实用系统编程（C/C++/Rust）

• 掌握在Linux/Unix系统使用C/C++/Rust语言实现系统级项目的能力。

课程目标

• 构建可靠稳定的系统
• 熟悉端到端的系统设计
• 掌握性能分析，调试和优化底层代码的能力
• 理解内存，磁盘的资源管理方式
• 提高对各种需求的实际编程能力

优势

• ICS/OS/CA讲过的高频知识我们会再讲。
• ICS/OS/CA没讲过的工程实践我们会讲。
• 系统方向学术界和企业中用到的前沿知识会略作涉及。
• 减少大学课堂和互联网企业系统编程技术上的GAP。

就业价值

• 服务器编程
• 数据库系统内核
• 操作系统
• 高性能计算
• 嵌入式开发
• 游戏引擎和图形引擎开发
• 虚拟机和容器化技术
• 网络协议栈与路由器
• 后端平台工具开发
• 编译器

课程大纲

1. 系统编程

• 系统调用
• 文件IO
• 进程间通信IPC
• 多线程并发
• 网络编程
• 信号

2. 网络编程

• socket
• epoll
• TCP
• HTTP
• protobuf
• RPC
• RDMA

3. 操作系统(TBA)

• 操作系统xv6
• 汇编语言MIPS/RISC-V
• 内存虚拟化技术
• 并行优化
• 文件系统FUSE
• DPDK
• NVMe SSD

4. 工具

• ssh 远程登录
• git 版本管理
• vim 编辑器
• gcc 编译
• makefile 文件管理
• gdb 调试
• valgrind 内存泄露
• lcov 覆盖率
• clang-format 格式化代码
• netstat 查看网络连接
• tcpdump 查看网络传输
• perf 性能分析

5. 异步I/O

• 非阻塞I/O
• I/O多路复用epoll
• libaio
• Boost.Asio
• promise/future(C++11)
• async/await(Rust)
• io_uring
• 协程(C++20)

Labs

• 命令行参数解析（100行左右）
• 解析CSV文件（200行左右）
• 文件I/O（500行左右)
• 多进程系统（800行左右）
• 多线程系统（1000行左右)

Project(TBA)

• Sherman
• ShiftLock
• TeRM

参考书籍

• Linux高性能服务器编程-游双
• CSAPP

参考课程

• CMU15-213
• CS61C
• CS110
• CS162
• CS107
• CSSE2310
• system programming

附录

• ICS: 计算机系统导论
• OS: 操作系统
• CA: 计算机体系结构