Difference between revisions of "LU-LSP-b"

From DiLab

Jump to: navigation, search

Revision as of 00:07, 6 February 2021

Īssaites: Kalendārs | Uzdevumi | Resursi | Šodiena: 31.10.20 : Rītdiena: 32.10.20 (ja ir lekcija)

Linux sistēmas programmēšana (LSP)

LU DF bakalaura studiju kurss DatZ3122, meklēt eStudijās.

Pasniedzēji:
- Leo Seļāvo (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)
- Krišjānis Nesenbergs

Vērtējums = 15% praktiskie darbi, 25% mājas darbi, 10% dalība klasē, 20% KD1 un 30% Eksāmens.

LSP kursa atsauksmes no iepriekšējiem gadiem.

Praktisko un mājas darbu iesniegšana

Mājas darbus iesniegt e-studijās vai darbu testēšanas serverī, atkarībā no darba specifikācijas.
Faila nosaukumam jābūt formā LSP_MD1_Vards_Uzvards.c - mainot atbilstošo uzdevuma kodu (MD1) un faila formātu pēc nepieciešamības.
Nevajag arhivēt failus, ja vien tas nav prasīts uzdevuma nosacījumos

Praktisko darbu vērtēšanas kritēriji

Praktisko darbu mērķis ir nostiprināt un parādīt izpratni par apgūto vielu, attiecīgi darbi ir jārisina patstāvīgi, tomēr jautājumu uzdošana pasniedzējam vai kolēģiem ir vēlama.
Maksimālo vērtējumu par praktisko darbu var saņemt, ja tas iesūtīts līdz praktisko darbu lekcijas beigām (vai brīdim, kad vienojamies, ka publiski apskatīsim PD risinājumu).
Pēc termiņa praktiskie darbi tiek pieņemti vēl tekošo nedēļu (līdz nākamās lekcijas sākumam) un tiks novērtēti, tomēr vairs ne ar maksimālo atzīmi.
Papildus praktiskajos darbos un lekcijās var izpelnīties "plusiņus" ar dalību diskusijās, unikālu risinājumu un ideju piedāvāšanu, trāpīgu jautājumu uzdošanu, atbildēšanu uz kolēģu jautājumiem u.t.t., kas savukārt palīdzēs savākt +10% no kopējā vērtējuma "par darbu klasē".

Mājas darbu vērtēšanas kritēriji

Mājas darbu iesniegšanas termiņa laiks ir attiecīgajā datumā līdz pusnaktij.
Ja darbs tiek iesniegts ar novēlošanos (kaut vai 1 sekundi!):
- Tūdaļ pēc termiņa rezultāts tiek samazināts par 50%
- Nedēļu pēc termiņa darbi vairs netiek pieņemti.

Kalendārs

Datums

Tēma, saturs

Uzdevumi

21.02.08

08:30

Ievads kursā

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

[

MD1 MD0: Programmēšanas stils

MD_Koks: Dzimtas koks.]

21.02.10

15:00

Programmēšanas valoda C

Vispārīgs pārskats par programmēšanas valodu C. Datu struktūras. C standarti, kompilācija, bibliotēkas, linkošana, skalārie un saliktie tipi (t.sk pointeri un masīvi), funkcijas, nosacījumi, cikli.

21.02.10

17:00

PD

PD_Intro: * Iekārtot darba vidi (linux, teksta redaktors, kompilators) * Izveidot un pašiem nokompilēt Hello world"" C valodā * Iepazīties ar UNIX čaulas komandām un uzdot jautājumus par neskaidrībām. * Versiju kontroles sistēmas github pamati.""

21.02.15

08:30

Darbs ar failiem

Sistēmas izsaukumi un standarta bibliotēkas funkcijas faila ievadam un izvadam. Linux piedāvātās programmas darbam ar failu izvadu/ievadu (cat, tail, head, less, telnet u.c.). Failu ievada un izvada ātrdarbības uzlabošana, buferi., ņemot vērā sistēmas arhitektūru.

21.02.17

15:00

Failu sistēma

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().

21.02.17

17:00

PD

PD_File: Failu kopēšana.

21.02.22

08:30

Atmiņas arhitektūra

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.

[[[LU-LSP-b:MD3 | MD3]] MD_Dir: Direktoriju koka apstaigāšana.]

21.02.24

15:00

Failu piekļuves režīmi

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(). Programma rakstīšanai log failā. Log faili. Ekskluzīva rakstīšana ar open(...O_SYNC) un fcntl() metodēm.

21.02.24

17:00

PD

PD_Dir: Direktoriju koka apstaigāšana.

21.03.01

08:30

Virtuālā atmiņa

Virtuālās atmiņas lapas. Page fault un segmentation fault. Atmiņas aizsardzība. setjmp() un longjmp().

[[[LU-LSP-b:MD4 | MD4]] MD_Mem: Atmiņas rezervācijas funkciju salīdzinājums.]

21.03.03

15:00

Dinamiskā atmiņa

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

21.03.03

17:00

PD

PD_An: Programmas analīze.

21.03.08

08:30

Atmiņas fragmentācija

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

[[[LU-LSP-b:MD5 | MD5]] MD_Frag: Atmiņas fragmentācijas algoritmu novērtējums (grupās)]

21.03.10

15:00

KD1

KD1 kontroldarbs

21.03.10

17:00

PD

PD_KD: Kontroldarba analīze.

21.03.15

08:30

Atkļūdošana

Linux atkļūdošanas rīki un to lietošana.

MP_Game: Kursa projekta tēmas (spēles) izvēle

21.03.17

15:00

Daudz-uzdevumu vide

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

21.03.17

17:00

PD

PD_Dbg: Atkļūdošanas rīki.

21.03.22

08:30

Procesa dzīves cikls

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

MP_Spec: Spēles noteikumu specifikācija

21.03.24

15:00

Pavedieni

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

21.03.24

17:00

PD

PD_Thread: Programma kas taisa N pavedienus, kur katrs izdrukā M burtus.

21.03.29

08:30

Starpprocesu komunikācija.

Starpprocesu komunikācija. Faili. Pipes. Koplietošanas atmiņa. Signāli. Alarm serviss un signāls. Sockets.

MP_Prot1: Spēles komunikāciju protokols, 1. versija

21.03.31

15:00

Sockets

Sockets abstrakcija komunikācijai. Klienta un servera arhitektūra. Iteratīvie un paralēlie serveri. Komunikācija starp nesaistītiem procesiem.

21.03.31

17:00

PD

PD_Jmp: setjmp(),longjmp() un taimera signāls.

21.04.07

15:00

PD

PD_PSpec: Darbs pie kursa projekta. Spēles izvēle un specifikācija.

21.04.07

17:00

Servera klienta arhitektūra

TBD: Ieskatam servera/klienta komunikācijā PD11, bet nav jānodod.

MP_Prot2: Spēles komunikāciju protokols, gala versija

21.04.12

08:30

PD

PD_Net: Starpprocesu komunikācija tīklā.

21.04.14

15:00

TBD

TBD

21.04.14

17:00

Tekstuālā lietotāja saskarne.

Tekstuālā lietotāja saskarne. Ncurses bibliotēka.

21.04.19

08:30

PD

PD_PProt: Darbs pie kursa projekta. Komunikāciju protokola izstrāde.

21.04.21

15:00

TBD

TBD

21.04.21

17:00

Grafiskā lietotāja saskarne

Grafiskā lietotāja saskarne. OpenGL. X-server.

21.04.26

08:30

PD

PD_KP: Darbs pie kursa projekta.

21.04.28

15:00

Konsultācija

Atbildes uz studentu jautājumiem

21.04.28

17:00

Eksāmens

Eksāmens, projektu demonstrācijas Eksāmena forma: projektu demonstrācija un prezentācija (darbība, pirmkods, diskusijas). Pirms eksāmena kodam kopā ar kompilācijas un palaišanas instrukcijām jābūt iesniegtam e-studijās!

21.05.03

14

Sesija - vērtējumu izlikšana

Uzdevumi

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.

Resursi

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

Advanced Linux Programming by CodeSourcery LLC,

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

Sublime_Text_cheat_sheet - Lieliskā Sublime teksta redaktora taustiņu kombinācijas

To become a good programmer... - C grāmatu saraksts

Programmētāja resursi

Programming in C: A Tutorial (by Brian W. Kernighan)
GCC and make - par gcc kompilatoru no NTU
Gnu make dokumentācija
Tipiskas unix direktoriju hierarhijas īss apraksts.

Sockets:
- Programming IP Sockets on Linux (tutorial @ gnosis.cx)
- Sockets Tutorial @ Linux Howtos
- Berkeley sockets (Wikipēdija)

Mutex tutorial and example

Programmēšanas analīzes rīki

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

Linux veiktspējas analīze

Top 20 Linux monitoring tools @cyberciti
20 rīki Linux veikstpējas monitoringam (IPTraf u.c.) @tecmint
CPU analīze
Disku I/O analīze
IO profiling at Linux programming blog
Tīkla analīze
"bashtop" rīks veiktspējas analīzei

Āķīgi uzdevumi un pieredze

Atziņas

Teach yourself programming in 10 years by Peter Norvig
Code review: Learn how NASA codes (blog), and Mars Code (ACM article)
Things Every Hacker Once Knew
Kāpēc CR+LF? - Par to kāpēc vēsturisku iemeslu dēļ Windows sistēmās teksta rindas beigās ir CR+LF, kamēr Unix sistēmā tikai LF
Linux Timeline - Linux distributīvu vēstures diagramma.

Retrieved from "http://andromeda.df.lu.lv/wiki/index.php?title=LU-LSP-b&oldid=9247"