《Linux高级编程》课程教学大纲
一、课程说明
课程编号： 21004060 课程名称：Linux高级编程
课程简介：本课程主要介绍Linux系统下符合POSIX标准的C编程接口基本知识，该接口是从UNIX到Linux等诸多类UNIX操作系统共同遵循的系统接口规范。通过学习该编程接口，学生可进一步熟悉类UNIX系统向应用层提供的系统服务，提高Linux应用程序的代码质量并提升代码的跨平台可移植性能。
课程类别：专业拓展选修课 学时/学分：72学时/3学分
先修课程：高级语言程序设计，Linux操作系统 适用专业： 软件工程
教材、教学参考书：《UNIX环境高级编程》 二、课程设置的目的意义
本课程讨论Linux环境下的POSIX标准和系统编程接口，内容涵盖UNIX标准化、I/O、进程和线程、进程间通信等知识点，重点介绍类UNIX操作系统的库函数、系统调用和对标准C的扩展。通过该课程的学习，使学生掌握类UNIX环境下的编程规范，初步具有开发复杂应用的能力；为基于UNIX/Linux服务器、嵌入式系统的软件开发奠定基础。。 三、课程的基本要求
软件工程专业（嵌入式应用开发方向）要求学生掌握较为丰富的软件开发知识，具备一定的软件设计与开发的能力。与培养方案相对应，本课程是软件工程专业的一门专业拓展选修课程，为直接在Linux环境下开发应用奠定基础。本课程的主要任务是：使学生理解UNIX标准化的概念、POSIX及ISO C标准，掌握Linux系统编程接口中有关基本I/O接口，文件和目录操作，标准I/O库，系统数据文件，进
程和线程，进程控制，进程间关系，信号，进程间通信等内容。通过学习使学生具备开发Linux环境下复杂应用程序的一般能力。 四、教学内容、重点难点及教学设计 章节 教学内容 总学时分配 教学重教学学理实点 难点 时 论 践 UNIXUNIX环境下下编软件开程的发过基本程；C流程序结程、构、目有关标文件工具分析工用具、编法； 译过UNIX程；项的基目维本结护、版构；本控制了解6 2 4 工具；文用户登件、录；文进件和目程、录；输信号入和输等出；程UNIX序和进基本程；出概错处念；理；信库函号；时数、间管系统理；系调用统调等基用。 本概教学方案设计（含教学方法、教学手段） 第1章 概述 介绍理论内容，实际演示 编程流程及程序框架。 UNIX标第2章 准化及实现 2 2 第3章 文件I/O 8 4 标准化的范畴、实现问题；ANSI C和POSIX0 ；功能测试宏；基本系统数据类型；标准之间的冲突。 文件描述符；open、create、close、lseek、4 read、write函数；I/O效率；文件有关内核数念； UNIX下的编程接口和标准 ANSI C和POSIX标准的关系、ANSI C和POSIX标准的典型编程及分类 理解文件描述符的作用；掌握文件操作相应系统调用接口函数介绍理论内容，实际演示Linux对不同规范的支持度及。 介绍理论内容，实际演示文件I/O接口函数用法。 第4章 文件和目录 8 4 据结构用法 和文件共享的定义、方法、实现；原子操作；fcntl、ioctl函数；设备文件 了解文件属文件性数据的常结构；用属文件类性；型；新掌握文件和常见目录的文件所有类权；文型、件长度访问和文件介绍理论内容，实方截断；际演示文件、目录4 法；文件系访问、控制相关接理解统结口函数用法。 设置构；符用户号连ID和接；文设置件时间组ID戳；创标志建、删的作除、读用、目录；掌握设备文相关件 操作第5章 标准I/O库 8 4 流和FILE对象；标准输入、输出、出4 错；缓存及类型、设置；打开/关闭流；读和写命令和函数；掌握文件存取权限的格式、访问、修改方法；UNIX文件系统的结构；理解符号连接的定义和特点 流、文件指针的概念；介绍理论内容，实标准际演示流的创建、I/O设置、读写操作用的三法。 种缓存类型及设置方流；行I/O；二进制I/O；定位流；格式化I/O。 法；打开、读、写流的相关函数及用法；格式化输入、输出相关函数用法 系统数第6章 据文件和信息 6 2 第7章 进程环境 6 2 口令文件及操作；shadow文件及操作；组文件及操4 作；添加组；登录统计；系统标识；时间和日期例程。 进程的启动和4 终止；命令行系统文件的类型、作用，访问方法 介绍理论内容，以口令文件为例，实际演示系统文件相关的编程方法。 进程介绍理论内容，实的创际演示进程创建、建、命令行参数传递、终止环境表访问。 第8章 进程控制 4 参数；环境表；C程序存储空间布局；共享库；环境变量。 进程标识；进程创建和fork函数、vfork函数；exit函数；wait和waitpid函4 数；wait3和wait4；竞争条件；exec函数；更改用户ID和组ID；解释器文件；流程；进程环境变量、命令行参数。 掌握fork函数用法和特介绍理论内容，实点；际演示fork、exec掌握函数用法。 exec函数族用法 第9章 进程关系 2 第10章 信号 2 system函数；用户标识；进程时间 用户登录及shell启动；进程组；对话期；控制终0 端；作业控制；shell执行程序；孤儿进程组。 信号概念、发生条件、处理方式；signal函数；0 不可靠信号；中断的系统调用；可重入函数；可靠信号；不同登录方介绍理论内容，实式；际演示tcgetpgrp进程和tcsetpgrp函组、数用法 会话期 信号机制的工介绍理论内容，实作流际演示3中信号程；响应方式的编程信号方法 的响应方式 第11章 高级I/O 8 4 第12章 进程间通信 8 4 kill和raise函数；alarm和pause函数；信号集；信号高级操作。 非阻塞I/O；记录锁；流；多路转换；异步I/O；4 readv, writev, readn, writen函数；存储映射 管道；popen, pclose函数；协同进4 程；FIFO；消息；消息队列；信阻塞与非阻介绍理论内容，实塞；际演示多路I/O同步转换的编程方法 与异步 管道、信介绍理论内容，实号；际演示管道的编SYS 程方法 V IPC机制 号量；共享存储 注：实践包括实验、上机、课内、课外等 五、实践教学内容和基本要求
实践教学内容主要有：编程环境，文件I/O，存储控制，标准流操作，用户与组管理，进程环境，进程控制，高级I/O，进程间通信。
实践教学基本要求是：掌握开发环境的配置及用法；掌握文件基本I/O、标准I/O的编程方法；掌握系统文件访问接口的用法；掌握进程环境的编程方法；掌握进程控制相关系统调用；掌握高级I/O接口函数用法；掌握常用进程间通信方法。 六、考核方式及成绩评定
1.考核形式：考查
2.成绩评定：课程考核采用百分制模式，平时考查与期末考核相结合。课程考核总评成绩由期末成绩、平时成绩构成，比例分别为50％和50％。
考核内容 Linux编程环境 文件I/O 存储控制 标准I/O流 用户与组管理 进程环境及控制 高级I/O 期末考核 考核方式 作业、考勤、提问 作业、考勤、提问 作业、考勤、提问 作业、考勤、提问 作业、考勤、提问 作业、考勤、提问 作业、考勤、提问 大作业+答辩 成绩比例（%） 备注 5% 5% 5% 10% 5% 10% 10% 50%
七、大纲主撰人：王祥雒 大纲审核人：
