LINUX環(huán)境高級(jí)編程一講前言

Linux環(huán)境高級(jí)編程第一講前言教學(xué)目的課程主要內(nèi)容及支配課程學(xué)習(xí)方法Unix/Linux標(biāo)準(zhǔn)化及實(shí)現(xiàn)編程環(huán)境介紹教學(xué)目的作為程序員，為什么要學(xué)習(xí)Linux程序設(shè)計(jì)？計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越普及，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益（各類(lèi)網(wǎng)站，各類(lèi)即時(shí)通訊工具等等）單機(jī)版程序越來(lái)越弱化，各種應(yīng)用將放置于云端（桌面應(yīng)用web化、web中心化、SaaS、云計(jì)算？？？）后臺(tái)系統(tǒng)將不僅僅是單機(jī)系統(tǒng)，而是集群，分散式類(lèi)webservice（網(wǎng)站架構(gòu)的變遷）Linux是后臺(tái)系統(tǒng)首選的操作系統(tǒng)教學(xué)目的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)涉及到的技術(shù)Web前臺(tái)技術(shù)：html，css，javascript，flashWeb后臺(tái)技術(shù)：ASP，JSP，PHP，Python，Ruby數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)：MySql，Oracle，Sybase適用于分布式處理的函數(shù)式語(yǔ)言：erlang，scalar底層的基于操作系統(tǒng)API的socket編程技術(shù)本課程的關(guān)注點(diǎn)？4從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備Linux操作系統(tǒng)API層ShellC/C++庫(kù)其他庫(kù)或平臺(tái)四個(gè)層次從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備Linux操作系統(tǒng)API層ShellC/C++庫(kù)其他庫(kù)或平臺(tái)硬件工程師包括固件程序微碼的編寫(xiě)從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備Linux操作系統(tǒng)API層ShellC/C++庫(kù)其他庫(kù)或平臺(tái)內(nèi)核工程師包括驅(qū)動(dòng)、各類(lèi)內(nèi)核模塊開(kāi)發(fā)從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備Linux操作系統(tǒng)API層ShellC/C++庫(kù)其他庫(kù)或平臺(tái)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師基于API的程序開(kāi)發(fā)從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備Linux操作系統(tǒng)API層ShellC/C++庫(kù)其他庫(kù)或平臺(tái)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師使用各種庫(kù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備Linux操作系統(tǒng)API層ShellC/C++庫(kù)其他庫(kù)或平臺(tái)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備Linux操作系統(tǒng)API層ShellC/C++庫(kù)其他庫(kù)或平臺(tái)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)本課程關(guān)注點(diǎn)從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備Linux操作系統(tǒng)API層ShellC/C++庫(kù)其他庫(kù)或平臺(tái)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)本課程關(guān)注點(diǎn)理清學(xué)習(xí)思路教學(xué)目的掌握Linux供應(yīng)的常見(jiàn)系統(tǒng)調(diào)用（API,ApplicationProgrammingInterface）加深對(duì)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理解掌握系統(tǒng)編程的方法，能夠舉一反三，為今后對(duì)其他系統(tǒng)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)本課程不對(duì)Linux內(nèi)核做商量但將會(huì)說(shuō)明如何依據(jù)現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)思想，運(yùn)用API第一講前言教學(xué)目的課程主要內(nèi)容及支配課程學(xué)習(xí)方法Unix/Linux標(biāo)準(zhǔn)化及實(shí)現(xiàn)編程環(huán)境介紹課程主要內(nèi)容及支配總學(xué)時(shí)：20學(xué)時(shí)（以前是40學(xué)時(shí)）參考教材UNIX環(huán)境高級(jí)編程考核方式考查（平常作業(yè)）有問(wèn)題、錯(cuò)誤時(shí)，隨時(shí)打斷提問(wèn)課程主要內(nèi)容及支配文件系統(tǒng)文件、名目的操作方法，常用的文件I/O標(biāo)準(zhǔn)I/O及流標(biāo)準(zhǔn)I/O及流的概念、標(biāo)準(zhǔn)I/O與文件I/O區(qū)分、常用的I/O函數(shù)進(jìn)程進(jìn)程概念、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、進(jìn)程環(huán)境、掌握方法等信號(hào)信號(hào)的處理方式，以及應(yīng)用程序?qū)π盘?hào)的捕獲線(xiàn)程線(xiàn)程的本質(zhì)，線(xiàn)程的創(chuàng)建方式，同步方式文件的操作文件的基本操作（打開(kāi)、定位、讀寫(xiě)、關(guān)閉）I/O效率文件共享其他重要I/O函數(shù)ext2文件系統(tǒng)在磁盤(pán)的組織stat、fstat、lstat函數(shù)文件的基本性質(zhì)修改文件屬性的函數(shù)硬鏈接與符號(hào)連接名目操作標(biāo)準(zhǔn)I/O靜態(tài)庫(kù)、動(dòng)態(tài)庫(kù)的編寫(xiě)庫(kù)接口編寫(xiě)的注意事項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)打開(kāi)流定位流讀寫(xiě)流格式化輸出臨時(shí)文件進(jìn)程環(huán)境main函數(shù)和命令行參數(shù)進(jìn)程的啟動(dòng)和終止環(huán)境表和環(huán)境變量存儲(chǔ)空間布局存儲(chǔ)器安排setjmp和longjmp函數(shù)進(jìn)程掌握進(jìn)程標(biāo)識(shí)符fork等函數(shù)exit函數(shù)wait等函數(shù)exec等函數(shù)更改用戶(hù)ID和組IDsystem函數(shù)進(jìn)程會(huì)計(jì)用戶(hù)標(biāo)識(shí)和進(jìn)程時(shí)間進(jìn)程關(guān)系進(jìn)程組會(huì)話(huà)掌握終端信號(hào)信號(hào)的概念signal函數(shù)不行靠信號(hào)與牢靠信號(hào)信號(hào)的發(fā)送接收機(jī)制信號(hào)集與牢靠信號(hào)機(jī)制sigsetjmp和siglongjmp函數(shù)abort函數(shù)線(xiàn)程線(xiàn)程的概念線(xiàn)程的創(chuàng)建線(xiàn)程的終止線(xiàn)程的同步線(xiàn)程的屬性同步屬性重入線(xiàn)程私有數(shù)據(jù)23Linux環(huán)境高級(jí)編程實(shí)驗(yàn)11周后，將開(kāi)設(shè)《Linux環(huán)境高級(jí)編程實(shí)驗(yàn)》一課主要內(nèi)容包括：高級(jí)編程環(huán)境學(xué)習(xí)（vi的高級(jí)使用，make的使用、gdb的使用、測(cè)試驅(qū)動(dòng)工具googletest使用）執(zhí)行體模型實(shí)現(xiàn)基本網(wǎng)絡(luò)程序框架實(shí)現(xiàn)通用插件框架實(shí)現(xiàn)24第一講前言教學(xué)目的課程主要內(nèi)容及支配課程學(xué)習(xí)方法Unix/Linux標(biāo)準(zhǔn)化及實(shí)現(xiàn)編程環(huán)境介紹學(xué)習(xí)路線(xiàn)建議學(xué)習(xí)中的困惑漫無(wú)目的、缺乏指導(dǎo)，不知道該怎么樣學(xué)習(xí)基本的方法看書(shū)＋實(shí)踐方向不明確學(xué)習(xí)路線(xiàn)建議高度重視語(yǔ)言的學(xué)習(xí)學(xué)好C和C++，臨時(shí)不要盲目學(xué)Java等語(yǔ)言，限制今后的技術(shù)道路C和C++程序貼近機(jī)器（大多數(shù)操作系統(tǒng)都是基于C的）、高性能，將使你更能深化理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和算法，在技術(shù)道路上走得更遠(yuǎn)語(yǔ)言的學(xué)習(xí)不僅僅是語(yǔ)法的學(xué)習(xí)，最主要的是其背后隱藏的程序設(shè)計(jì)思想、軟件架構(gòu)思想的學(xué)習(xí)要知道這些思想的來(lái)龍去脈到了肯定程度后，保持每年都能學(xué)種新語(yǔ)言，為什么？（有些思想是某種語(yǔ)言特有的）27書(shū)籍推舉（假定有基本C基礎(chǔ)）深化理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)C學(xué)習(xí)C陷阱與缺陷C和指針基本C++學(xué)習(xí)EssentialC++EffectiveC++MoreEffectiveC++C++深思錄中面對(duì)對(duì)象的部分設(shè)計(jì)模式精解深化C++學(xué)習(xí)深度探究C++對(duì)象模型28書(shū)籍推舉（假定有基本C基礎(chǔ)）模版學(xué)習(xí)C++Template：CompleteGuideModernC++Design模版庫(kù)學(xué)習(xí)C++標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)EffectiveSTLSTL源碼剖析C++學(xué)習(xí)收工ExceptionalC++MoreExceptionalC++C算法卷一、卷二29學(xué)習(xí)路線(xiàn)建議語(yǔ)言到了肯定程度，可以進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)建議首先學(xué)習(xí)Windows操作系統(tǒng)Windows比Linux先進(jìn)（內(nèi)核結(jié)構(gòu)，線(xiàn)程）學(xué)習(xí)windows能盡快熟識(shí)先進(jìn)的軟件架構(gòu)（各種架構(gòu)庫(kù)，天生的消息循環(huán)觀(guān)察者）30Windows學(xué)習(xí)書(shū)籍推舉WindowsAPI學(xué)習(xí)Programmingwindows（上下冊(cè)）Windows核心編程MFC學(xué)習(xí)MFC基本使用的學(xué)習(xí)深化淺出MFCCOM學(xué)習(xí)COM原理與應(yīng)用ATLInternals31學(xué)習(xí)路線(xiàn)建議之后，可進(jìn)行Linux系統(tǒng)的學(xué)習(xí)Linux系統(tǒng)操作鳥(niǎo)哥的Linux私房菜：基礎(chǔ)學(xué)習(xí)篇鳥(niǎo)哥的Linux私房菜：服務(wù)器架設(shè)篇Linux系統(tǒng)APIUnix環(huán)境高級(jí)編程Unix網(wǎng)絡(luò)編程卷一、卷二C++網(wǎng)絡(luò)編程卷1、卷2ACE程序員指南32學(xué)習(xí)路線(xiàn)建議Linux內(nèi)核學(xué)習(xí)肯定要先學(xué)Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)編程學(xué)習(xí)內(nèi)核源代碼《Linux內(nèi)核完全剖析－－基于0.12內(nèi)核》學(xué)習(xí)內(nèi)核源代碼，要有方向性。文件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)路線(xiàn)建議在linux內(nèi)核學(xué)習(xí)到肯定程度后，可深化學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)80X86匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程自己動(dòng)手寫(xiě)操作系統(tǒng)（其次版：orange’s一個(gè)操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)）此時(shí)，可依據(jù)需要選擇性的學(xué)習(xí).NET、Java等平臺(tái)34第一講前言教學(xué)目的課程主要內(nèi)容及支配課程學(xué)習(xí)方法Unix/Linux標(biāo)準(zhǔn)化及實(shí)現(xiàn)編程環(huán)境介紹Unix進(jìn)展史UNIX誕生于1969年，美國(guó)貝爾電話(huà)實(shí)驗(yàn)室（BellTelephoneLab）“UNIX”來(lái)源于MULTICS（MULTiplexed（多元）InformationandComputingSystem）1957年，蘇聯(lián)放射的第一顆人造衛(wèi)星刺激了美國(guó)，艾森豪威爾總統(tǒng)下令成立高等討論計(jì)劃署（ARPA,AdvancedResearchProjectsAgency），推動(dòng)計(jì)算機(jī)進(jìn)展36Unix進(jìn)展史上世紀(jì)60年月，麻省理工學(xué)院最先實(shí)現(xiàn)了兼容分時(shí)系統(tǒng)（CompatibleTime-SharingSystem，CTSS）1963年，麻省理工以IBM的大型計(jì)算機(jī)作為主體，連接了近160臺(tái)終端機(jī)。這些終端機(jī)四散在學(xué)校和教職工家中，可以讓30位使用者同時(shí)共享計(jì)算機(jī)資源到了1965年，該系統(tǒng)就不堪重負(fù)了37Unix進(jìn)展史麻省理工決定開(kāi)發(fā)更大型的分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，即MULTICSMULTICS計(jì)劃連接1000部終端機(jī)，支持300位使用者同時(shí)使用計(jì)算機(jī)資源（貌似云計(jì)算？？？）它面臨的挑戰(zhàn)：分時(shí)觀(guān)念尚在形成、計(jì)算機(jī)硬件需要重新設(shè)計(jì)麻省理工原本找IBM合作，但是被拒絕。38Unix進(jìn)展史麻省理工、通用電子公司（GeneralElectircCompany，即奇異公司）、貝爾電話(huà)實(shí)驗(yàn)室共同執(zhí)行MULTICS計(jì)劃到了1969年，經(jīng)過(guò)四年的奮戰(zhàn)，未達(dá)到原先的設(shè)計(jì)目標(biāo)，貝爾電話(huà)實(shí)驗(yàn)室退出但是MULTICS還是安裝在了奇異公司的GE645大型機(jī)上，供麻省理工學(xué)院使用其次年，奇異公司淡出了大型機(jī)市場(chǎng)39Unix進(jìn)展史1969年，貝爾實(shí)驗(yàn)室退出MULTICS計(jì)劃的同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)室兩位工程師，正在用fortran語(yǔ)言編寫(xiě)一個(gè)叫“SpaceTravel”的游戲。該游戲是在GECOSSystem上開(kāi)發(fā)，該大機(jī)型的CPU時(shí)間相當(dāng)昂貴，75$/s。兩位工程師找到了PDP-7迷你計(jì)算機(jī)，代替GECOS40Unix進(jìn)展史兩位工程師將太空旅行的游戲，轉(zhuǎn)移到PDP-7小型機(jī)上在此過(guò)程中，共同設(shè)計(jì)了一套包含文件系統(tǒng)、進(jìn)程系統(tǒng)、一組有用程序的操作系統(tǒng)當(dāng)時(shí)，該系統(tǒng)只能支持兩個(gè)使用者使用由于當(dāng)時(shí)貝爾實(shí)驗(yàn)室參加MULTICS計(jì)劃失敗，兩位工程師玩笑似地將這套新系統(tǒng)取名為UNiplexedInformationandComputingSystem，UNICS，即簡(jiǎn)稱(chēng)為UNIX41Unix進(jìn)展史事實(shí)上，該套系統(tǒng)并未得到重視，只是私下使用，直到1971年1970年，UNIX被移植到了擁有512k字節(jié)硬盤(pán)的PDP-11/20小型機(jī)上，為貝爾實(shí)驗(yàn)室的專(zhuān)利部門(mén)開(kāi)發(fā)了一套文書(shū)處理工具。這套正式被正式命名為版本1。Unix移植成功后，使用B語(yǔ)言為它添加了fortran編譯器；由于其解釋語(yǔ)言特性，又使用了C語(yǔ)言。1973年，用C語(yǔ)言改寫(xiě)了全部Unix源程序。即首個(gè)正式版本，V5。42Unix進(jìn)展史1975年，Unix發(fā)表了第六個(gè)版本V6。其最大特點(diǎn)是：以高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)，僅需要做少量的程序修改即可移植到不同的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上V6的源代碼開(kāi)頭在各大高校和討論機(jī)構(gòu)流傳UCBerkeley基于這個(gè)版本進(jìn)行討論，于1977年發(fā)表了1BSD（BerkeleySoftwareDistribution）版本的UnixOS43Unix進(jìn)展史1978年，發(fā)表了至今影響最大的Unix第7版，即V7。供應(yīng)了諸多工具，例如make工具、shell等等1978年，Berkeley發(fā)表了2BSD，包含了vi等工具1979年，發(fā)表了3BSD，支持虛擬內(nèi)存1981年，發(fā)表了4.1BSD1983年，發(fā)表了4.2BSD44Unix進(jìn)展史Unix所誕生的貝爾實(shí)驗(yàn)室，屬于AT&T公司但初期AT&T并未重視Unix1981年，其下屬的UnixSystemGroup發(fā)表了SystemIII。1982年，發(fā)表了SystemIV1983年，發(fā)表了SystemV1984年，SystemVRelease2發(fā)表，SVR245Unix進(jìn)展史Sun的操作系統(tǒng)SunOS1.0，繼承于4.1BSD直到1990年11月，SunOS4.1.1更名為Solaris1.0Solaris是BSD和SystemV的混合體Unix歷史.png46Linux的進(jìn)展Linux的誕生Linux進(jìn)展的五大支柱Linux的近況Linux誕生1991年10月，芬蘭的計(jì)算機(jī)系大二同學(xué)Linus開(kāi)發(fā)了Linux當(dāng)時(shí)，Unix系統(tǒng)格外昂貴，PC用戶(hù)完全不能負(fù)擔(dān)AST教授編寫(xiě)了一個(gè)供同學(xué)學(xué)習(xí)的開(kāi)源操作系統(tǒng)MINIX，刺激了全球計(jì)算機(jī)愛(ài)好者操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。Minix僅僅用于教學(xué)，功能不強(qiáng)GNU計(jì)劃開(kāi)發(fā)出了眾多的免費(fèi)工具軟件，如GNUC編譯器Linux進(jìn)展史－－五大支柱UNIX操作系統(tǒng)MINIX操作系統(tǒng)GNU計(jì)劃POSIX標(biāo)準(zhǔn)Internet網(wǎng)絡(luò)Linux進(jìn)展史Unix操作系統(tǒng)誕生：1969年，貝爾實(shí)驗(yàn)室在DECPDP-7小型機(jī)上開(kāi)發(fā)了一個(gè)分時(shí)操作系統(tǒng)（為了能玩星際旅行的游戲）1972年，使用C語(yǔ)言改寫(xiě)了Unix至此，Unix開(kāi)頭得到推廣，誕生了諸多實(shí)現(xiàn)版本SVR4、4.4BSD、FreeBSD、SolarisLinux進(jìn)展史MINIX操作系統(tǒng)AST開(kāi)發(fā)的一個(gè)供同學(xué)學(xué)習(xí)的開(kāi)源操作系統(tǒng)由于MINIX開(kāi)放源代碼、以及MINIX的小型化，都激發(fā)了Linus編寫(xiě)LinuxLinux進(jìn)展史GNU（GNU‘sNotUnix,遞歸縮寫(xiě)）計(jì)劃1984年創(chuàng)辦，旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)類(lèi)似UNIX，并且是自由軟件的完整操作系統(tǒng)：GNU系統(tǒng)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，GNU/LINUXGNU項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了諸多免費(fèi)軟件：emacs、bash

shell、gcc、gdbLinux進(jìn)展史POSIX標(biāo)準(zhǔn)PortableOperatingSystemInterfaceforComputingSystems該標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)現(xiàn)有Unix實(shí)踐閱歷，規(guī)定了操作系統(tǒng)的服務(wù)調(diào)用接口，以保障程序在不同操作系統(tǒng)之間的移植性該標(biāo)準(zhǔn)為L(zhǎng)inux的設(shè)計(jì)供應(yīng)了指導(dǎo)使得Linux與很多Unix系統(tǒng)兼容Linux進(jìn)展史Internet網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，全世界計(jì)算機(jī)愛(ài)好者參加編寫(xiě)，共同努力Linux發(fā)行版本經(jīng)過(guò)十多年的進(jìn)展，Linux擁有了眾多的發(fā)行版本UbuntuSUSEFedoraDebianRedHatSlackware第一講前言教學(xué)目的課程主要內(nèi)容及支配課程學(xué)習(xí)方法Unix/Linux標(biāo)準(zhǔn)化及實(shí)現(xiàn)編程環(huán)境介紹Linux操作系統(tǒng)的安裝虛擬機(jī)中安裝Linux系統(tǒng)遠(yuǎn)程登錄到Linux服務(wù)器直接安裝Linux系統(tǒng)虛擬機(jī)中安裝Linux在Windows操作系統(tǒng)中，安裝虛擬機(jī)軟件VMware在VMware中安裝Linux操作系統(tǒng)無(wú)需磁盤(pán)分區(qū)，可邊使用Windows，邊使用Linux虛擬機(jī)中安裝Linux虛擬機(jī)中安裝Linux遠(yuǎn)程登錄到Linux服務(wù)器使用telnet、SecureCRT等登錄到遠(yuǎn)程Linux服務(wù)器無(wú)需進(jìn)行磁盤(pán)分區(qū)，對(duì)原有系統(tǒng)無(wú)影響必必要有Linux服務(wù)器不能獨(dú)占使用，可能存在干擾遠(yuǎn)程登錄到Linux服務(wù)器直接安裝Linux推舉直接磁盤(pán)分區(qū)安裝Linux更快熟識(shí)Linux系統(tǒng)的操作，為什么？對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求低（虛擬機(jī)內(nèi)存要求高）也不要求遠(yuǎn)程服務(wù)器環(huán)境（遠(yuǎn)程登錄）可便利使用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（類(lèi)似于VC開(kāi)發(fā)環(huán)境）推舉安裝Ubuntu強(qiáng)大的軟件包管理工具APT，負(fù)責(zé)下載安裝軟件，并