Linux C編程一站式學(xué)習(xí)的電子教程免費(fèi)下載

　　這本書最初是為北京亞嵌教育研究中心的嵌入式Linux系統(tǒng)工程師就業(yè)班課程量身定做的教材之一。該課程是為期四個(gè)月的全日制職業(yè)培訓(xùn)，要求學(xué)員畢業(yè)時(shí)具備非常Solid的C編程能力，能熟練地使用Linux系統(tǒng)，同時(shí)對計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與指令集、操作系統(tǒng)原理和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序都有較深入的了解。然而學(xué)員入學(xué)時(shí)的水平是非常初級而且參差不齊的：學(xué)歷有?？啤⒈究埔灿醒芯可?，專業(yè)有和計(jì)算機(jī)相關(guān)的也有很不相關(guān)的（例如會(huì)計(jì)專業(yè)），以前從事的職業(yè)有和技術(shù)相關(guān)的也有完全不相關(guān)的（例如HR），年齡從二十出頭到三十五六歲的都有。這么多背景完全不同、基礎(chǔ)完全不同、思維習(xí)慣和理解能力完全不同的人來聽同一堂課，大家都迫切希望學(xué)會(huì)嵌入式開發(fā)技術(shù)，投身IT行業(yè)，這就是職業(yè)教育的特點(diǎn)，也是我編這本書時(shí)需要考慮的主要問題。學(xué)習(xí)編程絕不是一件簡單的事，尤其是對于零基礎(chǔ)的初學(xué)者來說。大學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)有四年時(shí)間從零基礎(chǔ)開始培養(yǎng)一個(gè)人，微積分、線代、隨機(jī)、離散、組合、自動(dòng)機(jī)、編譯原理、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成原理等等一堆基礎(chǔ)課，再加上C/C++、Java、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、軟件工程、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等等一堆專業(yè)課，最后培養(yǎng)出一個(gè)能找到工作的學(xué)生。很遺憾這最后一條很多學(xué)校沒有做好，來亞嵌培訓(xùn)的很多學(xué)生就是四年這么學(xué)過來的，但據(jù)我們考查他們的基礎(chǔ)幾乎為零，我不知道為什么。與之形成鮮明對比的是，只給我們四個(gè)月的時(shí)間，同樣要求從零基礎(chǔ)開始，最后培養(yǎng)出一個(gè)能找到工作的學(xué)生，而且還要保證他找到工作，這就是職業(yè)教育的特點(diǎn)。為什么我說“只給我們四個(gè)月的時(shí)間”？我們倒是想教四年呢，但學(xué)時(shí)的長短我們做不了主，是由市場規(guī)律決定的。四年的任務(wù)要求四個(gè)月做好，要怎么完成這樣一個(gè)幾乎不可能的任務(wù)？有些職業(yè)教育給出的答案是“實(shí)用主義”，打出了“有用就學(xué)，沒有用就不學(xué)”的口號(hào)，大肆貶低說大學(xué)里教的基礎(chǔ)課都是過時(shí)的、無用的，只有他們教的技術(shù)才是實(shí)用的，這種炒作很不好，我認(rèn)為大學(xué)里教的每一門課都是非常有用的，基礎(chǔ)知識(shí)在任何時(shí)候都不會(huì)過時(shí)，倒是那些時(shí)髦的“實(shí)用技術(shù)”有可能很快就過時(shí)了。四年的任務(wù)怎么才能用四個(gè)月做好？我們給出的答案是“優(yōu)化”。現(xiàn)在大學(xué)里安排的課程體系最大的缺點(diǎn)就是根本不考慮優(yōu)化。每個(gè)過來人都會(huì)有這樣的感覺：大一大二學(xué)了好多數(shù)學(xué)課，卻不知道都是干什么用的，為什么要學(xué)。連它有什么用都不知道怎么能有興趣學(xué)好呢？然后到大三大四學(xué)專業(yè)課時(shí)，用到以前的知識(shí)了，才發(fā)現(xiàn)以前學(xué)的數(shù)學(xué)是多么有用，然而早就忘得一干二凈了，考完試都還給老師了，回頭重新學(xué)吧，這時(shí)候才發(fā)現(xiàn)很多東西以前根本沒學(xué)明白，現(xiàn)在才真的學(xué)明白了，那么前兩年的時(shí)間豈不是都浪費(fèi)了？大學(xué)里的課程體系還有一個(gè)缺點(diǎn)就是不靈活，每門課必須占一個(gè)學(xué)期，必須由一個(gè)老師教，不同課程的老師之間沒有任何溝通和銜接，其實(shí)這些課程之間是相互依賴的，把它們強(qiáng)行拆開是不符合人的認(rèn)知規(guī)律的。比如我剛上大學(xué)的時(shí)候，大一上半學(xué)期就被逼著學(xué)C語言，其實(shí)C語言是一門很難的編程語言，不懂編譯原理、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)根本不可能學(xué)明白，那半個(gè)學(xué)期自然就浪費(fèi)掉了。當(dāng)時(shí)幾乎所有學(xué)校的計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)都是這樣，大一上來就學(xué)C語言，有的學(xué)校更瘋狂，上來就學(xué)C++，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生都以為自己會(huì)C語言，但其實(shí)都是半吊子水平，到真正寫代碼的時(shí)候經(jīng)常為一個(gè)Bug搞得焦頭爛額，卻沒有機(jī)會(huì)再系統(tǒng)地學(xué)一遍C語言，因?yàn)樵趯W(xué)校看來，C語言課早在大一就給你“上完了”，就像一頓飯已經(jīng)吃完了，不管你吃飽沒吃飽，不會(huì)再讓你重吃一遍了。顯而易見，如果要認(rèn)真地對這些課程做優(yōu)化，的確是有很多水份可以擠的

　　用Windows還真的是學(xué)不好C語言。C語言是一種面向底層的編程語言，要寫好C程序，必須對操作系統(tǒng)的工作原理非常清楚，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)也是用C寫的，我們用C寫應(yīng)用程序直接使用操作系統(tǒng)提供的接口。既然你選擇了看這本書，你一定了解：Linux是一種開源的操作系統(tǒng)，你有任何疑問都可以從源代碼和文檔中找到答案，即使你看不懂源代碼，也找不到文檔，也很容易找個(gè)高手教你，各種郵件列表、新聞組和論壇上從來都不缺樂于助人的高手；而Windows是一種封閉的操作系統(tǒng)，除了微軟的員工別人都看不到它的源代碼，只能通過文檔去猜測它的工作原理，更糟糕的是，微軟向來喜歡藏著揶著，好用的功能留著自己用，而不會(huì)寫到文檔里公開。本書的第一部分在Linux或Windows平臺(tái)上學(xué)習(xí)都可以，但第二部分和第三部分介紹了很多Linux操作系統(tǒng)的原理以幫助讀者更深入地理解C語言，只能在Linux平臺(tái)上學(xué)習(xí)。 Windows平臺(tái)上的開發(fā)工具往往和各種集成開發(fā)環(huán)境（IDE，Integrated Development Environment）綁在一起，例如Visual Studio、Eclipse等。使用IDE確實(shí)很便捷，但I(xiàn)DE對于初學(xué)者絕對不是好東西。微軟喜歡宣揚(yáng)傻瓜式編程的理念，告訴你用鼠標(biāo)拖幾個(gè)控件，然后點(diǎn)一個(gè)按鈕就可以編譯出程序來，但是真正有用的程序有哪個(gè)是這么拖出來的？很多從Windows平臺(tái)入門學(xué)編程的人，編了好幾年程序，還是只知道編完程序點(diǎn)一個(gè)按鈕就可以跑了，把幾個(gè)源文件拖到一個(gè)項(xiàng)目里就可以編譯到一起了，如果有更復(fù)雜的需求他們就傻眼了，因?yàn)樗麄兡X子里只有按鈕、菜單的概念，根本沒有編譯器、鏈接器、Makefile的概念，甚至連命令行都沒用過，然而這些都是初學(xué)編程就應(yīng)該建立起來的基本概念。另一方面，編譯器、鏈接器和C語言的語法有密切的關(guān)系，不了解編譯器、鏈接器的工作原理，也不可能真正掌握C的語法。所以，IDE并沒有幫助你學(xué)習(xí)，而是阻礙了你學(xué)習(xí)，本來要學(xué)好C編程只要把語法和編譯命令學(xué)會(huì)就行了，現(xiàn)在有了IDE，除了學(xué)會(huì)語法和編譯命令，你還得弄清楚編譯命令和IDE是怎么集成的，這才算學(xué)明白了，本來就很復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)被IDE搞得更加復(fù)雜了。Linux用戶的使用習(xí)慣從來都是以敲命令為主，以鼠標(biāo)操作為輔，從學(xué)編程的第一天起就要敲命令編譯程序，等到你把這些基本概念都搞清楚了，你覺得哪個(gè)IDE好用你再去用，不過到那時(shí)候你可能會(huì)更喜歡vi或emacs而不是IDE了。

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　　程序（Program）是一個(gè)精確說明如何進(jìn)行計(jì)算的指令序列。這里的計(jì)算可以是一些數(shù)學(xué)上的計(jì)算，比如解方程或者求多項(xiàng)式的根，也可以是符號(hào)運(yùn)算，一個(gè)簡單的例子是查找和替換文檔中的詞，一個(gè)復(fù)雜的例子是搜索引擎。從根本上說，計(jì)算機(jī)是由數(shù)字電路組成的運(yùn)算機(jī)器，只能對數(shù)字做運(yùn)算，程序之所以能做符號(hào)運(yùn)算是因?yàn)榉?hào)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部也是用數(shù)字來表示的。此外，程序還可以處理聲音和圖像，同樣因?yàn)槁曇艉蛨D像在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是用數(shù)字來表示的，這些數(shù)字再通過專門的硬件設(shè)備轉(zhuǎn)換成人可以聽到、看到的聲音和圖像。程序由一系列指令（Instruction）組成，指令是指示計(jì)算機(jī)做某種運(yùn)算的命令，通常包括以下幾類：輸入（Input）從鍵盤、文件或者其它設(shè)備獲取數(shù)據(jù)。輸出（Output）把數(shù)據(jù)顯示到屏幕，或者存入一個(gè)文件，或者發(fā)送到其它設(shè)備?；具\(yùn)算執(zhí)行最基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算（加減乘除）和數(shù)據(jù)存取，其實(shí)輸入和輸出也屬于數(shù)據(jù)存取。測試和分支（Branch）測試某個(gè)條件，然后根據(jù)不同的測試結(jié)果執(zhí)行不同的后續(xù)指令。循環(huán)（Loop）重復(fù)執(zhí)行一系列操作。對于程序來說，有上面這幾類指令就足夠了。你曾用過的任何一個(gè)程序，不管它有多么復(fù)雜，都是由上面這幾類指令組成的。程序是那么的復(fù)雜，而編寫程序可以用的指令卻只有這么簡單的幾種，這中間巨大的落差就要由程序員去填了，所以編寫程序理應(yīng)是一件相當(dāng)復(fù)雜的工作。編寫程序可以說就是這樣一個(gè)過程：把復(fù)雜的任務(wù)分解成子任務(wù)，把子任務(wù)再分解成更簡單的任務(wù)，層層分解，直到最后簡單得可以用以上指令來完成。