LU-LSP-b

From DiLab
Revision as of 13:24, 28 April 2020 by Leo (talk | contribs) (30.04.20)
(diff) ← Older revision | Latest revision (diff) | Newer revision → (diff)
Jump to: navigation, search

Īssaites: Kalendārs | Uzdevumi | Resursi | Šodiena: 13.07.20 : Rītdiena: 14.07.20 (ja ir lekcija)


Linux sistēmas programmēšana (LSP)

LU DF bakalaura studiju kurss DatZ3122, meklēt eStudijās.


  • Pasniedzējs: Leo Seļāvo (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)
  • Vērtējums = 15% praktiskie darbi, 25% mājas darbi, 10% dalība klasē, 20% KD1 un 30% KD2(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 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 20:00
  • 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

05.02.20

08:30

Ievads kursā


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

Vispārīgs pārskats par valodu C.

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

06.02.20

14:30


[PD0] Praktiskais darbs #0:

06.02.20

16:30

Datu struktūras un algoritmi valodā C.


C standarti, kompilācija, bibliotēkas, linkošana, skalārie un saliktie tipi (t.sk pointeri un masīvi), funkcijas, nosacījumi, cikli

  • Uzdots: MD1 mājas darbs - dzimtas koks.

12.02.20

08:30


[PD1] Praktiskais darbs #1 - darbs ar tekstu.

13.02.20

14:30

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.

13.02.20

16:30


[PD2] Praktiskais darbs #2 - failu kopēšana.

19.02.20

08:30

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().

  • Uzdots: MD3 mājas darbs - direktoriju koka apstaigāšana.

20.02.20

14:30


[PD3] Praktiskais darbs #3 - direktoriju koka apstaigāšana.

20.02.20

16:30

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.

26.02.20

08:30


[PD4] Praktiskais darbs #4 - programmas analīze.

27.02.20

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.

27.02.20

16:30


[PD_A] Praktiskajos darbos apskatīsim MD1.

  • Uzdots: MD4 mājas darbs - atmiņas rezervācijas funkciju salīdzinājums.

04.03.20

08:30

Virtuālā atmiņa


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().

05.03.20

14:30

KD1


[KD1] Vidus semestra kontroldarbs.

  • Kontroldarbs KD1

05.03.20

16:30


[PD5] Praktiskais darbs #5 - setjmp(),longjmp() un taimera signāls.

11.03.20

08:30

Dinamiskā atmiņa


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

12.03.20

14:30


[PD6] Praktiskais darbs #6 - atmiņas rezervācija.

12.03.20

16:30

Atmiņas fragmentācija


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

18.03.20

08:30


[PD7] Praktiskais darbs #7 - vienkāršs atmiņas alokators fiksēta izmēra objektiem.

  • Uzdots: MD5 - atmiņas fragmentācijas algoritmu novērtējums (grupās)

19.03.20

14:30

Atkļūdošana


Linux atkļūdošanas rīki un to lietošana.

19.03.20

16:30


[PD_D] Izmēģināt atkļūdošanas rīkus. Plānot MD5 grupas. Sākt gatavoties Kursa projektam!

  • Domāt kursa projekta tēmas!

25.03.20

08:30

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().

  • Mājas darba MD5 grupu izveidošanas termiņš.

Katra grupa: lūdzu atsūtiet vienu e-pastu ar paredzamajiem dalībniekiem!

26.03.20

14:30


  • Apspriežam kursa projekta tēmas

26.03.20

16:30

Procesa dzīves cikls


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

Starpprocesu komunikācija. Klienta un servera arhitektūra. Iteratīvie un paralēlie serveri. Sockets. Komunikācija starp nesaistītiem procesiem.

Kursa projekta diskusija. Sekojiet kursa Slack kanālam!

  • Izvēlētā kursa projekta noteikumu izstrāde
  • Sākt darbu pie protokola formulēšanas - kādas ziņas Jūsuprāt nepieciešams sūtīt tīklā, lai programma pilnvērtīgi strādātu.
  • Eksāmena projekts:
  • Spēles izvēle un noteikumi Darbs pie [XX spēles noteikumu dokumenta].
  • Sākam diskutēt par protokolu - nākamajā lekcijā jānonāk līdz pirmajai protokola versijai!

01.04.20

08:30

'


[PD10] Praktiskais darbs #10 - starpprocesu komunikācija.

02.04.20

14:30

Signāli


Signāli. Alarm serviss un signāls.

Diskusija par komunikācijas protokolu izstrādi.

  • Termiņš: Kursa projekta spēles noteikumi+uzmetums protokolam GoogleDoc dokumentā.

02.04.20

16:30

Pavedieni


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

Reading/Reference:

15.04.20

08:30


Ieskatam servera/klienta komunikācijā PD11, bet nav jānodod.

[PD_KP2] Darbs pie kursa projekta.

  • Termiņš: Spēles protokola gala versija

16.04.20

14:30

Kursa kopsavilkums


16.04.20

16:30


[PD_KP2] Darbs pie kursa projekta.

Reading/Reference:

Termiņš projekta protokolam: 18.04.2020 (sestdiena) 12:00 (pusdienlaikā)

23.04.20

14:30

Konsultācija


Tiks noturēta tiešsaistē, pēc vajadzības

07.05.20

14:30

Eksāmens


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

Pirms eksāmena kodam kopā ar kompilācijas un palaišanas instrukcijām jābūt iesniegtam e-studijās!

  • Iesniegt eksāmena/projekta failus un aprakstu E-studijās

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
  • "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