Skip to content

Description.md

Latest commit

 

History

History
65 lines (44 loc) · 11.6 KB

Description.md

File metadata and controls

65 lines (44 loc) · 11.6 KB

Разработка программных приложений

В написании использовался редактор Atom, а в качестве генератора pdf DILLINGER

Необходимо знать

Для освоение материала курса, студенту необходимо иметь начальные знания:

  1. Архитектура ЭВМ;
  2. Программирование на ЯПВУ Си;
  3. Дискретная математика.

Цель курса

Целями данного курса являются:

  1. Выбор и настройка окружения для разработки в зависимости от целевой ОС и задачи. Написание вспомагательных batch скриптов для упрощения взаимодействия с окружением и утилитами. Получение базовых навыков использования терминала Unix-like и Windows ОС. Работа с пакетными менеджерами.
  2. Овладеть средствами автоматизации сборки, на примере утилиты cmake. Научиться по выданному заданию распределить функциональные части приложения по модулям, определить вид модуля, границы его использования, конфигурирование, описание интерфейсов и т.д. Знать принципы непрерывной интеграции и доставки CI/CD.
  3. Овладеть средствами контроля версий на примере git. Знать жизненный цикл кода в рамках использования контроля версий.

Описание

  1. История. Тьюринг, тезисы Черча. Вычислимость. Парадигмы программирования. История языка Си. С++ и Бьярн Страуструп с обобщенным программированием, как логическое продолжение языка. Стандарты языка. POSIX. Почему язык Си и почему стандарт C89(индекс TIOBE).
  2. Окружение. Окружение сборки. Окружение разработки. IDE, JetBrains CLion, Microsoft Visual Studio Community Edition. MinGW-64. Проект. Структура проекта. Автоматизация сборки. cmake. Непрерывная интеграция.
  3. Системы управления версиями. CVS, SVN, Mercurial, Git. Базовые команды. Index, Commit, Revert, Merge, Rebase, Pull, Push, Branch, Tag. Последовательность работы. Разрешение конфликтов.
  4. Основы Виды языков: компилируемость, транслируемость, интерпритируемость. Виртуальная машина, native код, JIT. Процесс, стадии и порядок компиляции. Линковка, виды (статическая, динамическая). Динамически разделяемые библиотеки. Исполняемые модули. Виды: ELF, PE. Таблица импорта. Порядок загрузки исполняемого модуля(библиотеки). Базовый адрес.
  5. Язык Си. Компилятор gcc, cl. Флаги компиляторов. Работа препроцессора. Организация кода в языке Си: блок подключения заголовочных файлов, описание прототипов функций, описание глобальных переменных, описание реализации функций, точка входа. Типы данных. Структуры. Строки. Массивы. Переменный. Область видимость. Блок кода. Операции. Типы вызовов функций: cdecl, stdcall, pascal, fastcall. Адрес возврата. Таблица функций (процесс компиляции). Описание конструкций языка: ветвления, циклы, переходы условные и безусловные.
  6. Память. Типы памяти (статическая, динамическая, стек). Виды памяти в ОС: сегментная, страничная, сегментно-страничная. Виртуальная память. Помещение переменных в нужные сегменты. Получение доступа к сегментам. Средства работы с динамической памятью в языке. Embedded как ограничение по ресурсам (в частности по памяти). Указатели. Представление памяти. Опасности при использовании прямого доступа к памяти. Опасняе функции. Виды атак. Memory Leak, отслеживание. Valgrind.
  7. Базовые структуры: строки, массивы, списки, деревья, ассоциативные массивы. Базовые алгоритмы. Итераторы, продолжения и т.д.
  8. Файлы. Типы файлов в стандартной библиотеке и в ОС. Базовые функции работы с файлами. Unix-like - все является файлом. Дескриптор файла. Ограничение процесса в ОС. Стандартные потоки ввода, вывода. Демон, как специфичный объект в Unix-like ОС. Системный сервис в Windows - ответ Unix-like ОС. Виды доступа к файлу (последовательный, random). Перенаправление ввода вывода. Конвеер в терминале, базовые понятия (каналы и именнованые каналы далее). Атрибуты файлов, изменение атрибутов. NTFS потоки, чтение и управление.
  9. Сокеты. Типы сокетов (сетевые, unix). Сетевое взаимодействие. Модель OSI. Протколы ARP, ICMP, TCP/IP, UDP. Фрагментация и MTU. Порты. Сетевые адреса. Создание и базовые функции работы с сокетами (Windows, Unix-like). Блокирующие и не блокирующие сокеты. Конфигурирование сокетов fcntl.
  10. Многопоточное программирование. Решаемые задачи, проблемы. Процессы, потоки, смена контекста, приоритеты. pthread, fork. Форк бомба. Создание, конфигурирование и управление потоком.
  11. Синхронизация. Синхронизация потоков. Примитивы синхронизации: критические секции, спинлок, семафор, мьютексы, атомарные операции, condition variable, барьеры. Применимость. Проблемы: взаимная блокировка, использование cpu вместо ожидание, исчерпание ресурсов (дескрипторы потоков, стек потока). Thread Local Storage.
  12. Межпроцессное взаимодействие. Предпосылки и задачи. Примитивы: FIFO, unix сокеты, каналы (fork и наследование дескрипторов), shared память, блокировка файлов. Создание процесса и передача аргументов, специфика ОС. Мониторинг процесса. Управление процессом, сигналы, код возврата. Виртуальная память процесса. Запуск кода в адресном простанстве процесса.
  13. Тестирование. Модульное тестирование. Интеграционное. Эмуляция. Mock. Нагрузочное тестирование.
  14. Анализ кода*. Анализ кода: виды, предпосылки. Статический анализ. Дедуктивный анализ. farma-c
  15. Контроллеры*. Гарвардская архитектура, ARM, Cortex-M3. Переферия I2C, USART, SPI, CAN, WDT, Timer, GPIO, PWM, RTC. Программирование. RTOS

Порядок приема лабораторных работ

  1. Проверка кода на соответствие Стилю

Порядок проведения практических работ

Общее

Сборка проекта осуществляется в окружении, описанном в лекции 2. Для Windows рекомендуется использовать MSYS2 оболочку и соответственно утилиты(порядок установки описан также в лекции 2).

Перед началом сборке следует получить свежие исходники из репозитория, выполнив команду git pull в директории репозитория или если у вас его нет git clone https://github.com/BasePractice/c_programming.git.

После получения или обновления исходных кодов и лекций, для сборки практических работ, следует перейти в диреторию _02.Practice. В зависимости от операционной системы сборки создайте директорию сборки:

  • .build_l64 для Unix подобных
  • .build_msc_x64 для Windows и компилятор msvc
  • .build_w64 для Windows и компилятор mingw64

перейдите в созданную ранее директорию и исполните команду для ОС:

  • Windows и msvc компилятора - cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -G "NMake Makefiles"
  • Windows и mingw компилятора - cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -G "MinGW Makefiles"
  • Unix подобных и gcc компилятора - cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug

после генерации проекта утилитой cmake следует исполнить команду make за исключением msvc компилятора, для сборки с его использованием следует исполнить команду nmake