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第1章 基础知识 1

1.1什么是系统编程 1

1.1.1系统调用 2

1.1.2内核与内核服务 3

1.1.3内存管理机制 7

1.1.4系统编程风格 8

1.2动手实践 9

1.3库的使用 11

1.3.1静态编程库的生成与调用 12

1.3.2动态链接库的生成与调用 13

1.4学习步骤 18

1.4.1系统编程的评价标准 18

1.4.2系统编程的学习步骤 19

1.5本章小结 19

思考题 20

第2章 文件操作 21

2.1引例 21

2.2文件的操作 26

2.2.1文件的表示 26

2.2.2文件的打开、创建、删除与关闭 26

2.2.3文件的读和写 29

2.2.4文件的定位、缓冲与复制 30

2.2.5文件控制和文件锁 32

2.3 UNIX文件系统概述 37

2.3.1 UNIX文件系统的结构 37

2.3.2 UNIX文件系统的内部实现 41

2.4文件属性与文件系统属性 44

2.4.1文件属性函数族 44

2.4.2文件类型 45

2.4.3文件访问权限 46

2.4.4文件访问方式 47

2.4.5文件其他属性 49

2.4.6文件系统属性 50

2.5目录文件的操作 52

2.5.1读取与更改工作目录 52

2.5.2目录的创建与删除 53

2.5.3目录的读取与定位 54

2.6设备文件 56

2.6.1设备如何成为文件 56

2.6.2设备文件操作 59

2.6.3终端设备 62

2.6.4串行端口编程 63

2.7本章小结 68

思考题 69

第3章 并发控制——进程篇 70

3.1引例 70

3.2进程与进程控制 72

3.2.1进程的结构和描述 72

3.2.2进程控制 77

3.3进程的同步与互斥 84

3.3.1父、子进程之间的同步 85

3.3.2通过信号量实现进程间同步 88

3.3.3通过文件锁实现进程间同步 95

3.4僵死进程与守护进程 95

3.4.1僵死进程 95

3.4.2守护进程 97

3.5进程间通信 99

3.5.1通信机制的选择 100

3.5.2通过文件实现进程间通信 100

3.5.3通过内核实现进程间通信 101

3.5.4通过内存实现进程间通信 116

3.6本章小结 123

思考题 124

第4章 并发控制——线程篇 125

4.1引例 125

4.2线程与线程控制 130

4.2.1什么是线程 130

4.2.2线程控制 133

4.2.3线程属性 139

4.3线程的同步与互斥 144

4.3.1互斥量 147

4.3.2条件变量 149

4.3.3线程同步中的信号量 151

4.4本章小结 154

思考题 154

第5章 网络通信 155

5.1引例 155

5.2网络编程基础 157

5.2.1如何标识网络中的进程 157

5.2.2主机字节次序与网络字节次序 158

5.2.3面向连接方式和无连接方式 159

5.2.4实现网络编程 159

5.3套接字 160

5.3.1创建套接字 160

5.3.2套接字寻址 163

5.3.3套接字选项 167

5.4面向连接的通信 169

5.4.1 TCP协议的编程模型 170

5.4.2 TCP通信应用 174

5.4.3 TCP数据包的收发分析 177

5.5面向无连接的通信 181

5.5.1 UDP协议的编程模型 181

5.5.2 UDP通信应用 182

5.5.3 UDP数据包的收发分析 185

5.6基于IP层和数据链路层的通信 186

5.6.1基于IP层的通信 186

5.6.2基于链路层的通信 199

5.7并发socket编程 213

5.7.1非阻塞并发模型 213

5.7.2多进程并发模型 215

5.7.3多线程并发模型 222

5.7.4 IO多路复用并发模型 229

5.8本章小结 235

思考题 235

第6章 异步事件 236

6.1引例 236

6.2信号 237

6.2.1信号的产生与分类 238

6.2.2信号的发送 240

6.2.3信号的安装 241

6.2.4信号编程注意事项 248

6.3时间与定时器 249

6.3.1时间的数据结构与应用 249

6.3.2普通定时器与精通定时器 253

6.3.3定时器的漂移和超限 256

6.4异步I/O编程 256

6.4.1相关核心数据结构 258

6.4.2相关操作 259

6.4.3 AIO通知 262

6.5本章小结 267

思考题 267

第7章 并行计算初识 268

7.1引例 268

7.1.1串行计算模式简介 268

7.1.2并行计算模式简介 270

7.1.3多进程并行计算案例 271

7.1.4多线程并行计算案例 273

7.2多机集群环境下的MPI编程 275

7.2.1什么是MPI 275

7.2.2 MPI的编程框架 275

7.2.3 MP I通信 277

7.3多核集群环境下的OpenMP编程 281

7.3.1什么是Oper MP 281

7.3.2如何实现OpenMP编程 282

7.3.3 OpenMP的不足 287

7.3.4 OpenMP+MPI混合编程模式 287

7.4由并行计算到云计算 289

7.5本章小结 290

思考题 291

附录 UNIX的发展历程 292

参考文献 294