Curs 03 Handout

Cursul 3Dezvoltarea programelor

Utilizarea Sistemelor de Operare (USO)19 octombrie 2015

Departamentul de Calculatoare

CSE Dep Cursul 3, Dezvoltarea programelor 1/61

Moto

There are only two kinds of programming languages: those peoplealways bitch about and those nobody uses.

Bjarne Stroustrup

One of the main causes of the fall of the Roman Empire was that –lacking zero – they had no way to indicate successful termination

of their C programs.

Robert Firth


Utilizarea sistemului de fis, iere

separator director ierarhie

ier dimensiune

cale

nume

director

r d cin

creare tergere

listarea are

opera ii

recursive

trunchiere

redirectare

concepte

opera ii

nume

binar/text

ASCII

editare

arhivarecomprimare

copiere

mutare

schimbare

director


Utilizarea sistemului de fis, iere

http://www.geekarmy.com/geeks/2906/file-transferring/


http://www.geekarmy.com/geeks/2906/file-transferring/

Suport curs

I Suport (Introducere ın sisteme de operare)I Capitolul 11 – Compilare s, i linkingI Capitolul 14 – Utilitare pentru dezvoltare


Bogdan dores, te un orthodox file manager

I orthodox file manager : manager de fis, iere cu doua coloane(tip Norton Commander sau Total Commander)

I Ce poate face Bogdan?I poate cauta pe Internet software existentI poate gasi o varianta pe care o cumpara, o varianta freemium

sau o varianta open source

I Daca nu este mult, umit de ce gases, te? Is, i dores, te o integrarebuna cu un terminal s, i inclus un client de BitTorrent.

I discuta cu dezvoltatorii pentru aceste funct, ionalitat, iI plates, te pe cineva sa le dezvolteI le dezvolta el (de indicat nu de le zero, ci pornind de la ceva

existent)

I presupunem ca Bogdan dezvolta el


Ce va face Bogdan pentru a dezvolta aplicat, ia?

I investigheaza proiecte existente, biblioteci existente,framework-uri existente de la care sa porneasca

I cere pareri de la alt, i utilizatori/dezvoltatori legat defunct, ionalitat, i

I ia decizii legate de dezvoltarea aplicat, ieiI ce limbaj/limbaje sa foloseascaI ce resurse existente sa foloseasca (biblioteci, framework-uri)I ce mediu de dezvoltare sa foloseasca: IDE, editor, compilatorI ce platforma va folosi: sistem de operare, hardware,

mobile/desktop/webI cum va arata interfat, a cu utilizatorulI ce suita de build va folosiI cum va colabora cu alt, i dezvoltatori s, i utilizatoriI cum va livra pachetul final


Ce face Bogdan dupa ce dezvolta aplicat, ia?

I o utilizeaza

I o monetizeaza

I o publica (open source) pentru a fi dezvoltata ın continuarede persoane interesate (contribuitori)

Cele de mai sus nu se exclud.


Ce pas, i urmeaza Bogdan?

I trasare specificat, ii: interfat, a, funct, ionalitat, i, performant, a,securitate

I proiectare: trasarea arhitecturii file manager-ului, cum seleaga modulele ıntre ele, este extensibil

I implementare: dezvoltarea efectiva

I testare: valideaza implementarea

I integrare: diversele componente sunt lipite pentru a forma untot unitar

I instalare (deployment): crearea unui pachet software

I mentenant, a: rezolvat bug-uri, t, inut cont de feedback, cizelat


Folosirea limbajelor de programare pentru implementare

I se aleg limbajele adecvate proiectului

I depind de opt, iunile dezvoltatorilor, ale proiectului s, i alepachetelor care vor fi folosite

I performant, a s, i legaturi cu sistemul de operare: C

I dezvoltare rapida: Python, Ruby

I scripting s, i automatizare: Perl, Python, Bash

I web: PHP, Perl, Python, Java

I enterprise: Java, C++, JavaScript


Biblioteci

Program calls library.Library is functionality. Program uses functionality.

http://stackoverflow.com/questions/148747/what-is-the-difference-between-a-framework-and-a-library

program library


Framework-uri

Framework calls program.Framework is skeleton. Program is “meat”.

http://stackoverflow.com/questions/148747/what-is-the-difference-between-a-framework-and-a-library

framework

program


Perspectiva despre dezvoltarea unei aplicat, ii

fișcod sursă

fișier

cod sursă

fișier

obiect

fișier

obiect

fișier

executabilpachet

software

fișier

de datefișier de

configurare

bibliotecă

compilare

compilare

linking

dezvoltator

utilizator


Operat, iile utilizatorului cu aplicat, iile

I instalare

I dezinstalare

I parcurgere documentat, ie

I configurare s, i personalizare

I rulare (cu diverse opt, iuni)

I dezvoltatorul trebuie sa-i faca viat, a cat mai us, oarautilizatorului


Pachete software

I arhive cu fis, ierele necesare pentru instarea aplicat, iei

I fis, iere de date, fis, iere de configurare, fis, iere executabile

I fis, ierele executabile sunt folosite pentru a rula aplicat, ia

I utilizatorul instaleaza pachetele software s, i apoi foloses, tefis, ierele din acestea

Cont, inutul pachetului tcpdump

user@host:~$ dpkg -L tcpdump

[...]

/usr/share/man/man8/tcpdump.8.gz # pagina de manual

[...]

/usr/sbin/tcpdump # executabilul din pachet


Fis, iere executabile

I folosite pentru rularea aplicat, iei

I dublu click ın GUI, rulare de comanda ın linia de comanda

I obt, inute din codul sursa

I ın Unix se gasesc, ın general ın /bin, /sbin, /usr/bin s, i/usr/sbin

I pot fi binare sau text (ASCII)I binare pentru cod sursa compilat (C, C++, Java)

I /bin/ls, /usr/bin/vim

I text pentru cod sursa interpretate (Perl, Python, Ruby)I ls /bin/* | grep ASCIII ls /usr/bin/* | grep ASCII


Ce urmares, te un dezvoltator?

I sa faca activitat, i provocatoare

I sa creeze aplicat, ii interesante

I sa creeze aplicat, ii utile; adica apreciate de utilizator

Un dezvoltator va scrie cod sursa s, i apoi va folosi utilitare care saconduca la executabile s, i pachete software pentru utilizator.


Cod sursa pentru un limbaj

I un fis, ier al unui program este denumit fis, ier cod sursa

I codul sursa este codul citibil al unui limbaj de programare:format text

I cod sursa: instruct, iuni ıntr-un limbaj

I codul sursa respecta sintaxa acelui limbaj

I pentru a ınt, elege un program este necesara cunoas, tereasintaxei limbajului

I codul sursa este scris de programator


Editoare s, i IDE-uri

I folosite pentru scrierea codului sursaI editoare

I scriu ın general text, printre care s, i cod sursaI Vim, Emacs, Notepad++, Sublime Text

I IDE: Integrated Development EnvironmentI integreaza editor, compilator, debugger, biblioteciI Eclipse, Visual Studio, Code::Blocks, NetBeans

I facilitat, iI syntax higlighting, auto indentation, utilitare pentru debugging

integrateI code folding, code completion (autocompletion)


Coding Style

I convent, ii s, i recomandari pentru scrierea codului sursa

I us, urint, a ın a ınt, elege codul sursa

I consecvent, a

I ın general cu suport din partea editoarelor s, i IDE-urilorI aspecte acoperite

I indentareI nume de funct, ii, variabile, constante, macro-uriI spat, iereI comentarii de cod

I Steve Oualline: C Elements of Style

I Python PEP 8


Best Practices

I nume sugestive

I cod neıngramadit, bine spat, iat

I cod comentat relevant

I cod indentat

I funct, ii de dimensiune rezonabila

I funct, ionalitat, i diferite ın fis, iere/module diferite

I evitarea hard coding-ului: folosit, i macro-uri sau variabile ınloc de valori hard codate

I limitata dimensiunea maxima a liniilor

I evitarea duplicarii codului

I consecvent, a


Bad Code

#include<stdio.h>#include <string.h>

int prime(int n)

{int i;

for(i=2;i<n/2;i++)

if(n%i==0)return 0;

return 1;

}

int get sum(int n)

{ int i, sum;

for (i=1; i <=n; i++)

sum=sum+i;

return sum;

}

main(){int extra; char *len="prime";

int num;

int is prime,i;

for(i=0;i<10;i++){printf("Introduceti numar:");

scanf("%d", &num);

is prime=prime(num);

if(is prime)

printf("is %s\n",len); else printf("is not %s\n",len);extra=get sum(num);

printf("sum (1..%d) is %d\n",num,extra);}}


Good Code

#include <stdio.h>#include <string.h>

#define NUM ROUNDS 10

static int check if prime(size t n)

{size t i;

for (i = 2; i < n/2; i++)

if (n%i == 0)

return 0;

return 1;

}

static size t compute sum until(size t n)

{size t i, sum;

sum = 0;

for (i = 1; i <= n; i++)

sum = sum+i;

return sum;

}

int main(void)

{size t i, num;

for (i = 0; i < NUM ROUNDS; i++) {printf("Introduceti numar: ");

scanf("%zu", &num);

if(check if prime(num))

printf("%zu e numar

prim.\n", num);

elseprintf("%zu nu e numar

prim.\n", num);

printf("Suma (1..%zu) este

%zu\n", num, compute sum until(num));

}

return 0;

}


Good Code / Bad Code

http://blog.codinghorror.com/whos-your-coding-buddy/


http://blog.codinghorror.com/whos-your-coding-buddy/

Controlul versiunii

I VCS (Version Control System), SCM (Source CodeManagement)

I folosit ın orice proiect software ,,pe bune”I De ce controlul versiunii?

I asigura lucru colaborativI istorie de modificari (legea lui Murphy spune ca vei gres, i ceva

la un moment dat; sau ıt, i vei s, terge sursele)

I codul este t, inut ıntr-un repositoryI modificarile din program au o istorie

I un element din istorie este o versiuneI permite revenirea la o stare anteriora ın caz de probleme

I Git, Subversion, Darcs, Mercurial, Bazaar


GitHub

I serviciu de hosting pentru repository-uri Git

I Git, issue tracking, wiki

I us, or de creat repository-uri, de lucrat ın echipa

I contribut, ii la alte proiecte

I ın general folosit pentru proiecte open source, dar nu numai

I pentru cod ınchis (teme de casa), putet, i cere repository-urigratis pentru student, i

I alternative: BitBucket, GitLabI instant, a GitLab ın facultate

I https://gitlab.cs.pub.ro/I autentificare folosind LDAP (contul de pe cs.curs.pub.ro)


https://gitlab.cs.pub.ro/

Compilare s, i interpretare

I un fis, ier cod sursa poate fi compilat sau interpretatI deosebirea ıntre compilare s, i interpretare

I compilare: codul sursa este translatat de un program denumitcompilator ın cod mas, ina, dupa care poate fi executat

I interpretare: un program este executat direct din cod sursaprin intermediul unui interpretor

I compilatoare s, i interpetoareI GCC (GNU Compiler Collection) – compilator de C, C++,

Ada, FortranI MSVC (Microsoft Visual C) – compilator de C, C++I GCL (GNU Common Lisp) – interpretor de Common LispI Python: interpretor de PythonI Perl: interpretor de Perl


Linking

I ın urma procesului de compilare, din modulul cod sursarezulta un modul obiect

I modulul obiect este fis, ier binar (.o, .obj)

I mai multe fis, iere obiect (+biblioteci) sunt legate (linked)ıntr-un fis, ier executabil

I cod sursa compilat → modul obiect

I module obiect s, i biblioteci linkate → executabil


De la dezvoltator la utilizator

fișcod sursă

fișier

cod sursă

fișier

obiect

fișier

obiect

fișier

executabilpachet

software

fișier

de datefișier de

configurare

bibliotecă

compilare

compilare

linking

dezvoltator

utilizator


Documentat, ie

I pentru a ınt, elege funct, ionarea aplicat, iei

I de utilizator, user manual : configurare, opt, iuni de rulare,indicat, ii de instalare

I de dezvoltator, technical manual : arhitectura, coding style,module, indicat, ii de compilare s, i testare

I pot fi documente, fis, iere PDF, wiki-uri, pagini de manual


De ce programare ın limbajul C?

I limbaj foarte cunoscut

I limbaj foarte puternic

I limbaj aproape de hardware s, i sistemul de operare, eficient,rapid

I documentat, ie, tutoriale, cart, i


De ce nu programare ın limbajul C?

I limbaj relativ de ınvat, at

I limbaj periculos, necesita experient, a

I limbaj mai put, in expresiv

I dureaza mult timp sa dezvolt, i o aplicat, ie

I posibile probleme de portabilitate (Linux, Windows, Mac OSX, Android etc.)


Procesul de dezvoltare pentru programe C

I scriere de fis, iere cod sursa: surse (.c) s, i headere (.h)

I urmarirea unui coding style

I compilarea fis, ierelor cod sursa ın fis, iere obiect

I linkarea fis, ierelor cod obiect s, i a bibliotecilor ın fis, ier executabil

I pe Unix/Linux, pentru compilare s, i linking folosim gcc (GNUC Compiler)


Compilare de program simplu ın C

Compilare cu gcc

user@host$ ls -F

hello-world.c

user@host$ gcc hello-world.c

user@host$ ls -F

a.out* hello-world.c

user@host$ ./a.out

Hello, World!

user@host$ rm a.out

user@host$ ls -F

hello-world.c

user@host$ gcc -Wall hello-world.c -o hello-world

user@host$ ls -F

hello-world* hello-world.c

user@host$ ./hello-world

Hello, World!


Compilare s, i linking de program simplu ın C

Compilare cu gcc

user@host$ ls -F

hello-world.c

user@host$ gcc -Wall -c hello-world.c

user@host$ ls -F

hello-world.c hello-world.o

user@host$ gcc hello-world.o -o hello-world

user@host$ ls -F

hello-world* hello-world.c hello-world.o

user@host$ ./hello-world

Hello, World!


Modularizare s, i module

I Do one thing, do one thing well!

I funct, ionalitat, ile diferite intra ın fis, iere sursa diferite

I evitam ıngramadirea funct, ionalitat, ilor ıntr-un singur fis, ier

I fiecare fis, ier poarta numele de modul


Compilare s, i linking din surse multiple

Compilare cu gcc din mai multe surse

user@host$ ls -F

debug.h http_reply_once.c sock_util.c sock_util.h util.h

user@host$ gcc -Wall -c sock_util.c

user@host$ gcc -Wall -c http_reply_once.c

user@host$ ls -F

debug.h http_reply_once.o sock_util.h util.h

http_reply_once.c sock_util.c sock_util.o

user@host$ gcc http_reply_once.o sock_util.o -o http_reply_once

user@host$ ls -F

debug.h http_reply_once.c sock_util.c sock_util.o

http_reply_once* http_reply_once.o sock_util.h util.h


Procesul de build

I building : obt, inerea unui executabil, a unui set de executabilesau a unui pachet software din fis, iere cod sursa

I o versiune de pachet construita se mai cheama s, i un build

I pentru programe scrise ın C ınseamna compilare, linking,ımpachetare


Sisteme de build

I cele care permit automatizarea procesului de build

I make: folosit foarte mult ın lumea Unix/Linux

I Ant, Maven: folosite pentru Java

I Scons: scris ın Python

I Rake: folosit pentru Ruby

I altele


Make

I sistem de build s, i automatizare

I folosit ındeosebi pentru automatizare procesului de compilare(dar nu numai)

I se scriu reguli ıntr-un fis, ier denumit ın general Makefile

I se ruleaza comenzile aferente regulilor, ın mod automat,folosind comanda make

I se obt, in target-uri (ın general fis, iere executabile) care depindde dependent,e (ın general fis, ire cod sursa)


Folosire simpla a Make

1 hello-world: hello-world.c

2 gcc -Wall hello-world.c -o hello-world

Compilare folosind make pentru fis, ierul Makefile de mai sus

user@host$ ls -F

hello-world.c

user@host$ make

gcc -Wall hello-world.c -o hello-world

user@host$ ls -F



Folosire mai avansata a Make

1 all: hello-world

2

3 hello-world: hello-world.c

4 gcc -Wall hello-world.c -o hello-world

5

6 clean:7 rm -f hello-world hello-world.o


user@host$ ls -F

hello-world.c

user@host$ make

gcc -Wall hello-world.c -o hello-world

user@host$ ls -F



Folosire eleganta a Make

1 .PHONY: all clean2

3 all: hello-world

4

5 hello-world: hello-world.o

6 gcc hello-world.o -o hello-world

7

8 hello-world.o: hello-world.c

9 gcc -Wall -c hello-world.c

10

11 clean:12 -rm -f hello-world hello-world.o

13 -rm -f *∼


user@host$ ls -F

hello-world.c

user@host$ make -f Makefile.elegant

gcc -Wall -c hello-world.c

gcc hello-world.o -o hello-world

user@host$ ls -F

hello-world* hello-world.c hello-world.o


Folosire eleganta a Make pentru surse multiple

1 .PHONY: all clean2

3 all: http reply once

4

5 http reply once: http reply once.o sock util.o

6 gcc http reply once.o sock util.o -o http reply once

7

8 http reply once.o: http reply once.c util.h debug.h sock util.h

9 gcc -Wall -c http reply once.c

10

11 sock util.o: sock util.c util.h debug.h sock util.h

12 gcc -Wall -c sock util.c

13

14 clean:15 -rm -f http reply once http reply once.o sock util.o

16 -rm -f *∼


user@host$ ls -F

Makefile debug.h http_reply_once.c sock_util.c sock_util.h util.h

user@host$ make

gcc -Wall -c http_reply_once.c

gcc -Wall -c sock_util.c

gcc http_reply_once.o sock_util.o -o http_reply_once

user@host$ ls -F

Makefile http_reply_once* http_reply_once.o sock_util.h util.h

debug.h http_reply_once.c sock_util.c sock_util.o


Nice to know: Obt, inerea automata a regulilor ın Makefile

Folosire gcc -MM pentru obt, inerea automata a regulilor

user@host$ gcc -MM sock_util.c

sock_util.o: sock_util.c util.h debug.h sock_util.h

user@host$ gcc -MM http_reply_once.c

http_reply_once.o: http_reply_once.c util.h debug.h sock_util.h


De ce dezvoltam software?

I creativitate

I us, urint, a ın distribuire

I reutilizare

I provocare

I dezvoltare continua


Ce ne ofera software-ul?

I automatizare

I eficientizare

I divertisment

I extensibilitate

I us, urint, a ın distribuire/copiere


De la dezvoltator la utilizator

fișcod sursă

fișier

cod sursă

fișier

obiect

fișier

obiect

fișier

executabilpachet

software

fișier

de datefișier de

configurare

bibliotecă

compilare

compilare

linking

dezvoltator

utilizator


GCC s, i Make

GCC GNU C Compiler

I compilatorul implicit pe distribut, iile Linux

I compileaza s, i linkeaza cod sursa ın C

Make

I utilitar pentru automatizarea procesului de build

I reguli, target-uri, dependent, e


Compilers: Principles, Techniques and Tools

I The Dragon Book

I Aho, Sethi, Ullman

I 2nd Edition, 2006

I cartea de baza pentru toate cursurile de compilatoare dinuniversitat, i

I expunere exhaustiva a analizei sintactice, semnatice s, iparserelor


Guido van Rossum

I inventatorul limbajului de programare Python

I Benevolent Dictator for Life (BDFL) pentru Python

I a activat la Google ın perioada 2005-2012

I din 2013 lucreaza la Dropbox


Google

I google.com – cel mai folosit site din lume

I fondata de Larry Page s, i Sergey Brin

I lansata ın 1998

I init, ial: search engine + advertising

I aplicat, ii web

I Android

I Chrome

I YouTube


Valgrind

I http://valgrind.org

I detectarea de probleme la rulare (runtime)

I ın principal folosit pentru probleme de lucru cu memoria

I Linux s, i Darwin (Mac OS X)

I un engine peste care ruleaza componente dedicate: memcheck(implicit), cachegrind, callgrind, helgrind


http://valgrind.org

Resurse utile

I http://www.oualline.com/style/index.html

I http://www.gnu.org/software/make/

I http://www.gnu.org/software/libc/manual/

I http://git-scm.com/

I http://gitimmersion.com/

I http://www.moolenaar.net/habits.html


http://www.oualline.com/style/index.html

http://www.gnu.org/software/make/

http://www.gnu.org/software/libc/manual/

http://git-scm.com/

http://gitimmersion.com/

http://www.moolenaar.net/habits.html

Cuvinte cheie

I software

I implementare

I programare

I limbaj de programare

I biblioteci

I framework-uri

I cod sursa

I coding style

I editor

I IDE

I controlul versiunii

I Git

I GitHub

I GitLab

I pachet software

I fis, ier executabil

I fis, ier obiect

I compilare

I linking

I limbajul C

I gcc

I modularizare

I sistem de build

I make

I Makefile


Documents

Curs 03 Handout