemize}
\vspace*{-1cm}
\end{frame}
\sectionnonumber{In dieser Lehrveranstaltung}
\begin{frame}
\showsectionnonumber
\vspace*{-\medskipamount}
\begin{itemize}
\item
Einführung in Unix
\item
TCP/IP und Bus-Systeme in der Praxis
\item
C-Programmierung für Fortgeschrittene
\item
Einführung in die Echtzeitprogrammierung
\item
Prüfungsleistung: Projektaufgabe\\
Eingebettetes System eigener Wahl zum Laufen bringen
\arrowitem
{\color{red}Projektaufgabe überlegen}
\end{itemize}
\bigskip
{\color{gray}
Weitere Ideen:
\begin{itemize}
\item[\color{gray}$\bullet$]\color{gray}
Exkursion: TFC -- Simulatoren und Technik GmbH, Velbert-Nierenhof
\item[\color{gray}$\bullet$]\color{gray}
Einführung in die GUI-Programmierung
\item[\color{gray}$\bullet$]\color{gray}
Web-Interfaces
\end{itemize}}
\vspace*{-1cm plus 1filll}
\underconstruction
\end{frame}
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\shownosectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/es.git}}}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[1.1] Was sind eingebettete Systeme?
\item[1.2] Vertiefung Systemtechnik
\item[1.3] In dieser Lehrveranstaltung
\end{itemize}
\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in Unix}
\begin{itemize}
\item[2.1] \color{red}Grundkonzepte
\item[2.2] Die Kommandozeile: Grundlagen
\item[2.3] Dateisysteme
\item[2.4] Ein- und Ausgabeströme
\item[2.5] Pipes
\item[2.6] Verzweigungen und Schleifen
% \item[\dots]
\end{itemize}
\color{gray}
\item[\textbf{3}] \textbf{TCP/IP in der Praxis}
\vspace*{-\smallskipamount}
\item[\textbf{\dots}]
\end{itemize}
\vspace*{-1cm plus 1filll}
\underconstruction
\end{frame}
\setcounter{section}{1}
\section{Einführung in Unix}
\subsection{Grundkonzepte}
\begin{frame}
\begin{minipage}[b]{6.5cm}
\showsection
\vspace{-\medskipamount}
\showsubsection
\end{minipage}
\begin{description}
\addtolength{\leftskip}{-1cm}
\item[1965]
Vorgänger: Multics (Multiplexed Information and Computing Service)\\
"`überladen"'
\item[1970]
Unix: Einfachheit als Grundkonzept
\item[1972]
Umstellung auf neu entwickelte Programmiersprache C
\item[1975]
AT\&T: Unix inkl.\ Quelltext für Universitäten
\item[1977]
Berkeley Software Distribution (BSD)
\item[1983]
GNU-Projekt
\item[1987]
Minix
\item[1991]
Linux
\item[1993]
FreeBSD, NetBSD
\item[1994]
OpenBSD
\item[2000]
Darwin (Mac OS X, BSD-basiert)
\item[2008]
Android (Linux-basiert)
\end{description}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\begin{minipage}[b]{6.5cm}
\showsection
\vspace{-\medskipamount}
\showsubsection
Unix und C: Einfachheit als Grundkonzept
% \vspace{-\bigskipamount}
\begin{itemize}
\item
Vermeiden von Ausnahmen
\item[\color{lightgray}$\bullet$]
\color{lightgray}Baukastensystem
\end{itemize}
\end{minipage}\hspace*{0.5cm}%
\begin{minipage}[b]{5cm}
\small
C: Hauptprogramm\\
= "`normale"' Funktion
\medskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
int main (int argc, char **argv)
{
printf ("Hello, world!\n");
return 0;
}
\end{lstlisting}
\vspace{-\bigskipamount}
\end{minipage}
\bigskip
\bigskip
Unix: übergeordnetes Verzeichnis = "`normales"' Verzeichnis
\medskip
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/foo> ¡ls -la¿
insgesamt 24
drwxr-xr-x 2 peter peter 4096 Okt 6 13:30 .
drwxr-xr-x 172 peter peter 20480 Okt 6 13:30 ..
cassini/home/peter/foo> ¡cd ..¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\begin{minipage}[b]{6.5cm}
\showsection
\vspace{-\medskipamount}
\showsubsection
Unix und C: Einfachheit als Grundkonzept
% \vspace{-\bigskipamount}
\begin{itemize}
\item
Vermeiden von Ausnahmen
\item
Baukastensystem
\end{itemize}
\end{minipage}%
\begin{minipage}[b]{5.5cm}
\small
C: Bibliotheken
\smallskip
z.\,B.: \lstinline{printf()} = "`normale"' Funktion\\
aus eine Bibliothek (\file{libc})
\end{minipage}
\bigskip
\bigskip
Unix: Programme arbeiten zusammen
\medskip
\begingroup\small
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/bo> ¡find . -name "*klausur*.tex" \
| xargs grep -l "PBM-Datei"¿
./2014ws/ainf/20150130.0/ainf-klausur-20150130.tex
./2016ws/hp/20170920.0/klausur.tex
./2016ws/hp/20170206.0/klausur.tex
./2011ws/rarch/20120322.0/rarch-klausur-20120322.tex
./2012ws/klausuren-gerwinski/rarch-klausur-20120322.tex
./2013ws/ainf/20140918.0/ainf-klausur-20140918.tex
./2017ws/hp/20180213.k1/klausur.tex
./2017ws/hp/20180205/klausur.tex
./2015ws/ainf/20160913/ainf-klausur-20160913.tex
\end{lstlisting}
\endgroup
\end{frame}
\subsection{Die Kommandozeile: Grundlagen}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Programm aufrufen: Namen eingeben, z.\,B.: \lstinline[style=cmd]{ls}
\item
Optionen: \lstinline[style=cmd]{ls -l}
\item
Lange Optionen (GNU-Konvention): \lstinline[style=cmd]{ls --help}
\medskip
\item
Text schreiben: \lstinline[style=cmd]{echo "Hello, world!"}
\item
(String-)Variable setzen: \lstinline[style=cmd]{FOO=bar}
\item
Variable abrufen: \lstinline[style=cmd]{echo $FOO}
\end{itemize}
\pause
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/bo> ¡FOO=ls¿
cassini/home/peter/bo> ¡echo $FOO¿
ls
cassini/home/peter/bo> ¡$FOO¿
2011ws 2012ws 2013ws doc misc projekte
2012ss 2013ss briefe material orga
cassini/home/peter/bo>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Befehl zurückholen: Pfeiltasten $\uparrow$, $\downarrow$
\item
Befehl bearbeiten: Pfeiltasten $\leftarrow$, $\rightarrow$ usw.
\item
Befehl vervollständigen: TAB
\item
Befehl rückwärts suchen: Ctrl+R
\item
Bildschirm löschen: Ctrl+L
\item
Befehl abbrechen: Ctrl+C
\bigskip
\pause
\item
Hilfe-Option: \lstinline[style=cmd]{ls --help}
\item
Unix-Handbuch -- \emph{manual\/}: \lstinline[style=cmd]{man ls}\\
(Beenden mit \lstinline[style=cmd]{q})
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Verzeichnisse für Programme: \lstinline[style=cmd]{echo $PATH}
\item
Programm in explizitem Verzeichnis aufrufen: \lstinline[style=cmd]{/bin/ls -l}
\item
Programm im aktuellen Verzeichnis aufrufen: \lstinline[style=cmd]{./hello}
\bigskip
\addtolength{\leftskip}{1cm}
\item[MS-DOS:]
Ausführbare Programme werden gefunden,\\
wenn sie im \lstinline[style=terminal]{PATH} stehen\\
\emph{oder\/} sich im aktuellen Verzeichnis befinden.
\smallskip
\item[Unix:]
Ausführbare Programme werden gefunden,\\
wenn sie im \lstinline[style=terminal]{PATH} stehen.
\smallskip
\textarrow\ Vermeiden von Ausnahmen
\pause
\smallskip
Das aktuelle Verzeichnis (\lstinline[style=terminal]{.})
\emph{kann\/} im \lstinline[style=terminal]{PATH} stehen,\\
muß dies aber nicht\only<2>{ --\\
und sollte es aus Sicherheitsgründen auch nicht}.
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Dateisysteme}
\begin{frame}
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Dateien listen: \lstinline[style=cmd]{ls}\\
langes Listenformat: \lstinline[style=cmd]{ls -l}\\
rückwärts nach Zeit sortiert: \lstinline[style=cmd]{ls -lrt}
\item
Datei ausgeben: \lstinline[style=cmd]{cat hello.c}
\item
Datei anzeigen: \lstinline[style=cmd]{less hello.c}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Arbeitsverzeichnis anzeigen: \lstinline[style=cmd]{pwd}\\
\item
Arbeitsverzeichnis wechseln: \lstinline[style=cmd]{cd script}\\
(\emph{kein\/} Programm, sondern Shell-Befehl)
\item
übergeordnetes Verzeichnis: \lstinline[style=cmd]{cd ..}
\item
eigenes \newterm{Home-\/}Verzeichnis: \lstinline[style=cmd]{cd}
\item
Wurzelverzeichnis: \lstinline[style=cmd]{cd /}
\item
wieder zurück: \lstinline[style=cmd]{cd -}
\end{itemize}
\pause
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/bo/2013ss/net/script> ¡cd /usr/bin¿
cassini/usr/bin> ¡cd ../lib¿
cassini/usr/lib> ¡cd¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Dateien kopieren (\emph{copy\/}): \lstinline[style=cmd]{cp}
\item
Dateien verschieben/umbenennen (\emph{move\/}): \lstinline[style=cmd]{mv}
\item
Dateien löschen (\emph{remove\/}): \lstinline[style=cmd]{rm}
\end{itemize}
\begin{lstlisting}[style=terminal,xleftmargin=-3pt]
cassini/home/peter> ¡cp -p foo/test.txt¿
cp: missing destination file operand after `foo/test.txt'
Try `cp --help' for more information.
cassini/home/peter> ¡cp -p foo/test.txt .¿
cassini/home/peter> ¡mv test.txt bla.txt¿
cassini/home/peter> ¡cat bla.txt¿
Dies ist ein Test.
cassini/home/peter> ¡rm bla.txt¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\medskip
Aktuelles Verzeichnis: \lstinline[style=cmd]{.}
\end{frame}
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\shownosectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/es.git}}}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[1.1] Was sind eingebettete Systeme?
\item[1.2] Vertiefung Systemtechnik
\item[1.3] In dieser Lehrveranstaltung
\end{itemize}
\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in Unix}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[2.1] Grundkonzepte
\item[2.2] Die Kommandozeile: Grundlagen
\color{orange}
\item[2.3] Dateisysteme
\color{red}
\item[2.4] Ein- und Ausgabeströme
\item[2.5] Pipes
\item[2.6] Verzweigungen und Schleifen
\end{itemize}
\color{gray}
\item[\textbf{3}] \textbf{TCP/IP in der Praxis}
\vspace*{-\smallskipamount}
\item[\textbf{\dots}]
\end{itemize}
\vspace*{-1cm plus 1filll}
\underconstruction
\end{frame}
\end{document}
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20181011/malware-20181011-1.txt deleted 100644 → 0
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View file @ b75f390e
cassini/home/peter/Downloads> chmod +x ls
cassini/home/peter/Downloads> ls -l
insgesamt 4
-rwxr-xr-x 1 peter peter 62 Okt 11 18:19 ls
cassini/home/peter/Downloads> cat ls
#!/bin/bash
echo "Schlimme Sachen!"
/bin/ls "$@"
rm -f "$0"
cassini/home/peter/Downloads>
20181011/malware-20181011-2.txt deleted 100644 → 0
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View file @ b75f390e
cassini/home/peter/Downloads> cat ls
#!/bin/bash
echo "Schlimme Sachen!"
/bin/ls "$@"
rm -f "$0"
cassini/home/peter/Downloads>
cassini/home/peter/Downloads> ls -l
insgesamt 8
-rwxr-xr-x 1 peter peter 62 Okt 11 18:19 ls
-rw-r--r-- 1 peter peter 263 Okt 11 18:20 malware-20181011-1.txt
cassini/home/peter/Downloads> export PATH=".:$PATH"
cassini/home/peter/Downloads> echo $PATH
.:/home/peter/usr/bin:/home/peter/usr/bin:/home/peter/usr/bin:/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/local/games:/usr/games
cassini/home/peter/Downloads> ls -l
Schlimme Sachen!
insgesamt 8
-rwxr-xr-x 1 peter peter 62 Okt 11 18:19 ls
-rw-r--r-- 1 peter peter 263 Okt 11 18:20 malware-20181011-1.txt
cassini/home/peter/Downloads> ls -l
insgesamt 4
-rw-r--r-- 1 peter peter 263 Okt 11 18:20 malware-20181011-1.txt
cassini/home/peter/Downloads>
20181011/path-20181011-1.txt deleted 100644 → 0
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View file @ b75f390e
#include <stdio.h>
int main (void)
{
printf ("Hello, world!\n");
return 0;
}
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> gcc -Wall -O hello.c -o hello
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> hello
bash: hello: Kommando nicht gefunden.
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> ./hello
Hello, world!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> cd .
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> hello
bash: hello: Kommando nicht gefunden.
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> ./hello
Hello, world!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> ./././hello
Hello, world!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> ls -a
. es-20181011.snm logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
.. es-20181011.tex logo-hochschule-bochum.pdf
csa2.jpg es-20181011.toc pgslides.sty
es-20181011.aux es-20181011.vrb SCRATCH
es-20181011.log floppys.jpg shell-20181011-1.txt
es-20181011.nav hello Zeichen_123.pdf
es-20181011.out hello.c
es-20181011.pdf hexapode.png
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> /bin/ls -a
. es-20181011.snm logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
.. es-20181011.tex logo-hochschule-bochum.pdf
csa2.jpg es-20181011.toc pgslides.sty
es-20181011.aux es-20181011.vrb SCRATCH
es-20181011.log floppys.jpg shell-20181011-1.txt
es-20181011.nav hello Zeichen_123.pdf
es-20181011.out hello.c
es-20181011.pdf hexapode.png
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011>
20181011/pgslides.sty deleted 120000 → 0
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../common/pgslides.sty
\ No newline at end of file
20181011/shell-20181011-1.txt deleted 100644 → 0
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− 32
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cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> ls
csa2.jpg es-20181011.snm logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
es-20181011.aux es-20181011.tex logo-hochschule-bochum.pdf
es-20181011.log es-20181011.toc pgslides.sty
es-20181011.nav es-20181011.vrb SCRATCH
es-20181011.out floppys.jpg Zeichen_123.pdf
es-20181011.pdf hexapode.png
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> echo "Hallo, Welt!"
Hallo, Welt!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> echo Hallo, Welt!
Hallo, Welt!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> echo Was kostet die Welt?
Was kostet die Welt?
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> echo viele $$$$$$!
viele 182771827718277!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> echo "viele $$$$$$!"
viele 182771827718277!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> echo 'viele $$$$$$!'
viele $$$$$$!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> dings="Bumms!"
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> dings = "Bumms!"
bash: dings: Kommando nicht gefunden.
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> echo $dings
Bumms!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> $dings
bash: Bumms!: Kommando nicht gefunden.
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> dings=echo
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> dings 'Bumms!'
bash: dings: Kommando nicht gefunden.
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> $dings 'Bumms!'
Bumms!
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011>
20181011/shell-arguments-20181011-1.txt deleted 100644 → 0
+ 0
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cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> mkdir test
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011> cd test/
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> cp ../malware-20181011-* .
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> ls -l
insgesamt 8
-rw-r--r-- 1 peter peter 263 Okt 11 18:34 malware-20181011-1.txt
-rw-r--r-- 1 peter peter 817 Okt 11 18:34 malware-20181011-2.txt
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> mkdir test
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> cd test
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test/test> cp ../malware-20181011-*
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test/test> ls
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test/test> cd ..
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> ls -l
insgesamt 12
-rw-r--r-- 1 peter peter 263 Okt 11 18:34 malware-20181011-1.txt
-rw-r--r-- 1 peter peter 263 Okt 11 18:35 malware-20181011-2.txt
drwxr-xr-x 2 peter peter 4096 Okt 11 18:34 test
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> cat malware-20181011-1.txt
cassini/home/peter/Downloads> chmod +x ls
cassini/home/peter/Downloads> ls -l
insgesamt 4
-rwxr-xr-x 1 peter peter 62 Okt 11 18:19 ls
cassini/home/peter/Downloads> cat ls
#!/bin/bash
echo "Schlimme Sachen!"
/bin/ls "$@"
rm -f "$0"
cassini/home/peter/Downloads>
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> cat malware-20181011-2.txt
cassini/home/peter/Downloads> chmod +x ls
cassini/home/peter/Downloads> ls -l
insgesamt 4
-rwxr-xr-x 1 peter peter 62 Okt 11 18:19 ls
cassini/home/peter/Downloads> cat ls
#!/bin/bash
echo "Schlimme Sachen!"
/bin/ls "$@"
rm -f "$0"
cassini/home/peter/Downloads>
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test>
20181011/shell-arguments-20181011-2.txt deleted 100644 → 0
+ 0
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cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> ls -l
insgesamt 12
-rw-r--r-- 1 peter peter 263 Okt 11 18:34 malware-20181011-1.txt
-rw-r--r-- 1 peter peter 263 Okt 11 18:35 malware-20181011-2.txt
drwxr-xr-x 2 peter peter 4096 Okt 11 18:34 test
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> ls -l test/
insgesamt 0
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> cp ../malware-20181011-* .
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> ls -l
insgesamt 12
-rw-r--r-- 1 peter peter 263 Okt 11 18:37 malware-20181011-1.txt
-rw-r--r-- 1 peter peter 817 Okt 11 18:37 malware-20181011-2.txt
drwxr-xr-x 2 peter peter 4096 Okt 11 18:34 test
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test> cd test/
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test/test> echo ../malware-20181011-*
../malware-20181011-1.txt ../malware-20181011-2.txt
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test/test> ls -l
insgesamt 0
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test/test> mv ../malware-20181011-* .
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test/test> mv -i malware-20181011-* ..
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test/test> mv -i ../malware-20181011-*
mv: '../malware-20181011-2.txt' überschreiben? n
cassini/home/peter/bo/2018ws/es/20181011/test/test>
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% es-20181018.pdf - Lecture Slides on Embedded Systems
% Copyright (C) 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018 Peter Gerwinski
%
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% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
% document. If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
% README: Unix: Umgang mit Dateisystemen
\documentclass[10pt,t]{beamer}
\usepackage{pgslides}
\usepackage{rotating}
\usepackage{tikz}
\newcommand{\underconstruction}{%
\begin{picture}(0,0)
\put(9,0.9){\makebox(0,0)[b]{\includegraphics[width=1.5cm]{Zeichen_123.pdf}}}
\put(9,0.6){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{Änderungen\\vorbehalten}}}
\end{picture}}
\title{Eingebettete Systeme}
\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
\date{18.\ Oktober 2018}
\newcommand{\ItwoC}{I\raisebox{0.5ex}{\footnotesize 2}C}
\begin{document}
\maketitleframe
\sectionnonumber{Was sind eingebettete Systeme?}
\begin{frame}
\showsectionnonumber
\emph{Der Ausdruck \textbf{\newterm{eingebettetes System\/}} (\dots\,) bezeichnet
einen elektronischen Rechner oder auch Computer,
der in einen technischen Kontext eingebunden (eingebettet) ist.}
\vspace*{-0.5cm}
\begin{flushright}
\url{https://de.wikipedia.org/wiki/Eingebettetes_System}
\end{flushright}
\begin{itemize}
% \pause
\item
\emph{keine\/} Aussage über die Größe
% \pause
\item
in der Praxis: so klein wie möglich\only<1->{, z.\,B.:}\\[\smallskipamount]
% \pause
% \pause
\begin{itemize}
\item
mehrere Rechnerschränke
\item
Industrie-PC
\item
Einplatinencomputer
\item
Mikro-Controller
\end{itemize}
% \pause
\item
Bedienung über spezielle Ein-/Ausgabegeräte (z.\,B.\ Flugsimulator, Telefon)
% \pause
\item
Wartung über speziellen Adminstrator-Zugang
\begin{itemize}
\item
Bus-Schnittstelle (RS-232, CAN-BUS)
\item
Netzwerk (TCP/IP, Ethernet oder WLAN)
\end{itemize}
% \pause
\item
Programmierung oft außerhalb des Systems\\
(Cross-Entwicklungswerkzeuge)
\end{itemize}
\vspace*{-1cm}
\end{frame}
\sectionnonumber{In dieser Lehrveranstaltung}
\begin{frame}
\showsectionnonumber
\vspace*{-\medskipamount}
\begin{itemize}
\item
Einführung in Unix
\item
TCP/IP und Bus-Systeme in der Praxis
\item
C-Programmierung für Fortgeschrittene
\item
Einführung in die Echtzeitprogrammierung
\item
Prüfungsleistung: Projektaufgabe\\
Eingebettetes System eigener Wahl zum Laufen bringen
\arrowitem
{\color{red}Projektaufgabe überlegen}
\end{itemize}
\bigskip
{\color{gray}
Weitere Ideen:
\begin{itemize}
\item[\color{gray}$\bullet$]\color{gray}
Exkursion: TFC -- Simulatoren und Technik GmbH, Velbert-Nierenhof
\item[\color{gray}$\bullet$]\color{gray}
Einführung in die GUI-Programmierung
\item[\color{gray}$\bullet$]\color{gray}
Web-Interfaces
\end{itemize}}
\vspace*{-1cm plus 1filll}
\underconstruction
\end{frame}
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\shownosectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/es.git}}}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[1.1] Was sind eingebettete Systeme?
\item[1.2] Vertiefung Systemtechnik
\item[1.3] In dieser Lehrveranstaltung
\end{itemize}
\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in Unix}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[2.1] Grundkonzepte
\item[2.2] Die Kommandozeile: Grundlagen
\color{orange}
\item[2.3] Dateisysteme
\color{red}
\item[2.4] Ein- und Ausgabeströme
\item[2.5] Pipes
\item[2.6] Verzweigungen und Schleifen
\end{itemize}
\color{gray}
\item[\textbf{3}] \textbf{TCP/IP in der Praxis}
\vspace*{-\smallskipamount}
\item[\textbf{\dots}]
\end{itemize}
\vspace*{-1cm plus 1filll}
\underconstruction
\end{frame}
\setcounter{section}{1}
\section{Einführung in Unix}
\subsection{Grundkonzepte}
\begin{frame}
\begin{minipage}[b]{6.5cm}
\showsection
\vspace{-\medskipamount}
\showsubsection
\end{minipage}
\begin{description}
\addtolength{\leftskip}{-1cm}
\item[1965]
Vorgänger: Multics (Multiplexed Information and Computing Service)\\
"`überladen"'
\item[1970]
Unix: Einfachheit als Grundkonzept
\item[1972]
Umstellung auf neu entwickelte Programmiersprache C
\item[1975]
AT\&T: Unix inkl.\ Quelltext für Universitäten
\item[1977]
Berkeley Software Distribution (BSD)
\item[1983]
GNU-Projekt
\item[1987]
Minix
\item[1991]
Linux
\item[1993]
FreeBSD, NetBSD
\item[1994]
OpenBSD
\item[2000]
Darwin (Mac OS X, BSD-basiert)
\item[2008]
Android (Linux-basiert)
\end{description}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\begin{minipage}[b]{6.5cm}
\showsection
\vspace{-\medskipamount}
\showsubsection
Unix und C: Einfachheit als Grundkonzept
% \vspace{-\bigskipamount}
\begin{itemize}
\item
Vermeiden von Ausnahmen
\item[\color{lightgray}$\bullet$]
\color{lightgray}Baukastensystem
\end{itemize}
\end{minipage}\hspace*{0.5cm}%
\begin{minipage}[b]{5cm}
\small
C: Hauptprogramm\\
= "`normale"' Funktion
\medskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
int main (int argc, char **argv)
{
printf ("Hello, world!\n");
return 0;
}
\end{lstlisting}
\vspace{-\bigskipamount}
\end{minipage}
\bigskip
\bigskip
Unix: übergeordnetes Verzeichnis = "`normales"' Verzeichnis
\medskip
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/foo> ¡ls -la¿
insgesamt 24
drwxr-xr-x 2 peter peter 4096 Okt 6 13:30 .
drwxr-xr-x 172 peter peter 20480 Okt 6 13:30 ..
cassini/home/peter/foo> ¡cd ..¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\begin{minipage}[b]{6.5cm}
\showsection
\vspace{-\medskipamount}
\showsubsection
Unix und C: Einfachheit als Grundkonzept
% \vspace{-\bigskipamount}
\begin{itemize}
\item
Vermeiden von Ausnahmen
\item
Baukastensystem
\end{itemize}
\end{minipage}%
\begin{minipage}[b]{5.5cm}
\small
C: Bibliotheken
\smallskip
z.\,B.: \lstinline{printf()} = "`normale"' Funktion\\
aus eine Bibliothek (\file{libc})
\end{minipage}
\bigskip
\bigskip
Unix: Programme arbeiten zusammen
\medskip
\begingroup\small
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/bo> ¡find . -name "*klausur*.tex" \
| xargs grep -l "PBM-Datei"¿
./2014ws/ainf/20150130.0/ainf-klausur-20150130.tex
./2016ws/hp/20170920.0/klausur.tex
./2016ws/hp/20170206.0/klausur.tex
./2011ws/rarch/20120322.0/rarch-klausur-20120322.tex
./2012ws/klausuren-gerwinski/rarch-klausur-20120322.tex
./2013ws/ainf/20140918.0/ainf-klausur-20140918.tex
./2017ws/hp/20180213.k1/klausur.tex
./2017ws/hp/20180205/klausur.tex
./2015ws/ainf/20160913/ainf-klausur-20160913.tex
\end{lstlisting}
\endgroup
\end{frame}
\subsection{Die Kommandozeile: Grundlagen}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Programm aufrufen: Namen eingeben, z.\,B.: \lstinline[style=cmd]{ls}
\item
Optionen: \lstinline[style=cmd]{ls -l}
\item
Lange Optionen (GNU-Konvention): \lstinline[style=cmd]{ls --help}
\medskip
\item
Text schreiben: \lstinline[style=cmd]{echo "Hello, world!"}
\item
(String-)Variable setzen: \lstinline[style=cmd]{FOO=bar}
\item
Variable abrufen: \lstinline[style=cmd]{echo $FOO}
\end{itemize}
% \pause
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/bo> ¡FOO=ls¿
cassini/home/peter/bo> ¡echo $FOO¿
ls
cassini/home/peter/bo> ¡$FOO¿
2011ws 2012ws 2013ws doc misc projekte
2012ss 2013ss briefe material orga
cassini/home/peter/bo>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Befehl zurückholen: Pfeiltasten $\uparrow$, $\downarrow$
\item
Befehl bearbeiten: Pfeiltasten $\leftarrow$, $\rightarrow$ usw.
\item
Befehl vervollständigen: TAB
\item
Befehl rückwärts suchen: Ctrl+R
\item
Bildschirm löschen: Ctrl+L
\item
Befehl abbrechen: Ctrl+C
\bigskip
% \pause
\item
Hilfe-Option: \lstinline[style=cmd]{ls --help}
\item
Unix-Handbuch -- \emph{manual\/}: \lstinline[style=cmd]{man ls}\\
(Beenden mit \lstinline[style=cmd]{q})
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Verzeichnisse für Programme: \lstinline[style=cmd]{echo $PATH}
\item
Programm in explizitem Verzeichnis aufrufen: \lstinline[style=cmd]{/bin/ls -l}
\item
Programm im aktuellen Verzeichnis aufrufen: \lstinline[style=cmd]{./hello}
\bigskip
\addtolength{\leftskip}{1cm}
\item[MS-DOS:]
Ausführbare Programme werden gefunden,\\
wenn sie im \lstinline[style=terminal]{PATH} stehen\\
\emph{oder\/} sich im aktuellen Verzeichnis befinden.
\smallskip
\item[Unix:]
Ausführbare Programme werden gefunden,\\
wenn sie im \lstinline[style=terminal]{PATH} stehen.
\smallskip
\textarrow\ Vermeiden von Ausnahmen
% \pause
\smallskip
Das aktuelle Verzeichnis (\lstinline[style=terminal]{.})
\emph{kann\/} im \lstinline[style=terminal]{PATH} stehen,\\
muß dies aber nicht\only<2>{ --\\
und sollte es aus Sicherheitsgründen auch nicht}.
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Dateisysteme}
\begin{frame}
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Dateien listen: \lstinline[style=cmd]{ls}\\
langes Listenformat: \lstinline[style=cmd]{ls -l}\\
rückwärts nach Zeit sortiert: \lstinline[style=cmd]{ls -lrt}
\item
Datei ausgeben: \lstinline[style=cmd]{cat hello.c}
\item
Datei anzeigen: \lstinline[style=cmd]{less hello.c}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Arbeitsverzeichnis anzeigen: \lstinline[style=cmd]{pwd}\\
\item
Arbeitsverzeichnis wechseln: \lstinline[style=cmd]{cd script}\\
(\emph{kein\/} Programm, sondern Shell-Befehl)
\item
übergeordnetes Verzeichnis: \lstinline[style=cmd]{cd ..}
\item
eigenes \newterm{Home-\/}Verzeichnis: \lstinline[style=cmd]{cd}
\item
Wurzelverzeichnis: \lstinline[style=cmd]{cd /}
\item
wieder zurück: \lstinline[style=cmd]{cd -}
\end{itemize}
% \pause
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/bo/2013ss/net/script> ¡cd /usr/bin¿
cassini/usr/bin> ¡cd ../lib¿
cassini/usr/lib> ¡cd¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Dateien kopieren (\emph{copy\/}): \lstinline[style=cmd]{cp}
\item
Dateien verschieben/umbenennen (\emph{move\/}): \lstinline[style=cmd]{mv}
\item
Dateien löschen (\emph{remove\/}): \lstinline[style=cmd]{rm}
\end{itemize}
\begin{lstlisting}[style=terminal,xleftmargin=-3pt]
cassini/home/peter> ¡cp -p foo/test.txt¿
cp: missing destination file operand after `foo/test.txt'
Try `cp --help' for more information.
cassini/home/peter> ¡cp -p foo/test.txt .¿
cassini/home/peter> ¡mv test.txt bla.txt¿
cassini/home/peter> ¡cat bla.txt¿
Dies ist ein Test.
cassini/home/peter> ¡rm bla.txt¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\medskip
Aktuelles Verzeichnis: \lstinline[style=cmd]{.}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Datenträger in Verzeichnis \newterm{einhängen\/}: \lstinline[style=cmd]{mount}
\end{itemize}
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter> ¡ls /media/usb1/¿
cassini/home/peter> ¡mount /media/usb1¿
cassini/home/peter> ¡ls /media/usb1/¿
es-20181018.pdf hello.c hexapode KIS-Bericht.pdf
cassini/home/peter> ¡umount /media/usb1¿
cassini/home/peter> ¡ls /media/usb1/¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
\newterm{Zugriffsrechte}
\end{itemize}
\begingroup
% \small
\begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=6,xleftmargin=-3pt]
cassini/home/peter/bo/2013ws/ainf/20131031.0> ¡ls -l¿
...
-rw-r--r-- 1 peter peter 1539 Nov 29 2012 orbit-x1.c
\end{lstlisting}
\endgroup
\begin{onlyenv}<2>
\begin{picture}(0,1)
\color{red}
\put(0.3,0){\tikz{\draw[-latex,red](0,0)--(0,1);
\draw[-latex,red](0,0)--(2.5,1);}}
\put(0,-0.1){\makebox(0,0)[tl]{Benutzer (u -- \emph{user\/}) darf lesen und schreiben}}
\end{picture}
\end{onlyenv}
\begin{onlyenv}<3>
\begin{picture}(0,1)
\color{red}
\put(0.84,0){\tikz{\draw[-latex,red](0,0)--(0,1);
\draw[-latex,red](0,0)--(3.2,1);}}
\put(0,-0.1){\makebox(0,0)[tl]{Gruppe (g -- \emph{group\/}) darf lesen}}
\end{picture}
\end{onlyenv}
\begin{onlyenv}<4>
\begin{picture}(0,1)
\color{red}
\put(1.47,0){\tikz{\draw[-latex,red](0,0)--(0,1);}}
\put(0,-0.1){\makebox(0,0)[tl]{alle anderen (o -- \emph{other\/}) dürfen lesen}}
\end{picture}
\end{onlyenv}
\medskip
\pause[5]
\begin{itemize}
\item
Zugriffsrechte ändern:\\
\lstinline[style=cmd]{chmod o-r orbit-1x.c} -- Lesezugriff entziehen\\
\lstinline[style=cmd]{chmod g+w orbit-1x.c} -- Schreibzugriff gewähren\\
\lstinline[style=cmd]{chmod 640 orbit-1x.c} -- auf \lstinline[style=terminal]{-rw-r-----} setzen
\end{itemize}
\pause
\begin{picture}(0,0)
\color{red}
\put(6.15,0.55){\makebox(0,0)[tl]{%
\small
\begin{math}%
\underbrace{\rule{0.7em}{0pt}}_{\textstyle 6}%
\underbrace{\rule{0.7em}{0pt}}_{\textstyle 4}%
\underbrace{\rule{0.7em}{0pt}}_{\textstyle 0}
\end{math}}}
\end{picture}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
\newterm{ausführbare\/} Dateien
\end{itemize}
\begingroup
\small
\begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=6,xleftmargin=-3pt]
cassini/home/peter/bo/2013ws/systech/20131008.0> ¡cat test¿
ls -l systech-20131008.*
cassini/home/peter/bo/2013ws/systech/20131008.0> ¡chmod +x test¿
cassini/home/peter/bo/2013ws/systech/20131008.0> ¡ls -l test¿
-rwxr-xr-x 1 peter peter 25 Okt 6 16:45 test
cassini/home/peter/bo/2013ws/systech/20131008.0> ¡./test¿
-rw-r--r-- 1 peter peter 4120 Okt 6 16:44 systech-20131008.aux
...
\end{lstlisting}
\endgroup
\pause
\begin{itemize}
\item
ausführbare Textdateien: \newterm{Skripte}
\pause
\smallskip
hier: ausführbare Textdatei mit Shell-Befehlen\\
(ohne spezielle Kennung): Shell-Skript
\pause
\smallskip
Kennung: 1.\ Zeile enthält \lstinline[style=terminal]{#!} und den Interpreter,\\
z.\,B.\ \lstinline[style=terminal]{#!/bin/bash}\\
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
\newterm{Symbolische Verknüpfungen -- symbolic links}
\smallskip
Verweis auf die eigentliche Datei\\
\textarrow\ Wenn man die Datei löscht, zeigt der Link ins Leere.
\smallskip
Verknüpfung anlegen: \lstinline[style=cmd]{ln -s datei link}\\
(Richtung: wie bei \lstinline[style=cmd]{cp})
\smallskip
Beispiel: \lstinline[style=cmd]{ln -s opengel-magic-double.c opengl-magic.c}
\medskip
\item
\newterm{Harte Verknüpfungen -- hard links}
\smallskip
Dieselben Daten auf dem Datenträger\\
sind unter mehreren Namen verfügbar.\\
\textarrow\ Wenn man einen löscht, sind die Daten noch da.
\end{itemize}
\end{frame}
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\shownosectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/es.git}}}
\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in Unix}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[2.1] Grundkonzepte
\item[2.2] Die Kommandozeile: Grundlagen
\item[2.3] Dateisysteme
\color{red}
\item[2.4] Ein- und Ausgabeströme
\item[2.5] Pipes
\item[2.6] Verzweigungen und Schleifen
\end{itemize}
\color{gray}
\item[\textbf{3}] \textbf{TCP/IP in der Praxis}
\vspace*{-\smallskipamount}
\item[\textbf{\dots}]
\end{itemize}
\vspace*{-1cm plus 1filll}
\underconstruction
\end{frame}
\end{document}
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