آموزش تکنیک ها و مفاهیم برنامه نویسی سیستم لینوکس

سرفصل ها و درس ها

معرفی Introduction

معرفی Introduction

• معرفی Introduction

• عضویت در گروه تلگرام Join Telegram Group

• راه اندازی محیط توسعه لینوکس Setting up Linux Development Environment

• شروع - فهرست پیوندی دوگانه به عنوان کتابخانه Begin - Doubly Linked List as a Library

• مراحل تدوین سریع Quick Compilation Steps

• خلاصه Summary

آشنایی با فایل های هدر Understanding Header Files

آشنایی با فایل های هدر Understanding Header Files

• فایل های هدر و هدف آنها چیست؟ What are Header Files and their Purpose ?

• ارتباط بین فایل های منبع و سربرگ Relationship between Source and Header Files

• جایگزینی متن Text Substitution

• مثال جایگزینی متن Text Substitution Example

• نمایش جایگزینی متن Text Substitution Demonstration

دستورالعمل های پیش پردازش Preprocessing Directives

دستورالعمل های پیش پردازش Preprocessing Directives

• مشکل درج تکراری فایل های هدر Problem Of Duplicate Inclusion of Header Files

• دستورالعمل های پیش پردازش چیست؟ What are Pre-processing Directives ?

• راه حل برای گنجاندن تکراری فایل های Hdr با استفاده از دستورالعمل های پیش پردازش Solution to Duplicate Inclusion of Hdr files using Preprocessing Directives

روش صحیح استفاده از ساختارها و توابع Correct Way of Using Structures and Functions

روش صحیح استفاده از ساختارها و توابع Correct Way of Using Structures and Functions

• تعاریف ساختار و کاربرد Structure Definitions and Use

• اعلام عملکرد و استفاده Function Declaration and Use

• وابستگی بازگشتی Recursive Dependency

• راه حل وابستگی بازگشتی Solution to Recursive Dependency

• خلاصه Summary

ایجاد سریع کتابخانه های استاتیک و پویا Quick Creation of Static and Dynamic Libraries

ایجاد سریع کتابخانه های استاتیک و پویا Quick Creation of Static and Dynamic Libraries

• از سرگیری با کتابخانه فهرست پیوندی دوگانه Resuming with Doubly Linked List Library

• کتابخانه های ایستا و پویا - ایجاد سریع Static and Dynamic Libraries - Quick Creation

• پیوند با کتابخانه استاتیک Linking with Static Library

• پیوند با کتابخانه پویا Linking with Dynamic Library

• خلاصه Summary

چهار مرحله از فرآیند تالیف Four Stages of Compilation Process

چهار مرحله از فرآیند تالیف Four Stages of Compilation Process

• 4 مرحله از فرآیند تدوین 4 Stages of Compilation Process

• مرحله 1 از 4 - مرحله پیش پردازش Stage 1 of 4 - Preprocessing stage

• مرحله 2 از 4 - مرحله تدوین Stage 2 of 4 - Compilation Stage

• مرحله 3 از 4 - مرحله اسمبلر Stage 3 of 4 - Assembler Stage

• مرحله 4 از 4 - مرحله پیوند Stage 4 of 4 - Linking Stage

ساخت پروژه با استفاده از Makefiles Build Project using Makefiles

ساخت پروژه با استفاده از Makefiles Build Project using Makefiles

• معرفی Makefile Introducing Makefile

• Makefile Analogy - Dependency Tree Makefile Analogy - Dependency Tree

• تکلیف Makefile - part1 Makefile Assignment - part1

• تکلیف Makefile - part2 Makefile Assignment - part2

• فایل نهایی نهایی Final Makefile

کتابخانه های قابل برنامه ریزی - Generics Programmable Libraries - Generics

کتابخانه های قابل برنامه ریزی - Generics Programmable Libraries - Generics

• معرفی Introduction

• بازبینی DLL Revisiting DLL

• بیان مسأله Problem Statement

• راه حل - تفویض مسئولیت Solution - Responsibility Delegation

• استفاده از کتابخانه DLL قابل برنامه ریزی - Code Walk Using Programmable DLL Library - Code Walk

• جستجوی خلاصه پاسخ به تماس Search Callback Summary

• مقایسه پاسخ به تماس Comparison Callback

• مقایسه نسخه نمایشی پاسخ به تماس Comparison Callback Demo

• خلاصه Summary

• تکلیف کدنویسی Coding Assignment

ماکروهای تکراری Iterative Macros

ماکروهای تکراری Iterative Macros

• شروع شدن Getting Started

• برای معناشناسی حلقه For loop Semantics

• ماکروهای تکراری برای LinkedList Iterative Macros For LinkedList

• ماکروهای تکراری برای درختان باینری Iterative Macros for Binary Trees

• پیش نیازهای تکرار کننده درخت Tree Iterators Prerequisites

• پیاده سازی Tree Iterators Tree Iterators Implementation

• خلاصه Summary

• تکلیف کدنویسی Coding Assignment

ساختارهای داده مبتنی بر چسب Glue Based Data structures

ساختارهای داده مبتنی بر چسب Glue Based Data structures

• معرفی Introduction

• تعریف Glthreads Glthreads Definition

• تفاوت - DLL سنتی در مقابل چسب مبتنی بر چسب Difference - Traditional Vs Glue Based DLL

• آفست فیلد ساختار Structure Field Offset

• وظیفه Assignment

• درج GLNode GLNode Insertion

• تکرار GLThread GLThread Iteration

• حذف GLNode GLNode Removal

• Code Walk - نسخه ی نمایشی Code Walk - Demo

• مشکلات فهرست سنتی Traditional List Problems

• مزایای GLThread GLThread Benefits

اشاره گرهای مات Opaque Pointers

اشاره گرهای مات Opaque Pointers

• معرفی Introduction

• طراحی کتابخانه معمولی Typical Library Design

• بیان مسأله Problem Statement

• استراتژی راه حل Solution Strategy

• نتیجه Conclusion

برنامه نویسی بیت Bit Programming

برنامه نویسی بیت Bit Programming

• مقدمه ای بر برنامه نویسی بیت Introduction to Bit Programming

• اپراتور XOR XOR Operator

• استفاده از بیت ها به عنوان پرچم Using Bits as Flags

• استفاده از Enums به عنوان بیت Using Enums as Bits

• تکلیف برنامه نویسی بیت Assignment on Bit Programming

• تطبیق الگوی بیت Bit Pattern Matching

• مراحل تطبیق الگوی بیت Bit Pattern Matching Steps

• بیت مپ BitMaps

• API ها و پیاده سازی BitMap BitMap APIs and Implementation

• تخصیص در BitMaps Assignment on BitMaps

اندین بودن ماشین Machine Endianness

اندین بودن ماشین Machine Endianness

• اندین بودن ماشین Machine Endianness

• برنامه ای برای یافتن Endianness ماشین Program to find Machine Endianness

ارتباطات مبتنی بر TLV TLV Based Communication

ارتباطات مبتنی بر TLV TLV Based Communication

• معرفی TLVs TLVs Introduction

• چرا به TLV نیاز داریم؟ Why we need TLVs ?

• چرا ما به TLV نیاز داریم - یک سناریوی دیگر Why we need TLVs - Another scenario

• درک TLV ها Understanding TLVs

• TLV پرداختن به مشکل ناهمگونی TLV Addressing the problem of Heterogeneity

• TLV پرداختن به مشکل ارتقاء نرم افزار TLV Addressing the problem of Software Upgrade

• ساختار داده - STREAMS Data Structure - STREAMS

• سریال زدایی TLV با استفاده از STREAMS TLV De-Serialization using STREAMS

• تخصیص کدگذاری - در جریان ها Coding Assignment - on Streams

• تخصیص کدگذاری - در TLVs Coding Assignment - on TLVs

کار با تایمرهای پوزیکس لینوکس Working with Linux Posix Timers

کار با تایمرهای پوزیکس لینوکس Working with Linux Posix Timers

• دستور کار و پیش نیازها Agenda and Prerequisites

• ارتباط تایمر Timer Relevance

• انواع تایمر Timer Types

• API های Posix برای تایمرها Posix APIs for Timers

• طراحی تایمر Timer Design

• مراحل ایجاد تایمر Timer Creation Steps

• پیاده سازی تایمر و نسخه ی نمایشی Timer Implementation and Demo

چیدمان حافظه فرآیند لینوکس Memory Layout of Linux Process

چیدمان حافظه فرآیند لینوکس Memory Layout of Linux Process

• دستور جلسه Agenda

• مبانی حافظه مجازی حافظه Virtual Memory Memory Basics

• چیدمان حافظه فرآیند لینوکس Memory Layout of Linux Process

• مثال: چیدمان حافظه فرآیند لینوکس Example : Memory Layout of Linux Process

• روی دستور اندازه تمرین کنید Exercise on size command

مدیریت حافظه پشته Stack Memory Management

مدیریت حافظه پشته Stack Memory Management

• مبانی حافظه پشته Stack Memory Basics

• پشته محتویات حافظه Stack Memory Contents

• پشته سرریز و پیشگیری Stack-Overflow and Prevention

• خرابی حافظه پشته Stack Memory Corruption

• مراحل تماس و بازگشت - شروع به کار Procedure Call and Return - Getting Started

• رجیسترهای رایج CPU Common Cpu Registers

• مکانیسم فراخوانی رویه Procedure Call Mechanism

• هدف از ثبت اشاره گر پایه (ebp) Purpose of Base Pointer register (ebp)

• الگوریتم فراخوانی رویه رسمی Formalizing Procedure Call Algorithm

• روند بازگشت - اهداف Procedure Return - Goals

• روش بازگشت توضیح داده شده - گام به گام Procedure Return Explained - Step by Step

• الگوریتم بازگشت رویه رسمی Formalizing Procedure Return Algorithm

• جلسه آزمایشگاه - تجزیه و تحلیل حافظه پشته Lab Session - Stack Memory Analysis

مدیریت حافظه Heap Heap Memory Management

مدیریت حافظه Heap Heap Memory Management

• مدیریت حافظه Heap - اهداف و مقدمه Heap Memory Management - Goals and Introduction

• Malloc() - بازبینی سریع Malloc() - Quick Revision

• نشانگر شکست Break pointer

• تماس های سیستم brk و sbrk brk and sbrk system calls

• Malloc نسخه 1.0 Malloc Version 1.0

• بیان مسأله Problem Statement

• نیاز مدیریت حافظه Heap Heap Memory Management Requirement

• MetaBlock و DataBlock MetaBlock and DataBlock

• تخصیص ها و تخصیص ها Allocations and Deallocations

• تقسیم بلوک Block Splitting

• بلوک ادغام Block Merging

• مشکل تکه تکه شدن Problem of Fragmentation

مفاهیم صفحه بندی Concepts of Paging

مفاهیم صفحه بندی Concepts of Paging

• معرفی Introduction

• حافظه آدرس پذیر بایت Byte Addressable Memory

• سیستم 32 بیتی یا 64 بیتی چیست؟ What is 32 bit Or 64 bit system ?

• سیستم اتوبوس Bus System

• CPU آدرس های مجازی تولید می کند CPU Generates Virtual Addresses

• گذرگاه داده و گذرگاه آدرس Data bus and Address Bus

• درک خود را بررسی کنید Check your Understanding

• نگاشت آدرس مجازی به آدرس فیزیکی Mapping of Virtual Address to Physical Address

• صفحات و فریم های فیزیکی Physical Pages and Frames

• تعویض صفحه Page Swapping

• صفحات حافظه مجازی Virtual Memory Pages

• نقشه برداری 1:1 بین صفحه فیزیکی و مجازی 1:1 Mapping between Physical and Virtual Page

• ترکیب آدرس مجازی Virtual Address Composition

• جدول صفحه Page Table

• درک خود را آزمایش کنید Test your Understanding

• صفحه بندی در عمل Paging in Action

• درک خود را آزمایش کنید Test your Understanding

• سناریوی فرآیند چندگانه Multiple Process Scenario

• رفع تکه تکه شدن خارجی Resolve External Fragmentation

• تخصیص صفحه به یک فرآیند - قسمت 1 Page Allocation to a Process - Part1

• تخصیص صفحه به یک فرآیند - قسمت 2 Page Allocation to a Process - Part2

• صفحات فیزیکی به اشتراک گذاشته شده Shared Physical Pages

• مشکلات جداول صفحه Page tables Problems

• مسئله 1 جدول صفحه - اندازه جدول صفحه بزرگ مهم است Page Table Problem 1 - Large Page Table Size Matters

• جدول صفحه مسئله 2 - نیاز به حافظه اصلی پیوسته Page Table Problem 2 - Need for Contiguous Main Memory

• مسئله 3 جدول صفحه - توخالی جدول صفحه Page Table Problem 3 - Page Table Hollowness

صفحه بندی چند سطحی Multi Level Paging

صفحه بندی چند سطحی Multi Level Paging

• معرفی Introduction

• صفحه بندی چند سطحی در عمل - قسمت 1 Multi Level Paging In Action - Part1

• صفحه بندی چند سطحی در عمل - قسمت 2 Multi Level Paging In Action - Part2

• درک خود را آزمایش کنید Test your Understanding

صفحه بندی بر اساس تقاضا Paging on Demand

صفحه بندی بر اساس تقاضا Paging on Demand

• بیان مسأله Problem Statement

• مراحل صفحه بندی تقاضا Demand Paging Steps

• زمان دسترسی موثر Effective Access Time

مدیریت حافظه برای فرآیندهای چند رشته ای Memory Management for Multi-threaded Processes

مدیریت حافظه برای فرآیندهای چند رشته ای Memory Management for Multi-threaded Processes

• معرفی Introduction

• مدیریت حافظه مجازی Virtual Memory Management

• مدیریت جدول صفحه Page Table Management

• پایان تاپیک Thread Termination

جایزه Bonus

جایزه Bonus

• سخنرانی جایزه - زمان برای گرفتن آب نبات! Bonus Lecture - Time to get some Candies !!