Linux sistēmas programmēšana (LSP)

LU DF bakalaura studiju kurss DatZ3101, 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).

LSP kursa atsauksmes no iepriekšējiem gadiem.

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", 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.
- 2013./14. m.g. pēdējā diena MD iesniegšanai ir 17. janvāris.

Kalendārs

Datums, nedēļa	Kursa saturs	Uzdevumi
03.09.2013.	Virtuāla lekcija. Ievads kursā. Unix un Linux operētājsistēmu pamatkoncepcijas un vēsture. Linux sistēmprogrammētaja rīki (shell, gcc, make, manpages u.c.) Kas tas ir, Linux? - lasīt Linux.com rakstu UNIX čaulas populārākās komandas un lietojumi.	Uzdots MD0 mājas darbs - programmēšanas stils - izlasīt un ņemt vērā turpmākajos darbos.
10.09.2013.	Virtuāla lekcija. Vispārīgs pārskats par valodu C. Lasīt C valodas pamācību no Drexel universitātes.	Uzdots MD1 mājas darbs - dzimtas koks.
17.09.2013.	Datu struktūras un algoritmi valodā C. Lekcijas piezīmes Praktiskais darbs #1
24.09.2013.	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 Praktiskais darbs #2.
01.10.2013.	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().	Mājas darba MD1 nodošanas termiņš.
08.10.2013.	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 #3 - direktoriju koka apstaigāšana.	Uzdots MD3 mājas darbs - direktoriju koka apstaigāšana.
15.10.2013.	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. Praktiskais darbs #4.
22.10.2013.	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 #5 - setjmp(),longjmp() un taimera signāls.	Mājas darba MD3 nodošanas termiņš.
29.10.2013.	Dinamiskā atmiņas izdalīšana. Heap, malloc() un free(). Dienesta informācija pie atmiņas izdalīšanas un atbrīvošanas. Brīvās atmiņas saraksti. Prasības malloc() in free() veiktspējai. Atmiņas fragmentācija. Atmiņas rezervēšanas (allocation) algoritmi, kas darbojas uz atmiņas fragmentiem. Praktiskais darbs #6 - atmiņas rezervācija.	Uzdots MD4 mājas darbs - atmiņas rezervācijas funkciju salīdzinājums.
05.11.2013.	Daudz-uzdevumu vide. Procesi un procesu kontrole. Pavedieni. Kooperējošies procesi un preemptīvā daudz-uzdevumu metode. Komanda ps. getpid() un getppid(). fork(). Apspriede par iepriekšējo PD risinājumiem.	Mājas darba MD4 nodošanas termiņš. Uzdots MD5 - atmiņas fragmentācijas algoritmu novērtējums
12.11.2013.	Vidus semestra kontroldarbs. Atkļūdošana: Linux rīki un to lietošana. Darbs pie mājasdarbiem.
19.11.2013.	Daudz-uzdevumu vide. wait() un exec(). system(). Praktiskais darbs #9 - steka satura analīze un piekļuve stekam.	Mājas darba MD5 grupu izveidošanas termiņš. Katra grupa: lūdzu atsūtiet vienu e-pastu ar paredzamajiem dalībniekiem!
26.11.2013.	Klienta un servera arhitektūra. Sockets. Komunikācija starp nesaistītiem procesiem. Daudzlietotāju sistēmas (spēles) arhitektūra). Praktiskais darbs #10 - starpprocesu komunikācija.	Mājas darba MD5 nodošanas termiņš.
03.12.2013.	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().
10.12.2013.	Pavedieni. Praktiskais darbs #11 - datortīkla klienta programma.
17.12.2013.	Kursa kopsavilkums. Darbs pie kursa projekta. Vienota komunikācijas protokola definēšana kursa projektam.
23.12.2013. - 01.01.2014.	Ziemassvētku un Jaungada brīvdienas
21.01.2013.	Eksāmens 14:30 312. telpā.

Mājas darbi

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

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)