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. 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.