LU-LSP-b

From DiLab
Revision as of 14:24, 10 February 2026 by Leo (talk | contribs) (→‎Praktisko darbu vērtēšanas kritēriji)
Jump to: navigation, search

Īssaites: Kalendārs | Uzdevumi | Resursi | Šodiena: 15.02.26 : Rītdiena: 16.02.26 (ja ir lekcija)


Linux sistēmas programmēšana (LSP)

LU DF bakalaura studiju kurss DatZ3122, meklēt eStudijās.

  • Pasniedzēji:
    • Leo Seļāvo (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)
  • Vērtējums = 15% praktiskie darbi, 35% mājas darbi, 20% kontroldarbs un 30% eksāmens.


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.
  • Praktiskajos darbos un lekcijās atzinīgi vērtējama ir dalība diskusijās, unikālu risinājumu un ideju piedāvāšana, trāpīgu jautājumu uzdošana, atbildēšana uz kolēģu jautājumiem u.t.t., kas var pozitīvi ietekmēt gala atzīmi kursā.

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

04.02.26

10:30

Ievads kursā

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

  • Uzdots MD0 - Programmēšanas stils
  • Uzdots MD_Koks - Dzimtas koks.

04.02.26

12:30

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.

Resursi

05.02.26

14:30

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.

Resursi

  • Klasiskā C programmēšanas valodas grāmata: Brian W. C. Kernighan & Dennis M. Ritchie, "The C Programming Language -- ANSI C," Prentice Hall, 1988
  • C Language Tutorial

11.02.26

10:30

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.

11.02.26

12:30

PD_File

Failu kopēšana.

12.02.26

14:30

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().

18.02.26

10:30

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.

  • Uzdots MD_Dir - Direktoriju koka apstaigāšana.

18.02.26

12:30

PD_Dir

Direktoriju koka apstaigāšana.


19.02.26

14:30

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.

25.02.26

10:30

Virtuālā atmiņa

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

  • Uzdots MD_Mem - Atmiņas rezervācijas funkciju salīdzinājums.

25.02.26

12:30

PD_An

Programmas analīze.

26.02.26

14:30

Dinamiskā atmiņa

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

04.03.26

10:30

Atmiņas fragmentācija

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

  • Uzdots MD_Frag - Atmiņas fragmentācijas algoritmu novērtējums (grupās)

04.03.26

12:30

PD_Malloc :: PD_Heap => Daudz-uzdevumu vide

PD_Malloc

Atmiņas rezervācija.

PD_Heap

Vienkāršs atmiņas alokators fiksēta izmēra objektiem.

05.03.26

14:30

Atkļūdošana

Linux atkļūdošanas rīki un to lietošana.

  • Uzdots MP_Game - Kursa projekta tēmas (spēles) izvēle

11.03.26

10:30

KD1 (Attālināti)

KD1 kontroldarbs. Programmēšanas uzdevums pie datora, izmantojot apgūto vielu.

11.03.26

12:30

PD_Dbg (Attālināti)

PD_Dbg

Atkļūdošanas rīki.

  • Uzdots PD_Dbg (Nav obligāti jāiesniedz)

12.03.26

14:30

Daudz-uzdevumu vide => PD_Malloc :: PD_Heap (Attālināti)

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().

18.03.26

10:30

Pavedieni

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

POSIX thread (pthread) libraries

  • Termiņš MD_Frag - Atmiņas fragmentācijas algoritmu novērtējums (grupās)


18.03.26

12:30

PD_Thread

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


PD_KD

Kontroldarba analīze.

  • Uzdots MP_Spec - Spēles noteikumu specifikācija
  • Uzdots PD_Thread

19.03.26

14:30

Procesa dzīves cikls :: Starpprocesu komunikācija

Procesa dzīves cikls

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

Starpprocesu komunikācija

Starpprocesu komunikācija. Faili. Pipes. Koplietošanas atmiņa. Komunikācija starp nesaistītiem procesiem. Sockets abstrakcija komunikācijai.

  • Termiņš MP_Game - Kursa projekta tēmas (spēles) izvēle

25.03.26

10:30

Sockets :: Servera klienta arhitektūra

Sockets

Sockets abstrakcija komunikācijai. Klienta un servera arhitektūra. Iteratīvie un paralēlie serveri.

Servera klienta arhitektūra

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

  • Uzdots MP_Prot1 - Spēles komunikāciju protokols, 1. versija
  • Termiņš MP_Spec - Spēles noteikumu specifikācija

25.03.26

12:30

PD_Jmp :: PD_PSpec

PD_Jmp

setjmp(),longjmp() un taimera signāls.

PD_PSpec

Darbs pie kursa projekta. Spēles izvēle un specifikācija.

26.03.26

14:30

Signāli

Signāli. Alarm serviss un signāls.

  • Uzdots MP_Prot2 - Spēles komunikāciju protokols, gala versija
  • Termiņš MP_Prot1 - Spēles komunikāciju protokols, 1. versija

08.04.26

10:30

Tekstuālā lietotāja saskarne.

Tekstuālā lietotāja saskarne. Ncurses bibliotēka.

Resursi

Spēles noteikumi finalizēti.

08.04.26

12:30

PD_Net :: PD_PProt

PD_Net

Starpprocesu komunikācija tīklā.

PD_PProt

Darbs pie kursa projekta. Komunikāciju protokola izstrāde.

09.04.26

14:30

Dēmoni

Programmas, kas izpildās fonā un ilgtermiņā. Rezidenta programmas. Init.d. Upstart. Systemd. Sesijas identifikators.

  • Termiņš MP_Prot2 - Spēles komunikāciju protokols, gala versija

15.04.26

10:30

Grafiskā lietotāja saskarne

Grafiskā lietotāja saskarne. OpenGL. X-server.

15.04.26

12:30

PD_KP

Darbs pie kursa projekta.

  • Uzdots PD_KP

16.04.26

14:30

Konsultācija

Atbildes uz studentu jautājumiem

xx.xx.26

xx:xx

Eksāmens

Vieta: xxx.auditorija.

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

Pirms eksāmena eStudijās jāiesniedz projekta pirmkods zip failā. Tajā jābūt iekļautam arī readme failam.

Eksāmena vērtējuma plāns:

  • Pirmkods, serveris 25%
  • Pirmkods, klients 25%
  • Demo un darbības testēšana 25%
  • Prezentācija (bez slaidiem) 25%

xx.04-xx.05.2026
Sesija

Vērtējumu izlikšana

Uzdevumi

Mājas darbi

  • MD0: Izlasīt kodēšanas stila dokumentus.
  • MD_Koks: 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.

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
  • Vai var uzrakstīt programmu bez main()
  • So you think you know C - tests ar 5 jautājumiem.

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

Programmētāja resursi

Programmēšanas analīzes rīki

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

Linux veiktspējas analīze

Āķīgi uzdevumi un pieredze

Atziņas

Retrieved from "http://andromeda.df.lu.lv/wiki/index.php?title=LU-LSP-b&oldid=11194"