Рады предложить вам легкое в использовании руководство по разработке программ для Linux и других UNIX-подобных операционных систем.

В этой книге мы стремимся дать вам представление о разнообразных понятиях, важных для разработчика, применяющего систему Linux, так сказать, основы. Слово "основы" скорее относится к ее содержимому, чем к уровню подготовки читателя. Мы построили книгу так, чтобы, несмотря на уже приобретенный вами опыт, вы узнали больше о том, что может предложить Linux. Программирование в ОС Linux — обширная область, и мы стараемся представить достаточно сведений, касающихся различных тем, чтобы дать вам прочные "основы" для усвоения каждой из них.

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.

Примечание

Особое примечание для тех, кто впервые знакомится с ОС Linux. Эта книга не об установке и настройке Linux. Если вы хотите узнать больше об администрировании системы Linux, возможно вы захотите познакомиться с дополнительными книгами.

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. 

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.

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.

Для работы с примерами книги можно ввести программный код вручную или воспользоваться сопроводительными файлами с исходным текстом примеров. Весь программный код, применяемый в книге, можно найти на Web-сайте http://www.wrox.com. Открыв главную страницу сайта, просто найдите заголовок книги (либо с помощью поля Search (Поиск), либо используя один из списков заголовков) и на странице с описанием книги щелкните кнопкой мыши ссылку Download Code для того, чтобы получить весь программный код примеров.

Примечание

Поскольку у многих книг похожие заголовки, легче всего найти нужную книгу по номеру ISBN (International Standard Book Number); ISBN этой книги (оригинальной) — 978-0-470-14762-7.

После загрузки программного кода из Интернета просто распакуйте его своей любимой программой сжатия. Вы также можете перейти на главную страницу загрузки программного кода издательства Wrox http://www.wrox.com/dynamic/books/download.aspx, для того чтобы просмотреть код к данной книге и ко всем остальным книгам издательства.

Мы старались представить примеры программ и фрагменты программного кода, наилучшим образом иллюстрирующие темы и понятия, обсуждаемые в тексте. Для того чтобы сделать новую функциональную возможность, которая рассматривается, максимально понятной, мы допускали одну-две вольности в стиле программирования.

В основном мы не всегда проверяли результаты, возвращаемые каждой вызываемой нами функцией, на соответствие ожидаемым. В профессиональном программном коде для реальных приложений мы всегда выполняли бы такую проверку, и вы должны внедрять строгие методы, касающиеся обработки ошибок. (В главе 3 мы обсуждаем некоторые способы обнаружения и обработки ошибок.)

Исходный программный код книги сделан доступным на условиях Общедоступной лицензии проекта GNU версии 2 (GNU General Public License, version 2), опубликованной на Web-странице http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/gpl-2.0.html. Приведенное далее положение о разрешении и правах применяется ко всему программному коду данной книги.

This program is free software; you can redistribute it and/or modify

it under the terms of the GNU General Public License as published by

the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or

(at your option) any later version.

(Это программа — свободно распространяемое программное обеспечение; вы можете

распространять ее и/или изменять на условиях Общедоступной лицензии GNU,

опубликованной Фондом свободного программного обеспечения;

либо версии 2 этой лицензии, либо (по вашему усмотрению) любой более свежей версии.)

This program is distributed in the hope that it will be useful,

but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of

MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the

GNU General Public License for more details.

(Эта программа распространяется в расчете на ее полезность, но без каких-либо

гарантий, даже без подразумеваемой гарантии ТОВАРНОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ПРОДАЖЕ И

ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЯХ. Более подробную информацию

см. в Общедоступной лицензии проекта GNU.)

You should have received a copy of the GNU General Public License

along with this program; if not, write to the Free Software

Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA

(Вы должны были получить копию Общедоступной лицензии GNU вместе с этой

программой; если этого не произошло, напишите в Фонд свободного программного

обеспечения по адресу Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite

330, Boston, MA 02111-1307 USA)

Для того чтобы помочь вам максимально усвоить текст и следить за тем, что происходит, мы применили во всей книге ряд стилевых оформлений и выделений текста.

Примечание

Фрагменты, подобные данному, содержат требующую запоминания критически важную информацию, которая непосредственно относится к окружающему тексту, а также советы, подсказки, особенности и замечания, касающиеся текущего обсуждения.

Когда вводятся важные понятия, мы выделяем их курсивом. Символы, которые вы

должны ввести

Программный код и терминальные сеансы мы приводим тремя разными способами:

$ who

root tty1 Sep 10 16:12

rick tty2 Sep 10 16:10

Верхняя строка приведенного кода — это командная строка, а остальные строки отображаются в обычном стиле. Знак

$

#

Прототипы функций и структуры, определенные в системе Linux, приводятся жирным шрифтом, как показано далее:

#include <stdio.h>

int printf(const char *format, ...);

В программном коде наших примеров строки с выделенным фоном указывают на новый важный материал, например, так:

/* Это новый материал, и соответствующий код выглядит так. */

если код выглядит так, как показано далее (без выделения фоном), он менее важен:

/* Этот код уже встречался, и он выглядит так. */

Часто, когда программа создается на протяжении главы, только что добавленный код первый раз приводится без фона. Например, новая программа будет выглядеть следующим образом.

/* Программный код примера */

/* Это строка завершения. */

Если позже в этой главе мы добавим в нее новые строки, она будет выглядеть так:

/* Программный код примера. */

/* В эти строки */

/* добавляется новый код */

/* Это строка завершения. */

И последнее, принятое в книге стилевое оформление, о котором следует упомянуть, — все примеры программного кода начинаются с заголовка "Упражнение", который помогает разделить код там, где это полезно, выделить его составные части и показать, как развивается приложение. Когда это важно, мы после программного кода включаем раздел "Как это работает" для пояснения основных мест в тексте программы, касающихся изложенной перед ним теории. Мы считаем,, что эти два приема помогают разбить наиболее громоздкие листинги на легко перевариваемые кусочки.

Мы приложили максимум усилий, чтобы избежать ошибок в тексте и программном коде. Но никто не идеален, и ошибки есть. Если вы найдете ошибку в одной из наших книг, мы будем очень благодарны, получив ваше сообщение о ней. Сообщив об ошибке, вы, быть может, убережете другого читателя от многочасового разочарования и в то же время поможете нам, предоставив информацию еще более высокого качества.

Для поиска страницы с ошибками, найденными в этой книге, перейдите на Web-сайт http://www.wrox.corn и найдите заголовок с помощью поля Search (Поиск) или одного из списков заголовков. Далее на странице с выходными данными книги щелкните кнопкой мыши ссылку Errata (Ошибки). Вы попадете на страницу, отображающую все ошибки, представленные на рассмотрение и опубликованные редакторами издательства Wrox. На Web-странице www.wrox.com/misc-pages/booklist.shtml можно найти полный список книг, включающий ссылки на ошибки, найденные в каждой книге.

Если вы не обнаружили "свою" ошибку на странице Errata (Ошибки), перейдите на страницу www.wrox.com/contact/techsupport.shtml и заполните форму для отправки нам найденной вами ошибки. Мы проверим присланную информацию и, если согласимся с ней, опубликуем сообщение на странице с ошибками, найденными в книге, и исправим ее в последующих изданиях книги.

Для обмена мнениями с авторами и такими же, как вы, читателями присоединяйтесь к форумам Р2Р (Programmer to Programmer) на Web-сайте p2p.wrox.com. Форумы — это система на основе Web-технологии, предназначенная для отправки вашего сообщения, относящегося к книгам издательства Wrox и родственным технологиям, и обмена мнениями с другими читателями и пользователями этих технологий. Форумы предлагают функцию подписки для отправки вам по электронной почте по мере поступления новых сообщений, относящихся к выбранным вами и интересующих вас темам. На этих форумах представлены авторы и редакторы Wrox и другие специалисты, работающие в области информационных технологий.

На Web-сайте http://p2p.wrox.com вы найдете ряд разных форумов, которые помогут вам не только во время чтения книги, но и в процессе разработки ваших собственных приложений. Для присоединения к форумам выполните следующие действия:

1. Перейдите на Web-сайт p2p.wrox.com и щелкните кнопкой мыши ссылку Register (Зарегистрироваться).

2. Прочтите условия пользования и щелкните мышью кнопку Agree (Принять).

3. Введите необходимую для присоединения к форуму информацию и любую необязательную информацию, которую хотите предоставить, и щелкните мышью кнопку Submit (Отправить).

4. Вы получите по электронной почте сообщение со сведениями, описывающими, как проверить вашу учетную запись и завершить процесс присоединения к форуму.

Примечание

Читать сообщения на форумах вы сможете и без регистрации в Р2Р, но для того чтобы отправлять собственные сообщения, придется зарегистрироваться.

После присоединения к форуму вы можете посылать новые сообщения и отвечать на сообщения, посланные другими пользователями. Читать сообщения можно будет в любое время, находясь в Web-пространстве. Если вы хотите получать по электронной почте новые сообщения, появляющиеся на конкретном форуме, щелкните мышью пиктограмму Subscribe to this Forum (Подписаться на этот форум), расположенную рядом с именем форума в списке форумов.

Для получения дополнительной информации о правилах использования системы Wrox Р2Р непременно прочтите Р2Р FAQ (часто задаваемые вопросы) и получите ответы о работе программного обеспечения форумов и ответы на общие вопросы, касающиеся Р2Р и книг издательства Wrox. Для чтения этих вопросов и ответов щелкните мышью ссылку FAQ на любой странице Р2Р.