第一篇：中南大學(xué)單片機實驗報告..

中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微控制器技術(shù)實驗報告

微控制器技術(shù)實驗報告

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目錄

一、實驗?zāi)康募耙?.....................................................................3

二、基本實驗內(nèi)容..........................................................................4

三、實驗設(shè)備.................................................................................6

四、實驗設(shè)計思想與結(jié)果分析......................................................9 實驗一 清零程序與拆字程序設(shè)計............................................10 實驗二 拼字程序與數(shù)據(jù)傳送程序設(shè)計.....................................13 實驗三 排序程序與散轉(zhuǎn)程序設(shè)計............................................16 實驗四

數(shù)字量輸入輸出實驗....................................................18 實驗五 定時器/計數(shù)器實驗.........................................................21 實驗六

Ａ/Ｄ、Ｄ/Ａ轉(zhuǎn)換實驗.................................................24 實驗七

串行通訊實驗................................................................29

五、實驗總結(jié)...............................................................................34

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一、實驗?zāi)康募耙?/p>

1.熟練掌握Keil C51集成開發(fā)工具的操作及調(diào)試程序的方法，包

括：仿真調(diào)試與脫機運行間的切換方法；

2.熟練使用SST89C554RC單片機核心板及I/O擴展實驗系統(tǒng)；

3.熟練掌握在Keil C51與Proteus仿真軟件虛擬聯(lián)機環(huán)境下，基于51單片機控制器數(shù)字接口電路的硬件、軟件設(shè)計與功能調(diào)試；

4.完成MCS51單片機指令系統(tǒng)軟件編程設(shè)計和硬件接口功能設(shè)計題；

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二、基本實驗內(nèi)容

實驗一 清零程序與拆字程序設(shè)計

根據(jù)實驗指導(dǎo)書之“第二章 單片機原理實驗”（P17~P23頁）內(nèi)容，熟悉實驗環(huán)境及方法，完成思考題1、2（P23）基礎(chǔ)實驗項目。

實驗二 拼字程序與數(shù)據(jù)傳送程序設(shè)計

匯編語言完成實驗指導(dǎo)書P24思考題3、4題的基礎(chǔ)實驗項目。

實驗三 排序程序與散轉(zhuǎn)程序設(shè)計

匯編語言完成實驗指導(dǎo)書P24思考題5、6題的基礎(chǔ)實驗項目。

實驗四 數(shù)字量輸入輸出實驗

基本部分：閱讀、驗證C語言程序功能。使用匯編語言編程，完成實驗指導(dǎo)書之“3.1 數(shù)字量輸入輸出實驗”基本實驗項目（P36）。

提高部分：（任選一題）

題目一：LED交通燈控制（使用8255接口芯片）

要求：使用匯編語言編程，功能為：通過開關(guān)實現(xiàn)LED燈工作方式即時控制，完成LED交通燈的開關(guān)控制顯示功能和LED交通燈自動循環(huán)顯示功能。

題目二：LED燈控制（使用8255接口芯片）

要求：使用匯編語言編程，功能為：通過KK1實現(xiàn)LED燈工作方式即時控制，完成LED開關(guān)控制顯示和LED燈左循環(huán)、右循環(huán)、間隔閃爍功能。

題目三：鍵盤掃描與數(shù)碼管顯示設(shè)計

要求：閱讀、驗證P69上的C語言參考程序功能。用匯編語言完成編程與功能調(diào)試。

實驗五 定時器/計數(shù)器實驗

基本部分：閱讀、驗證C語言程序功能。使用匯編語言編程，完成實驗指導(dǎo)書之“3.3 定時/計數(shù)器實驗”基本實驗項目（P40）。

提高部分：（任選一題完成）

題目一：定時器控制LED燈

要求：由單片機內(nèi)部定時器1，按方式1工作，即作為16位定時器使用每0.05秒鐘T1溢出中斷一次。P1口的P1.0-P1.7分別接八個發(fā)光二極管。編寫程序模擬時序控制裝置。開機后第一秒鐘L1，L3亮，第二秒鐘L2，L4亮，第三秒鐘L5，L7亮，第四秒鐘L6，L8亮，第五秒鐘L1，L3，L5，L7亮，第六秒鐘L2，L4，L6，L8亮，第七秒鐘八個LED燈全亮，第八秒鐘全滅，以后又從頭開始，L1，L3亮，然后L2，L4亮??一直循環(huán)下去。

題目二：計數(shù)器實驗

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要求：單片機內(nèi)部定時計數(shù)器，按計數(shù)器模式和方式1工作，對P3.4(T0)引腳進行計數(shù)。使用T1作定時器，50ms中斷一次，看T0內(nèi)每0.50來了多少脈沖，將其數(shù)值按二進制在LED燈上顯示出來，5秒后再次測試。

題目三：急救車與交通燈（外部中斷實驗）

要求：完成交通燈基本功能基礎(chǔ)上，當(dāng)有急救車到達(dá)時，兩向交通信號為全紅，以便讓急救車通過。假定急救車通過路口時間為10秒，急救車通過后，交通燈恢復(fù)中斷前狀態(tài)。本實驗題以按鍵為中斷申請，表示有急救車通過。

實驗六 Ａ/Ｄ、Ｄ/Ａ轉(zhuǎn)換實驗

基本部分：閱讀、驗證C語言程序功能。使用匯編語言編程，完成實驗指導(dǎo)書之“4.3 A/D轉(zhuǎn)換實驗”項目（P64）和“4.4 D/A轉(zhuǎn)換實驗”項目（P67）。

提高部分：（要求：Proteus環(huán)境下完成）

小鍵盤給定（并顯示工作狀態(tài)），選擇信號源輸出波形類型（D/A轉(zhuǎn)換方式），經(jīng)過A/D采樣后，將采樣數(shù)據(jù)用LED燈，顯示當(dāng)前模擬信號值大小及變化狀態(tài)。

實驗七 串行通訊實驗

基本部分：閱讀、調(diào)試C語言程序功能。使用匯編語言編程，完成實驗指導(dǎo)書之“3.7 串口通訊實驗”項目。（要求：實驗儀器上完成）

提高部分：（要求：Proteus環(huán)境下完成）

題目一：利用單片機實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)與PC機通訊。功能要求：將從實驗系統(tǒng)鍵盤上鍵入的數(shù)字，字母顯示到PC機顯示器上，將PC機鍵盤輸入的字符（0-F）顯示到單片機實驗系統(tǒng)的數(shù)碼管上。

題目二：進行實驗

六、實驗七實驗內(nèi)容綜合。

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三、實驗設(shè)備

軟件設(shè)備：KEIL uv2，PROTEUS7.4 硬件設(shè)備：PC機，TD-51系統(tǒng)板（包括SST89E554RC單片機一片、串行通信線、接口等）

1、TD-51系統(tǒng)板 1 系統(tǒng)構(gòu)成 ○TD-51 系統(tǒng)板為開放的最小單片機系統(tǒng)，采用具有在系統(tǒng)可編程和在應(yīng)用可編程技術(shù)的增強型51 單片機，單片機內(nèi)置仿真程序，可以實現(xiàn)調(diào)試、仿真功能，配合TD 系列微機接口教學(xué) 實驗平臺可開展單片機原理及應(yīng)用的實驗教學(xué)。系統(tǒng)功能特點 ○1.取代硬件仿真器的增強型單型

系統(tǒng)采用具有在系統(tǒng)可編程（ISP）和在應(yīng)用可編程（IAP）技術(shù)的增強型51 單片機，單片機內(nèi)置仿真程序，完全取代傳統(tǒng)的硬件仿真器和編程器。這種先進的單片機將仿真系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)合二為一，大大降低了應(yīng)用開發(fā)成本，極大地提高了研發(fā)效率。把單片機的仿真開發(fā)和應(yīng)用設(shè)計提高到一個嶄新的技術(shù)領(lǐng)域。

2.先進的集成開發(fā)調(diào)試調(diào)

使用業(yè)界著名的Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境作為實驗設(shè)計、調(diào)試的工具。Keil C51 提供了強大的調(diào)試功能，可單步、斷點、全速運行程序，可觀察寄存器區(qū)、ROM 變量區(qū)、RAM 變量區(qū)等的內(nèi)容。支持匯編語言和C 語言的源語言調(diào)試。

3.靈活的組合組

采用開放的系統(tǒng)板結(jié)構(gòu)，可以靈活地配合各型號接口實驗平臺開展單片機的應(yīng)用教學(xué)。

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4.豐富的實驗內(nèi)容

提供了豐富的原理及接口應(yīng)用實驗。配合接口實驗平臺可完成數(shù)字量輸入/輸出、中斷、定時器/計數(shù)器、看門狗、低功耗、PCA、串口通訊、靜態(tài)存儲器、FLASH、A/D、D/A、鍵盤及數(shù)碼顯示、電子音響、點陣LED、LCD、步進電機、直流電機、溫度控制等實驗內(nèi)容。

2、SST89E554RC簡介

TD-51 系統(tǒng)板上提供了一片SST89E554RC，該器件是SST 公司推出的8 位微控制器FlashFlex51 家族中的一員，具有如下特征： ·u19982X8051 兼容，嵌入SuperFlash 存儲器 － 軟件完全兼容 － 開發(fā)工具兼容 － 引腳全兼容

·u24037X作電壓5V，工作時鐘0～40MHz ·1Kbyte 內(nèi)部RAM ·u20004X塊SuperFlash EEPROM，主塊32Kbyte，從塊8Kbyte，扇區(qū)為128Byte ·u26377X三個高電流驅(qū)動端口（每個16mA）·u19977X個16 位的定時器/計數(shù)器 ·u20840X雙工、增強型UART － 幀錯誤檢測 － 自動地址識別

·u20843X個中斷源，四級優(yōu)先級 ·u21487X編程看門狗定時器（WDT）·u21487X編程計數(shù)陣列（PCA）·u21452XDPTR 寄存器

·u20302XEMI 模式（可禁止ALE）·SPI 串行接口

·u26631X準(zhǔn)每周期12 個時鐘，器件提供選項可使速度倍增，達(dá)到每周期6 個時鐘

·u20302X功耗模式

－ 掉電模式，可由外部中斷喚醒 － 空閑模式

SST89E554RC 的功能框圖如圖1-2-1 所示，外部引腳如圖1-2-2 所示。SST89E554RC 的特殊功能寄存器如表1-2-1 所列。

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四、實驗設(shè)計思想與結(jié)果分析

實驗一到實驗四為軟件編程實驗，需要熟練掌握KEIL uv2編程工具的使用，通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)實驗要求。實驗四到實驗八為硬件接口實驗，需要利用TD-51系統(tǒng)板，通過KEIL uv2編寫好程序，下載到所給的SST89E554RC單片機中，按原理接好硬件接線圖，完成實驗要求。

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實驗一 清零程序與拆字程序設(shè)計

實驗調(diào)試步驟及結(jié)果分析：

(1)編寫好實驗程序后，采用ISP模式調(diào)試。

(2)運行程序，使用Keil51模擬器中的虛擬存儲器監(jiān)視內(nèi)容變化。（訪問片外存儲器，用“X：+地址”的格式）。

(3)在清零實驗中。用單步跳過的調(diào)試方式。7000H-7FFFH中內(nèi)容先被寫入0FFH；然后全部清零。

(4)在拆子程序?qū)嶒炛?，單步進入調(diào)試，先在7000H中，寫入1FH，首先送低位0FH至7001H，然后送高位1H至7002H。

程序流程圖：

清零程序流程圖 拆字程序流程圖

程序清單： 清零程序：

程序如下：

ORG 0000H LJMP MAIN

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ORG 0100H MAIN: MOV DPTR,#7000H;片內(nèi)RAM首地址

MOV A, #01H;寫入數(shù)據(jù)初值

MOV R6, #20H;循環(huán)變量

LOOP2: MOV R7, #80H LOOP1: MOVX @DPTR, A;寫數(shù)據(jù)到RAM

INC DPTR;地址加1

DJNZ R7, LOOP1

DJNZ R6, LOOP2

SJMP $

END 結(jié)果如下：

單步運行下，第一步為：

最后一步為： 8000h為0

拆字程序：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H MAIN: MOV DPTR,#7000H;MOV A,#12H;MOVX @DPTR,A;

RR A;

RR A;

RR A;

RR A;

ANL A,#0FH;高位送7001H低位

MOV DPTR,#7001H;

MOVX @DPTR,A;

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MOV DPTR,#7000H;

MOVX A,@DPTR;

ANL A,#0FH;低位送7002H低位 MOV DPTR,#7002H;

MOVX @DPTR,A;

SJMP $;設(shè)置斷點, 觀察實驗結(jié)果中的內(nèi)容

END 結(jié)果如下：

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實驗二 拼字程序與數(shù)據(jù)傳送程序設(shè)計

實驗步驟及結(jié)果分析：

（1）編寫好實驗程序后，采用ISP模式調(diào)試。

（2）拼字程序里，將兩個字節(jié)內(nèi)容分別存為12H，34H。低位相拼，結(jié)果是24H。

（3）運行程序，使用Keil51模擬器中的虛擬存儲器監(jiān)視內(nèi)容變化。（訪問片外存儲器，用“X：+地址”的格式）。

程序流程圖：

拼字程序流程圖 數(shù)據(jù)傳輸程序流程圖

程序清單：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV DPTR,#7000H;MOV A,#01H;MOVX @DPTR,A;

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ANL A,#0FH;屏蔽高位

SWAP A;MOV B,A;MOV DPTR,#7001H;送7001H MOV A,#0AH;MOVX @DPTR,A;ANL A,#0FH;ORL A,B;拼送后送7002H MOV DPTR,#7002H;MOVX @DPTR,A;SJMP $;設(shè)置斷點, 觀察實驗結(jié)果中的內(nèi)容

END 結(jié)果如下：

數(shù)據(jù)傳輸程序

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV R2,#70H;MOV R3,#00H;源地址

MOV R4,#71H;MOV R5,#00H;目的地址

MOV R6,#00H;MOV R7,#07H;傳送個數(shù)

MOV R1,#10H;MOV R0,#07H;MOV DPH,R2;MOV DPL,R3;MOV A,R1;L0: MOVX @DPTR,A;INC DPTR;DJNZ R0,L0;賦值 L2: MOV R7,#0FFH;L1: MOV DPH,R2;MOV DPL,R3;

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MOVX A,@DPTR;INC DPTR;MOV R2,DPH;MOV R3,DPL;MOV DPH,R4;MOV DPL,R5;MOVX @DPTR,A;INC DPTR;MOV R4,DPH;MOV R5,DPL;DJNZ R7,L1;DJNZ R6,L2;SJMP $ END

結(jié)果如下：

把7000h中的8個數(shù)據(jù)發(fā)給7100h中：

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實驗三 排序程序與散轉(zhuǎn)程序設(shè)計

實驗步驟及結(jié)果分析： 排序?qū)嶒灒?/p>

（1）編寫實驗程序，編譯、鏈接無誤后聯(lián)機調(diào)試；

（2）為 30H～39H 賦初值，如：在命令行中鍵入 E CHAR D:30H＝9, 11H, 5, 31H, 20H, 16H,1, 1AH, 3FH, 8 后回車，可將這 10 個數(shù)寫入 30H～39H 中；

（3）將光標(biāo)移到語句行命令，將程序運行到該行；

（4）查看存儲器窗口中 30H～39H 中的內(nèi)容，驗證程序功能；

（5）重新為 30H～39H 單元賦值，反復(fù)運行實驗程序，驗證程序的正確性。

實驗流程圖

程序清單： 散轉(zhuǎn)程序：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN ： MOV A,#01H MOV R2,A RL A ADD A,R2 MOV DPTR,#PTAB JMP @A+DPTR PTAB: LJMP PM0 LJMP PM1

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LJMP PM2 LJMP PM3

PM0: [程序體0] PM1: [程序體1] PM2: [程序體2] PM3: [程序體3] SJMP $ END 冒泡排序子程序：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV R0,#10H;MOV R7,#04H;ACALL MAOP SJMP $ MAOP: L1: MOV A,R0;MOV R1,A INC R1;MOV A,R7 MOV R6,A L2: MOV A,@R0 CLR C SUBB A,@R1;JC L3;MOV A,@R0;XCH A,@R1 MOV @R0,A L3: INC R1 DJNZ R6,L2;INC R0 DJNZ R7,L1;RET;END 初始地址

外循環(huán)次數(shù)（參與比較的數(shù)的個數(shù)-1）賦給初始地址 取第二個數(shù)的地址 兩數(shù)進行比較

前數(shù)小于后數(shù)則保持位置不變 否則，交換位置 內(nèi)循環(huán)是否完成 外循環(huán)是否完成 返回主程序 17

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實驗四

數(shù)字量輸入輸出實驗

實驗步驟：（1）按圖11接好試驗線路圖，圖中圓圈表示不要通過排線連接（2）編寫實驗程序，編譯鏈接無誤后進入調(diào)試狀態(tài)（3）運行實驗程序，觀察實驗現(xiàn)象，驗證程序正確性（4）按復(fù)位鍵，結(jié)束程序運行，退出調(diào)試狀態(tài)

實驗硬件接線圖：

程序清單： 基礎(chǔ)部分：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN : MOV P1,#0FFH;初始化

MOV A,P1;將輸入寫進累加器A SWAP A ANL A,#0FH MOV P1,A;輸出顯示

LJMP MAIN;循環(huán)不斷檢測P1口輸入端的新狀態(tài)

SJMP $ END LED燈控制：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV TMOD, #60H;設(shè)置T1為模式2，外部計數(shù)方式 MOV TH1,#0FFH;T1計數(shù)器賦初值 MOV TL1,#0FFH MOV DPTR,#7300H

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MOV A,#80H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#7100H SETB TR1;開啟計數(shù)器

LEFT: MOV R0,#08H;左循環(huán) MOV A,#01H A1: MOVX @DPTR,A LCALL DELAY RL A DJNZ R0,A1 JBC TF1,RIGHT;JMP LEFT

RIGHT: MOV R0,#08H;MOV A,#80H A2: MOVX @DPTR,A LCALL DELAY RR A DJNZ R0,A2 JBC TF1,SHANSHUO;JMP RIGHT

SS: MOV R0,#08H;LP1: MOV A,#55H MOVX @DPTR,A LCALL DELAY MOV A,#0AAH MOVX @DPTR,A LCALL DELAY DJNZ R0,LP1 JBC TF1, LEFT;JMP SHANSHUO DELAY: MOV R1,#0FFH DEL1: MOV R2,0FFH DEL2: DJNZ R2, DEL2 DJNZ R1,DEL1 RET SJMP $

END 查詢T1溢出標(biāo)志，TF1=1時轉(zhuǎn)移右循環(huán) 查詢T1溢出標(biāo)志，TF1=1時轉(zhuǎn)移閃爍 查詢T1溢出標(biāo)志，TF1=1時轉(zhuǎn)移

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結(jié)果分析：

利用計數(shù)器T1外部技術(shù)方式，當(dāng)外部輸入脈沖引腳上出現(xiàn)電平負(fù)跳變時，T1計數(shù)器加一，溢出標(biāo)志TF1置一，然后改變LED燈亮的方式，同時，將標(biāo)志位TF1復(fù)位，進入下一輪的計數(shù)溢出等待。因此，而形成三種亮燈方式的自動循環(huán)。若是用開關(guān)實現(xiàn)三種方式的亮燈，則需要在最開始和每種亮燈之后通過8255對開關(guān)狀態(tài)進行采集并進行判斷。因此事先還要先設(shè)置好哪個開關(guān)的閉合表示哪種亮燈方式。

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實驗五 定時器/計數(shù)器實驗

實驗步驟：

（1）編寫實驗程序，編譯、鏈接后聯(lián)機調(diào)試；

（2）運行實驗程序，使用示波器觀察 P1.0引腳上的波形并記錄周期；（3）改變計數(shù)初值，觀察實驗現(xiàn)象，驗證程序功能。

實驗硬件接線圖：

○1 定時器LED控制PROTEUS仿真接線圖

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程序流程圖：

程序清單：

#include unsigned char count;

void main(){ unsigned char value, i;TMOD=0x01;TH0=0x4C;TL0=0x00;ET0=1;PT0=1;EA=1;TR0=1;while(1){ if(count==20)P1=05H;if(count==40)P1=0AH;

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if(count==60)P1=50H;if(count==80)P1=0A0H;if(count==100)P1=55H;if(count==120)P1=0AAH;if(count==140)P1=0FFH;if(count==160)P1=00H;

count=0;} }

void Timer0()interrupt 1 { TR0=0;TH0=0x4C;TL0=0x00;TR0=1;count++;

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實驗六

Ａ/Ｄ、Ｄ/Ａ轉(zhuǎn)換實驗

實驗接線圖：

3LED燈PROTEUS仿真接線圖 ○程序清單：

PRO_DA EQU 7FFFH PRO_AD EQU 0BFFFH

ORG 0000H

SJMP MAIN

ORG 001BH

LJMP KEYSCAN

ORG 0030H MAIN: SETB EA

SETB EX1

SETB IT1

MOV P1,#0FH

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TEST:

L1:

L2:

L3:

KEYSCAN:

KEY1:

MOV R3,#07FH MOV R4,#03H LOOP1:

ANL A,#0FH

KEY2:

SJMP LOOP6 LOOP3: CJNE R2,#02H,LOOP4

LOOP4:

SJMP LOOP6 LOOP5:

LOOP6: MOV R5,#0FFH MOV R5,#03H CJNE R5,#01H,L1 LCALL SQUARE AJMP TEST CJNE R5,#02H,L2 LCALL TRIANGLE AJMP TEST CJNE R5,#03H,L3 LCALL SAWTOOTH AJMP TEST ACALL T12MS;MOV R6,A ACALL SCAN JNZ KEY1 SJMP EXIT MOV R2,A MOV P1,R3 MOV A,P1 CPL A JNZ KEY2 MOV A,R3 RR A MOV R3,A DJNZ R4,LOOP1 SJMP EXIT DEC R4 CJNE R2,#01H,LOOP3 MOV A,#01H MOV A,#04H SJMP LOOP6 CJNE R2,#04H,LOOP5 MOV A,#07H CJNE R2,#08H,LOOP6 MOV A,#0AH ADD A,R4

鍵盤掃描中斷25

;

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MOV R5,A MOV P1,#0FH

;MOV A,R6 EXIT: RETI SCAN: MOV P1,#0FH MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH RET T12MS:MOV R7,#15H;12MS TM: MOV R6,#0FFH DJNZ R6,$ DJNZ R7,TM RET

SQUARE: MOV DPTR,#PRO_DA MOV A,#0FFH MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0BFFFH MOVX @DPTR,A ACALL DELAY MOV A,#00H MOV DPTR,#PRO_DA MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0BFFFH MOVX @DPTR,A ACALL DELAY RET

DELAY:MOV R0,#27H DEL1: MOV R1,#0FFH DJNZ R1,$ DJNZ R0,DEL1 RET 掃描周期20ms TRIANGLE:MOV A,#00H TLOOP:MOV DPTR,#PRO_DA MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PRO_AD MOVX @DPTR,A CJNE A,#0FFH,TLOOP2

;延時后再次掃描有無按鍵按下

產(chǎn)生方波

產(chǎn)生三角波 時鐘500KHz 幅值

;D/A;D/A1mv

中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微控制器技術(shù)實驗報告

COUNT1:DEC A MOV DPTR,#PRO_DA MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PRO_AD MOVX @DPTR,A CJNE A,#00H,COUNT1 SJMP EXIT1 TLOOP2:INC A AJMP TLOOP EXIT1:RET SAWTOOTH: MOV A,#00H SLOOP:MOV DPTR,#PRO_DA MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PRO_AD MOVX @DPTR,A INC A CJNE A,#00H,SLOOP RET

END 靜態(tài)存儲器擴展實驗 1）程序如下：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0030H MAIN: MOV 8EH,02H

MOV P1,# 0FFH CLR A MOV P1,A MOV R7,#10H

MOV R0,#30H

MOV A,#00H LOOP0: MOV @R0,A

INC R0

INC A

DJNZ R7,LOOP0

MOV R7,#10H

MOV R0,#30H MOV R1,#40H

MOV DPTR,#0000H LOOP1:MOV A,@R0

MOVX @DPTR,A

產(chǎn)生鋸齒波27

;D/A

中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微控制器技術(shù)實驗報告

MOV R2,A MOVX A,@DPTR00 結(jié)果分析：

實驗主要是對輸出波形的變化監(jiān)視。三角波的產(chǎn)生原理與鋸齒波相同，只需在鋸齒波計數(shù)達(dá)到最大值0FFH時，再逐漸減1減小到00H（鋸齒波產(chǎn)生則直接從0重新開始），如此反復(fù)。另外對波形影響較大的是保持時間，即實驗中的delay（）函數(shù)決定的延遲時間。

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實驗七

串行通訊實驗

實驗步驟：

（1）串口通訊實驗電路如圖3-7-1 所示；

（2）編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后啟動調(diào)試；

（3）進入調(diào)試界面，點擊命令，打開串口1 監(jiān)視窗口；

（4）運行實驗程序，觀察此時有如圖3-7-2 所示輸出；

（5）閱讀1.7 節(jié)的內(nèi)容，首先將系統(tǒng)程序由SoftICE 切換到啟動加載程序；

（6）將編譯生成的Hex 文件通過SSTEasyIAP11F.EXE 軟件下載到單片機內(nèi)部Flash 中；

（7）復(fù)位單片機，打開超級終端或串口調(diào)試軟件，將端口號及波特率等設(shè)置好，觀察PC顯示，如圖3-7-3 和圖3-7-4 所示；

（8）實驗結(jié)束，重新將SoftICE 下載到單片機系統(tǒng)區(qū)替換啟動加載程序。

實驗原理及原理圖：

MCS-51 單片機內(nèi)部的全雙工串行接口部分，包含有串行接收器和串行發(fā)送器。有兩個物理上獨立的接收緩沖器和發(fā)送緩沖器。接收緩沖器只能讀出接收的數(shù)據(jù)，但不能寫入。發(fā)送緩沖器只能寫入發(fā)送的數(shù)據(jù)，但不能讀出。因此可以同時收、發(fā)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全雙工通訊。兩個緩沖器是特殊功能寄存器SBUF，它們公用地址為99H，SBUF 是不可位尋址的。此外，還有兩個寄存器SCON 和PCON 分別用于控制串行口的工作方式以及波特率，定時器T1 可以用作波特率發(fā)生器 SST89E554RC 提供了增強型全雙工串行接口，具有幀錯誤檢測和自動地址識別的功能。

由于SST89E554RC 的串口用作調(diào)試目的，所以Keil C51 軟件提供了串口模擬窗口，可以借助此窗口調(diào)試串口通訊程序。也可以將程序編譯生成目標(biāo)代碼（.HEX），脫機運行。

實驗接線圖：

中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微控制器技術(shù)實驗報告

○1串行通訊仿真接線圖

程序清單：

AJMP MAIN ORG 0023H AJMP URT

ORG 0030H MAIN: MOV P1,#00H LCALL URTINIT START: MOV P0,#0FH MOV A,P0 CPL A ANL A,#0FH JZ START LCALL DELAY MOV P0,#0FH MOV A,P0 ANL A,#0FH MOV R7,A MOV P0,#0F0H MOV A,P0 ANL A,#0F0H ORL A,R7 CJNE A,#0EEH,K1

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MOV A,#30H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K1: CJNE A,#0DEH,K2 MOV A,#31H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K2: CJNE A,#0BEH,K3 MOV A,#39H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI KA: CJNE A,#0BBH,KB MOV A,#32H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K3: CJNE A,#7EH,K4 MOV A,#33H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K4: CJNE A,#0EDH,K5 MOV A,#34H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K5: CJNE A,#0DDH,K6 MOV A,#35H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K6: CJNE A,#0BDH,K7 MOV A,#36H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K7: CJNE A,#7DH,K8 MOV A,#37H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K8: CJNE A,#0EBH,K9

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MOV A,#38H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K9: CJNE A,#0DBH,KA MOV A,#41H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI KB: CJNE A,#7BH,KC MOV A,#42H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI KC: CJNE A,#0E7H,KD MOV A,#43H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI KD: CJNE A,#0D7H,KE MOV A,#44H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI KE: CJNE A,#0B7H,KF MOV A,#45H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI KF: CJNE A,#77H,K0 MOV A,#46H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI K0: LJMP START URTINIT: MOV SCON,#50H;設(shè)置成串口工作方式在8位URT MOV TMOD,#20H;設(shè)置T1為可重裝8位定時器 MOV TL1,#0FDH;256-FOSC/BTL/32/12 MOV TH1,#0FDH SETB TR1;開啟定時器 SETB ES;開啟串口中斷 SETB EA;開總中斷 RET

中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微控制器技術(shù)實驗報告

URT: CLR C MOV A,SBUF;接收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)返回 MOV P1,A NEXT1:CLR RI;清接收中斷標(biāo)志 RETI

DELAY: MOV R6,#0ffh DEL1: MOV R5,#0ffh DJNZ R5,$ DJNZ R6,DEL1 RET END

結(jié)果分析：串行總線是單片機的特色。本實驗通過兩種方式驗證的串口的通信。ISP模式下，采用計算機軟件實現(xiàn)串口監(jiān)視。另一種是指IAP模式下，對輸入計算機串口的數(shù)據(jù)進行跟蹤。串行通信的重點在于異步通信時波特率的選擇，以及傳送位數(shù)的規(guī)定。通過串口的通訊，計算機可以實現(xiàn)與D/A、A/D、PC機以及其他單片機的通信，還可以由不同的協(xié)議構(gòu)成各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，方便了單片機系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用。

中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微控制器技術(shù)實驗報告

五、實驗總結(jié)

我覺得軟件實驗就是讓我們初學(xué)者熟悉keil的使用，然后復(fù)習(xí)下匯編的思想和掌握程序的流程，所以軟件實驗可以很快的完成，并且慢慢熟悉調(diào)試的強大功能。硬件設(shè)計中，仿真讓我很有感觸，感覺蠻好玩的，可以摒棄麻煩的實驗硬件自己在寢室玩而且不受硬件狀態(tài)的限制，即便出錯了也不會損壞。

在實驗過程中，我還學(xué)到了一些簡單的調(diào)試方法，設(shè)置斷點調(diào)試，單步調(diào)試，全速調(diào)試等，而且還接觸了一點PROTEUS軟件仿真，這都對我們的提高有非常大的促進作用。通過實驗，對單片機應(yīng)用及編程了解得更加透徹，在實驗中實現(xiàn)了自我能力的提升。最后，也非常感謝李老師的傾心教授。

第二篇：中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)安全實驗報告

學(xué)生姓名指導(dǎo)教師學(xué) 院專業(yè)班級學(xué) 號完成時間中南大學(xué)

網(wǎng)絡(luò)安全 實驗報告

代巍 張士庚 信息科學(xué)與工程學(xué)院 信安1201班 0909121615 年1２月１５日

2014

目錄

實驗一 CA證書與SSL連接 實驗二 WIFI釣魚 實驗三 SQL注入攻擊

實驗四 配置和管理主機防火墻

實驗一 CA證書與SSL連接

一．實驗?zāi)康?/p>

通過申請、安裝數(shù)字證書，掌握使用SSL建立安全通信通道的方法。掌握在Windows Server 2003 下獨立根CA 的安裝和使用。使用WEB 方式申請證書和安裝證書。建立SSL 網(wǎng)站。

分析SSL 網(wǎng)站的數(shù)據(jù)包特點。二．實驗原理

SSL協(xié)議的工作原理、數(shù)字證書的原理

在訪問Web 站點時，如果沒有較強的安全措施，用戶訪問的數(shù)據(jù)是可以使用網(wǎng)絡(luò)工具 捕獲并分析出來的。在Web 站點的身份驗證中，有一種基本身份驗證，要求用戶訪問輸入

用戶名和密碼時，是以明文形式發(fā)送密碼的，蓄意破壞安全性的人可以使用協(xié)議分析程序破

譯出用戶名和密碼。那我們該如果避免呢？可利用SSL 通信協(xié)議，在Web 服務(wù)器上啟用安

全通道以實現(xiàn)高安全性。

SSL 協(xié)議位于TCP/IP 協(xié)議與各種應(yīng)用層協(xié)議之間，為數(shù)據(jù)通訊提供安全支持。SSL 協(xié) 議可分為兩層： SSL 記錄協(xié)議（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的傳輸協(xié)議（如TCP）

之上，為高層協(xié)議提供數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密等基本功能的支持。SSL 握手協(xié)議（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL 記錄協(xié)議之上，用于在實際的數(shù)據(jù)傳輸開始前，通訊雙

方進行身份認(rèn)證、協(xié)商加密算法、交換加密密鑰等。每一個Windows Server 2003 證書頒發(fā)

機構(gòu)都有可供用戶和管理員使用的網(wǎng)頁。三．實驗環(huán)境

虛擬機：Windows Server 2003，Windows XP，Wireshark 抓包軟件。四．實驗過程

任務(wù)一：windows server 2003 環(huán)境下獨立根CA 的安裝及使用

1、windows server 2003 環(huán)境下獨立根CA 的安裝及使用，啟動Windows Server 2003 和Windows XP，配臵其IP，使其在同一局域網(wǎng)網(wǎng)段。在Windows Server 2003 中，選擇【開始】|【控制面板】|【添加和刪除程序】，在彈出窗口中選擇【添加和刪除windows 組件】，在【組件】列表框中選擇【證書服務(wù)】，再單擊【下一步】按鈕，如下圖所示。

2、在彈出的窗口中選擇【獨立根CA】單選按鈕，單擊【下一步】按鈕，在彈出窗口中按要求依次填入CA 所要求的信息，單擊【下一步】按鈕，如下圖所示。

3、繼續(xù)選擇【證書數(shù)據(jù)庫】、【數(shù)據(jù)庫日志】和配臵信息的安裝、存放路徑，如下圖所示，單擊【下一步】按鈕。安裝的時候，可能會彈出如下窗口，為了實驗方便，已經(jīng)把I386 文件夾復(fù)制到C:下，選擇【瀏覽】，選擇文件夾“C:I386”，點【確定】，完成安裝。

4、選擇【開始】|【程序】|【管理工具】，可以找到【證書頒發(fā)機構(gòu)】，說明CA 的安裝已經(jīng)完成，如下圖所示。

5、從同一局域網(wǎng)中的另外一臺XP 開啟IE 瀏覽器，輸入http://windows2003 的IP/certsrv/,選中【申請一個證書】，如下圖所示，在彈出的頁面中選擇【web 瀏覽器證書】。

6、在彈出窗口中填寫用戶的身份信息，完成后進行【提交】。此種情況下，IE 瀏覽器采用

默認(rèn)的加密算法生成公鑰對，私鑰保存在本地計算機中，公鑰和用戶身份信息按照標(biāo)準(zhǔn)的格式發(fā)給CA 服務(wù)器，如圖所示,單擊【是】，進入下一步。CA 服務(wù)器響應(yīng)后，彈出證書申請成功頁面，如下圖所示。

7、在根CA 所在的計算機上，選擇【開始】|【程序】|【管理工具】|【證書頒發(fā)機構(gòu)】，上面申請的證書便會出現(xiàn)在窗口右邊，選擇證書單擊右鍵，選擇【所有任務(wù)】|【頒發(fā)】，進行證書頒發(fā)，如下圖所示。證書頒發(fā)后將從【掛起的申請】文件夾轉(zhuǎn)入【頒發(fā)的證書】文件夾中，表示證書頒發(fā)完成。

8、在申請證書的計算機上打開IE，輸入http://windows2003 的IP/certsrv/，進入證書申請頁面，選擇【查看掛起的證書申請狀態(tài)】，彈出的頁面中選擇一個已經(jīng)提交的證書申請，如下圖所示。選擇安裝此證書。

9、現(xiàn)在驗證此CA 系統(tǒng)頒發(fā)的新證書是否可信，為此需要安裝CA 系統(tǒng)的根證書，進入證書申請主頁面，選擇當(dāng)前的CA 證書進行下載，并保存到合適路徑，如下圖所示。

10、下載完畢之后，在證書的保存目錄中查看證書信息，單擊【安裝證書】按鈕，進入證書導(dǎo)入向?qū)В凑漳J(rèn)的配臵完成證書的導(dǎo)入，導(dǎo)入成功后，單擊【確定】按鈕，之后完成。

任務(wù)二：基于Web的SSL連接設(shè)臵

1、在XP 中，左下角【開始】，打開【W(wǎng)ireshark】，并點擊開始抓包的按鈕。打開IE 瀏覽器，輸入網(wǎng)址http://windows2003 的IP/?id=1(比如：http://192.168.1.130/?id=1)，然后保存Wireshark的抓包結(jié)果1。

2、選擇【開始】|【程序】|【管理工具】|【IIS（Internet 信息服務(wù)）管理器】，在彈出窗口右鍵單擊【默認(rèn)網(wǎng)站】，彈出的快捷菜單中選擇【屬性】選項。

3、在彈出窗口內(nèi)選擇【目錄安全性】標(biāo)簽，單擊【安全通信】中的【服務(wù)器證書】按鈕，如下圖所示。

4、彈出【IIS 證書向?qū)А看翱冢x中【新建證書】復(fù)選項，一直單擊【下一步】按鈕，輸入自定義的名稱，如下圖所示。填寫相應(yīng)的信息后，單擊【下一步】按鈕。

5、彈出【請求文件摘要】窗口，確認(rèn)后單擊【下一步】按鈕，接著單擊【完成】按鈕，完成服務(wù)器端證書配臵，如下圖所示

6、打開IE 瀏覽器（windows2003 中的），進入證書申請主界面，如下圖所示。

7、在出現(xiàn)的網(wǎng)頁中選擇【高級證書申請】，如圖所示，在出現(xiàn)的網(wǎng)頁中單擊第二個選項【base64編碼】。打開剛才IIS 證書向?qū)傻恼埱笪募J(rèn)路徑C:certreq.txt），復(fù)制并粘貼文件內(nèi)容到第一個文本框，如下圖所示，單擊【提交】按鈕，轉(zhuǎn)到完成提交后的頁面。

8、回到首頁，選擇【查看掛起的證書申請狀態(tài)】，彈出的頁面中選擇一個已經(jīng)提交的證書申請，如下圖所示。選擇【Base 64 編碼】，點擊【下載證書】，【保存】certnew.cer 文件到桌面。

9、選擇【開始】|【程序】|【管理工具】|【IIS（Internet 信息服務(wù)）管理器】，在彈出窗口右鍵單擊【默認(rèn)網(wǎng)站】，彈出的快捷菜單中選擇【屬性】選項，在彈出窗口內(nèi)選擇【目錄安全性】標(biāo)簽，選擇【服務(wù)器證書】，選擇【下一步】，【處理掛起的請求并安裝證書】選擇【下一步】，【瀏覽】選擇剛才保存的certnew.cer 文件，如下圖所示。【下一步】【下一步】【完成】。

10、還是在【目錄安全性】下，選擇【安全通信】下的【編輯】，在下如圖所示的彈出窗口中選中【要求安全通道（SSL）】復(fù)選項，并在【客戶端證書】欄中選中【接受客戶端證書】復(fù)選項，再單擊【確定】按鈕。返回【目錄安全性】面板，單擊【應(yīng)用】按鈕及【確定】按鈕，完成配臵。

11、在XP 系統(tǒng)打開瀏覽器，輸入服務(wù)器IP 地址，進入證書申請主頁面，此時會顯示錯誤信息頁面，要求采用https 的方式連接服務(wù)器，如圖所示。

12、把http 改成https 繼續(xù)訪問，此時瀏覽器提示你要安裝證書，安裝完證書后，就可以正常使用了。、再次打開Wireshark，并點擊開始抓包的按鈕。打開IE 瀏覽器，輸入網(wǎng)址https://windows2003 的IP/?id=1(比如：https://192.168.1.130/?id=1)，然后保存Wireshark 的抓包結(jié)果2。

14、分析比較抓包結(jié)果1 和抓包結(jié)果2 中，對IP/?id=1 請求處理的差異。

五、實驗感想

至此，我完成了整個數(shù)字證書的安裝和使用實驗。通過本次實驗我學(xué)會了SSL協(xié)議的工作原理，同時了解到了CA證書的頒發(fā)機制。

任何一個安全性系統(tǒng)整體性設(shè)計，都離不開數(shù)字證書的加密，可以想象加密機制對信息安全的重要性。

需要說明的是，盡管SSL能提供實際不可破譯的加密功能，但是SSL安全機制的實現(xiàn)會大大增加系統(tǒng)的開銷，增加了服務(wù)器CPU的額外負(fù)擔(dān)，使得SSL加密傳輸?shù)乃俣却蟠蟮陀诜羌用軅鬏數(shù)乃俣取Ｒ虼?，為了防止整個Web網(wǎng)站的性能下降，可以考慮只把SSL安全機制用來處理高度機密的信息，例如提交包含信用卡信息的表格。

實驗二 WIFI釣魚

一．實驗?zāi)康?/p>

1、通過實際測試，模擬入侵者利用wifi抓包來竊取用戶數(shù)據(jù)的過程。掌握整個過程中的原理，數(shù)據(jù)分析等。

2、掌握抓包軟件的使用。二．實驗原理

在一個可控的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里，劫持?jǐn)?shù)據(jù)有很多方法。比較有名的網(wǎng)絡(luò)層抓包工具有wireshark，tcpdump，都是很好的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析工具。我們現(xiàn)在手機上的大多數(shù)APP應(yīng)用層都是使用的HTTP協(xié)議，因此我們很多的在web安全測試?yán)锩嬗玫降姆治龉ぞ呷鏵iddler，burp，httpanalyzer，Charles等也都是可以用來分析或者劫持APP的通信流。

用戶手機里的app默認(rèn)會進行很多敏感的請求，手機會自動去登陸和獲取最新的信號；如果手機默認(rèn)會鏈接周圍已經(jīng)被保存sid的wifi；通過內(nèi)臵最常見的sid和信息，入侵者可以使得周圍的人會自動鏈接上入侵者假設(shè)好的wifi，通過抓取相應(yīng)的數(shù)據(jù)取得里面的敏感信息，理論上是可以劫持用戶的相關(guān)密碼信息的。三．實驗環(huán)境

帶有無線網(wǎng)卡的筆記本電腦，Wireshark 抓包軟件，智能手機。四．實驗過程 步驟一共享WIFI 工具：電腦、WIN7 系統(tǒng)、無線網(wǎng)卡 步驟

1.開始菜單-->命令提示符(cmd)-->右鍵，以管理員身份運行

2.運行以下命令啟用虛擬網(wǎng)卡>netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=(這里寫無線網(wǎng)名字)key=(這里是密碼)

3.網(wǎng)絡(luò)共享中心-->更改高級適配器設(shè)臵-->右鍵已連接到Internet 的網(wǎng)絡(luò)連接-->屬性-->切換

到“共享”選項卡，選中其中的復(fù)選框，并選擇允許其共享Internet 的網(wǎng)絡(luò)連接，這里即我們的虛擬WIFI 網(wǎng)卡

4.開啟無線網(wǎng)絡(luò)，繼續(xù)在命令提示符中運行以下命令:>netsh wlan start hostednetwork即可開啟我們之前設(shè)臵好的無線網(wǎng)絡(luò)（相當(dāng)于打開路由器的無線功能）

步驟二WIFI 釣魚工具：其他筆記本或手機、Wareshark 步驟

1.搜索到剛剛設(shè)臵的WIFI：dave，連接上（密碼為剛剛設(shè)臵的key:12345678）2.在筆記本上打開wareshark，選擇capture-->interfaces

3.選擇Packets 最多的項，點擊start 按鈕

4.在手機或筆記本上打開中南大學(xué)郵箱網(wǎng)站:http://mail.csu.edu.cn/,在主機上用wareshark 捕捉http 的包（這里大家可以自由實驗，能監(jiān)控到連接到該WIFI 的機器的所有包的情況）

5.在手機或筆記本上輸入用戶名和密碼，點擊登錄

6.在主機上用wareshark 捕捉到剛剛post 提交的http 包，右鍵選擇Follow tcp stream

7.可以看到剛剛提交的用戶名和密碼，且是未經(jīng)過加密的

五、實驗感想

通過這次實驗，我實際地模擬了一次入侵者通過假設(shè)釣魚WIFI網(wǎng)絡(luò)，來竊取連接此網(wǎng)絡(luò)的用戶的密碼信息過程。整個過程中我成功地完成了對各種用戶數(shù)據(jù)抓包，并分析出用戶密碼。

這讓我對wifi網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了新的看法，我意識到了鏈接wifi網(wǎng)絡(luò)過程當(dāng)中存在很多安全隱患，如果被圖謀不軌的人利用到，一旦泄露商業(yè)機密等重要信息，勢必會產(chǎn)生重大的經(jīng)濟損失。

隨著人們的生活越來越離不開網(wǎng)絡(luò)，也越來越離不開移動手機，一般的公共廠商都已經(jīng)將wifi作為基礎(chǔ)服務(wù)進行提供，譬如在星巴克、麥當(dāng)勞等公共場所邊點杯熱飲邊“蹭網(wǎng)”，已經(jīng)是一個基本的習(xí)慣了，甚至一些大型的電信提供商已經(jīng)嘗試將wifi作為一個基礎(chǔ)的接入。如今公共的wifi很多，尤其是免費的，手機上還有幫助尋找免費wifi的各類app。很多人為了省流量，看到免費的wifi，總會去連接一下嘗試網(wǎng)上沖浪。不過，在這些免費的wifi以及大家使用wifi的習(xí)慣，加上手機及app的默認(rèn)行為，就可以導(dǎo)致一些嚴(yán)重安全問題。

實驗三 SQL注入攻擊

一．實驗?zāi)康?/p>

是了解sql注入攻擊的原理，掌握網(wǎng)站的工作機制，認(rèn)識到SQL注入攻擊的防范措施，加強對Web攻擊的防范。

二．實驗原理

SQL注入攻擊指的是通過構(gòu)建特殊的輸入作為參數(shù)傳入Web應(yīng)用程序，而這些輸入大都是SQL語法里的一些組合，通過執(zhí)行SQL語句進而執(zhí)行攻擊者所要的操作，其主要原因是程序沒有細(xì)致地過濾用戶輸入的數(shù)據(jù)，致使非法數(shù)據(jù)侵入系統(tǒng)。

根據(jù)相關(guān)技術(shù)原理，SQL注入可以分為平臺層注入和代碼層注入。前者由不安全的數(shù)據(jù)庫配臵或數(shù)據(jù)庫平臺的漏洞所致；后者主要是由于程序員對輸入未進行細(xì)致地過濾，從而執(zhí)行了非法的數(shù)據(jù)查詢。

三．實驗環(huán)境

虛擬機WindowsXP系統(tǒng)、Windows2003系統(tǒng)。dvwa(Dam Vulnerable Web Application)工具，sqlmap SQL注入工具、四．實驗過程

【實驗一：dvwa手動sql注入】

1、連接好虛擬機拓?fù)鋱D，配臵WindowsXP Client和Windows XP Server的IP使其在同一個局域網(wǎng)網(wǎng)段。

2、打開Server端的xampp，啟動apache和mysql。打開Client的瀏覽器，訪問Server的IP/dvwa，如“192.168.1.32/dvwa”，登陸賬戶為admin，密碼為password

3、選擇SQLInjection，點擊右下角的ViewSource，查看PHP源代碼。

4、正常測試，輸入“1”，得到正常結(jié)果，如下所示。

5、當(dāng)將輸入變?yōu)椤?”時，頁面提示錯“YouhaveanerrorinyourSQLsyntax;checkthemanualthatcorrespondstoyourMySQLserverversionfortherightsyntaxtousenear'''''atline1”，結(jié)果如圖?？吹竭@個結(jié)果，可以知道，這個表單存在著注入漏洞。

6、嘗試輸入：“1’or 1=1–”注意“--”后面有空格！此時成功進行sql注入。

7、測試查詢信息列數(shù)。利用語句order by num。這里輸入“ 1'order by 1--” 結(jié)果頁面正常顯示，注意--后面有空格。繼續(xù)測試，“ 1'order by 2--”,“ 1'order by 3--”，當(dāng)輸入3是，頁面報錯。頁面錯誤信息如下，Unknown column '3' in 'order clause'，由此查詢結(jié)果值為2列。

8、嘗試注入“1' and 1=2 union select 1,2--”，從而得出First name處顯示結(jié)果為查詢結(jié)果第一列的值，surname處顯示結(jié)果為查詢結(jié)果第二列的值，利用內(nèi)臵函數(shù)user(),及database()，version()注入得出連接數(shù)據(jù)庫用戶以及數(shù)據(jù)庫名稱：“1' and 1=2 union select user(),database()--”。

9、選擇DVWA Security，將安全級別分別設(shè)臵為中、高。再運行上面的實驗sql語句，結(jié)合右下角的ViewSource，分析三種等級的代碼和sql注入效果有何區(qū)別。在安全級別分別設(shè)臵為低時，結(jié)合PHP源代碼，考慮不采用“--”的情形下，完成sql注入，寫出sql注入語句。

【實驗二：sqlmap測試dvwa】

1、打開Server端的xampp，啟動apache和mysql。打開Client的瀏覽器，訪問Server的IP/dvwa，如“192.168.1.32/dvwa”，登陸賬戶為admin，密碼為password。選擇DVWA Security，將安全級別分別設(shè)臵為低。

2、選擇XSS reflected，輸入“alert(document.cookie)”，獲取登陸系統(tǒng)后的cookie值，截圖保存cookie值。

3、使用sqlmap查找注入點，打開Client端的控制臺窗口，轉(zhuǎn)到目錄“C:Python27sqlmap”，輸入以下命令，注意！“192.168.1.32”表示Server的IP，“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”表示上一步所獲得的cookie值，請同學(xué)們按照實際環(huán)境填寫相應(yīng)的值！“sqlmap.py-u http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6””。

依據(jù)以下信息，得到可能的注入點是id，數(shù)據(jù)庫是mysql。

[INFO] heuristic(basic)test shows that GET parameter 'id' might be injectable(possible DBMS: 'MySQL')

[INFO] GET parameter 'id' is 'MySQL UNION query(NULL)-1 to 20 columns' injectable

4、輸入“sqlmap.py-u “http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”--current-db”得到當(dāng)前數(shù)據(jù)庫名。

current database: 'dvwa'

5、輸入“sqlmap.py-u “http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”--current-db--tables-Ddvwa”得到數(shù)據(jù)庫所有表。

6、輸入“sqlmap.py-u “http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”-T users--columns”得到user表的所有列。

7、輸入“sqlmap.py-u “http://192.168.1.32/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=tvitu9mog097jl4ctfsqhbs9o6”-T users--dump”得到user表的所有列，在sqlmap詢問時候破解密碼時，選擇是，sqlmap會使用自己的字典來破解密碼，得到5個用戶的密碼。此時就完成了利用sqlmap進行“拖庫”的基本步驟。五．實驗感想

通過實驗，我明白了帶有參數(shù)的動態(tài)網(wǎng)頁，很多都是沒有進行過濾的。如果能夠被SQL注入工具，就存在安全隱患，有可能就因為這個漏洞，入侵者就可以得到登錄權(quán)限并控制整個服務(wù)器。

從實驗可以看出，只要是帶有參數(shù)的動態(tài)網(wǎng)頁，且此網(wǎng)頁訪問了數(shù)據(jù)庫，就有可能存在SQL注入攻擊，因此SQL注入攻擊潛在的發(fā)生概率相對于其他Web攻擊要高很多，危害面也更廣。其主要危害包括：獲取系統(tǒng)控制權(quán)、未經(jīng)授權(quán)狀況下操作數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)、惡意篡改網(wǎng)頁內(nèi)容、私自添加系統(tǒng)帳號或數(shù)據(jù)庫使用者帳號等。

目前基于數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越多。與此同時，用于搜索SQL注入點的軟件在網(wǎng)絡(luò)上隨處可見，攻擊者只需要具備少量的專業(yè)知識就可以利用這些軟件尋找目標(biāo)進行攻擊。攻擊目標(biāo)和攻擊者的增加使得SQL注入攻擊在近幾年出現(xiàn)擴大的趨勢

為了防止SQL注入帶來的危害，在網(wǎng)站開發(fā)的過程中，需要對需要輸入?yún)?shù)的模塊進行過濾，并加入相關(guān)權(quán)限認(rèn)證模塊。

實驗四 配置和管理主機防火墻

一．實驗?zāi)康?/p>

1.學(xué)習(xí)配臵和管理主機防火墻，介紹如何配臵linux 防火墻。2.掌握linux 下基本的iptables 知識，學(xué)會配臵iptables

二．實驗原理

對于Internet 上的系統(tǒng)，不管是什么情況，首先我們要明確一點：網(wǎng)絡(luò)是不安全的。因此，雖然創(chuàng)建一個防火墻并不能保證系統(tǒng)100%安全，但卻是絕對必要的。和社會上其它任何事物一樣，Internet 經(jīng)常會受到一些無聊的或者別有用心的人的干擾，防火墻的目的就是將這類人擋在你的網(wǎng)絡(luò)之外，同時使你仍然可以完成自己的工作。因為不同的應(yīng)用環(huán)境對安全的要求不一樣。用一句比較恰當(dāng)而且簡單的話來回答這個問題：用戶了解自己的Linux 系統(tǒng)和設(shè)臵，并且可以很好地保護好自己的數(shù)據(jù)和機密文件的安全，這對于該計算機用戶來說就可以稱之為他的計算機有足夠的安全性。防火墻是一個或一組系統(tǒng)，它在網(wǎng)絡(luò)之間執(zhí)行訪問控制策略。實現(xiàn)防火墻的實際方式各不相同，但是在原則上，防火墻可以被認(rèn)為是這樣一對機制：一種機制是攔阻傳輸流通行，另一種機制是允許傳輸流通過。一些防火墻偏重攔阻傳輸流的通行，而另一些防火墻則偏重允許傳輸流通過。了解有關(guān)防火墻的最重要的概念可能就是它實現(xiàn)了一種訪問控制策略。

一般來說，防火墻在配臵上是防止來自“外部”世界未經(jīng)授權(quán)的交互式登錄的。這大大有助于防止破壞者登錄到你網(wǎng)絡(luò)中的計算機上。一些設(shè)計更為精巧的防火墻可以防止來自外部的傳輸流進入內(nèi)部，但又允許內(nèi)部的用戶可以自由地與外部通信。如果你切斷防火墻的話，它可以保護你免受網(wǎng)絡(luò)上任何類型的攻擊。防火墻的另一個非常重要的特性是可以提供一個單獨的“攔阻點”，在“攔阻點”上設(shè)臵安全和審計檢查。與計算機系統(tǒng)正受到某些人利用調(diào)制解調(diào)器撥入攻擊的情況不同，防火墻可以發(fā)揮一種有效的“電話監(jiān)聽”和跟蹤工具的作用。防火墻提供了一種重要的記錄和審計功能；它們經(jīng)?？梢韵蚬芾韱T提供一些情況概要，提供有關(guān)通過防火墻的傳輸流的類型和數(shù)量，以及有多少次試圖闖入防火墻的企圖等信息。

三．實驗環(huán)境

虛擬機：linux,windowsXP；linux 主機用戶名：root；密碼：root 四．實驗過程 1.查看規(guī)則表

# iptables-L INPUT--line-numbers //查看filter表中INPUT鏈中的所有規(guī)則，同時顯示各條規(guī)則的順序號

2.刪除、清空規(guī)則

# iptables-F //不指定表名時，默認(rèn)情況filter表

3.設(shè)臵規(guī)則鏈默認(rèn)策略

# iptables-t filter-P FORWARD DROP //將filter表中FORWARD規(guī)則的默認(rèn)策略設(shè)為DROP # iptables-P OUTPUT ACCEPT //將filter表中OUTPUT規(guī)則的默認(rèn)策略設(shè)為ACCEPT 4.通用（general）條件匹配（直接使用，而不依賴于其他的條件匹配及其擴展）協(xié)議匹配（允許使用的協(xié)議名包含在/etc/protocols文件中）# iptables-AINPUT-p icmp–j REJECT //拒絕進入防火墻的所有icmp數(shù)據(jù)包

地址匹配

拒絕轉(zhuǎn)發(fā)來自192.168.1.11主機的數(shù)據(jù)，允許轉(zhuǎn)發(fā)來自192.168.0./24網(wǎng)段的數(shù)據(jù)

# iptables-A FORWARD-s 192.168.1.11-j REJECT

5.隱含（implicit）條件匹配（需要指定的協(xié)議匹配為前提，其對應(yīng)的功能由iptables自動（隱含）的裝載入內(nèi)核），如果無匹配條件，默認(rèn)為REJECT。端口匹配

僅允許系統(tǒng)管理員從202.13.0.0/16網(wǎng)段使用SSH方式遠(yuǎn)程登錄防火墻主機 # iptables-A INPUT-p tcp--dport 22-s 202.13.0.0/16-j ACCEPT # iptables-A INPUT-p tcp--dport 22-j DROP

6.禁止Windows主機ping防火墻linux主機，但是允許從防火墻上ping其他主機（允許接受ICMP回應(yīng)數(shù)據(jù)）配臵linux防火墻主機ip地址，如下圖所示：

7.配臵windows 主機ip 地址，如下圖所示：

8.配臵linux 主機防火墻規(guī)則，如下圖所示：

9.在此在windows 主機和linux 主機上進行相互ping 測試，測試結(jié)果如下圖所示：

五．實驗感想

通過本次實驗，掌握了防火墻保護PC機避免被攻擊的方法；在實驗中，要先設(shè)臵規(guī)則，這樣PC1和PC2之間就可以相互通信，方便做模擬實驗；防火墻在抗攻擊過程中起到了很好的作用，保護主機免受外來攻擊。

鍛煉了解決問題的能力。比如兩個主機之間不能連通，問題可能有：雙絞線本身有問題導(dǎo)致不能連通，電腦網(wǎng)卡未打開導(dǎo)致不連通等等。連通與否可以通過用Ping命令檢查網(wǎng)絡(luò)連接狀況，其中在登錄和設(shè)臵防火墻的時候也遇到很多問題，但是總的來說是完成了相關(guān)的實驗，并利用基本的網(wǎng)絡(luò)知識，鍛煉了實踐動手能力。通過具體的操作，基本掌握了防火墻抗攻擊的配臵方式與方法，更加深入的了解防火墻的重要作用。

了解了防火墻的基本操作及原理，為以后打下基礎(chǔ)，雖然各個廠商，各種產(chǎn)品的具體操作不一樣，但是基本原理是相通的，通曉原理便可舉一反三。同時培養(yǎng)了冷靜分析解決問題的能力。

第三篇：中南大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)安全實驗報告

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY

網(wǎng) 絡(luò) 安 全 實 驗 報 告

學(xué)生姓名

專業(yè)班級

學(xué) 號

學(xué) 院 信息科學(xué)與工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 劉嬪

實驗時間 2014年12月 實驗一 CA證書與SSL連接

應(yīng)用場景

在訪問Web 站點時，如果沒有較強的安全措施，用戶訪問的數(shù)據(jù)是可以使用網(wǎng)絡(luò)工具 捕獲并分析出來的。在Web 站點的身份驗證中，有一種基本身份驗證，要求用戶訪問輸入 用戶名和密碼時，是以明文形式發(fā)送密碼的，蓄意破壞安全性的人可以使用協(xié)議分析程序破 譯出用戶名和密碼。那我們該如果避免呢？可利用SSL 通信協(xié)議，在Web 服務(wù)器上啟用安 全通道以實現(xiàn)高安全性。

SSL 協(xié)議位于TCP/IP 協(xié)議與各種應(yīng)用層協(xié)議之間，為數(shù)據(jù)通訊提供安全支持。SSL 協(xié) 議可分為兩層： SSL 記錄協(xié)議（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的傳輸協(xié)議（如TCP）之上，為高層協(xié)議提供數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密等基本功能的支持。SSL 握手協(xié)議（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL 記錄協(xié)議之上，用于在實際的數(shù)據(jù)傳輸開始前，通訊雙 方進行身份認(rèn)證、協(xié)商加密算法、交換加密密鑰等。每一個Windows Server 2003 證書頒發(fā) 機構(gòu)都有可供用戶和管理員使用的網(wǎng)頁。

實驗?zāi)繕?biāo)

??掌握在Windows Server 2003 下獨立根CA 的安裝和使用。??使用WEB 方式申請證書和安裝證書。??建立SSL 網(wǎng)站。

??分析SSL 網(wǎng)站的數(shù)據(jù)包特點。

實驗拓?fù)?/p>

VM Client

VM Server

實驗環(huán)境

虛擬機：Windows Server 2003，Windows XP，Wireshark 抓包軟件。

實驗過程指導(dǎo)

任務(wù)一：windows server 2003 環(huán)境下獨立根CA 的安裝及使用

1、啟動Windows Server 2003 和Windows XP，配置其IP，使其在同一局域網(wǎng)網(wǎng)段。

2、在Windows Server 2003 中，選擇【開始】|【控制面板】|【添加和刪除程序】，在彈出窗

口中選擇【添加和刪除windows 組件】，在【組件】列表框中選擇【證書服務(wù)】，再單擊【下 一步】按鈕，如下圖所示。

3、在彈出的窗口中選擇【獨立根CA】單選按鈕，單擊【下一步】按鈕，在彈出窗口中按 要求依次填入CA 所要求的信息，單擊【下一步】按鈕，如下圖所示。

4、繼續(xù)選擇【證書數(shù)據(jù)庫】、【數(shù)據(jù)庫日志】和配置信息的安裝、存放路徑，如下圖所示。

單擊【下一步】按鈕。安裝的時候，可能會彈出如下窗口，為了實驗方便，已經(jīng)把I386 文 件夾復(fù)制到C:下，選擇【瀏覽】，選擇文件夾“C:I386”，點【確定】，完成安裝。

5、選擇【開始】|【程序】|【管理工具】，可以找到【證書頒發(fā)機構(gòu)】，說明CA 的安裝已經(jīng)

完成，如下圖所示。

6、從同一局域網(wǎng)中的另外一臺XP 開啟IE 瀏覽器，輸入http://windows2003 的IP/certsrv/, 選中【申請一個證書】，如下圖所示，在彈出的頁面中選擇【web 瀏覽器證書】。

7、在彈出窗口中填寫用戶的身份信息，完成后進行【提交】。此種情況下，IE 瀏覽器采用 默認(rèn)的加密算法生成公鑰對，私鑰保存在本地計算機中，公鑰和用戶身份信息按照標(biāo)準(zhǔn)的格式發(fā)給CA 服務(wù)器，如圖所示,單擊【是】，進入下一步。CA 服務(wù)器響應(yīng)后，彈出證書申請 成功頁面，如下圖所示。

8、在根CA 所在的計算機上，選擇【開始】|【程序】|【管理工具】|【證書頒發(fā)機構(gòu)】，上

面申請的證書便會出現(xiàn)在窗口右邊，選擇證書單擊右鍵，選擇【所有任務(wù)】|【頒發(fā)】，進行 證書頒發(fā)，如下圖所示。證書頒發(fā)后將從【掛起的申請】文件夾轉(zhuǎn)入【頒發(fā)的證書】文件夾 中，表示證書頒發(fā)完成。

9、在申請證書的計算機上打開IE，輸入http://windows2003 的IP/certsrv/，進入證書申請頁

面，選擇【查看掛起的證書申請狀態(tài)】，彈出的頁面中選擇一個已經(jīng)提交的證書申請，如下 圖所示。選擇安裝此證書。

10、現(xiàn)在驗證此CA 系統(tǒng)頒發(fā)的新證書是否可信，為此需要安裝CA 系統(tǒng)的根證書，進入證書申請主頁面，選擇當(dāng)前的CA 證書進行下載，并保存到合適路徑，如下圖所示。

11、下載完畢之后，在證書的保存目錄中查看證書信息，單擊【安裝證書】按鈕，進入證書 導(dǎo)入向?qū)?，按照默認(rèn)的配置完成證書的導(dǎo)入，導(dǎo)入成功后，單擊【確定】按鈕，之后完成。

任務(wù)二：基于Web 的SSL 連接設(shè)置

1、在XP 中，左下角【開始】，打開【W(wǎng)ireshark】，并點擊開始抓包的按鈕。打開IE 瀏覽器，輸入網(wǎng)址http://windows2003 的IP/?id=1(比如：http://192.168.1.130/?id=1)，然后保存Wireshark的抓包結(jié)果1。

2、選擇【開始】|【程序】|【管理工具】|【IIS（Internet 信息服務(wù)）管理器】，在彈出窗口

右鍵單擊【默認(rèn)網(wǎng)站】，彈出的快捷菜單中選擇【屬性】選項，如下圖所示。

3、在彈出窗口內(nèi)選擇【目錄安全性】標(biāo)簽，單擊【安全通信】中的【服務(wù)器證書】按鈕，如下圖所示。

4、彈出【IIS 證書向?qū)А看翱?，選中【新建證書】復(fù)選項，一直單擊【下一步】按鈕，輸入自定義的名稱，如下圖所示。填寫相應(yīng)的信息后，單擊【下一步】按鈕。

5、彈出【請求文件摘要】窗口，確認(rèn)后單擊【下一步】按鈕，接著單擊【完成】按鈕，完 成服務(wù)器端證書配置，如下圖所示。

6、打開IE 瀏覽器（windows2003 中的），進入證書申請主界面，如下圖所示。

7、在出現(xiàn)的網(wǎng)頁中選擇【高級證書申請】，如圖所示，在出現(xiàn)的網(wǎng)頁中單擊第二個選項【base64 編碼】。打開剛才IIS 證書向?qū)傻恼埱笪募?，（默認(rèn)路徑C:certreq.txt），復(fù)制并粘貼文件

內(nèi)容到第一個文本框，如下圖所示，單擊【提交】按鈕，轉(zhuǎn)到完成提交后的頁面。

8、回到首頁，選擇【查看掛起的證書申請狀態(tài)】，彈出的頁面中選擇一個已經(jīng)提交的證書申 請，如下圖所示。選擇【Base 64 編碼】，點擊【下載證書】，【保存】certnew.cer 文件到桌面。

9、選擇【開始】|【程序】|【管理工具】|【IIS（Internet 信息服務(wù)）管理器】，在彈出窗口

右鍵單擊【默認(rèn)網(wǎng)站】，彈出的快捷菜單中選擇【屬性】選項，在彈出窗口內(nèi)選擇【目錄安 全性】標(biāo)簽，選擇【服務(wù)器證書】，選擇【下一步】，【處理掛起的請求并安裝證書】選擇【下 一步】，【瀏覽】選擇剛才保存的certnew.cer 文件，如下圖所示?！鞠乱徊健俊鞠乱徊健俊就瓿伞?。

10、還是在【目錄安全性】下，選擇【安全通信】下的【編輯】，在下如圖所示的彈出窗口 中選中【要求安全通道（SSL）】復(fù)選項，并在【客戶端證書】欄中選中【接受客戶端證書】 復(fù)選項，再單擊【確定】按鈕。返回【目錄安全性】面板，單擊【應(yīng)用】按鈕及【確定】按

鈕，完成配置。

11、在XP 系統(tǒng)打開瀏覽器，輸入服務(wù)器IP 地址，進入證書申請主頁面，此時會顯示錯誤 信息頁面，要求采用https 的方式連接服務(wù)器，如圖所示。

12、把http 改成https 繼續(xù)訪問，此時瀏覽器提示你要安裝證書，安裝完證書后，就可以正 常使用了。、再次打開Wireshark，并點擊開始抓包的按鈕。打開IE 瀏覽器，輸入網(wǎng)址

https://windows2003 的IP/?id=1(比如：https://192.168.1.130/?id=1)，然后保存Wireshark 的抓

包結(jié)果2。

14、分析比較抓包結(jié)果1 和抓包結(jié)果2 中，對IP/?id=1 請求處理的差異。

實驗截圖

1、寫出windows server 2003 下獨立根CA 的配置及應(yīng)用的過程，將重要的步驟截圖并保存。如上所示，重要的步驟截圖已置于相應(yīng)步驟下。

2、寫出windows server 2003 下基于Web的SSL連接設(shè)置的過程，將重要的步驟截圖并保存。如上所示，重要的步驟截圖已置于相應(yīng)步驟下。

實驗心得

通過此次實驗，我學(xué)會了Wireshark抓包的基本使用方法，學(xué)到了很多課本上沒有的新知識，并對課本上的概念有了實際的更深的認(rèn)識。通過Wireshark所抓到的未使用SSL 連接和使用SSL 連接的信息的對比，我對HTTPS有了一定的了解，對計算機網(wǎng)絡(luò)通信中的數(shù)據(jù)傳輸安全有了大概的認(rèn)識。

HTTPS（全稱：Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全為目標(biāo)的HTTP通道，簡單講是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL層，HTTPS的安全基礎(chǔ)是SSL，因此加密的詳細(xì)內(nèi)容就需要SSL。它是一個URI scheme（抽象標(biāo)識符體系），句法類同http:體系。用于安全的HTTP數(shù)據(jù)傳輸。https:URL表明它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默 14 認(rèn)端口及一個加密/身份驗證層（在HTTP與TCP之間）。這個系統(tǒng)的最初研發(fā)由網(wǎng)景公司(Netscape)進行，并內(nèi)置于其瀏覽器Netscape Navigator中，提供了身份驗證與加密通訊方法?，F(xiàn)在它被廣泛用于萬維網(wǎng)上安全敏感的通訊，例如交易支付方面。它的主要作用可以分為兩種：一種是建立一個信息安全通道，來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；另一種就是確認(rèn)網(wǎng)站的真實性，凡是使用了 https 的網(wǎng)站，都可以通過點擊瀏覽器地址欄的鎖頭標(biāo)志來查看網(wǎng)站認(rèn)證之后的真實信息，也可以通過 CA 機構(gòu)頒發(fā)的安全簽章來查詢。

Wireshark所抓到的未使用SSL 連接的http 信息，信息是明文傳輸，而使用SSL連接的https 則具有安全性的ssl加密傳輸協(xié)議，更加安全。

實驗二 配置和管理主機防火墻

應(yīng)用場景

對于Internet 上的系統(tǒng)，不管是什么情況，首先我們要明確一點：網(wǎng)絡(luò)是不安全的。因此，雖然創(chuàng)建一個防火墻并不能保證系統(tǒng)100%安全，但卻是絕對必要的。和社會上其它任何事物一樣，Internet 經(jīng)常會受到一些無聊的或者別有用心的人的干擾，防火墻的目的就是將這類人擋在你的網(wǎng)絡(luò)之外，同時使你仍然可以完成自己的工作。

那么構(gòu)筑怎樣的Linux 防火墻系統(tǒng)才算是足夠安全呢？這是一個很難回答的問題，因為不同的應(yīng)用環(huán)境對安全的要求不一樣。用一句比較恰當(dāng)而且簡單的話來回答這個問題：用戶了解自己的Linux 系統(tǒng)和設(shè)置，并且可以很好地保護好自己的數(shù)據(jù)和機密文件的安全，這對于該計算機用戶來說就可以稱之為他的計算機有足夠的安全性。

那么到底什么是防火墻呢？防火墻是一個或一組系統(tǒng)，它在網(wǎng)絡(luò)之間執(zhí)行訪問控制策略。實現(xiàn)防火墻的實際方式各不相同，但是在原則上，防火墻可以被認(rèn)為是這樣一對機制：一種機制是攔阻傳輸流通行，另一種機制是允許傳輸流通過。一些防火墻偏重攔阻傳輸流的通行，而另一些防火墻則偏重允許傳輸流通過。了解有關(guān)防火墻的最重要的概念可能就是它實現(xiàn)了一種訪問控制策略。

一般來說，防火墻在配置上是防止來自“外部”世界未經(jīng)授權(quán)的交互式登錄的。這大大有助于防止破壞者登錄到你網(wǎng)絡(luò)中的計算機上。一些設(shè)計更為精巧的防火墻可以防止來自外部的傳輸流進入內(nèi)部，但又允許內(nèi)部的用戶可以自由地與外部通信。如果你切斷防火墻的話，它可以保護你免受網(wǎng)絡(luò)上任何類型的攻擊。防火墻的另一個非常重要的特性是可以提供一個單獨的“攔阻點”，在“攔阻點”上設(shè)置安全和審計檢查。與計算機系統(tǒng)正受到某些人利用調(diào)制解調(diào)器撥入攻擊的情況不同，防火墻可以發(fā)揮一種有效的“電話監(jiān)聽”和跟蹤工具的作用。防火墻提供了一種重要的記錄和審計功能；它們經(jīng)?？梢韵蚬芾韱T提供一些情況概要，提供有關(guān)通過防火墻的傳輸流的類型和數(shù)量，以及有多少次試圖闖入防火墻的企圖等信息。

因此本實驗將介紹如何配置linux 防火墻。

VM Client

VM Server

實驗?zāi)繕?biāo)

1.掌握linux 下基本的iptables 知識 2.學(xué)會配置iptables VM Windows VM Linux

實驗環(huán)境

虛擬機：linux,windowsXP；linux 主機用戶名：root；密碼：root 16 實驗過程指導(dǎo)

一.Iptables 的規(guī)則表、鏈結(jié)構(gòu)

1.規(guī)則表（iptables管理4個不同的規(guī)則表，其功能由獨立的內(nèi)核模塊實現(xiàn)）filter 表：包含三個鏈INPUT OUTPUT FORWARD nat表：PREROUTING POSTROTING OUTPUT mangle 表：PREROUTING POSTROUTING INPUT OUTPUT FORWARD raw 表：OUTPUT PREROUTING 2.規(guī)則鏈

INPUT 鏈當(dāng)收到訪問防火墻本機的數(shù)據(jù)包（入站）時，應(yīng)用此鏈中的規(guī)則 OUTPUT鏈當(dāng)防火墻本機向外發(fā)送數(shù)據(jù)包（出站）時，應(yīng)用此鏈中的規(guī)則 FORWARD鏈?zhǔn)盏叫枰ㄟ^防火墻發(fā)送給其他地址的數(shù)據(jù)包，應(yīng)用此鏈 PREROUTING鏈做路由選擇之前，應(yīng)用此鏈

POSTROUTING鏈對數(shù)據(jù)包做路由選擇之后，應(yīng)用此鏈中的規(guī)則

二.數(shù)據(jù)包的匹配流程

1.規(guī)則表之間的優(yōu)先級 raw mangle nat filter 2.規(guī)則鏈之間的優(yōu)先級

入站數(shù)據(jù)流向：來自外界的數(shù)據(jù)包到達(dá)防火墻，首先PREROUTING規(guī)則鏈處理（是否被修改地址），之后會進行路由選擇（判斷該數(shù)據(jù)包應(yīng)該發(fā)往何處），如果數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址是防火墻本機，那么內(nèi)核將其傳遞給INPUT 鏈進行處理，通過以后再交給上次的應(yīng)用程序進行響應(yīng)。

轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流向：來自外界的數(shù)據(jù)包到達(dá)防火墻后，首先被PREROUTING 規(guī)則鏈處理，之后進行路由選擇，如果數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址是其他外部地址，則內(nèi)核將其傳遞給FPRWARD 鏈進行處理，然后再交給POSTROUTIING 規(guī)則鏈（是否修改數(shù)據(jù)包的地址等）進行處理。

出站數(shù)據(jù)流向：防火墻本身向外部地址發(fā)送數(shù)據(jù)包，首先被OUTPUT 規(guī)則鏈處理，之后進行路由選擇，然后交給POSTROUTING 規(guī)則鏈（是否修改數(shù)據(jù)包的地址等）進行處理。3.規(guī)則鏈內(nèi)部各防火墻規(guī)則之間的優(yōu)先順序

依次按第1條規(guī)則、第2條規(guī)則、第3條規(guī)則??的順序進行處理，找到一條能夠匹配的數(shù)據(jù)包規(guī)則，則不再繼續(xù)檢查后面的規(guī)則（使用LOG記錄日志的規(guī)則例外）。如果找不到匹配規(guī)則，就按照規(guī)則鏈的默認(rèn)策略進行處理。

三.管理和設(shè)置iptables規(guī)則

Iptables 的基本語法格式選項名-A-D-I-R

功能及特點

在指定鏈的末尾添加（--append）一條新規(guī)則

刪除（--delete）指定鏈中的某一條規(guī)則，按規(guī)則序號或內(nèi)容確定要刪除的規(guī)則 在指定鏈中插入一條新規(guī)則，若未指定插入位置，則默認(rèn)在鏈的開頭插入 修改、替換指定鏈中的一條規(guī)則，按按 17-L-F-X-P-n-v-V-h--line-numbers-N

1.查看規(guī)則表

# iptables-L INPUT--line-numbers //查看filter表中INPUT鏈中的所有規(guī)則，同時顯示各條規(guī)則的順序號

規(guī)則序號或內(nèi)容確定要替換的規(guī)則 列出指定鏈中所有的規(guī)則進行查看，若未指定鏈名，則列出表中所有鏈的內(nèi)容 清空指定鏈中的所有規(guī)則，若未指定鏈名，則清空表中所有鏈的內(nèi)容 刪除表中用戶自定義的規(guī)則鏈 設(shè)置指定鏈的默認(rèn)策略（大p）

使用數(shù)字形式顯示輸出結(jié)果，如顯示主機的IP地址而不是主機名

查看規(guī)則列表時顯示詳細(xì)的信息 查看iptables命令工具的版本信息 查看命令幫助信息

查看規(guī)則列表時，同時顯示規(guī)則在鏈中的順序號

新建一條用戶自定義的規(guī)則鏈

2.刪除、清空規(guī)則

# iptables-F //不指定表名時，默認(rèn)情況filter表

3.設(shè)置規(guī)則鏈的默認(rèn)策略

# iptables-t filter-P FORWARD DROP //將filter表中FORWARD規(guī)則的默認(rèn)策略設(shè)為DROP # iptables-P OUTPUT ACCEPT //將filter表中OUTPUT規(guī)則的默認(rèn)策略設(shè)為ACCEPT 18

四.條件匹配

1.通用（general）條件匹配（直接使用，而不依賴于其他的條件匹配及其擴展）協(xié)議匹配（允許使用的協(xié)議名包含在/etc/protocols文件中）

# iptables-AINPUT-p icmp–j REJECT //拒絕進入防火墻的所有icmp數(shù)據(jù)包

地址匹配

拒絕轉(zhuǎn)發(fā)來自192.168.1.11主機的數(shù)據(jù)，允許轉(zhuǎn)發(fā)來自192.168.0./24網(wǎng)段的數(shù)據(jù) # iptables-A FORWARD-s 192.168.1.11-j REJECT

2.隱含（implicit）條件匹配（需要指定的協(xié)議匹配為前提，其對應(yīng)的功能由iptables自動（隱含）的裝載入內(nèi)核），如果無匹配條件，默認(rèn)為REJECT。

端口匹配

僅允許系統(tǒng)管理員從202.13.0.0/16網(wǎng)段使用SSH方式遠(yuǎn)程登錄防火墻主機 # iptables-A INPUT-p tcp--dport 22-s 202.13.0.0/16-j ACCEPT

五.在進行了上述規(guī)則講解與熟悉之后，接下來的步驟進行防火墻規(guī)則配置與測試

禁止Windows主機ping防火墻linux主機，但是允許從防火墻上ping其他主機（允許接受ICMP回應(yīng)數(shù)據(jù)）

1.配置linux防火墻主機ip地址，如下圖所示：

2.配置windows 主機ip地址，如下圖所示:

3.配置linux 主機防火墻規(guī)則，如下圖所示：

4.在此在windows 主機和linux 主機上進行相互ping 測試，測試結(jié)果如下圖所示：

windows主機無法ping通linux防火墻主機，但是linux主機可以ping通windows主機。

實驗截圖

如上所示，重要的步驟截圖已置于相應(yīng)步驟下。

實驗心得

1)如何在linux 主機上配置防火墻規(guī)則以防止DDOS 高級？

答：默認(rèn)的iptables規(guī)則是無法過濾DDOS攻擊數(shù)據(jù)的,我們需要添加過濾規(guī)則實現(xiàn)iptables擁有抗DDOS的能力：

屏蔽 SYN_RECV 的連接

-A FORWARD-p tcp-m tcp--tcp-flags FIN,SYN,RST,ACK SYN-m limit--limit 1/sec-j ACCEPT 限制IP碎片，每秒鐘只允許100個碎片，用來防止DoS攻擊-A FORWARD-f-m limit--limit 100/sec--limit-burst 100-j ACCEPT 限制ping包每秒一個，10個后重新開始

-A FORWARD-p icmp-m limit--limit 1/sec--limit-burst 10-j ACCEPT 限制ICMP包回應(yīng)請求每秒一個

-A FORWARD-p icmp-m icmp--icmp-type 8-m limit--limit 1/sec-j ACCEPT 此處自定義一個表

-A FORWARD-j RH-Firewall-1-INPUT 完全接受 loopback interface 的封包-A RH-Firewall-1-INPUT-i lo-j ACCEPT 允許主機接受 ping-A RH-Firewall-1-INPUT-p icmp-m icmp--icmp-type any-j ACCEPT 允許連線出去后對方主機回應(yīng)進來的封包

22-A RH-Firewall-1-INPUT-m state--state RELATED,ESTABLISHED-j ACCEPT 允許防火墻開啟指定端口

-A RH-Firewall-1-INPUT-p tcp-m state--state NEW-m tcp--dport port-j ACCEPT 限制SSH登陸

只允許在***.***.***.***上使用ssh遠(yuǎn)程登錄，從其它計算機上禁止使用ssh iptables-A INPUT-s ***.***.***.***-p tcp--dport 22-j ACCEPT iptables-A INPUT-p tcp--dport 22-j DROP

2)linux 主機防火墻處理數(shù)據(jù)包的順序是什么？

答：（1）當(dāng)包到達(dá)端口時，對包報頭進行語法分析。大多數(shù)包過濾設(shè)備只檢查IP、TCP、或UDP報頭中的字段。

（2）若一條規(guī)則阻止包傳輸或接收，則此包便不被允許。

（3）若一條規(guī)則允許包傳輸或接收，則此包便可以被繼續(xù)處理。（4）若包不滿足任何一條規(guī)則，則此包便被阻塞。

實驗三WIFI 釣魚

步驟一 共享WIFI 工具：電腦、WIN7 系統(tǒng)、無線網(wǎng)卡

步驟

1.開始菜單-->命令提示符(cmd)-->右鍵，以管理員身份運行 2.運行以下命令啟用虛擬網(wǎng)卡

>netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=(這里寫無線網(wǎng)名字)key=(這里是密碼)

3.網(wǎng)絡(luò)共享中心-->更改高級適配器設(shè)置-->右鍵已連接到Internet 的網(wǎng)絡(luò)連接-->屬性-->切換 到“共享”選項卡，選中其中的復(fù)選框，并選擇允許其共享Internet 的網(wǎng)絡(luò)連接，這里即我 們的虛擬WIFI 網(wǎng)卡

4.開啟無線網(wǎng)絡(luò)，繼續(xù)在命令提示符中運行以下命令: >netsh wlan start hostednetwork 24 即可開啟我們之前設(shè)置好的無線網(wǎng)絡(luò)（相當(dāng)于打開路由器的無線功能）

步驟二 WIFI 釣魚

工具：其他筆記本或手機、Wareshark 步驟

1.搜索到剛剛設(shè)置的WIFI，連接上（密碼為剛剛設(shè)置的key:12345679）

2.在筆記本上打開wareshark，選擇capture-->interfaces 3.選擇Packets 最多的項，點擊start 按鈕

4.在手機或筆記本上打開中南大學(xué)郵箱網(wǎng)站:http://mail.csu.edu.cn/,在主機上用wareshark 捕捉

http 的包

（這里大家可以自由實驗，能監(jiān)控到連接到該WIFI 的機器的所有包的情況）5.在手機或筆記本上輸入用戶名和密碼，點擊登錄

6.在主機上用wareshark 捕捉到剛剛post 提交的http 包，右鍵選擇Follow tcp stream

7.可以看到剛剛提交的用戶名和密碼，且是未經(jīng)過加密的

實驗截圖

如上所示，重要的步驟截圖已置于相應(yīng)步驟下。

實驗心得

本次實驗是在自己的筆記本上做的，實驗也比較簡單，所以做得比較快效果比較好。通過本次實驗，大致了解了WIFI釣魚的操作過程，同時，也讓自己有了警覺之心，要養(yǎng)成良好的WIFI使用習(xí)慣。手機會把使用過的WIFI熱點都記錄下來，如果WiFi開關(guān)處于打開狀態(tài)，手機就會不斷向周邊進行搜尋，一旦遇到同名的熱點就會自動進行連接，存在被釣魚風(fēng)險。因此當(dāng)我們進入公共區(qū)域后，盡量不要打開WIFI開關(guān)，或者把WiFi調(diào)成鎖屏后不再自動連接，避免在自己不知道的情況下連接上惡意WIFI。

實驗四 SQL注入攻擊

【實驗?zāi)康摹?/p>

SQL注入攻擊指的是通過構(gòu)建特殊的輸入作為參數(shù)傳入Web應(yīng)用程序，而這些輸入大都是SQL語法里的一些組合，通過執(zhí)行SQL語句進而執(zhí)行攻擊者所要的操作，其主要原因是程序沒有細(xì)致地過濾用戶輸入的數(shù)據(jù)，致使非法數(shù)據(jù)侵入系統(tǒng)。根據(jù)相關(guān)技術(shù)原理，SQL注入可以分為平臺層注入和代碼層注入。前者由不安全的數(shù)據(jù)庫配置或數(shù)據(jù)庫平臺的漏洞所致；后者主要是由于程序員對輸入未進行細(xì)致地過濾，從而執(zhí)行了非法的數(shù)據(jù)查詢。

本次實驗?zāi)康氖橇私鈙ql注入的常見手段，要到兩個工具：

①dvwa(Dam Vulnerable Web Application)是用PHP+Mysql編寫的一套用于常規(guī)WEB漏洞教學(xué)和檢測的WEB脆弱性測試程序。包含了SQL注入、XSS、盲注等常見的一些安全漏洞。

② sqlmap是一個自動化的SQL注入工具,其主要功能是掃描,發(fā)現(xiàn)并利用給定的URL的SQL注入漏洞。

【實驗組網(wǎng)拓?fù)洹?/p>

VM Client

VM Server

【實驗一：dvwa手動sql注入】

1、連接好虛擬機拓?fù)鋱D，配置WindowsXP Client和Windows XP Server的IP使其在同一個局域網(wǎng)網(wǎng)段。

2、打開Server端的xampp，啟動apache和mysql。打開Client的瀏覽器，訪問Server的IP/dvwa，如“192.168.1.32/dvwa”，登陸賬戶為admin，密碼為password。

3、選擇SQLInjection，點擊右下角的ViewSource，查看PHP源代碼。

4、正常測試，輸入“1”，得到正常結(jié)果，如下所示。

5、當(dāng)將輸入變?yōu)椤?”時，頁面提示錯誤“YouhaveanerrorinyourSQLsyntax;checkthemanualthatcorrespondstoyourMySQLserverversionfortherightsyntaxtousenear'''''atline1”，結(jié)果如圖?？吹竭@個結(jié)果，可以知道，這個表單存在著注入漏洞。

6、嘗試輸入：“1’or 1=1–”注意“--”后面有空格！此時成功進行sql注入。

7、測試查詢信息列數(shù)。利用語句order by num。這里輸入“ 1'order by 1--” 結(jié)果頁面正常顯示，注意--后面有空格。繼續(xù)測試，“ 1'order by 2--”,“ 1'order by 3--”，當(dāng)輸入3是，頁面報錯。頁面錯誤信息如下，Unknown column '3' in 'order clause'，由此查詢結(jié)果值為2列。

8、嘗試注入“1' and 1=2 union select 1,2--”，從而得出First name處顯示結(jié)果為查詢結(jié)果第一列的值，surname處顯示結(jié)果為查詢結(jié)果第二列的值，利用內(nèi)置函數(shù)user(),及database()，version()注入得出連接數(shù)據(jù)庫用戶以及數(shù)據(jù)庫名稱：“1' and 1=2 union select user(),database()--”。

9、選擇DVWA Security，將安全級別分別設(shè)置為中、高。再運行上面的實驗sql語句，結(jié)合右下角的ViewSource，分析三種等級的代碼和sql注入效果有何區(qū)別。在安全級別分別設(shè)置為低時，結(jié)合PHP源代碼，考慮不采用“--”的情形下，完成sql注入，寫出sql注入語句。

【實驗二：sqlmap測試dvwa】

1、打開Server端的xampp，啟動apache和mysql。打開Client的瀏覽器，訪問Server的IP/dvwa，如“169.254.180.158/dvwa”，登陸賬戶為admin，密碼為password。選擇DVWA Security，將安全級別分別設(shè)置為低。

2、選擇XSS reflected，輸入“alert(document.cookie)”，獲取登陸系統(tǒng)后的cookie值，截圖保存cookie值。

3、使用sqlmap查找注入點，打開Client端的控制臺窗口，轉(zhuǎn)到目錄“C:Python27sqlmap”，輸入以下命令，注意！“169.254.180.158”表示Server的IP，“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”表示上一步所獲得的cookie值，請同學(xué)們按照實際環(huán)境 33 填寫相應(yīng)的值！“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5””。

依據(jù)以下信息，得到可能的注入點是id，數(shù)據(jù)庫是mysql。

[INFO] heuristic(basic)test shows that GET parameter 'id' might be injectable(possible DBMS: 'MySQL')[INFO] GET parameter 'id' is 'MySQL UNION query(NULL)-1 to 20 columns' injectable

4、輸入“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”--current-db”得到當(dāng)前數(shù)據(jù)庫名。

current database: 'dvwa'

5、輸入“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”--current-db--tables-Ddvwa”得到數(shù)據(jù)庫所有表。

6、輸入“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”-T users--columns”得到user表的所有列。

7、輸入“sqlmap.py-u “http://169.254.180.158/dvwa/vulnerabilities/sqli/?id=2&Submit=Submit”--cookie=“security=low;PHPSESSID=mkoc8iuc07hfre7vvo0e5ghjv5”-T users--dump”得到user表的所有列，在sqlmap詢問時候破解密碼時，選擇是，sqlmap會使用自己的字典來破解密碼，得到5個用戶的密碼。此時就完成了利用sqlmap進行“拖庫”的基本步驟。

實驗截圖

如上所示，重要的步驟截圖已置于相應(yīng)步驟下。

實驗心得

隨著B/S模式應(yīng)用開發(fā)的發(fā)展，使用這種模式編寫應(yīng)用程序的程序員也越來越多。但是由于程序員的水平及經(jīng)驗也參差不齊，相當(dāng)大一部分程序員在編寫代碼的時候，沒有對用戶輸入數(shù)據(jù)的合法性進行判斷，使應(yīng)用程序存在安全隱患。用戶可以提交一段數(shù)據(jù)庫查詢代碼，根據(jù)程序返回的結(jié)果，獲得某些他想得知的數(shù)據(jù)，這就是所謂的SQL Injection，即SQL注入。

此次的實驗讓我了解了SQL注入攻擊的原理和過程，讓我了解到了做這方面開發(fā)的時候需要注意的安全性問題，也意識到安全的重要性和數(shù)據(jù)庫的一些欠缺，提高了自己在這方面的安全意識。在實驗的過程中遇到了很多困難，配置上的，環(huán)境上的，還有一些需要注意的小問題。很高興順利完成了這次實驗，期待下次能使用更高級的工具進行掃描和實施攻擊，當(dāng)然，以后的開發(fā)過程中也要特別注意這些脆弱點了。

第四篇：中南大學(xué) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告

專業(yè)班級： 指導(dǎo)老師：余臘生 姓

名： 學(xué)

號： 實驗一 單鏈表的基本操作的實現(xiàn)

一、實驗?zāi)康?/p>

掌握單鏈表的基本操作：建立、插入、刪除、查找等運算。

二、實驗儀器

安裝VC++的PC機。

三、實驗原理

利用線性表的特性以及其鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)特點對線性表進行相關(guān)操作。

四、實驗內(nèi)容

程序中演示了單鏈表的創(chuàng)建、插入、刪除和查找。程序如下：

#include #include #include #include typedef struct node { int data;struct node *next;} NODE;/******************************************/ NODE *Create(){ NODE *p,*head;int x;head=(NODE *)malloc(sizeof(NODE));head->next=NULL;printf(“Input data,-1 to End!n”);

scanf(“%d”,&x);while(x!=-1){ p=(NODE *)malloc(sizeof(NODE));p->data=x;p->next=head->next;head->next=p;scanf(“%d”,&x);} return(head);} /******************************************/ void Output(NODE *head){ NODE *p;p=head;printf(“Begin to dump the LinkList...n”);while(p->next!=NULL){ printf(“->%d”,p->next->data);p=p->next;} printf(“nThe LinkList ended!n”);} /******************************************/ int Listlen(NODE *head){ int i=0;NODE *p=head;while(p->next!=NULL){ i++;p=p->next;} return(i);} /******************************************/ int Get(NODE *head,int i){ int j=0;NODE *p=head;while(p->next&&jnext;} if(!p->next||j>i)return(0);else return(p->data);} /******************************************/ void Del(NODE *head,int i){ NODE *p=head;int j=0;while(p->next&&jnext;} if(!p->next||j>i-1)printf(“the position is wrongn”);else p->next=p->next->next;} /******************************************/ void Ins(NODE *head,int i,int e){ NODE *p=head,*q;int j=0;while(p->next&&jnext;} if(!p->next&&j>i-1)printf(“Wrong positionn”);else { q=(NODE *)malloc(sizeof(NODE));q->data=e;q->next=p->next;p->next=q;} } /******************************************/ main(){ NODE *head;int length;int i,element;system(“CLS”);head=Create();Output(head);length=Listlen(head);printf(“the length of the link is %dn”,length);printf(“input the order :n”);scanf(“%d”,&i);element=Get(head,i);printf(“the element of the order is %dn”,element);printf(“input the del position n”);scanf(“%d”,&i);Del(head,i);Output(head);printf(“Input the insert posion and element:n”);scanf(“%d%d”,&i,&element);Ins(head,i,element);Output(head);getch();}

五、數(shù)據(jù)記錄及處理

1、運行程序,輸入下面一組數(shù)據(jù): 93 94 12 13 20 14 鏈表順序：14 20 13 12 94 93

2、刪除第二個數(shù)據(jù)結(jié)點，在第一個位置插入數(shù)據(jù)20。

運行結(jié)果如下: 插入結(jié)果：14 13 12 94 93 刪除結(jié)果：20 14 13 12 94 93 運行結(jié)果截圖：

實驗二 棧和隊列的實現(xiàn)

一、目的和要求

1.理解隊列和棧的順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。通過本實驗，熟悉隊列、棧的結(jié)構(gòu)特點； 2.熟悉隊列、棧結(jié)構(gòu)上的操作與算法的實現(xiàn)。

二、實驗內(nèi)容

1.隊列的基本操作和應(yīng)用。2.棧的基本操作和應(yīng)用。

三、儀器、設(shè)備和材料

1.適合實驗要求的計算機系統(tǒng)。2.VＣ++編程平臺。

四、實驗原理

隊列與棧是一種操作受限制的線性表，在了解線性表的基本原理的基礎(chǔ)上，理解與完成此項實驗。

五、實驗步驟

1.采用隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)。

2.用菜單的形式完成隊列的建立，出隊，入隊等基本操作。3.采用棧的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。

4.用菜單的形式完成棧的出棧、入棧等基本操作。

六、程序算法

#include #include #define OVERFLOW-2 #define ERROR 0 #define OK 1 #define MAX 100 //棧的最大值 typedef int SElemType;typedef int QElemType;typedef struct {SElemType *base;

SElemType *top;}SqStack;

SqStack InitStacka()//順序存儲實現(xiàn)棧的初始化 {SqStack S;S.base=(SElemType *)malloc(MAX*sizeof(SElemType));if(!S.base)exit(OVERFLOW);S.top=S.base;return(S);}

void Pusha(SqStack &S,int x)//順序存儲實現(xiàn)棧的入棧操作 {if(S.top-S.base>=MAX)exit(OVERFLOW);*S.top++=x;}

void Popa(SqStack &S)//順序存儲實現(xiàn)棧的出棧操作 {SElemType *p;int x;if(S.top==S.base)return;else {p=S.top;x=*--S.top;printf(“t刪除的棧頂元素是%dnt出棧操作完成后的棧為:n”,x);} } void printa(SqStack S)//輸出 {SElemType *p;p=S.base;printf(“t”);while(p!=S.top){printf(“%d ”,*(p++));} printf(“n”);}

typedef struct SqNode {SElemType data;SqNode *Link;}*Sqptr,NODE;typedef struct {Sqptr top;}Stack;

Stack InitStackb()//鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)棧的初始化 {Stack S;S.top=(Sqptr)malloc(sizeof(NODE));if(!S.top)exit(OVERFLOW);S.top->Link=NULL;return(S);}

void Pushb(Stack &S,int x)//鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)棧的入棧操作 {Sqptr p;p=(Sqptr)malloc(sizeof(NODE));if(!p)return;p->data=x;p->Link=S.top->Link;S.top->Link=p;}

void Popb(Stack &S)//鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)棧的出棧操作 {int x;Sqptr p;if(S.top->Link==NULL)return;else {p=S.top->Link;

x=p->data;

S.top->Link=p->Link;

printf(“t刪除的棧頂元素是%dn”,x);

free(p);} }

typedef struct QNode {QElemType data;struct QNode *next;}*QueuePtr,QNode;typedef struct {QueuePtr front;QueuePtr rear;}LinkQueue;LinkQueue InitQueue()//鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)隊列的初始化 {LinkQueue Q;Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front)exit(OVERFLOW);Q.front->next=NULL;

return(Q);} void EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType x)//鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)隊列的入隊 {QueuePtr p;p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!p)exit(OVERFLOW);p->data=x;p->next=NULL;Q.rear->next=p;Q.rear=p;} void DeQueue(LinkQueue &Q)//鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)隊列的出隊 {int x;if(Q.front==Q.rear)return;QueuePtr p;p=Q.front->next;x=p->data;printf(“t刪除的隊頭元素是：%dn”,x);Q.front->next=p->next;if(Q.rear==p)Q.rear=Q.front;free(p);return;}

typedef struct {SElemType *base;int front,rear;}SqQueue;SqQueue InitQueueb()//順序存儲實現(xiàn)隊列的初始化 {SqQueue S;S.base=(SElemType *)malloc(MAX*sizeof(SElemType));if(!S.base)exit(OVERFLOW);S.front=S.rear=0;return(S);} void EnQueueb(SqQueue &S,int x)

//順序存儲實現(xiàn)隊列的入隊 {if((S.rear+1)%MAX==S.front)return;S.base[S.rear]=x;S.rear=(S.rear+1)%MAX;} void DeQueueb(SqQueue &S)//順序存儲實現(xiàn)隊列的出隊 {int x;if(S.front==S.rear)return;x=S.base[S.front];S.front=(S.front+1)%MAX;printf(“t刪除的隊頭元素是:%dn”,x);} void main(){int choice;int n,x;printf(“nn”);printf(“t1.采用鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)棧的初始化、入棧、出棧操作n”);printf(“t2.采用順序存儲實現(xiàn)棧的初始化、入棧、出棧操作n”);printf(“t3.采用鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)隊列的初始化、入隊、出隊操作n”);printf(“t4.采用順序存儲實現(xiàn)隊列的初始化、入隊、出隊操作n”);printf(“t請選擇:”);scanf(“%d”,&choice);switch(choice){case 1:Stack Sa;

printf(“t1.鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)棧的初始化n”);

printf(“t2.鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)棧的入棧操作n”);

printf(“t3.鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)棧的出棧操作n”);

while(1){

printf(“t請選擇：”);

scanf(“%d”,&n);

switch(n)

{case 1:Sa=InitStackb();

printf(“t鏈?zhǔn)酱鎯５某跏蓟瓿?n”);break;

case 2:printf(“t以'0'結(jié)束n”);printf(“t”);

scanf(“%d”,&x);

while(x){

Pushb(Sa,x);scanf(“%d”,&x);}

printf(“t鏈?zhǔn)酱鎯５娜霔２僮魍瓿?n”);break;

case 3:Popb(Sa);break;}}break;

case 2:SqStack S;

printf(“t1.順序存儲實現(xiàn)棧的初始化n”);

printf(“t2.順序存儲實現(xiàn)棧的入棧操作n”);

printf(“t3.順序存儲實現(xiàn)棧的出棧操作n”);

while(1){

printf(“t請選擇:”);

scanf(“%d”,&n);

switch(n)

{ case 1:S=InitStacka();

printf(“t順序存儲棧的初始化完成!n”);break;

case 2:printf(“t以'0'結(jié)束n”);

printf(“t”);

scanf(“%d”,&x);

while(x){

Pusha(S,x);

scanf(“%d”,&x);}

printf(“t順序存儲棧的入棧操作完成!n”);

printa(S);break;

case 3:Popa(S);

printa(S);break;}}break;

case 3:LinkQueue Q;

printf(“t1.鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)隊的初始化n”);

printf(“t2.鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)隊的入棧操作n”);

printf(“t3.鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)隊的出棧操作n”);

while(1){

printf(“t請選擇：”);

scanf(“%d”,&n);

switch(n)

{

case 1:Q=InitQueue();

printf(“t鏈?zhǔn)酱鎯﹃牭某跏蓟瓿?n”);break;

case 2:printf(“t以'0'結(jié)束n”);printf(“t”);scanf(“%d”,&x);

while(x){

EnQueue(Q,x);scanf(“%d”,&x);}

printf(“t鏈?zhǔn)酱鎯﹃牭娜霔２僮魍瓿?n”);break;

case 3:DeQueue(Q);break;}}break;

case 4:SqQueue Sv;

printf(“t1.順序存儲實現(xiàn)隊的初始化n”);

printf(“t2.順序存儲實現(xiàn)隊的入棧操作n”);

printf(“t3.順序存儲實現(xiàn)隊的出棧操作n”);

while(1){

printf(“t請選擇：”);

scanf(“%d”,&n);

switch(n)

{case 1:Sv=InitQueueb();

printf(“t鏈?zhǔn)酱鎯５某跏蓟瓿?n”);break;

case 2:printf(“t以'0'結(jié)束n”);printf(“t”);scanf(“%d”,&x);

while(x){

EnQueueb(Sv,x);scanf(“%d”,&x);}

printf(“t鏈?zhǔn)酱鎯５娜霔２僮魍瓿?n”);break;

case 3: DeQueueb(Sv);break;}}break;} } 程序調(diào)試截圖：

1.采用鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)棧的初始化、入棧、出棧操作

2.采用順序存儲實現(xiàn)棧的初始化、入棧、出棧操作

3.采用鏈?zhǔn)酱鎯崿F(xiàn)隊列的初始化、入隊、出隊操作

4.采用順序存儲實現(xiàn)隊列的初始化、入隊、出隊操作

七、心得體會

實踐才能出真知，在通過了上機操作后，才發(fā)現(xiàn)了許多在平時上理論課的時候沒有想到的方方面面，編寫程序時發(fā)現(xiàn)很多語法的錯誤，以及很多英語單詞的記不熟，記錯，程序函數(shù)錯用等等，我想需要在以后多多練習(xí)，才能逐步解決這些問題。實驗三 二叉樹的建立和遍歷

一、目的和要求

1、了解二叉樹的建立的方法及其遍歷的順序，熟悉二叉樹的三種遍歷

2、檢驗輸入的數(shù)據(jù)是否可以構(gòu)成一顆二叉樹

二、實驗內(nèi)容

1.二叉樹的建立和遍歷

三、儀器、設(shè)備和材料

1.適合實驗要求的計算機系統(tǒng)。2.VＣ++編程平臺。

四、實驗的描述和算法

1、實驗描述

二叉樹的建立首先要建立一個二叉鏈表的結(jié)構(gòu)體，包含根節(jié)點和左右子樹。因為耳熟的每一個左右子樹又是一顆二叉樹，所以可以用遞歸的方法來建立其左右子樹。二叉樹的遍歷是一種把二叉樹的每一個節(jié)點訪問完并輸出的過程，遍歷時根結(jié)點與左右孩子的輸出順序構(gòu)成了不同的遍歷方法，這個過程需要按照不同的遍歷的方法，先輸出根結(jié)點還是先輸出左右孩子，可以用選擇語句實現(xiàn)。

2、算法

#include #include using namespace std;template struct BinTreeNode

//二叉樹結(jié)點類定義 { T data;

//數(shù)據(jù)域

BinTreeNode *leftChild,*rightChild;

//左子女、右子女域

BinTreeNode(T x=T(),BinTreeNode* l =NULL,BinTreeNode* r = NULL)

:data(x),leftChild(l),rightChild(r){}

//可選擇參數(shù)的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù) };//-----------template void PreOrder_2(BinTreeNode *p)

//非遞歸前序遍歷 { stack * > S;while(p!=NULL ||!S.empty()){

while(p!=NULL)

{

cout<

data;

//訪問根結(jié)點

S.push(p);

p=p->leftChild;

//遍歷指針進到左子女結(jié)點

}

if(!S.empty())

//棧不空時退棧

{

p=S.top();

S.pop();

p = p->rightChild;

//遍歷指針進到右子女結(jié)點

} } } //--template void InOrder_2(BinTreeNode *p)

//非遞歸中序遍歷 { stack* > S;do {

while(p!=NULL)

//遍歷指針未到最左下的結(jié)點，不空

{

S.push(p);

p=p->leftChild;

}

if(!S.empty())

//棧不空時退棧

{

p=S.top();

S.pop();

cout<

data;

p=p->rightChild;

} } while(p!=NULL ||!S.empty());}

//----template void PostOrder_2(BinTreeNode *p)//非遞歸后序遍歷 { stack * > S;stack tag;//定義一個新的棧用來保存tag域判別根結(jié)點的左右子樹是否均遍歷過

while(p!= NULL ||!S.empty())

//左子樹經(jīng)過結(jié)點加L進棧

{

while(p!=NULL)

{

S.push(p);//首先將t和tag為入棧，遍歷左子樹

tag.push(0);//遍歷左子樹前的現(xiàn)場保護

p=p->leftChild;

}

while(!S.empty()&& tag.top()==1)

{

p=S.top();

S.pop();

tag.pop();

cout<

data;//最后訪問根結(jié)點。

}

if(!S.empty())

{

tag.pop();

tag.push(1);//遍歷右子樹前的現(xiàn)場保護,修改棧頂tag為，遍歷右子樹

p=S.top();

// 取棧頂保存的指針

p=p->rightChild;

}

else

break;

} } template void InOrder_1(BinTreeNode * subTree){//遞歸函數(shù)：中序次序遍歷以subTree為根的子樹。

if(subTree!=NULL)

//NULL是遞歸終止條件

{

InOrder_1(subTree->leftChild);//中序遍歷根的左子樹

cout<data;

//訪問根結(jié)點

InOrder_1(subTree->rightChild);//中序遍歷根的右子樹

} } template void PreOrder_1(BinTreeNode * subTree){//遞歸函數(shù)：前序遍歷以subTree為根的二叉樹。if(subTree!=NULL)

//遞歸結(jié)束條件

{

cout<data;//訪問根結(jié)點

PreOrder_1(subTree->leftChild);

//前序遍歷根的左子樹

PreOrder_1(subTree->rightChild);

//前序遍歷根的右子樹

} } template void PostOrder_1(BinTreeNode * subTree){//遞歸函數(shù)：后序次序遍歷以subTree為根的子樹。

if(subTree!=NULL)

//NULL是遞歸終止條件

{

PostOrder_1(subTree->leftChild);//后序遍歷根的左子樹

PostOrder_1(subTree->rightChild);//后序遍歷根的右子樹

cout<data;

//訪問根結(jié)點

} } //------------template void CreateBinTree(BinTreeNode * & subTree){//遞歸方式建立二叉樹

T item;

cin>>item;

if(item!=-1)

{

subTree = new BinTreeNode();

if(subTree == NULL)

{

cerr<<“存儲分配錯！”<

exit(1);

}

subTree->data = item;

CreateBinTree(subTree->leftChild);//遞歸建立左子樹

CreateBinTree(subTree->rightChild);//遞歸建立右子樹

}

else subTree = NULL;

//封閉指向空子樹的指針 } int main(){

BinTreeNode * Tree = NULL;cout<<“請輸入每個結(jié)點，回車確認(rèn)，并以-1結(jié)束：”;CreateBinTree(Tree);

cout<<“先序遍歷二叉樹結(jié)果：”;

PreOrder_1(Tree);

cout<

cout<<“后序遍歷二叉樹結(jié)果：”;

PostOrder_1(Tree);cout<

cout<<“非遞歸中序遍歷二叉樹結(jié)果：”;InOrder_2(Tree);cout<

3、實驗程序運行截圖

實驗四 散列法查找和排序

一、目的和要求

1.用散列法實現(xiàn)順序查找，折半查找。

二、儀器、設(shè)備和材料

1.適合實驗要求的計算機系統(tǒng)。2.VＣ++編程平臺。

三、實驗步驟 和程序

1、順序查找 #include #include #include #define m

#define NULLKEY 0 typedef int KeyType;

/* 假設(shè)關(guān)鍵字為整型 */ typedef struct { KeyType key;}RecordType;typedef RecordType HashTable[m];int hash(KeyType k)/*除留余數(shù)法構(gòu)造哈希函數(shù)*/ { int h;h = k%m;return h;} int HashSearch(HashTable ht, KeyType K)/*哈希查找*/ { int h0;int i;int hi;h0=hash(K);if(ht[h0].key==NULLKEY)

return(-1);else

if(ht[h0].key==K)

return(h0);

else

/* 用線性探測再散列解決沖突 */

{

for(i=1;i<=m-1;i++)

{

hi=(h0+i)% m;

if(ht[hi].key==NULLKEY)

return(-1);

else

if(ht[hi].key==K)

return(hi);

}

return(-1);

}

} void main(){ int i,j;int n;int p;int hj;int k;int result;HashTable ht;for(i=0;i

ht[i].key = NULLKEY;printf(“請輸入哈希表的元素個數(shù):”);scanf(“%d”,&n);for(i=1;i<=n;i++){

printf(“請輸入第%d個元素:”,i);

fflush(stdin);

scanf(“%d”,&p);

j = hash(p);

if(ht[j].key == NULLKEY)

ht[j].key = p;

else

{

for(i=1;i<=m-1;i++)

{

hj=(j+i)% m;

if(ht[hj].key==NULLKEY)

{

ht[j].key = p;

}

i = m;

}

}

} } printf(“請輸入要查找的元素:”);fflush(stdin);scanf(“%d”,&k);result = HashSearch(ht,k);if(result ==-1)printf(“未找到!n”);else printf(“元素位置為%dn”,result);system(“pause”);運行結(jié)果如下：

2、折半查找

#include #define N 21 void main(void){ int a[N];int i,n,num;int top,bottom,mid;int flag=1;int loc=-1;printf(“你想在多少個數(shù)中進行折半查找，請輸入(1--20):”);scanf(“%d”,&n);while(n<1||n>20){

printf(“你輸入的數(shù)不正確，請重新輸入:n”);

printf(“你想在多少個數(shù)中進行折半查找，請輸入(1--20):”);

scanf(“%d”,&n);} printf(“請你輸入一個整數(shù)a[1]:”);scanf(“%d”,&a[1]);i=2;while(i<=n){

printf(“請你輸入一個整數(shù)a[%d]:”,i);

scanf(“%d”,&a[i]);

i++;} printf(“n輸出表列n”);for(i=1;i<=n;i++){ printf(“%6d”,a[i]);} printf(“n”);printf(“請你輸入要查找的數(shù):”);scanf(“%d”,&num);flag=1;top=n;bottom=1;mid=(top+bottom)/2;while(flag){ printf(“top=%d，bottom=%d，mid=%d,a[i]=%dn”,top,bottom,mid,mid,a[mid]);if((num>a[top])||(num

loc=-1;

flag=0;} else if(a[mid]==num){

loc=mid;

printf(“找到數(shù)

%6d的位置%2dn”,num,loc);

break;} else if(a[mid]>num){

top=mid-1;

mid=(top+bottom)/2;} else if(a[mid]

bottom=mid+1;

mid=(top+bottom)/2;} } if(loc==-1){ printf(“%d這個數(shù)在表列中沒有找到。n”,num);} } 運行結(jié)果如下：

第五篇：中南大學(xué)離散數(shù)學(xué)實驗報告

離散數(shù)學(xué)實驗報告（實驗ABC）

專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)老師 完成時間

離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

目錄

實驗概述..........................................................................................................2

1.1 實驗?zāi)康?........................................................................................................2 1.2 實驗內(nèi)容.........................................................................................................2 1.3 實驗環(huán)境.........................................................................................................2 第二章 實驗原理和實現(xiàn)過程......................................................................................3

2.1 實驗原理.........................................................................................................3

2.1.1建立圖的鄰接矩陣，判斷圖是否連通................................................3 2.1.2 計算任意兩個結(jié)點間的距離...............................................................3 2.1.3對不連通的圖輸出其各個連通支........................................................4 2.2 實驗過程（算法描述）.................................................................................4

2.2.1 程序整體思路.......................................................................................4 2.2.2具體算法流程........................................................................................4

第三章 實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析......................................................................................6

3.1建立圖的鄰接矩陣并判斷圖是否連通的功能測試及結(jié)果分析.................6

3.1.1輸入無向圖的邊....................................................................................6 3.1.2建立圖的連接矩陣................................................................................7 3.2 其他功能的功能測試和結(jié)果分析.................................................................8

3.2.1計算節(jié)點間的距離................................................................................8 3.2.2判斷圖的連通性....................................................................................8 3.2.3輸出圖的連通支....................................................................................9 3.2.4退出系統(tǒng)................................................................................................9

第四章 實驗收獲和心得體會....................................................................................10

4.1 實驗收獲.......................................................................................................10 4.2 心得體會.......................................................................................................11 第五章 實驗源程序清單............................................................................................12

5.1 程序代碼.......................................................................................................12

I 離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

第一章 實驗概述

1.1 實驗?zāi)康?/p>

理解圖論的基本概念，圖的矩陣表示，圖的連通性，圖的遍歷，以及求圖的連通支方法。

通過實驗，幫助學(xué)生更好地掌握計算機科學(xué)技術(shù)常用的離散數(shù)學(xué)中的概念、性質(zhì)和運算，培養(yǎng)邏輯思維；通過實驗提高學(xué)生編寫實驗報告、總結(jié)實驗結(jié)果的能力，提高理論聯(lián)系實際的能力；使學(xué)生具備程序設(shè)計的思想，能夠獨立完成簡單的算法設(shè)計和分析。

1.2 實驗內(nèi)容

以偶對的形式輸入一個無向簡單圖的邊，建立該圖的鄰接矩陣，判斷圖是否連通（A），并計算任意兩個結(jié)點間的距離（B），對不連通的圖輸出其各個連通支（C）。

注意：題目類型分為A，B，C三類，其中A為基本題，完成A類題目可達(dá)到設(shè)計的基本要求，其他均為加分題，并按字母順序分?jǐn)?shù)增加越高。

基本要求如下：程序需具有基本的容錯控制，在輸入錯誤時有處理手段；程序界面友好，需要輸入的地方有輸入說明，說明輸入的內(nèi)容和格式要求等；實驗原理和實現(xiàn)過程應(yīng)該詳細(xì)分析問題，給出解決思路，描述算法思想，不能用源程序代替算法；測試數(shù)據(jù)應(yīng)全面，包括非法輸入的處理結(jié)果等都應(yīng)包含在內(nèi)。

1.3 實驗環(huán)境

C或C＋＋語言編程環(huán)境實現(xiàn)。離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

第二章 實驗原理和實現(xiàn)過程

2.1 實驗原理

2.1.1建立圖的鄰接矩陣，判斷圖是否連通

根據(jù)圖的矩陣表示法建立鄰接矩陣A，并利用矩陣的乘法和加法求出可達(dá)矩陣，從而判斷圖的連通性。

連通圖的定義：在一個無向圖 G 中，若從頂點vi到頂點vj有路徑相連(當(dāng)然從vj到vi也一定有路徑)，則稱vi和vj是連通的。如果 G 是有向圖，那么連接vi和vj的路徑中所有的邊都必須同向。如果圖中任意兩點都是連通的，那么圖被稱作連通圖。

判斷連通圖的實現(xiàn)：在圖中，從任意點出發(fā)在剩余的點中，找到所有相鄰點循環(huán)，直到?jīng)]有點可以加入為止，如果有剩余的點就是不連通的，否則就是連通的?；蛘咭部捎肳allShell算法，由圖的鄰接矩陣判斷圖是否連通。

2.1.2 計算任意兩個結(jié)點間的距離

圖中兩點i，j間的距離通過檢驗Al中使得aij為1的最小的l值求出。路徑P中所含邊的條數(shù)稱為路徑P的長度。在圖G中，從結(jié)點Vi到Vj最短路徑的長度叫從Vi到Vj的距離，記為d。

設(shè)圖的鄰接矩陣是A，則 所對應(yīng)的aij的值表示，點Vi到點Vj距離為n的路徑有aij條。

若aij(1)，aij(2)，…，aij(n-1)，中至少有一個不為0，則可斷定Vi與Vj可達(dá)，使aij(l)≠0的最小的l即為d(Vi，Vj)。

問題求解原理為：

（1）先構(gòu)造初始鄰接矩陣A=Vij，Vij為頂點Vi到頂點Vj的權(quán)。如果Vi和Vj之間不存在弧段或者是負(fù)向回路或者是i=j，則令Vij其值為∞。

（2）再構(gòu)造初始中間頂點矩陣。

（3）然后開始迭代計算（迭代的次數(shù)等于頂點的個數(shù)1）（4）最后查找Vi到Vj的最短路徑。離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

計算節(jié)點Vi與Vj之間的距離的方法為：

利用鄰接矩陣相互間相乘后得到的矩陣來判斷節(jié)點間的距離。如果c2[s][i][j]==0，則這兩個節(jié)點的距離為無窮大。如果c2[s-2][i][j]==0,c2[s-1][i][j]==1時，則這兩點間的距離為s。

2.1.3對不連通的圖輸出其各個連通支

圖的連通支的求法則可采用圖的遍歷算法，圖的遍歷有深度優(yōu)先和廣度優(yōu)先兩種方法，其中深度優(yōu)先算法又分為遞歸和非遞歸兩種。

在無向圖中，如果任何兩點可達(dá)，則稱圖G是連通的，如果G的子圖G’是連通的，沒有包含G’的更大的子圖G’’是連通的，則稱G’是G的連通支。

當(dāng)有判斷出關(guān)系不是連通的之后，將需要求出分支模塊

實現(xiàn)方法如下：先定義一個二維數(shù)組用來存放相應(yīng)的分塊，先選定一個點，并將它放在數(shù)組中，然后判斷，如果后面的和他是聯(lián)通的便將它也放在同一個數(shù)組中，否則將其存入其他的數(shù)組中，后面以此類推，在輸出相應(yīng)的數(shù)組，便可判斷出連通分支。

2.2 實驗過程（算法描述）

2.2.1 程序整體思路 本程序完成了實驗所要求的全部功能，其基本思路是——“運用模塊化的思想，將實現(xiàn)“求連通支”、“輸入結(jié)點關(guān)系”、“輸出鄰接矩陣”、“顯示兩結(jié)點間的距離”、“求可達(dá)矩陣”和“圖的遍歷”的子函數(shù)分開編寫，然后將它們以子函數(shù)的形式添加到主函數(shù)main的代碼后面，在要使用相應(yīng)的子函數(shù)時，進行子函數(shù)調(diào)用就可以實現(xiàn)相應(yīng)的功能了。”

本程序的一大特色就是開發(fā)者靈活使用了C語言中的數(shù)組概念來進行開發(fā)，用數(shù)組來模擬矩陣的運算，通過相應(yīng)的算法實現(xiàn)了全部的功能。2.2.2具體算法流程

在main(){系統(tǒng)界面顯示；用do…while循環(huán)語句和switch語句實現(xiàn)功能liantongzhi(){求連通支，此子函數(shù)通過一個for循環(huán)控制遍歷每個結(jié)點，并調(diào)1,2,3……的選擇，并調(diào)用相關(guān)的子程序；用start、goto start實現(xiàn)控制流的轉(zhuǎn)移；} 用函數(shù)DFS（）求每個結(jié)點的連通支；} 離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

DFS（int a）{通過實參與形參，將結(jié)點數(shù)據(jù)代入函數(shù)；定義順序棧變量；通過for循環(huán)初始化；為a置已訪問標(biāo)志，已經(jīng)訪問了的元素為1；定義順序棧的第一個元素；通過while循環(huán)實現(xiàn)結(jié)點遍歷，棧不為空時執(zhí)行循環(huán)；棧頂元素賦值；通過for循環(huán)尋找v的下個未訪問的鄰接點；通過if條件句，若x,i是邊和節(jié)點i未被訪問過，處理結(jié)點的訪問，并進行訪問標(biāo)志，進棧等操作；通過if條件句，若v已訪問到的出點，則將其退棧；}

shuru(){輸入結(jié)點關(guān)系；通過for循環(huán)先將矩陣所有元素賦值0；再通過另一linjiejuzhen(){輸出鄰接矩陣；通過for循環(huán)，依次按格式輸出鄰接矩陣的元素；} julijuzhen(){根據(jù)A的n次方矩陣及其中元素，判斷并顯示兩結(jié)點間的距離；for循環(huán)，根據(jù)輸入結(jié)點的關(guān)系，將矩陣中相應(yīng)的元素賦值，有關(guān)系則為1；} 調(diào)用子函數(shù)linjiejuzhen()，以確定并顯示距離為1的兩結(jié)點；通過for循環(huán)顯示距離為1的結(jié)點對；再通過一系列的for循環(huán)，計算A的n次方矩陣并顯示結(jié)果，根據(jù)其中的元素，判斷并顯示結(jié)點間的距離；詳細(xì)算法請見附錄相關(guān)部分的注釋；} kedajuzhen(){求可達(dá)矩陣；通過一系列for循環(huán)，根據(jù)公式，計算可達(dá)矩陣；通過for循環(huán)，將矩陣中不為0的一切值賦為1以生成可達(dá)矩陣并顯示；通過for循環(huán)和if條件句的組合，根據(jù)可達(dá)矩陣的元素特點，判斷圖的連通性，若可達(dá)矩陣矩陣中有0，則跳出循環(huán)，顯示不可連接；根據(jù)判斷結(jié)果顯示內(nèi)容，不可連通或可連通；} 離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

第三章 實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

3.1建立圖的鄰接矩陣并判斷圖是否連通的功能測試及結(jié)果分析

簡單無向圖的輸入界面友好，有清楚的操作說明，方便用戶進行使用。

這就是集合的輸入界面。3.1.1輸入無向圖的邊 當(dāng)“6,5”時，表示輸入的是六個節(jié)點五條邊的樹。

程序會在屏幕上顯示輸入節(jié)點間關(guān)系的界面，輸入的關(guān)系為“1,2；2,3；3,4；4,5；5,6” 離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

3.1.2建立圖的連接矩陣

程序返回主界面后，選擇“2”，程序會顯示建立的連接矩陣。離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

3.2 其他功能的功能測試和結(jié)果分析

3.2.1計算節(jié)點間的距離 當(dāng)選擇“3”時，程序便會輸出各節(jié)點間的距離。

3.2.2判斷圖的連通性

當(dāng)選擇“4”時，程序會根據(jù)可達(dá)矩陣判斷圖的連通性。離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

3.2.3輸出圖的連通支

當(dāng)選擇“5”時，程序會輸出個連通支。

3.2.4退出系統(tǒng)

當(dāng)選擇“6”時，程序會退出系統(tǒng)。離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

第四章 實驗收獲和心得體會

4.1 實驗收獲

這次離散數(shù)學(xué)實驗是基于圖論方面知識，以圖的各種矩陣為基礎(chǔ)，來研究圖的一些性質(zhì)、特點。

我獨立完成了本次實驗設(shè)計，實現(xiàn)了A、B、C三個功能，滿足了實驗的基本要求，心得如下。

通過這次實驗，我學(xué)會了用C語言根據(jù)圖的矩陣表示法建立鄰接矩陣A，并利用矩陣的乘法和加法求出可達(dá)矩陣，從而判斷圖的連通性。鞏固了課堂所學(xué)的圖論方面的有關(guān)知識，并在實踐中學(xué)到：圖中兩點i，j間的距離可以通過檢驗Al中使得aij為1的最小的l值求出；圖的連通支的求法可采用圖的遍歷算法，圖的遍歷有深度優(yōu)先和廣度優(yōu)先兩種方法，其中深度優(yōu)先算法又分為遞歸和非遞歸兩種。我選擇的算法是較為簡單、易于實現(xiàn)的深度優(yōu)先算法最簡單，查閱了相關(guān)資料，掌握了此算法的核心，最后獨立完成了本次實驗設(shè)計。

這次離散數(shù)學(xué)實驗，從拿到題目到完成整個編程，從理論到實踐的日子里，我學(xué)到很多東西，不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且通過查閱相關(guān)資料，學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。在這段時間里，我對于離散數(shù)學(xué)中的“邏輯”有了進一步的理解，對C語言的理解也更進了一步，并提高了編寫實驗報告、總結(jié)實驗結(jié)果的能力，提高了理論聯(lián)系實際的能力，初步具備程序設(shè)計的思想，能夠獨立完成簡單的算法設(shè)計和分析。

感受最深的是，大量的上機實踐是成為“編程高手”的必由之路，“質(zhì)變”需要有“量”的積累。

完成程序的編寫，決不意味著萬事大吉。曾經(jīng)自己認(rèn)為萬無一失的程序，實際上機運行時可能不斷出現(xiàn)麻煩，如編譯程序檢測出一大堆錯誤。有時程序本身不存在語法錯誤，也能夠順利運行，但是運行結(jié)果顯然是錯誤的。開發(fā)環(huán)境所提供的編譯系統(tǒng)無法發(fā)現(xiàn)這種程序邏輯錯誤，只能靠自己的上機經(jīng)驗分析判斷錯誤所在。有時候一個小小錯誤會消耗我好的時間去找，而高手一眼就看出錯誤所在，這就是熟練程度的不同，量變到質(zhì)變的不同。離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

4.2 心得體會

這次真的使我意識到了很多原來沒有意識到的問題，有時候一些很小的問題，也會令人很是頭痛。

在剛開始編寫程序的時候，為了實現(xiàn)最基本的輸入和輸出功能，我卻花了大量的時間在那上面。原因在后來查閱的很多資料后才知道的，像scanf函數(shù)之類的小函數(shù)，其實是還有很多需要注意的地方的。

之后，在編寫數(shù)組和指針的過程中，花了很大的一部分時間去研發(fā)算法，開發(fā)程序，在理論上反復(fù)證明沒有問題之后，再在計算機上進行操作，編寫代碼，進行調(diào)試，反復(fù)了很久，才慢慢的實現(xiàn)了全部的功能，真的是來之不易。在實驗的過程中我們要培養(yǎng)自己的獨立分析問題，和解決問題的能力。培養(yǎng)這種能力的前題是你對每次實驗的態(tài)度。如果你在實驗這方面很隨便，抱著等老師教你怎么做，拿同學(xué)的報告去抄，盡管你的成績會很高，但對將來工作是不利的。在寫實驗報告，對于思考題，有很多不懂，于是去問老師，老師的啟發(fā)了我，其實答案早就擺在報告中的公式，電路圖中，自己要學(xué)會思考。

最后，通過這次的實驗我不但對理論知識有了更加深的理解，對于實際的操作和也有了質(zhì)的飛躍。經(jīng)過這次的實驗，我們整體對各個方面都得到了不少的提高，希望以后學(xué)校和系里能夠開設(shè)更多類似的實驗，能夠讓我們得到更好的鍛煉。離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

第五章 實驗源程序清單

5.1 程序代碼

#include /*頭文件*/ #include #include

#define MAX 100/*宏定義*/ typedef struct { int elem[MAX];

int top;}SqStack;/*定義棧的結(jié)構(gòu)體,順序棧的類型標(biāo)識符*/

void shuru();/*各子函數(shù)聲明*/ void linjiejuzhen();void julijuzhen();void kedajuzhen();void liantongzhi();void DFS(int a);

int A[9][9],B[9][9],C[9][9],D[9][9];int i,j,k,t,v,e;int main(){ int a1;離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

printf(“*********************************************************************start:

{ printf(”n“);do **********n”);

printf(“n”);printf(“tttt系

統(tǒng)

主

菜

單n”);printf(“ntt1.輸入無向圖的邊ntt2.建立圖的鄰接矩陣ntt3.計算節(jié)點間的距離n”);printf(“tt4.由可達(dá)矩陣判斷圖的連通性ntt5.輸出各個連通支（深度優(yōu)先DFS法）ntt6.退出系統(tǒng)n”);

printf(“********************************************************************* printf(”n“);***********n”);

printf(“n”);printf(“ntttt請輸入功能選項:”);fflush(stdin);/*清空輸入緩沖區(qū)，通常是為了確保不影響后面的數(shù)據(jù)讀取*/ scanf(“%d”,&a1);switch(a1)/*switch語句實現(xiàn)選擇功能*/ { case 1:system(“cls”);shuru();break;/*輸入節(jié)點關(guān)系，計算鄰接矩陣*/ case 2:system(“cls”);fflush(stdin);linjiejuzhen();break;/*輸出鄰接矩陣*/ case 3:system(“cls”);fflush(stdin);julijuzhen();break;/*求距離矩陣*/ case 4:system(“cls”);fflush(stdin);kedajuzhen();break;/*求可達(dá)矩陣*/ 離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

}

void liantongzhi()/*求連通支，此子函數(shù)控制遍歷每個結(jié)點*/ {

} void DFS(int a)/*由深度優(yōu)先DFS法求出并顯示各個連通支*/ {

int i,x;int top=0;int visited[MAX];SqStack s;/*定義s為順序棧變量*/ for(i=0;i<100;i++)visited[i]=0;/*初始化為0*/

case 5:system(“cls”);fflush(stdin);liantongzhi();break;/*求連通支*/ case 6:system(“exit”);exit(0);/*結(jié)束整個程序的運行*/ default:system(“cls”);goto start;/*控制流轉(zhuǎn)移到start處*/ } }while(1);

for(i=1;i<=v;i++){

} printf(“%d”,i);DFS(i);/*調(diào)用子函數(shù)求連通支*/ printf(“n”);離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

}

void shuru()/*輸入結(jié)點關(guān)系*/ {

printf(“*********************************************************************visited[a-1]=1;/*為a置已訪問標(biāo)志，已經(jīng)訪問了的元素為1*/ top=top+1;

s.elem[top]=a-1;/*順序棧的第一個元素*/ while(top!=0)/*棧不為空時執(zhí)行循環(huán)*/ {

} x=s.elem[top];/*將棧頂元素付給x*/ for(i=0;i

if(D[x][i]!=0 &&(!visited[i]))/*若x,i是邊和節(jié)點i未被訪問過*/ {

} printf(”->%d“,i+1);visited[i]=1;/*為i置已訪問標(biāo)準(zhǔn)*/ top=top+1;

s.elem[top]=i;/*i進棧*/ break;if(i==v)/*若v已訪問到的出點，則將其退棧*/ top--;

**********n”);printf(“n”);離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

printf(“tt請輸入結(jié)點數(shù)和邊數(shù)（形式如6,5）：n”);scanf(“%d,%d”,&v,&e);/*輸入結(jié)點和邊數(shù)*/ for(i=0;i

}

for(j=0;j

}

A[i][j]=0;C[i][j]=0;B[i][j]=0;D[i][j]=0;

printf(“n”);printf(“*******************************************************************************n”);

printf(“tt請輸入結(jié)點間的關(guān)系（形式如：1,2）：n”);printf(“n”);

for(k=0;k

scanf(“%d,%d”,&i,&j);

A[i-1][j-1]=1;/*根據(jù)輸入結(jié)點的關(guān)系，將矩陣中相應(yīng)的元素賦值*/ A[j-1][i-1]=1;

B[i-1][j-1]=1;B[j-1][i-1]=1;

D[i-1][j-1]=1;離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

}

void linjiejuzhen()/*輸出鄰接矩陣*/ {

}

void julijuzhen()/*根據(jù)A的n次方矩陣及其中元素，判斷并顯示兩結(jié)點間的距離*/ {

linjiejuzhen();/*調(diào)用子函數(shù)，以確定并顯示距離為1的兩結(jié)點*/ for(i=1;i<=v;i++){ } D[j-1][i-1]=1;

system(“cls”);

printf(“鄰接矩陣A為：n”);for(i=0;i

} printf(“n”);

for(j=0;j

printf(“t%5d”,A[i][j]);/*顯示鄰接矩陣*/

for(j=1;j<=v;j++)離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

} for(k=2;k<=v-1;k++)/*計算并顯示距離大于1的兩節(jié)點*/ {

} }

printf(“nn”);printf(“距離為%d的矩陣(即A%d)為：n”,k,k);{

for(i=0;i

{

} if(A[i-1][j-1]==1)printf(“結(jié)點%d與結(jié)點%d的距離為：%dn”,i,j,1);for(j=0;j

for(t=0;t

C[i][j]=C[i][j]+B[i][t]*A[t][j];/*計算矩陣中的元素*/ for(i=0;i

for(j=0;j

}

B[i][j]=C[i][j];/*將計算出的結(jié)果賦予B矩陣*/ C[i][j]=0;

for(i=0;i

{

}

for(j=0;j

printf(“n”);for(i=1;i<=v;i++)

for(j=1;j<=v;j++){ if(A[i-1][j-1]==0 && B[i-1][j-1]!= 0 && i!=j)/*判斷條件，以確定輸出對象（相關(guān)的點）*/

}

void kedajuzhen()/*求可達(dá)矩陣*/ {

int l=1;printf(“可達(dá)矩陣為：n”);for(i=0;i

for(j=0;j

} printf(“n”);} printf(“結(jié)點%d與結(jié)點%d的距離為：%dn”,i,j,k);B[i][j]=A[i][j];離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

}

}

C[i][j]=0;

}

} C[i][j]=0;

for(k=0;k

for(i=0;i

for(j=0;j

for(t=0;t

C[i][j]=C[i][j]+B[i][t]*A[t][j];/*根據(jù)公式計算可達(dá)矩陣*/ for(i=0;i

for(j=0;j

D[i][j]=C[i][j]+D[i][j];/*根據(jù)公式計算可達(dá)矩陣*/

for(i=0;i

for(j=0;j

B[i][j]=C[i][j];/*根據(jù)公式計算可達(dá)矩陣*/

for(i=0;i

{

}

for(j=0;j

D[i][j]=1;

if(D[i][j]>=1)/*將矩陣中不為0的一切值賦為1以生成可達(dá)矩陣*/ for(i=0;i

}

for(j=0;j

printf(“t%5d”,D[i][j]);/*顯示可達(dá)矩陣*/ printf(“n”);

for(i=0;i

} if(l==0)/*根據(jù)上一步判斷結(jié)果顯示內(nèi)容*/ else printf(“ntttt該圖可連通！”);printf(“ntttt該圖不連通！”);

for(j=0;j #include 離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

#include using namespace std;typedef int datatype;typedef struct node { datatype key;struct node *lchild,*rchild;}bsnode;typedef bsnode *bstree;void insertbstree(bstree *t,datatype x){ bstree f,p;p = *t;//cout<

{

//if(x ==(p->key))//

// return;

f = p;

if(x < p->key)

p = p->lchild;

else

p = p->rchild;離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

//f = p;} //f = p;p =(bstree)malloc(sizeof(bsnode));

p->key = x;p->lchild=p->rchild=NULL;if(*t == NULL)

*t = p;else {

if(x <(f->key))

f->lchild = p;

else

f->rchild = p;}

} bstree creatbstree(bstree t){

datatype key;離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

//scanf(“%d”,&key);cin>>key;while(key!=-1){

insertbstree(&t,key);

//scanf(“%d”,&key);

cin>>key;}

return t;}

void inorder(bstree t)

{

if(t)

{

inorder(t->lchild);

printf(“%d ”,t->key);inorder(t->rchild);

}

}

int main(void){

bstree t = NULL,p;

離散數(shù)學(xué)實驗三實驗報告

//printf(“請輸入一個-1為結(jié)束標(biāo)記的結(jié)點序列:n”);cout<<“創(chuàng)建一個輸入-1為作為結(jié)束標(biāo)記:排序二叉樹:”<

//inorder(creatbstree(t));inorder(p);return 0;}