BME VIK - LINUX programozás

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Szegletes Luca,

4. A tantárgy előadója

Név	Beosztás	Tanszék, Intézet
Bányász Gábor	tanársegéd	Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Linux/Unix felhasználói alapismeretek

C/C++ Programozás

6. Előtanulmányi rend

Kötelező:

NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIAU9157") )

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

Ajánlott:
A tantárgyat nem vehetik fel azok, akik már előzőleg teljesítették a VIAU9157 (LINUX programozás) tantárgyat.

7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy célja a Linux platform, mint fejlesztési környezet megismertetése a hallgatókkal. Bemutatja a Linux környezet sajátosságait, a fejlesztés, hibakeresés lehetőségeit. A hallgatók az órák során elsajátíthatják a programok közötti kommunikáció megvalósítását, a többszálú programozást, az I/O vezérlést, kernel modulok készítését, és a Qt programok fejlesztését. A tantárgyban alapvető fontosságú az ismeretek gyakorlati úton történő elsajátítása.

8. A tantárgy részletes tematikája

Bevezetés: A Linux operációs rendszer, a Linux kernel, információforrások fejlesztői szemszögből.
Fejlesztői eszközök: Általános szövegszerkesztők, fordítók (gcc, g++), make, grafikus fejlesztői környezet (Eclipse).
Nyomkövetés, hibakeresés: A hibakeresés, nyomkövetés eszközei (gdb, és frontendek). A programhibák utólagos visszakeresése, a core állomány használata. Memória kezelési hibák keresése: Electric Fence, valgrind, stb. Rendszerhívások követése: strace
Állomány és I/O kezelés: Állomány jogok, állomány típusok, egyszerű állomány kezelés, inode információk kezelése, könyvtárak kezelése, I/O eszközök kezelése, csővezetékek, I/O multiplexálás, zárolás.
Folyamatok és szálak: Folyamatok és többszálú programok létrehozásának lehetősége Linux alatt, ütemezés. Folyamatok közötti kommunikáció (signal, pipe, System V mechanizmusok). Többszálú programok fejlesztése Posix threads könyvtárral. Szálak létrehozása, szinkronizálás.
Könyvtárak fejlesztése: Statikus, megosztott és dinamikusan betöltött programkönyvtárak fejlesztése, használata.
Hálózati kommunikáció: Socketek létrehozása és használata. Az egyszerű socketek létrehozásától, a Unix Domain scoketeken keresztül, a TCP/IP kommunikációig. A távoli eljáráshívás (RPC) használata.
Kernel modulok fejlesztése: A modulok fejlesztésének jellemzői, eltérései a programok fejlesztéséhez képest. Karakteres típusú eszközvezérlő modul készítése. A proc állomány rendszer használata. Betöltési paraméterek kezelése.
XWindow, KDE fejlesztés: Az X grafikus felhasználói felület architektúrájának ismertetése. Eseményvezérelt programozás. A Qt programok felépítése. Qt Creator fejlesztői környezet részletes ismertetése. A Qt Toolkit egyes elemei: szignál-szlot metódus, moc compiler, alaposztályok. Származtatott ablakelemek, dialógusablakok, erőforrások, konfigurációs állományok. A Dokumentum-Nézet architektúra alapkoncepciói, alkalmazása SDI és MDI programokban.

Tervezett órai bontás a tantárgy oktatása során

Hét	Előadás	Gyakorlat
1	Bevezetés Tárgykövetelmények ismertetése Az előadások és gyakorlatok vázlatos ütemezése A Linux történelme Alapvető információk a Linux rendszerről és a Linux alatti szoftver fejlesztésről	Eszközök Információ források Szövegszerkesztők: nano, joe, gwrite, kwrite „Hello World!” alkalmazás IDE: Qt Creator, Eclipse
2	Belső felépítés I. Linux kernel bevezetés (felépítés betöltés) Processzek ütemezése	Eszközök gcc make
3	Belső felépítés II. Virtuálismemória-kezelés a kernelben Egyszerű állománykezelés	Hibák felderítése Hibakeresők Memóriakezelési hibák és felderítő eszközök További eszközök
4	Állománykezelés, Zárolás Inode információk lekérdezése Inode információk módosítása Csővezetékek Könyvtárműveletek Zárolás	Könyvtárak fejlesztése Statikus könyvtárak Dinamikus könyvtárak Dinamikus betöltés
5	Felhasználók, Processzek, IPC Felhasználói nevek, csoportnevek Processzek létrehozása és megszüntetése Jelzések System V IPC (szemaforok)	Állománykezelés Részleges írás, olvasás a bemenetről Állományok információinak lekérdezése Csővezetékek Könyvtárműveletek
6	System V IPC, Szálak System V IPC (üzenetlista, megosztott memória) Szálak	Multiplexelés Párhuzamos olvasás blokkolva és blokkolás nélkül. Multiplexelés a select() függvénnyel Multiplexelés poll()-al Aszinkron olvasás
7	Szálak Szálak szinkronizációja	Fork, IPC Fork Szemafor
8	Socket kezelés Egyszerű socket kezelés Unix domain socketek	Fork, IPC Üzenetsor Megosztott memória
9	Socket kezelés IP címzés, TCP portok Összeköttetés alapú kommunikáció	Szálak szinkronizációja Szemafor Mutex Feltételes változók
10	Socket kezelés Összeköttetés nélküli kommunikáció Többesküldés IPv6	Socket Egyszerű socket kezelés példa Unix domain socket példa TCP/IP szerver UDP kliens és szerver
11	Qt alapok X Window bevezetés Qt bevezetés, eseményvezérelt programozás Szignál-szlot mechanizmus moc	Qt UI alapok Származtatott widget készítése A Qt Creator használata Qt Dialógus ablakok készítése (ez esetleg házi feladat)
12	Qt UI fejlesztés Dialógus alapú alkalmazás Konfigurációs állományok A Dokumentum/Nézet architektúra	Qt UI alkalmazás SDI alkalmazás MDI alkalmazás
13	Qt hálózatkezelés Qt hálózatkezelés	RPC Architektúra Adatátviteli formátumok Paraméterek átvitele oda/vissza
14	Kernel modulok Üzemmódok Fordítás Belépési és kilépési pontok, indítási paraméterek A /proc állományrendszer	Konzultáció és házi feladatok beszedése

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Előadás és számítógépes gyakorlat. A számítógépes gyakorlat során a hallgatók az előadáson hallottak gyakorlati alkalmazását láthatják és gyakorolhatják.

10. Követelmények a. A szorgalmi időszakban:

A hallgatók a szorgalmi időszak során egyedül vagy párban 1 nagy házi feladatot készítenek, amelyen gyakorolhatják a szoftver fejlesztés menetét és az órán tanult eszközök használatát. Az elkészített alkalmazást/rendszert dokumentációkkal együtt a félév végén kell bemutatniuk.

A hallgató a félév elismerését jelentő félév végi aláírást csak akkor kaphat, ha a házi feladata teljesíti a minimális követelményeket.

Elővizsga tehető a szorgalmi időszak utolsó hetében.

b. A vizsgaidőszakban:

A tantárgy anyagából a hallgatók vizsgát tesznek. A félév végi osztályzatot a házi feladat (75%) és a vizsgajegy (25%) alapján kapják. A vizsgán a hallgatóknak el kell érniük a meghatározott minimum szintet.

11. Pótlási lehetőségek

A házi feladat leadása a pótlási héten megadott időpontban pótolható.

Elégtelen vizsga a TVSZ szabályai szerint pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek

Igény szerint az előadóval egyeztetve.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Bányász Gábor - Levendovszky Tihamér, Linux programozás, Szak Kiadó, 2003.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	56
Félévközi készülés órákra
Felkészülés zárthelyire	0
Házi feladat elkészítése	16
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása	0
Vizsgafelkészülés	48
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Bányász Gábor	tanársegéd	Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
Dr. Lengyel László	egyetemi docens	Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék