LU-LSP-b16

From DiLab

Jump to: navigation, search

Linux sistēmas programmēšana (LSP)

LU DF bakalaura studiju kurss DatZ3122, meklēt eStudijās.


  • Pasniedzējs: Leo Seļāvo (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)
  • Asistents: Krišjānis Nesenbergs
  • Vēstkopa komunikācijai par kursa aktualitātēm, uzdevumiem, termiņiem un problēmām:
  • Vērtējums = 15% praktiskie darbi, 25% mājas darbi, 10% dalība klasē, 20% KD1 un 30% KD2(eksāmens).


Praktisko un mājas darbu iesniegšana

  • Majas darbus iesniegt e-studijās.


Mājas darbu vērtēšanas kritēriji

  • Mājas darbu iesniegšanas termiņa laiks ir 30 minūtes pirms lekcijas sākuma
  • Ja darbs tiek iesniegts ar novēlošanos (kaut vai 1 min), rezultāts tiek samazināts par:
    • 10% par ik dienu pirmo piecu dienu laikā pēc termiņa, un
    • 50% piecas vai vairāk dienas pēc termiņa.
    • Divas nedēļas pēc termiņa darbi vairs netiek pieņemti.


Kalendārs

Datums, nedēļa Kursa saturs Uzdevumi

06.09.2016.

Ievads kursā. Unix un Linux operētājsistēmu pamatkoncepcijas un vēsture. Linux sistēmprogrammētaja rīki (shell, gcc, make, manpages u.c.)

Uzdots MD0 mājas darbs - programmēšanas stils - izlasīt un ņemt vērā turpmākajos darbos.

13.09.2016.

Vispārīgs pārskats par valodu C.

Lasīt C valodas pamācību no Drexel universitātes.

Uzdots MD1 mājas darbs - dzimtas koks.

20.09.2016.

Datu struktūras un algoritmi valodā C.

Lekcijas piezīmes: apvienota ievadlekcija

Praktiskais darbs #1

27.09.2016.

Darbs ar failiem; sistēmas izsaukumi faila ievadam un izvadam. Linux piedāvātās programmas darbam ar failu izvadu/ievadu (cat, tail, head, less, cp u.c.). Failu ievada un izvada ātrdarbība, ņemot vērā sistēmas arhitektūru.

Lekcijas piezīmes: faili


Praktiskais darbs #2.

04.10.2016.

Faila izmēra noteikšana. Failu saites, stingrās un vājās (hard links, soft links). Failu glabāšana un pieeja operētājsistēmā. i-node jēdziens. Sistēmas izsaukums stat(). Direktoriju struktūra. Izsaukumi opendir(), readdir() un closedir().

Praktiskais darbs #3 - direktoriju koka apstaigāšana.

Mājas darba MD1 nodošanas termiņš.

11.10.2016.

Programma rakstīšanai log failā. Log faili. Ekskluzīva rakstīšana ar open(...O_SYNC) un fcntl() metodēm. Faila piekļuves tiesību režīmi pie open() un umask. Failu un i-node izsaukumi: chmod(), link(), unlink(), remove(), rename(), symlink(), readlink(), utime(), mkdir(), rmdir(), chdir(), getcwd().

Lekcijas piezīmes

Praktiskais darbs #4.

Uzdots MD3 mājas darbs - direktoriju koka apstaigāšana.

18.10.2016.

Atmiņas arhitektūra. Virtuālā atmiņa. TEXT, DATA, HEAP un STACK segmenti. Koplietošanas atmiņa starp procesiem. Procedūru izsaukumi. Parametru nodošana caur steku. Steka satura analīze un piekļuve stekam.

Praktiskajos darbos apskatīsim MD1.

25.10.2016.

Atkārtojums par virtuālo atmiņu un procesa TEXT,DATA, HEAP un STACK segmentiem. Virtuālās atmiņas lapas. Page fault un segmentation fault. Atmiņas aizsardzība. setjmp() un longjmp().


Mājas darba MD3 nodošanas termiņš.

01.11.2016.

Dinamiskā atmiņas izdalīšana. Heap, malloc() un free(). Dienesta informācija pie atmiņas izdalīšanas un atbrīvošanas. Brīvās atmiņas saraksti. Prasības malloc() in free() veiktspējai.

Praktiskais darbs #5 - setjmp(),longjmp() un taimera signāls.


Uzdots MD4 mājas darbs - atmiņas rezervācijas funkciju salīdzinājums.

08.11.2016.

Atmiņas fragmentācija. Atmiņas rezervēšanas (allocation) algoritmi, kas darbojas uz atmiņas fragmentiem.

Praktiskais darbs #6 - atmiņas rezervācija.


Uzdots MD5 - atmiņas fragmentācijas algoritmu novērtējums

15.11.2016.

Vidus semestra kontroldarbs.

Atkļūdošana: Linux rīki un to lietošana.


Mājas darba MD4 nodošanas termiņš.

22.11.2016.

Daudz-uzdevumu vide. Procesi un procesu kontrole. Pavedieni. Kooperējošies procesi un preemptīvā daudz-uzdevumu metode. Komanda ps. getpid() un getppid(). fork().

Daudz-uzdevumu vide. wait() un exec(). system().


Praktiskais darbs #8 - vienkāršs atmiņas alokators fiksēta izmēra objektiem.

29.11.2016.

Procesa ielādēšana, uzsākšanās un pieci veidi kā process var beigties. exit() un _exit().


Klienta un servera arhitektūra. Sockets. Komunikācija starp nesaistītiem procesiem.


Praktiskais darbs #10 - starpprocesu komunikācija.

Kursa projekta aktualizācija. Mājas darba MD5 nodošanas termiņš.

06.12.2016.

Serveri, iteratīvie un paralēlie. Klienta programmatūra un tas īpašības.

Daudzlietotāju sistēmas (spēles) arhitektūra).

Praktiskais darbs #9: Programma kas taisa N pavedienus, kur katrs izdrukā M burtus.

Termiņš: Kursa projekts: spēles noteikumi, GoogleDoc dokumentā.

13.12.2016.

Signāli. Alarm serviss un signāls. Diskusija par komunikācijas protokolu izstrādi.

Pavedieni. POSIX pavedieni. Mutex. Datu skriešanās (data race condition). Strupceļš (deadlock).

Darbs pie kursa projekta.

Termiņš: Protokola Alfa versija

20.12.2016.

Kursa kopsavilkums.

Termiņš: Protokola Beta versija

xx.12.2016. - xx.01.2017.

Ziemassvētku un Jaungada brīvdienas

 

24.01.2017.

Eksāmens 14:30 312. telpā.

Eksāmena forma: projektu demonstrācija (darbība, pirmkods, diskusijas).

 

Mājas darbi

  • MD0: Izlasīt kodēšanas stila dokumentus.
  • MD1: Ģimenes koka ģenerēšanas programma.
  • MD2 - nav uzdots.
  • MD3: Vienādo failu meklēšana direktorijas kokā.
  • MD4: Atmiņas rezervācijas funkciju salīdzināšana.
  • MD5: Atmiņas fragmentācijas algoritmu novērtējums.


Eksāmens izpaužas kā kursa projekta aizstāvēšana.

Pamācoši vingrinājumi un piemēri

  • Failu I/O buferi un sekas: divi raksta, redzam trīs...
  • Aprēķins, cik laika vajag pārkopēt 1 TB pa baitam bez bufera.
  • Paging: piemērs 4K x 4K masīva apstaigāšanai, mainot indeksus: 4K vs 16M page faults

Literatūra

  • Advanced Programming in the UNIX(R) Environment, Second Edition, by W. Richard Stevens, Stephen A. Rago. Addison Wesley Professional, 2005, ISBN 0-201-43307-9. (Indiešu eksemplāram ir ISBN 81-317-0005-4)
  • "Linux system programming" by Robert Love, O'Reilly Media, 2007, ISBN 0596009585

Saites

Programmēšanas analīzes rīki

  • PMD - scans source code and looks for bugs, dead code, suboptimal code, overcomplicated expressions, duplicate code.

Linux veiktspējas analīze

Atziņas

Personal tools