Linux (Ubuntu).Программирование в Linux на C/C++
UCP-300
Операционная система Linux давно занимает лидирующие позиции в программном обеспечении суперкомпьютеров, она занимает второе место в сегменте интернет-серверов и стремительно набирает популярность в корпоративном сегменте. Этому способствуют главные преимущества Linux по сравнению с коммерческими операционными системами — высокая экономическая эффективность, мобильность, гибкость, оптимальные условия для установки СУБД.
На данном курсе Вы получите знания и навыки, необходимые для разработки программного обеспечения для стремительно набирающей популярность операционной системы Linux. Вы станете понимать процесс сборки ПО и специфики компилятора C/C++ из состава GCC. Вы научитесь разбираться в различиях между процессами и потоками, использовать многопоточность и ее специфики. Вы узнаете, кто такие «демоны» и в чем их отличие от прикладного программного обеспечения.
Предварительный уровень подготовки
Требуемая подготовка:
- Успешное окончание курса Программирование на языке C (Си) или эквивалентная подготовка.
- Успешное окончание курса UCP-101. Администрирование Ubuntu или эквивалентная подготовка.
Результат обучения
По окончании курса слушатель будет уметь:
- Понимать процесс сборки ПО и специфики компилятора C/C++ из состава GCC
- Разрабатывать и использовать разделяемые библиотеки
- Использовать функции файлового ввода-вывода
- Использовать механизмы обеспечения многозадачности и межпроцессного взаимодействия
- Использовать файловые и сетевые сокеты
- Использовать механизм сигналов
- Разбираться в различиях между процессами и потоками, использовать многопоточность и ее специфики
- Создавать демонов, понимать различия между демонами и прикладным ПО
- Понимать специфику консольного ввода-вывода и уметь ее использовать
- Понимать специфику отображаемых в память файлов и уметь их использовать
Программа курса
Модуль 1. Введение
- Ознакомление со спецификой сборки ПО в GNU/Linux (Ubuntu)
- Ознакомление с консольными текстовыми редакторами (vi,nano,mcedit)
- Ручная и автоматическая сборка ПО (Makefile)
- Модель Клиент-Интерфейс-Сервер (КИС)
- Статическая сборка библиотек
- Совместно используемые библиотеки
- Работа с переменными окружения
Модуль 2. Низкоуровневый ввод-вывод и файловые операции
- Обзор механизмов ввода-вывода в Linux (Ubuntu)
- Файловые дескрипторы
- Системные вызовы: open, close, write, read и lseek
- Типы файлов
- Индексные дескрипторы и жесткие ссылки
- Права доступа к файлу
- Файловая система proc
- Два способа прочесть содержимое директории
- Разреженные файлы и специфика их применения
- Блокировка областей файла
Модуль 3. Межпроцессное взаимодействие
- Механизмы межпроцессного взаимодействия Linux (Ubuntu)
- Неименованные каналы (pipes)
- Именованные каналы (named pipes)
- Сообщения (message queue)
- Разделяемая память (shared memory)
- Семафоры (semaphores)
Модуль 4. Сокеты
- Сокеты в файловом пространстве имен (UNIX-сокеты)
- Парные сокеты (pair sockets)
- Сетевые сокеты (sockets)
Модуль 5. Сигналы
- Знакомство с сигналами (signals)
- Отличие сигналов от других механизмов межпроцессного взаимодействия
- Специфика обработки сигналов (signal handling)
Модуль 6. Процессы
- Клонирование процессов — fork()
- Замена исполняемого процесса — exec()
- Зомби (zombies) — причины возникновения и способы их устранения
Модуль 7. Потоки
- Потоки и процессы
- Специфика построения многопоточных приложений (multithreading)
- Досрочное завершение потока
Модуль 8. Потоки (продолжение)
- Создание обработчика завершения потока
- Средства синхронизации потоков (synchronize primitives)
- Атрибуты потоков
Модуль 9. Демоны (службы)
- Отличие демона от консольной утилиты
- Специфика разработки демонов (daemons)
- Создание демона использующего сетевые сокеты
Модуль 10. Консольный ввод-вывод
- Специфика разработки консольных приложений
- Предотвращение перенаправления вывода
- Управление терминалом
- Сокрытие пароля пользователя при аутентификации
Модуль 11. Отображаемая память
- Отображение обычного файла
- Совместный доступ к файлу
- Частные отображения
- Другие применения mmap
Модуль 12. Домашнее задание
- Специфика разработки 64-битных приложений
- Использование библиотеки ncurses
- Программирование графического интерфейса с помощью GTK+