ucr-cs100:基于 Unix/Linux 生态的开源软件开发实践课程项目

cs100 - 开源软件构建

本课程将探讨如何成为一名黑客。 “黑客”一词蕴含多重含义。 它意味着：

1. 渴望了解计算机工作的原理与原因

2. 追求高效 / 杜绝重复劳动

3. 使用并贡献开源软件

4. 洞悉软件的边界情况

5. 以富有创意且超乎预期的方式使用工具

6. （偶尔）我们会将上述所有技能融会贯通，对某些事物进行剖析与重构

黑客精神是一种思维模式。 我无法将其强加于你——这需要你主动去接纳。 例如，本课程会介绍许多新工具： 名为 git 的版本控制系统， 名为 vim 的编辑器， 名为 gdb、valgrind 和 cppcheck 的调试工具， 我们还将深入探讨如何使用 bash shell 和 Linux 操作系统。 这些工具初看可能有些陌生。 一开始使用它们或许会让你感到不适应。 但这些工具都非常强大。 掌握它们将使你成为一名效率显著提升的程序员。 一旦熟练掌握，你便再也不愿回到过去的工作方式。

本课程中，你将参与两个主要项目：

1. 前四次作业将引导你逐步构建自己的 Unix shell。 这是你迄今为止所承担的最大项目。 你将以开源项目的形式进行开发， 并在不同阶段与同学协作。

2. 最后一次作业要求你通过改进所选项目的文档，为开源社区贡献力量。 本课程的许多必读材料正是由往届 cs100 学生撰写的。 如果你的项目完成出色，未来数年的 cs100 学生都将从你的成果中受益！

课程结束时，你应当能够自如地运行自己的开源项目，并为他人的项目贡献代码。

授课教师

职位	姓名	办公时间（WCH 110）
讲师
助教

重要提示： 若需就课程相关事宜联系授课教师，请通过 github 提交 issue。 我们将在课堂上讲解具体操作方法。 这一系统与您可能熟悉的 piazza 系统类似，但在开源软件开发领域更为常用。

课程安排

我们的课程将大致遵循以下时间表。 请在课前完成指定阅读材料。 我会不定期进行随堂测验，以确保大家确实完成了阅读任务。

周次	日期	阅读材料	主题
1		Daniel Lemire 的 高效学习方法（推荐阅读，非必选）	课程介绍；vim 的使用
1		ESR 的 Unix 概述	使用 git 进行版本控制
1		ESR 的 常见软件许可证介绍；《纽约客》的 GNU 宣言三十周年回顾	使用 git 进行版本控制
2		Paul Graham 的 大学生该如何度过大学时光	使用 git 进行版本控制
2		Ian Malpass 的 给未来软件工程师的建议；Linus Tolvalds 关于开发 git 原因的访谈	使用 git 进行版本控制
2		Lucas Xu 的 Makefile 教程；Alexander Ortiz 的 如何编写 README 文件；ESR 关于 Unix 文档的思考（第一部分） 和 第二部分	系统调用：进程管理（fork、wait、exec、perror）；测验
3		系统调用教程 相关章节	系统调用：进程管理（fork、wait、exec、perror）
3		位运算符；宏	系统调用：文件管理（open、close、read、write）
3		系统调用教程 相关章节	系统调用：文件管理（open、close、read、write）
4		William Coates 的 Valgrind 教程；	调试工具（gdb、valgrind、cppcheck）
4		Jeff Atwood 的 如何成为一名更优秀的程序员	调试工具（gdb、valgrind、cppcheck）
4		系统调用教程 相关章节	系统调用：目录管理（readdir、stat）；测验
5		Y Combinator 的 我们愿意投资的创业想法 和 Paul Graham 的 创业融资	Shell 脚本：I/O 重定向与管道
5		Patrick McKenzie 关于程序员薪资谈判的文章（篇幅较长，无需全文阅读）	Shell 脚本：I/O 重定向与管道
5		Shubhro Saha 的 为什么工程师应该写作；《经济学人》的 良好写作风格指南	编写优质文档
6			系统调用：I/O 重定向与管道（pipe、dup）
6		系统调用教程 相关章节	系统调用：I/O 重定向与管道（pipe、dup）
6		ESR 的经典 Master Foo 系列	Shell 脚本：使用 if 和 for 进行流程控制；测验
7		正则表达式	Shell 脚本：环境变量（export、PATH、HOME、EDITOR）
7			Shell 脚本：环境变量（export、PATH、HOME、EDITOR）
7			系统调用：信号处理（signal、sigaction）
8			系统调用：信号处理（signal、sigaction）
8		系统调用教程 相关章节	Shell 脚本：环境变量（export、PATH、HOME、EDITOR）
8			系统调用：环境变量（getenv、setenv）；测验
9
9
9		ESR 关于 Unix 缺陷的思考；Poul-Henning Kamp 的 迷失在集市中的一代	Unix 与开源软件的缺陷
10			案例分析：邮件系统黑客技术与 ioccc.org
10			案例分析：Stuxnet 与 Heartbleed
10			期末测验

如果您有课程表上未列出但希望学习的内容，请告诉我！ 本课程有很大的灵活性，可以学习各种有趣的知识。

作业提交截止日期如下：

作业	截止日期
hw0
hw1
hw4 - 主题
hw2
hw4 - 初稿
hw3
hw4 - 终稿

作业每逾期一小时（向上取整），将扣减 10 分。

成绩

本课程不使用 ilearn。 相反，我们将使用一个名为 gitlearn 的课程管理系统。 该软件部分由往届 cs100 学生开发， 你可以通过为其做贡献获得可观的额外学分。 我们将把该系统作为 bash 编程和 Unix 哲学的案例研究。 有关详细信息，请参阅 gitlearn 代码库。

作弊政策

每个作业都有不同的协作政策。 有些作业是个人作业，有些是小组作业。 请严格遵守指定的政策！

我对作弊问题非常重视。 一旦发现学生作弊，该课程将给予 F 级评分。 然后我会将你的情况提交给学术诚信委员会，并建议将你从 UCR 开除。

你所有的代码都将通过自动作弊检测工具进行检查。 该工具非常优秀。 它对 C++ 的理解比你更深入，能够发现比单纯复制粘贴更为复杂的作弊行为。