《Linux應用開發(fā)》-課程教學大綱

PAGEPAGE7《Linux應用開發(fā)》教學大綱一、課程基本信息課程代碼：16238402課程名稱：Linux應用開發(fā)英文名稱：Linuxapplicationdevelopment課程類別：專業(yè)課學時：32學分：2適用對象:計算機科學與技術考核方式：考試先修課程：《程序設計基礎》、《數據結構》、《操作系統(tǒng)》二、課程簡介本課程是一門為計算機軟件人員開設的一門計算機專業(yè)課程。Linux作為具有良好特性的操作系統(tǒng)，c、python語言作為廣泛使用的編程語言，兩者的結合為用戶提供了一個強大的編程環(huán)境。通過本課程的學習，使學生掌握Linux操作系統(tǒng)下C、python程序開發(fā)的方法和技巧，并具備開發(fā)大型應用程序的能力。Thisisacomputercourseforcomputersoftwaredevelopement.Linuxasagoodfeatureoftheoperatingsystem,andC，pythonlanguageasawidelyusedprogramminglanguage,thecombinationoftheabovetwoprovidesuserswithastrongprogrammingenvironment.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmastertheLinuxoperatingsystemundertheC,pythonprogramdevelopmentmethodsandtechniques,andhavetheabilitytodeveloplarge-scaleapplications.三、課程性質與教學目的通過本課程的學習，學生能夠熟悉Linux操作系統(tǒng)下C、python編程環(huán)境，掌握Linux操作系統(tǒng)下C、python語言編程的文件操作、標準I/O庫、進程控制、進程間的通信、線程編程、網絡編程等。使學生掌握Linux操作系統(tǒng)下C、python程序開發(fā)的方法和技巧，并具備開發(fā)大型應用程序的能力。四、教學內容及要求第一章Linux基礎（一）主要教學內容第一節(jié)什么是Linux?1Linux操作系統(tǒng)特點2Linux操作系統(tǒng)組成部分3Linux版本3.1Linux內核版本3.2Linux發(fā)行版第二節(jié)centos操作系統(tǒng)的安裝1centos7系統(tǒng)安裝基本要求2虛擬機下的centos7的安裝準備3centos7安裝4ssh客戶端連接第三節(jié)Linux常用命令1文件目錄命令2用戶管理命令3進程管理命令4網絡管理命令5應用軟件的安裝5vi編輯器的使用（二）學習目的要求1．了解Linux各種發(fā)行版本2．熟悉vmware下centos7的安裝和使用；3．熟悉shell下各種常用命令；（三）重點和難點教學重點：centos7的安裝，ssh客戶端的連接，shell命令。教學難點：文件和目錄操作命令、vi編輯器的使用。在介紹linux系統(tǒng)的發(fā)展歷史，引入習總書記的講話，沒有網絡安全就沒有國家安全，沒有信息化就沒有現(xiàn)代化。建設網絡強國，要有自己的技術，要有過硬的技術；要有良好的信息基礎設施，形成雄厚的信息經濟；要有高素質的網絡安全和信息化人才隊伍。并介紹國產操作系統(tǒng)的開發(fā)進程和現(xiàn)狀，鼓勵同學們積極使用國產操作系統(tǒng)和國產軟件，將國產操作系統(tǒng)和應用生態(tài)做大做強。第二章

Linux編程環(huán)境（一）主要教學內容第一節(jié)第一個Linuxc程序第二節(jié)gcc編譯器1.使用gcc2.gcc編譯流程3.gcc編譯器的主要參數第三節(jié)gdb調試器1.gdb概述2.使用gdb調試程序第四節(jié)python3在linux下的編程1.python3和pip3的安裝2.python3程序的交互解釋執(zhí)行方式3.python3程序的命令行執(zhí)行方式（二）學習目的要求1．了解Linux下c、python程序的編輯、編譯和運行2．熟悉gcc編譯器的使用；3．熟悉gdb調試器的使用；（三）重點和難點教學重點：Linux下C、python語言編程環(huán)境、Linux下C、python語言程序的調試。教學難點：Linux下C、python3語言編程環(huán)境。第三章

文件的I/O操作（一）主要教學內容第一節(jié)文件I/O操作1.文件的創(chuàng)建、打開和關閉2.文件的讀取和寫入3.文件的定位第二節(jié)目錄操作1.文件系統(tǒng)基本結構2.目錄操作相關API3.標準文件IO（二）學習目的要求1．了解Linux的文件結構；2．熟悉文件和目錄的相關系統(tǒng)調用；（三）重點和難點教學重點：文件的打開，讀和寫和定位等操作，目錄相關的API調用。教學難點：tail程序的實現(xiàn)原理。第四章

進程控制（一）主要教學內容第一節(jié)進程簡介第二節(jié)Liunx進程控制1.進程的相關函數2.進程創(chuàng)建3.進程終止4.僵尸進程第三節(jié)Linux守護進程1.守護進程及其特性2.編寫守護進程的要點3.守護進程的編寫思考與實驗（二）學習目的要求1．了解進程的狀態(tài)及其狀態(tài)轉換；2．了解進程的調度；3．熟悉進程的一般操作；4．熟悉進程的特殊操作。（三）重點和難點教學重點：進程的狀態(tài)，進程調度，進程的一般操作和特殊操作。教學難點：fork創(chuàng)建進程，exec函數家族。第五章

進程間的通信（一）主要教學內容第一節(jié)信號1.信號及其使用簡介2.信號操作的相關函數3.父子進程的信號處理第二節(jié)管道1.低級管道操作2.高級管道操作3.命名管道第三節(jié)消息隊列第四節(jié)共享內存1.mmap系統(tǒng)調用2.系統(tǒng)V共享內存思考與實驗（二）學習目的要求1．掌握Linux下進程通信；2．了解管道的概念；3．了解消息隊列和管道；4．了解各個進程間如何實現(xiàn)共享內存。（三）重點和難點教學重點：管道、消息隊列、各個進程間實現(xiàn)共享內存。教學難點：通過管道通信、生產者消費者模型。在介紹現(xiàn)代操作系統(tǒng)對高并發(fā)訪問的應當方法時，介紹阿里的飛天操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將遍布全球的百萬級服務器連成一臺超級計算機，單集群可達1萬臺規(guī)模，10萬個進程達毫秒級響應，十億級文件數，EB級別存儲空間，填補了中國大規(guī)模操作系統(tǒng)歷史上的空白，打破了歐美長達40多年的技術壟斷。告訴學生自主研發(fā)才是中國崛起的中堅力量！如果中興不依賴他人，就沒有今日的“狼狽”，一條禁令出來，直接讓科技巨頭進入“休克”狀態(tài)，可見獨立自主的重要性！第六章

線程及線程間的通信（一）主要教學內容第一節(jié)線程1.線程的概念2.線程相關函數第二節(jié)線程間通信1.Lock、信號量、Event的使用2.協(xié)程3.線程局部變量ThreadLocal（二）學習目的要求1．掌握線程的創(chuàng)建2.掌握各種同步控制API；2．了解線程、協(xié)程的概念；（三）重點和難點教學重點：線程的創(chuàng)建、同步控制技術。教學難點：事件和信號量的區(qū)別。第七章

Socket網絡程序設計（一）主要教學內容第一節(jié)TCP/IP簡介1.TCP/IP概述2.TCP/IP模塊結構第二節(jié)網絡編程1.socket簡介2.socket套接口簡介3.socket套接口的數據結構4.TCP編程5.UDP編程第三節(jié)網絡高級編程思考與實驗（二）學習目的要求1．了解TCP/IP；2．掌握TCP、UDP服務器和客戶端的編程；3．了解多進程、多線程服務器的編程。（三）重點和難點教學重點：TCP、UDP服務器和客戶端的編程模式。教學難點：Select多路復用、Epoll多路復用。學生通過學習網絡編程相關的技術，可以做到攻入他人計算機，從而竊取計算機中資源，或控制該臺計算機。因此，對學生的正確引導非常重要。在網絡安全領域中，有“白帽”和“黑客”之分，前者是擁有網絡安全技術，從事的是合法的操作，如在相關企業(yè)的授權下，對企業(yè)的安防進行滲透測試，提高企業(yè)網絡的安全防護，這是正當的用途。而后者是運用學習的技術，在別人未授權情況下，進入他人計算機，竊取有價值的信息或奪取該計算機的控制權限，從而給他人帶來一定的經濟損失。因此，選擇做“白帽”還是“黑客”，需要引導，需要從思想意識形態(tài)上去規(guī)范。在學習階段就告訴學生，在網絡虛擬環(huán)境下，也有國家的法律法規(guī)存在，不要認為所學習的技術可以讓我們隱身，可以肆無忌憚地做違法的事情，給國家、社會帶來危害。第八章QT編程（一）主要教學內容第一節(jié)Qt簡介1.Qt的安裝2.Qt的編譯器qmake3.Qt中的Action4.Qt中的信號-槽機制第二節(jié)QtDesigner設計器1.啟動QtDesigner設計器2.QtDesigner設計器的應用第三節(jié)Qt應用實例思考與實驗（二）學習目的要求1．了解Qt的安裝；2．熟悉QtDesigner設計器；3．掌握使用Qt設計編寫程序的簡單應用。第九章綜合設計實例一：網易新聞排行榜的爬蟲設計與開發(fā)（一）主要教學內容第一節(jié)Requests和BeautifulSoup的簡介第二節(jié)網易新聞排行版的html結構分析第三節(jié)爬蟲的設計及開發(fā)第四節(jié)結果及展示（二）學習目的要求掌握Linux下爬蟲程序的實現(xiàn)。（三）重點和難點教學重點：requests庫和BeautifulSoup庫的使用。教學難點：網頁結構查詢API，多線程爬蟲的設計。實例二：基于QT和UDP的多人聊天室設計與開發(fā)（一）主要教學內容第一節(jié)協(xié)議設計第二節(jié)設計UDP服務器第三節(jié)設計客戶端（二）學習目的要求掌握UDP和QT程序的設計及開發(fā)（三）重點和難點教學重點：多人聊天客戶端的實現(xiàn)教學難點：聊天室程序通信協(xié)議的設計和交互圖。五、各教學環(huán)節(jié)學時分配內容課堂講授課程實驗習題或討論其它教學環(huán)節(jié)小計Linux基礎22Linux編程環(huán)境224文件的I/O操作224進程控制224進程間的通信224線程及線程間的通信224網絡程序設計224QT編程22綜合設計44總計161632六、課程考核本課程為