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目的

I/O 重定向使得程序可以自由地指定数据的流向，不一定从键盘读取数据或输出结果到屏幕上。

管道使得一条命令的输出可以作为另一条命令的输入，多条命令可以配合完成一项任务。

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$ pwd
$ ls > y
$ ls | sort | uniq | wc
$ cat < y | sort | uniq | wc > y1
$ cat y1
$ rm y1
$ rm y

我们需要实现 $< > |$的基本功能。

实验原理

所有的系统调用都通过文件描述符对文件进行 I/O 操作，每个进程都维护自己的一组文件描述符。

程序的使用三个标准的文件描述符 0、1、2，分别对应着标准输入、标准输出和标准错误。shell 会一直保持这三个描述符是打开的。

程序从标准输入读取数据，输出到标准输出。shell 默认从键盘读取数据，然后运行，输出到屏幕上。

因此我们要进行重定向 I/O 和管道操作，就需要操作文件描述符。

代码思路

我们得到输入的指令，首先处理 cd 的指令，执行了以后。

fork 一个子进程运行用户输入的命令。子进程首先检查命令中是否包含 <，>或| 符号，以确定命令的类型，然后用做相应的处理。

程序将指令分为三类，即直接执行的指令 execcmd，包含 < > 的重定向指令 redircmd，以及 | 的管道指令 pipecmd。

在运行指令的时候，当我们遇到类型为 execcmd的时候，直接执行，如下所示。

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execvp(ecmd->argv[0], ecmd->argv)

如果是 redircmd 和 pipecmd 那么需要操作文件描述符，更改输入和输出。

实验过程

指令的解析——bonus

我们需要提供一定的容错性，也就是说当用户输入的时候，前后多加了空格，这种也需要识别出来。

原来直接处理的 cd 指令，是根据字符的位置进行解析，当 cd 命令前面有空格的时候，就错误了，因此我们需要针对 cd重新解析一遍。

首先如果指令中存在 cd 字符，去除所有的空格，拿到指令再处理。

加入了新的操作，如果直接 cd ，或者 **cd~**，那么就回到 home 目录。

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if (strstr(buf, "cd"))
        {
            parse(buf, arg); //parse arguments

            if (arg[1] == NULL || strcmp("~", arg[1]) == 0)
            {
                chdir(getenv("HOME")); //cd home if no argument
            }
            else if (arg[1] != NULL)
            {
                if (chdir(arg[1]) != 0) //cd dir
                {
                    fprintf(stderr, "cannot cd %s\n", arg[1]);
                }
            }
            continue;
        }

I/O 重定向 < >

分析

输入重定向 <

程序从标准输入读取数据，如果将文件描述符 0 定位到一个文件上，那么此文件就成了标准输入的源。实现上述功能要用到 dup2 函数：

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int dup2(int oldfd, int newfd);

输出重定向 >
输出重定向同理，如果将文件描述符 1 定位到一个文件上，那么此文件就成了标准输出。

我们解析的指令中已经封装了需要定位的文件 file 和 mode ，以及文件描述符 fd，下一个指令 cmd 。指令首先匹配 < 。

输入和输出的操作过程除了文件描述符不一样以外，其余的一模一样，因此直接操作封装好的变量。如下所示。

结果

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case '>':
case '<':
    rcmd = (struct redircmd *)cmd;
    fd = open(rcmd->file, rcmd->mode);// 打开文件，描述符fd对应文件
    if (fd < 0)
    {
        perror("error opening file or files does not exist\n");
        _exit(-1);
    }
    dup2(fd, rcmd->fd);// 将fd复制到0或1，此时0或1和fd都指向文件
    close(fd);// 关闭fd，此时只有0或1指向文件

    runcmd(rcmd->cmd);

管道

分析

管道（pipe）是进程间通信的重要手段之一。调用 pipe 函数创建一个管道，并将其两端连接到两个文件描述符，其中 p[0]为读数据端的文件描述符，p[1]为写数据端的文件描述符：

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int pipe(int p[2])

当进程创建一个管道之后，该进程就有了连向管道两端的连接（即为两个文件描述符）。当该进程 fork 一个子进程时，子进程也继承了这两个连向管道的连接，如下面左图所示。父进程和子进程都可以将数据写到管道的写数据端口，并从读数据端口将数据读出。两个进程都可以读写管道，但当一个进程读，另一个进程写时，管道的使用效率是最高的，因此，每个进程最好关闭管道的一端，如下面右图所示。

Shell 要实现管道功能，需将前一条命令的输出作为后一条命令的输入。那么以上面右图为基础，还需将前一进程的标准输出重定向到管道的写数据端，将后一进程的标准输入重定向到管道的读数据端，如下图所示：

我们将运行整条命令的子进程称为进程 A，本文 shell 的实现中，进程 A 并不执行命令，而是再 fork 两个进程，称之为进程 left 和 right，分别执行两条命令。两个进程都从进程 A 继承了管道两端的连接，可通过该管道通信。进程 A 不再需要管道连接，于是关闭两个文件描述符，然后等待进程 left 和 right 执行完毕。

结果

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// 创建管道
        if (pipe(p) == -1)
        {
            perror("pipe");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        //创建left进程
        if (fork1() == 0)
        {
            // 关闭管道的读数据端
            if (close(p[0]) == -1)
            {
                perror("close");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }

            if (p[1] != STDOUT_FILENO)
            { // 防御性编程
                // 将标准输出重定向到管道的写数据端
                if (dup2(p[1], STDOUT_FILENO) == -1)
                {
                    perror("dup2");
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
            }
            runcmd(pcmd->left);
        }

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//创建right进程
if (fork1() == 0)
{
    // 关闭管道的写数据端
    if (close(p[1]) == -1)
    {
        perror("close");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (p[0] != STDIN_FILENO)
    { // 防御性编程
        // 将标准输出重定向到管道的读数据端
        if (dup2(p[0], STDIN_FILENO) == -1)
        {
            perror("dup2");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    runcmd(pcmd->right);
}

实验感悟

对于重定向和管道的操作，都是对于文件描述的操作。

野外生存和高原反应

野外生存，高原反应的定义

• 什么叫野外生存？
  人在非生活环境下，最大限度的维持生存。非为主动和被动：（探险活动促进发展，战争的促进，自然灾害，科学考察促进野外生存的发展）

• 意义？
  磨砺意志，人生最好的课堂，生存训练和自我拓展，发掘潜能，提高环境意识。

• 主动野外——带刀子很有用；饮用水；火

生存技巧——搭建营地

• 选择营地最首先的就是要考虑安全。并且提前准备搭建营地。

• 六大要素：近水，背风，避险，日照，放兽，平整

注意事项：

生存技巧——水源

寻找水源

• 根据地形寻找水源：水往低处流，山谷山脚，植物茂密的地方
• 利用动物：动物多的地方
• 根据植物，生长茂密的地方
• 通过声音来找水
• 根据地面情况来找水

制造收集水

• 收集降水
• 利用冰雪化水
• 收集地表蒸发水：
  挖坑，在坑底放容器，上面是薄膜
• 植物蒸腾水
• 植物的汁液

净化水的方法

• 煮沸法
• 沉淀法
• 过滤法：
  纱布，小卵石，纱布，石英砂，纱布，活性炭，纱布，膨松棉
• 吸附法
• 药物法

生存技巧——采捕食物

• 两种方法：采集野生食物，猎捕野生动物

• 野生植物：（野果，野菜，藻类，地衣，蘑菇）
  野果：山葡萄，野栗子，椰子，木瓜是应急的上好食物。
  野菜：鱼腥草；有毒印度毒莓。现有 38000 已知蘑菇种类，其中 5%有毒。

• 猎捕野生动物：（补充蛋白质）
  可食用的环节动物：蚯蚓，沙蚕
  贝类：河蚌，蛤蜊
  甲壳类：水蚤，虾类
  昆虫类：金龟子，蟋蟀，蚂蚁，蝉，蟑螂，蝗虫子，蚱蜢，蜘蛛，螳螂
  鱼类，可使用的爬行类

生存技巧——野外定向方法

• 迷路与迷向：分不清东南西北；不知走哪条路——回到原出发地是最可靠的方法

• 自救：观察地形，记住突出的目标

徒手定位法：

• 太阳：找一个棍子

• 星星：北极星，北斗星

生存技巧——野外生火方法

人工取火的方法

• 敲击法：钻木取火
• 聚焦法：凸透镜的聚焦
• 锯木取火法
• 钻木取火
• 镁棒取火法（有准备）

生存技巧——求救方法

求救信号：

• 火光信号
• 烟雾信号：海上很重要，
• 图形信号：SOS；
• 呼救：SOS——三短三长三短
• 灯光信号

生存技巧——经验分享

认真选择食物；自制吊床；不断做路标，确定前进方向；沿着小溪走；保存火种，用来煮食物、取暖、照明、驱兽

成功的四大要素——保护措施，救援，水和食物

大部分热量通过地面流失的

用篝火中的木炭做一个滤水器，塞入草，自己衣服的布，可以直接从河里面喝水

千万不要喝海水，可以挖一个坑，对海水进行蒸发

可以喝新鲜的大象的粪便

骆驼的瘤胃里面有水，消化食物的胃里面也有水

可以将铁丝在头发上进行摩擦，把他进行磁化，然后在水面放上一片叶子，将小铁丝放在上面，然后铁丝指向北极

动物的心脏是最棒的求生食物之一

牦牛的肝脏可以生吃

高原反应中的策略

• 概念：人体急进暴露于低压低氧环境后产生的各种病理性反应，由平原快速进入海拔 3000 名义上高原（青海，莫高窟）（拉萨 4、5000 米），或者由高原进入海拔更高地区，在数小时或者 1~3 天内发病

主要症状：

• 头痛头晕；胸闷，呼吸急促，咳嗽；食欲下降，呕吐；体虚乏力，平衡感下降；焦虑烦躁，失眠，睡眠质量下降；高山肺水肿；高山脑水肿

求生方法：

• 轻微症状，停止继续上攀，可以下降
• 严重的情况唯一方法也许就是下降，如果下降 1000 米，情况会好转
• 发现不良反应，在初期预防性口服药物

气象灾害（台风）事故救灾

威胁人类生存的 10 大类自然灾害：台风，破坏力大

气象灾害（台风）基础知识

什么是台风：

中心附近最大平均【风力 12 级】及以上，即风速超过 32.6 米/秒的【强热带气旋】

怎么形成的？

• 发源于【热带海面】赤道附近，温度高，形成了一个低气压中心
• 随气压变化和地球自转，逆时针旋转的空气漩涡，这就是热带气旋
• 只要气温不降，热带气旋越来越大，最后形成了台风

组成

台风在水平方向上一般可分为台风外围、台风本体和台风中心三部分。

台风外围是螺旋云带；台风本体是涡旋区，也叫云墙区；台风中心到台风眼区。

特点

• 季节性。发生在夏秋之间，最早发生在五月初，最迟发生在十一月
• 中心登录地点难准确预报。台风的风向时有变化，常出人预料
• 旋转性。风向一般先北后南。
• 常伴有大暴雨、大海潮、大海啸
• 强台风发生时，人力不可抗拒，易造成人员伤亡.破坏力强，危害性大

台风的分级

• 热带低压：6-7
• 热带风暴：8-9
• 强热带风暴：10-11
• 台风 12-13
• 强台风 14-15
• 超强台风 16 级或以上

台风警报

• 蓝色预警信号：在 24 小时内，可能或者将要受到热带气旋影响，平均风力 6 级以上，或者阵风 8 级以上并可能持续（户外活动取消）
• 黄色预警：平均风力 8 级以上，或者阵风 10 级以上（须保护老人小孩）
• 橙色预警：平均风力 10 级以上，或者阵风 12 级以上（须躲避）
• 红色预警：平均风力 12 级以上，或者阵风 14 级以上（须转移）

处置程序与措施

救援前准备

• 了解现场的道路交通情况
• 红色的救援衣

设置警戒；救援排险

台风来临前

• 关心台风信息
• 不旅游或者到海滩上
• 清理阳台、晾衣杆等
• 准备食品，饮用水，药品，日用品
• 加固一道设置

来临后

• 驾车保持低速慢行，看路
• 穿雨衣，不要打伞
• 远离高大树木，棚子，架子，架空电线
• 立即弃车而逃

台风的好处

带来降水，缓解旱情；降温消暑

社会维特和运行的机制？

• 仲裁机制：谁说了算

中等症状的出血休克

第三个死亡高峰：医院

现场救护原则

优先原则：分拣——红色，黄色，绿色，黑色
判断意识心跳呼吸

保持气道通畅的重要性；迅速止血、止痛；先包扎头部，胸部，骨头；先固定颈部，再固定肢体；如果昏迷，不要随意仰卧；
如果昏迷或者恶心呕吐的时候不要随意给液体；检查轻柔；动作迅速，安抚伤员；尽可能佩戴个人保护用品，比如手套塑料布，毛巾

• 通气困难与气道问题混淆
• 胸腔问题，靠视觉、触觉、叩、听
• 复苏不忘保暖
• 反复评估

基本技术

• 现场心脏复苏
• 通气
• 止血
• 包扎

止血

压迫止血法——
加压——动脉，仅能减少出血量，不大可能完全止血
填充止血
绷带止血——损伤最大，容易致残，注意位置，注重时间；上臂在中上 1/3 处，以免神经坏死；前臂和小腿一般不适用止血带；绝对不能用飞弹行的绳索

包扎

绷带，三角巾

Scrum

Scrum 框架

Scrum 过程

发布计划（owner->product backlog，做出 release burn-up,->Sprint backlog,做出 sprint burn-down）

Scrum 角色

product owner：产品的愿景；产品路线；创建带有优先级的产品功能列表（product backlog）；持续演化 product backlog；负责决定发布计划；沟通并且验收产品的功能。

scrum master：发现、记录并移除障碍促进内外沟通；保护团队；指导团队；不是团队经理或者项目经理。

team:交付用户故事；跨职能；自组织，决定能够完成交付；帮助 owner 完成持续演化；估算任务，更新 sprint backlog。

Scrum 主要制品

product backlog：优先级的功能清单；包含描述、优先级和规模估算；承载用户故事；高优先级的故事变成规模合适的故事；低优先级的（Epic 史诗）可以较大的粒度。

deep——（Detailed Appropriately 适度细节）（Estimated 估算的）（Emergent 涌现的）（Prioritized 排序的）

sprint backlog：在 sprint 中要实现的 功能，每天会被更新，以小时为单位。

release burn-up：横轴是 sprint，纵轴是完成功能的规模。掌握团队是领先还是落后进度。

sprint burn-down：横轴是天，纵轴是剩余小时。掌握团队在本 sprint 是领先还是落后。

Scrum 的三大支柱

透明，调查，检查

用户故事

• 用户故事模板
  正面：（作为。。‘角色’，我需要。。‘功能’，以便。。‘用户价值’；下面还有规模和优先级）
  背面：验收条件；约束

• 用户故事分类（使用计划扑克）
  1、2、3、5、8、13、20、40

• 用户故事的 INVEST 原则
  

• 用户故事的 3C 特征
  card：使用卡片描述用户故事，一个 token，用于备忘和计划

  conversation：实质—变文档为交流

  confirmation：确认完成，Definition of Done，SMART 验收条件。
  （DOD 定义：在宣布工作潜在可发布之前，要求团队成功完成的各项工作检查，从设计到代码，到测试，到接收，到已经上线）

• 排序
  高风险高价值；低风险高价值；低风险低价值

发布计划（想法）==》（product backlog）

产品愿景

-   《《《电梯陈述》》》：for（用户）；who（需求和机会的陈述）；the（产品）is a（类型）；the（关键benefits-购买的原因）；unlike（主要替代品或者竞争对手产品）；our product（主要区别陈述）。
-   精益画布：成本分析；有收入，盈利模式；有独特的卖点；用户体验很重要。
-   用户旅程地图：进行用户体验

故事

用户故事工作坊；用户故事地图

计划

确定MVP（最小可行产品）

冲刺计划 （product backlog）==》（sprint backlog）

团队速度：团队每个迭代能够交付的故事点数
团队产能：能够用以开发的小时数
《《《时间，任务单位小时，任务大小 4-16 小时》》》

• 输出：团队任务板（Sprint Backlog）和初始燃尽图

冲刺执行

• 每日站会：每天同一地点，同一时间，15 分钟；每人回答 3 个问题，我完成了什么，准备做什么，遇到什么阻碍；po 可选择；其他人可以出席，但是不能发言——（同步状态，协调工作，每日承诺，报告障碍）

• 每日站会：回顾，规划，推进

• 输出：潜在可交付产品增量

冲刺回顾

• 敏捷方法以迭代的方式完成工作
• Sprint（冲刺）是 Scrum 的迭代，保持 Scrum 的基本节奏
• 完成产品增量的交付；1-4 周的 Time-Box；每个发布的时间盒保持固定

冲刺评审会议

目标：持续改进产品；对产品本身

验收用户故事

冲刺反思会议

目标：持续改进工作方法；对产品构建过程的检查和调整

投票选择高优先级改进项

会议原则：专注于行动

Scrum 为何有效果

基本实践：Sprint 冲刺/用户故事/master/owner/发布计划‘迭代计划/每日站会/跨功能团队/release burnup/sprint burndown/迭代反思和评审/带优先级的 product backlog/电梯陈述/用户故事工作坊/

看板方法

是一种增量的、演进的改变技术开发和组织运作的方法。通过限制 WIP(work in progress:也就是在每一个环节限制工作数量)的数量，形成了一个以拉动系统为核心的机制，暴露系统中的问题，激发协作来改善系统。

看板的四个原则：1）从既有流程开始；2）持续增量、渐进的变化；3）尊重当前的流程、角色、职责和头衔；4）鼓励在各个层级上发挥领导行为

看板六大实践：1）可视化工作流；2）限制在制品数量；3）管理流动；4）让规则明确；5）落实反馈循环；6）协作改善和实验改进

软件过程概述

• 敏捷和精益方法
• 软件过程：是指软件整个生命周期，从需求获取，需求分析，设计，实现，测试，发布和维护的过程模型。
• 项目管理四要素：三角形（工作“功能”，成本“人力资源”，时间“进度”，中间质量）
• 成功的项目管理（软件过程）：在给定的时间内，利用给定的资源，交付高质量的工作（功能）。——PMP 定义
• 失败原因，过程管理的问题
• 新形势下，业务对软件开发的要求：更快的推向市场；卓越的用户体验；可预测性；降低成本

敏捷 vs 瀑布

瀑布模型

• 瀑布核心思想：按工序将问题化简，将功能的实现与设计分开，便于分工协作，即采用结构化的分析与设计方法将逻辑实现与物理实现分开。
• 瀑布的缺点:依靠文档进行传递，信息的缺失和丢失；无法预估的进度；造成团队间的对立和博弈；延迟了反馈，后期成本变高

敏捷和精益方法

什么是敏捷？

敏捷是用于描述一组方法的统称；一种思想，一组开发框架，一组价值观和原则（敏捷宣言：个体和互动，工作的软件，客户合作，响应变化）

• 敏捷和精益方法今早交付价值和暴露风险
• 价值：快速响应变化；生产力的提高；增加透明；更高的士气；更好的预测；更快的推向市场

所有的敏捷方法都遵循迭代和增量

增量开发，就是一块接一块地构建一个系统。一部分功能被开发出来，然后另一部分功能被开发出来，集成进前一部分功能里。

迭代开发认为，系统是在不断演化中完善的，因此，一开始构建整个系统，但并不是那么完美，利用后续的反馈，来一步步改进系统。

敏捷的核心理念

探索性过程；迭代增量开发；范围可变（也就是功能可变，其他不变）;尽早交付价值和暴露风险；组织文化

敏捷宣言

敏捷实践

每日站会；带有优先级的产品待办事项列表 product backlog；短的迭代周期；反思会议；迭代计划