LU-LSP-b12

Linux sistēmas programmēšana (LSP)

LU DF bakalaura studiju kurss DatZ3069, meklēt eStudijās.

• Pasniedzējs: Leo Seļāvo (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)
• Asistents: Atis Elsts (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)

• Vēstkopa komunikācijai par kursa aktualitātēm, uzdevumiem, termiņiem un problēmām:
  • Google grupa lu-lsp-b@googlegroups.com Lai pieteiktos, sekot http://groups.google.lv/group/lu-lsp-b un pieslēgties ar savu google kontu, vai arī sūtīt epastu pasniedzējam.

• Vērtējums = 15% praktiskie darbi, 25% mājas darbi, 10% dalība klasē, 20% KD1 un 30% KD2(eksāmens).

Praktisko un mājas darbu iesniegšana

• Darbi jāiesniedz uz kursa asistenta e-pastu
• Darbi jāiesniedz kā pielikums e-pasta vēstulei, nevis vēstules tekstā
• E-pasta tēmai jābūt formā "LSP MD1 Vārds Uzvārds" vai "LSP_MD1_Vārds_Uzvārds", aizstājot MD1 ar faktisko darba kodu, un ierakstot savu vārdu un uzvārdu
• Faila nosaukumam jābūt formā LSP_MD1_Vards_Uzvards.c
• Nevajag arhivēt failus, ja vien tas nav prasīts uzdevuma nosacījumos

Praktisko darbu vērtēšanas kritēriji

• No kursa kopējā vērtējuma 15% var saņemt par praktisko darbu kvalitatīvu izpildīšanu
• Papildus par praktiskajiem darbiem saņem plusiņus, kas ietilpst 10% no kopējā vērtējuma "par darbu klasē". Tie pienākas ikvienam, kas iesniedz PD patstāvīgu risinājumu lekcijas laikā.
• Ja lekcijas beigu daļā PD risinājums tiek apskatīts publiski, PD jāiesūta līdz šim laikam. Vēlāk iesniegti darbi netiek vērtēti.
• Vēlāk (arī stipri) iesūtīti darbi var tikt izlaboti, bet netiek vērtēti.

Mājas darbu vērtēšanas kritēriji

• No kursa kopējā vērtējuma 25% veido mājas darbi
• 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.
  • Visi mājas darbi jāiesūta līdz kursa beigās noteiktam deadline, vēlāk iesniegtie netiek vērtēti.

Kalendārs

Datums, nedēļa	Kursa saturs	Uzdevumi
04.09.2011.	Ievads kursā. Unix un Linux operētājsistēmu pamatkoncepcijas un vēsture. Linux sistēmprogrammētaja rīki (shell, gcc, make, manpages u.c.) UNIX čaulas populārākās komandas un lietojumi. Praktiskais darbs #1.	Uzdots MD0 mājas darbs - programmēšanas stils.
11.09.2011.	Vispārīgs pārskats par valodu C. Praktiskais darbs #2.	Uzdots MD1 mājas darbs - dzimtas koks.
18.09.2011.	Datu struktūras un algoritmi valodā C. Darbs pie MD1
25.09.2011.	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. Praktiskais darbs #3.	Mājas darba MD1 nodošanas termiņš. Uzdots MD2 mājas darbs - datubāze.
02.10.2011.	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 #4.
09.10.2011.	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(). Praktiskais darbs #5.	Mājas darba MD2 nodošanas termiņš. Uzdots MD3 mājas darbs - direktoriju koka apstaigāšana.
16.10.2011.	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. Praktiskā darba PD5 un iepriekšējo pārskats. Darbs pie MD3.
23.10.2011.	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(). Praktiskais darbs #6 - atmiņas alokācija.	Mājas darba MD3 nodošanas termiņš. Uzdots MD4 mājas darbs - setjmp() un longjmp() lietojums.
30.10.2011.	Dinamiskā atmiņas izdalīšana. Heap, malloc() un free(). Dienesta informācija pie atmiņas izdalīšanas un atbrīvošanas. Brīvās atmiņas saraksti. Prasības malloc() in free() veiktspējai. Praktiskais darbs #7 - vienkāršs atmiņas alokators fiksēta izmēra objektiem.
06.11.2011.	Atmiņas fragmentācija. Alokācijas algoritmi, kas darbojas uz atmiņas fragmentiem. Daudz-uzdevumu vide. Procesi un procesu kontrole. Pavedieni. Kooperējošies procesi un preemptīvā daudzuzdevumu metode. Komanda ps. getpid() un getppid(). fork().	Mājas darba MD4 nodošanas termiņš. Uzdots MD5 mājas darbs - procedūru izsaukumu steka izdruka.
13.11.2011.	Vidus semestra kontroldarbs.
20.11.2011.	Daudz-uzdevumu vide. wait() un exec(). system().	Mājas darba MD5 nodošanas termiņš. Uzdots MD6 - atmiņas fragmentācijas algoritmu novērtējums
27.11.2011.	Klienta un servera arhitektūra. Sockets. Komunikācija starp nesaistītiem procesiem. Daudzlietotāju sistēmas (spēles) arhitektūra).
04.12.2011.	Serveri, iteratīvie un paralēlie. Klienta programmatūra un tas īpašības. Signāli. Alarm serviss un signāls. Procesa ielādēšana, uzsākšanās un pieci veidi kā process var beigties. exit() un _exit().	Kursa projekta definēšana. Mājas darba MD6 nodošanas termiņš.
11.12.2011.	Pavedieni.
18.12.2011.	Kursa kopsavilkums. Darbs pie kursa projekta. Vienota komunikācijas protokola definēšana kursa projektam.
24.12.2011. - 01.01.2012.	Ziemassvētku un Jaungada brīvdienas
xx.01.2012.	Eksāmens

Mājas darbi

• MD0: Izlasīt kodēšanas stila dokumentus.
• MD1: Ģimenes koka ģenerēšanas programma.

Eksāmens izpaužas kā kursa projekta aizstāvēšana.

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

• Advanced Linux Programming by CodeSourcery LLC,

• "Building Embedded Linux Systems" O'Reilly Media, 2008, ISBN 0596529686

Saites

• 2011. gada kurss Linux sistēmas programmēšana

• 2010. gada kurss Linux kodola programmēšana

• Intro to Linux kernel

• Programming in C: A Tutorial (by Brian W. Kernighan)
• Gnu make dokumentācija
• Tipiskas unix direktoriju hierarhijas īss apraksts.

• Sockets:
  • Programming IP Sockets on Linux (tutorial)
  • Berkeley sockets (Wikipēdija)

• http://www.hiraeth.com/alan/tutorials/courses/unixprog.html
• http://lkml.org/
• The Linux Kernel Module Programming Guide

Linux veiktspējas analīze

• Top 10 Linux monitoring tools
• CPU analīze
• Disku I/O analīze

Atziņas

• Teach yourself programming in 10 years by Peter Norvig