Основы программирования в Linux

Для кого эта книга?

Если вы программист, стремящийся повысить квалификацию за счет функциональных возможностей, предлагаемых разработчикам Linux (или UNIX), уделить больше внимания программированию и расширить применение ваших приложений в системе Linux, вы выбрали нужную книгу. Понятные объяснения и практический на основе пошаговых проверок подход поможет вам быстро повысить профессиональный уровень и освоить все ключевые методы.

Мы полагаем, что у вас есть некоторый опыт программирования на языках С и/или С++ в ОС Windows или какой-нибудь другой операционной системе, но мы старались сохранить простоту приведенных в книге примеров, чтобы для их понимания не требовалось слишком высокой квалификации в программировании на С. Все явные сопоставления методов программирования в Linux с приемами программирования на языках C/C++ отмечены в тексте книги.

Поскольку книга задумана как учебник, знакомящий с различными средствами и наборами функций/библиотек, доступных вам в большинстве систем Linux, а также удобный справочник, к которому вы можете обращаться время от времени, она отличается четкой и понятной формой изложения, исчерпывающими пояснениями и подробными примерами. 

Чему посвящена книга?

У книги есть ряд задач, перечисленных далее.

□ Научить применению стандартных библиотек языка С в ОС Linux и других средств, описанных в разных стандартах Linux и UNIX.

□ Показать, как использовать большинство стандартных средств разработки Linux.

□ Дать краткий обзор способов хранения данных под управлением Linux с помощью СУБД DBM и MySQL.

□ Показать, как создавать графические интерфейсы пользователя на базе графической системы X Window System. Мы воспользуемся библиотеками GTK (основы графической среды GNOME) и Qt (основы графической среды KDE).

□ Поддержать вас и дать вам практические навыки разработки собственных реальных приложений.

В ходе обсуждения этих тем мы знакомим вас с теорией программирования и затем иллюстрируем ее соответствующими примерами и понятными пояснениями. Таким образом, вы сможете быстро освоить тему и потом при необходимости вернуться к ней, чтобы освежить все существенные ее составляющие.

Помимо маленьких примеров, разработанных в основном для иллюстрации работы ряда функций или некоторых элементов теории в действии, в книге рассматривается большой пример: разработка простого приложения для работы с базой данных, хранящей информацию о коллекции аудио компакт-дисков. По мере накопления ваших знаний вы сможете разрабатывать, переделывать и расширять проект в соответствии со своими желаниями. Несмотря на сказанное, приложению для работы с компакт-дисками не отводится главная роль в главах книги, и вы можете пропустить посвященные ему страницы, но нам кажется, что оно предлагает полезные, более сложные примеры применения обсуждаемых нами методов. Оно также позволяет наилучшим образом проиллюстрировать все более сложные темы по мере их рассмотрения. Наше первое обсуждение данного приложения появится в конце главы 2 и покажет, как организован сценарий командной оболочки очень большого объема, как командная оболочка обрабатывает ввод пользователя и как она может формировать меню, хранить и искать данные.

После повторения основных правил компиляции программ, компоновки их с библиотеками и доступа к интерактивным руководствам вы проникните на время в командные оболочки. Затем вы перейдете к программированию на языке С, здесь мы обсудим работу с файлами, получение данных из окружения ОС Linux, обработку терминального ввода и вывода и библиотеку curses (позволяющую легче обрабатывать интерактивный ввод и вывод). После этого вы будете готовы взяться за новую реализацию приложения для работы с компакт-дисками на языке С. Проект приложения останется прежним, но в программном коде будет использована библиотека curses для создания экранного пользовательского интерфейса.

После этого мы обсудим управление данными. Знакомство с библиотекой базы данных dbm, к которой мы обратимся в нескольких последующих главах, — достаточное основание для переделки приложения, но на этот раз вместе с проектом. В следующей главе рассматривается хранение данных в реляционной базе данных средствами СУРБД MySQL и позже мы также повторно применим эти методы хранения данных, поэтому вы сможете сравнить разные способы управления данными. Размер новых версий приложения таков, что нам далее придется иметь дело с такими практическими задачами, как отладка, контроль исходного текста программы, распространение программного обеспечения и make-файлы.

Вы также узнаете, как могут взаимодействовать разные процессы в ОС Linux и как программы в Linux могут применять сокеты для поддержки сетевых соединений разных машин на базе протоколов TCP/IP, включая проблемы, касающиеся связи машин с процессорами разной архитектуры.

После изложения основ программирования в Linux мы обсуждаем создание программ в графическом режиме. Этому посвящены две главы, в которых сначала рассматривается комплект инструментальных средств GTK+, лежащий в основе графической среды GNOME, а затем комплект Qt, лежащий в основе графической среды KDE.

Заканчиваем мы кратким рассмотрением стандартов, делающих системы Linux разных поставщиков настолько подобными, что мы можем легко переходить из одной системы в другую и писать программы, которые будут работать в разных дистрибутивах Linux.

Как вы догадываетесь, в книге есть и многое другое, но мы надеемся, что этот краткий обзор даст вам достаточное представление о материале, который мы обсуждаем.

Что вам потребуется для использования книги?

В этой книге мы привьем вам вкус к программированию в Linux. Для того чтобы извлечь максимум пользы, нужно в процессе чтения выполнять примеры. Они служат хорошей практической базой и наверняка вдохновят вас на создание собственных программ. Мы надеемся, что вы будете читать эту книгу и одновременно экспериментировать в установленной у вас системе Linux.

Существуют варианты Linux для самых разных систем. Адаптируемость Linux такова, что предприимчивые люди заставляют ее работать в том или ином виде на любом оборудовании, имеющем процессор! Примеры включают системы на базе процессоров Alpha, ARM, IBM Cell, Itanium, PA-RISC, PowerPC, SPARC, SuperH и ЦП 68k, а также на базе различных процессоров класса х86 с 32- и 64-разрядными версиями.

Мы писали эту книгу и разрабатывали примеры в двух системах Linux с разными спецификациями, поэтому мы уверены, что если у вас есть работающая система Linux, вы сможете найти хорошее применение этой книге. Более того, пока проходило техническое рецензирование книги, мы проверили программный код в других версиях Linux.

Работая над книгой, мы сначала главным образом использовали системы на базе процессоров x86, хотя мало что из описанного в книге характерно только для х86. Несмотря на то, что можно успешно запускать Linux на PC 486 с 8 Мбайт RAM, для успешной работы современного дистрибутива Linux и выполнения примеров из этой книги мы советуем выбрать современную версию одного из наиболее популярных дистрибутивов Linux, например Fedora, openSUSE или Ubuntu, и проверить их аппаратные рекомендации.

Что касается требований к программному обеспечению, мы полагаем, что вы используете современную версию предпочитаемого вами дистрибутива Linux и, чтобы поддерживать систему на современном уровне и иметь самые свежие исправления найденных ошибок, применяете текущий набор обновлений, которые большинство поставщиков делают доступными интерактивно в виде автоматических обновлений. Linux и комплект инструментальных средств проекта GNU выпускаются на условиях GNU General Public License (GPL) (Общедоступной лицензии проекта GNU). Большинство других компонентов типичного дистрибутива Linux ссылаются либо на GPL, либо на одну из множества других лицензий Open Source (открытый или свободно распространяемый программный код), и это означает, что у них есть определенные характеристики, одна из которых — свобода. У них всегда есть исходный программный код, и никто не может отнять эту свободу. Дополнительную информацию о GPL см. на Web-сайте http://www.gnu.org/licenses/, а определение Open Source и разные применяемые лицензии — на Web-сайте http://www.opensource.org. В случае GNU/Linux у вас всегда будет возможность технической поддержки либо благодаря самостоятельной работе с исходным программным кодом, либо за счет найма стороннего специалиста или обращения к одному из поставщиков, предлагающих платную техническую поддержку.