UNIX-DEV-SYS. Системное программирование в среде Unix (Linux/FreeBSD) [2022] [Высшая инженерная школа СПбПУ] [Егор Орлов]

UNIX-DEV-SYS. Системное программирование в среде Unix (Linux/FreeBSD) [2022]
Высшая инженерная школа СПбПУ (Санкт-Петербургский Политехнический Университет)
Егор Орлов

Одна из самых высокопереносимых и масштабируемых систем – операционная система UNIX, применяется на сегодняшний момент практически во всех сферах информационных приложений: от настольных приложений до крупнейших вычислительных центров. На базе этой операционной системы были созданы известнейшие интерфейсы прикладного программирования для переносимой вычислительной среды POSIX, которые по праву могут считаться стандартами де-факто для создания современного переносимого программного обеспечения.

В рамках данного курса даются базовые знания по известнейшим стандартам POSIX, cтандартам языка C, а также интерфейсам прикладного программирования (API) UNIX-подобных систем. Уделяется внимание прикладым инструментам разработчика и базовым методам управления программным проектом. Отдельное место уделяется приемам и методам межпроцессного взаимодействия, в том числе и в распределенных структурах – сетях ЭВМ, а так же методам создания распределенного программного обеспечения.

После окончания данного курса слушатели будут обладать знаниями по следующим направлениям:
1.Основные стандарты языка С, операционной системы UNIX и интерфейса переносимой операционной системы POSIX;
2. Стандартные библиотеки языка С;
3. Интерфейсы прикладного программного обеспечения (API) POSIX и UNIX.
4. Методы создания системного программного обеспечения UNIX.
5. Методы создания распределенного программного обеспечения.

К числу полученных практических навыков, полученных после окончания данного курса следует отнести:
1. Умение грамотно создавать и поддерживать программные проекты в среде разработки UNIX систем.

Спойлер: Содержание

Модуль 1. Операционная система UNIX: Основные стандарты.

• ANSI C
• POSIX.1 (IEEE 1003.1-1988, IEEE 1003.1-1990), POSIX.1b (IEEE 1003.4-1993), POSIX.1c (1003.5-1995)
• X/Open (XPG3, XPG4)

Модуль 2. Среда программирования

• Программы и процессы UNIX
• Библиотечные и системные вызовы UNIX и их заглушки.
• Основные библиотеки UNIX и их заголовочные файлы
• Процесс создания исполняемого файла. Динамическая и статическая компоновка
• Формат ELF. Структура объектного и исполняемого файла
• Позиционно-независимый код. Структура разделяемой библиотеки.

Модуль 3. Инструменты разработчика.

• Компилятор языка C (cc).
• Препроцессор языка C (cpp).
• Компоновщик объектных модулей (ld). Просмотрщик зависимостей динамической компоновки (ldd).
• Архиватор библиотек (ar)
• Система управления сборкой (make). Синтаксис makefile.
• Просмотровщики содержимого объектных и исполняемых файлов (objdump, nm, readelf).
• Утилита очистки объектных и исполняемых файлов (strip).
• Символьный отладчик (gdb).

Модуль 4. Средства автоматизации процесса разработки и сопровождения программы

• Утилита automake
• Утилита autoconf
• Система контроля версий CVS
• Среда разработки KDevelop

Модуль 5.Стандартная библиотека ANSI C

• Стандартная библиотека ввода-вывода
• Функции манипулирования строковыми данными.
• Функции манипулирования областями памяти.
• Функции управления динамически выделяемой памятью.

Модуль 6. Интерфейс файловой системы

• Открытие и закрытие файлов.
• Чтение и запись в файл.
• Совместное использование и блокировка файлов.
• Создание, удаление и установка атрибутов файлов и каталогов.
• Создание жёстких и символических ссылок.

Модуль 7. Сигналы

• Концепция и виды сигналов
• Обработчики сигналов
• Надёжные и ненадёжные сигналы и их семантика.
• Функции управления сигналами.

Модуль 8. Среда окружения и управление процессами

• Порождение и завершение процессов.
• Аргументы командной строки. Функция getopt.
• Переменные окружения. Функции getenv и setenv
• Управление процессами. Семейство функций fork и exec
• Управление дочерними процессами. Семейство функций wait.

Модуль 9. Средства межпроцессного взаимодействия

• Неименованные каналы
• Очереди
• Разделяемая память и семафоры

Модуль 10. Создание пользовательских интерфейсов

• Конфигурирование терминального ввода-вывода
• Интерфейс командной строки. Библиотека readline.
• Псевдографический интерфейс. Библиотека libncurses.

Модуль 11. Стандартные решения для типовых задач. Библиотека glib

• Типы данных, используемые в glib.
• Функции и утилиты, предоставляемые glib.

Продажник