کتاب System Programming in Linux

برنامه‌نویسی سیستمی در لینوکس: راهنمای عملی برای تسلط بر هسته لینوکس

آشنایی با کتاب

کتاب برنامه‌نویسی سیستمی در لینوکس، نوشته استاد استوارت ان. ویس، راهنمایی جامع و عملی برای برنامه‌نویسان، دانشجویان و مدیران سیستمی است که می‌خواهند به‌جای استفاده صرف از لینوکس، نرم‌افزارهایی بنویسند که مستقیماً با هسته این سیستم‌عامل تعامل کنند. این کتاب با بیش از ۴۰ سال تجربه تدریس نویسنده در کالج هانتر، مفاهیم پیچیده برنامه‌نویسی سیستمی را با زبانی ساده، مثال‌های کاربردی و پروژه‌های عملی آموزش می‌دهد. این کتاب شما را از مفاهیم پایه یونیکس و لینوکس تا موضوعات پیشرفته مانند مدیریت فرآیندها، سیگنال‌ها، ارتباطات بین‌فرآیندی و ورودی/خروجی غیرهمزمان هدایت می‌کند.

چرا این کتاب را بخوانید؟

در جهانی که هوش مصنوعی به‌سرعت در حال تغییر روش‌های توسعه نرم‌افزار است، درک عمیق نحوه عملکرد سیستم‌عامل لینوکس، شما را از سایر برنامه‌نویسان متمایز می‌کند. این کتاب به شما کمک می‌کند تا فراتر از زبان‌های سطح بالا و فریم‌ورک‌ها بروید و با هسته لینوکس تعامل کنید. با یادگیری فراخوانی‌های سیستمی، مدیریت حافظه، فایل‌ها و ارتباطات، می‌توانید برنامه‌هایی مقاوم، کارآمد و قابل‌حمل بسازید. آموزش‌های عملی و پروژه‌های واقعی این کتاب، شما را به مهارت‌هایی مجهز می‌کند که در توسعه، سرورها و سیستم‌های تعبیه‌شده ضروری هستند.

ویژگی‌های کلیدی کتاب

بخش اول: مبانی و مفاهیم اولیه

• مفاهیم اصلی: آشنایی با ساختار یونیکس و لینوکس و اهمیت آن در برنامه‌نویسی.

• مبانی برنامه‌نویسی سیستمی: اصول اولیه برای تعامل با هسته سیستم‌عامل.

• زمان، تاریخ‌ها و لوکال‌ها: مدیریت زمان و قالب‌های محلی در برنامه‌ها.

بخش دوم: ورودی/خروجی و فایل‌ها

• مفاهیم پایه ورودی/خروجی فایل: خواندن و نوشتن فایل‌ها به‌صورت کارآمد.

• ورودی/خروجی فایل و حسابداری ورود: مدیریت لاگ‌های ورود کاربران.

• مروری بر سیستم‌های فایل و فایل‌ها: درک ساختار فایل‌ها و سلسله‌مراتب دایرکتوری‌ها.

• سلسله‌مراتب دایرکتوری‌ها: پیمایش و مدیریت ساختارهای فایل.

بخش سوم: فرآیندها و سیگنال‌ها

• معرفی سیگنال‌ها: استفاده از سیگنال‌ها برای مدیریت رویدادها.

• تایمرها و توابع خواب: مدیریت زمان‌بندی و تأخیرها.

• مبانی فرآیندها: ایجاد، خاتمه و نظارت بر فرآیندها.

• ایجاد و خاتمه فرآیندها: تکنیک‌های پیشرفته برای مدیریت فرآیندها.

بخش چهارم: ارتباطات و نخ‌ها

• معرفی ارتباطات بین‌فرآیندی: اصول اولیه IPC.

• لوله‌ها و FIFOها: ابزارهای ساده برای ارتباط بین فرآیندها.

• برنامه‌های کلاینت-سرور و دیمن‌ها: ساخت سرویس‌های پس‌زمینه.

• معرفی نخ‌ها: برنامه‌نویسی چندنخی با POSIX.

• همگام‌سازی نخ‌ها: مدیریت منابع مشترک در برنامه‌های چندنخی.

بخش پنجم: موضوعات پیشرفته

• روش‌های جایگزین ورودی/خروجی: تکنیک‌های غیرهمزمان و پیشرفته I/O.

• ترمینال‌ها و ورودی/خروجی ترمینال: تعامل با ترمینال‌ها.

• برنامه‌نویسی تعاملی با ncurses: ساخت رابط‌های کاربری متنی.

پیوست‌ها

• ایجاد کتابخانه‌ها: ساخت کتابخانه‌های قابل‌استفاده مجدد.

• یونیکد و UTF-8: مدیریت کاراکترهای چندزبانه.

• مشخص‌کننده‌های قالب تاریخ و زمان: راهنمای جامع برای قالب‌بندی.

کاربردهای عملی

این کتاب با پروژه‌های عملی، نمودارهای مفهومی و کدهای نمونه با توضیحات دقیق، شما را در ساخت برنامه‌هایی هدایت می‌کند که مستقیماً با هسته لینوکس تعامل دارند. از مدیریت فرآیندها و سیگنال‌ها تا ساخت رابط‌های کاربری متنی با ncurses، این کتاب شما را برای حل مسائل واقعی در محیط‌های توسعه، سرور و سیستم‌های تعبیه‌شده آماده می‌کند. رویکرد آموزشی کتاب، که بر کشف راه‌حل‌ها به‌جای ارائه مستقیم آن‌ها تمرکز دارد، مهارت‌های حل مسئله شما را تقویت می‌کند.

درباره فناوری

این کتاب بر رابط‌های برنامه‌نویسی لینوکس، فراخوانی‌های سیستمی و ابزارهایی مانند ncurses، POSIX Threads و IPC تمرکز دارد. این فناوری‌ها با استانداردهای POSIX و ابزارهای مدرن مانند glibc و سیستم‌های ابری سازگار هستند و برای توسعه برنامه‌های سیستمی کارآمد و قابل‌حمل مناسب‌اند.

مخاطبان کتاب

این کتاب برای دانشجویان، توسعه‌دهندگان و مدیران سیستمی که می‌خواهند درک عمیقی از برنامه‌نویسی سیستمی در لینوکس به‌دست آورند، ایده‌آل است. دانش پایه در زبان C و مفاهیم لینوکس به درک بهتر محتوا کمک می‌کند، اما سبک تدریس ساده و پروژه‌های عملی، یادگیری را برای تازه‌کاران نیز ممکن می‌سازد.

درباره نویسنده

استوارت ان. ویس، استاد کالج هانتر با بیش از ۴۰ سال تجربه تدریس، با سبک تدریس شفاف، عمیق و کاربردی‌اش شناخته شده است. او با طراحی دوره‌ای که این کتاب بر اساس آن نوشته شده، هزاران دانشجو را از سردرگمی به اعتمادبه‌نفس هدایت کرده است.