基于项目的嵌入式Linux C开发课程实施*

章晓敏 陈浩松

(宁波大红鹰学院，浙江 宁波 315175)

一、课程项目与课程各单元之间的关系

“Linux网络传输系统”是本课程的课程项目，通过项目导学，指引学生了解要开发该项目，必须掌握Linux基本命令、shell编程、Linux下文件I/O操作、进程控制、进程通信、线程、网络编程等相关知识，同时，还必须熟悉一些常用的算法，理解简单的编程思想。为了便于理解和掌握Linux C程序设计知识，将项目所需的全部知识按照循序渐进的学习规律，划分为6个不同的阶段。每一阶段辅以单元项目进行训练，将知识转化为解决问题的技能，为综合项目的完成打下坚实的基础[1-2]。

在第 1 阶段，通过项目“SSH终端及登录”，学生应掌握Linux基本命令的使用。

在第 2 阶段，通过项目“Linux下的学生成绩统计”，学生应掌握Linux编程工具的使用：vi，gcc，gdb，make，Makefile。

在第 3 阶段，通过项目“Shell程序设计”，命令行参数、环境变量设置和shell语法。

在第 4 阶段，通过项目“文件操作”，学生应掌握Linux文件系统、文件结构和文件I/O。

在第 5 阶段，通过项目“进程控制和进程通信”，学生应掌握进程的创建、进程的通信方式以及编程方式

在第 6 阶段，通过项目“基于网络的进程间通信”，学生应掌握网络命令、网络协议、基于TCP和UDP协议网络通信实现服务器端和客户端一对一的通信过程。

因此，课程结束后，水到渠成地即可开发出“Linux网络传输系统”课程项目。

二、项目主要内容

项目构思(C)：

我们经常会接触到一些网络应用程序，例如网络聊天程序等等。这里我们要开发一个类似的系统，该系统运行于网络环境中，通信双方可以互相传输数据，并可以将接收到的数据保存在文件中。

需求分析：

服务器：通过多线程/多进程(应更侧重于多线程)并发服务器方式与客户端通信，接受客户端连接后，显示客户端IP，接收客户端发来的数据并显示在屏幕上，然后将该数据反转后发给客户端。如果客户端发来bye，给客户端返回信息后断开与客户端的连接。

客户端：与服务器建立连接后，从键盘获得数据并发给服务器，然后接收服务器发力爱的信息并显示到屏幕上。如果键盘输入bye，则断开与服务器的连接。将建立连接、发送数据、接收数据、断开连接过程的时间及相关信息写入日志文件，日志文件名在连接成功后根据系统时间命名。

客户端与客户端通信：两个客户端都与服务器建立连接，他们通过服务器互相传输数据，即一个客户端将数据先传输给服务器，服务器再将数据转发给另一个客户端。

项目名称：Linux网络传输系统

项目设计(D)：

(一)程序结构设计

在数据传输过程中为保证数据传输的可靠性，采用TCP套接字，绘制TCP套接字传输流程。

由于服务器可能要处理多个用户的请求，采用多进程或多线程方式处理客户端问题。

(二)程序数据设计

服务器端：

根据套接字编程过程，需要定义以下数据：监听套接字描述符、后者为连接套接字描述符、服务器端地址结构、客户端地址结构。

多进程编程，需要定义以下数据：进程ID。

与客户端进行数据传输，需要定义以下数据：接收缓冲区、发送缓冲区、客户端名字。

客户端：

根据套接字编程过程，需要定义以下数据：套接字描述符、服务器端地址结构。

与服务器进行数据传输，需要定义以下数据：发送缓冲区、接收缓冲区、用户缓冲区。

保存日志文件，需要定义以下数据：写入文件缓冲区、当前时间、文件描述符、当前时间的结构体。

(三)根据系统总体架构图，设计程序基本流程

服务器端流程

客户端流程

(四)将总体架构图中的各个功能模块分别进行设计，画出 N-S 图

项目构思和项目设计一起，形成一个简单易懂的项目开发说明文档。

项目实施(I)：

根据项目设计部分得出的 N-S 图，利用已掌握的 Linux C 语言知识及编程思想，完成各个功能模块的函数编码。

项目运行(O)：

服务器端运行命令：

./server

客户端运行命令：

./client 127.0.0.1

测试客户端运行结果、服务器端运行结果和客户端日志文件。

三、项目成果物描述

根据课堂讲解和项目开发说明文档，实现基于TCP或UDP和文件的“Linux网络传输系统”，提交系统的全部代码，要求系统要通过测试运行，并提供较清晰的注释。