C# — молодой, но широко используемый язык программирования, относящийся к Си-семейству. В данной статье мы рассмотрим его особенности, преимущества и недостатки, а также области применения, чтобы помочь разработчикам определить, насколько он подходит их потребностям.

Вы только начинаете свой путь в программировании и ещё не определились с выбором первого языка? Или, возможно, вы уже освоили некоторые навыки и сейчас решаете, как продолжить развитие? В таком случае вы наверняка слышали о языке программирования C#, который часто называют «Си-шарп». В данной статье мы предоставим вам всю необходимую информацию, чтобы вы смогли оценить, насколько этот язык подходит именно вам.

Понимание истории языка C помогает лучше осознать его важность и уникальные особенности, которые сделали его одним из самых популярных и широко используемых языков программирования в мире.

Создание языка C

Предшественники языка C

История языка C начинается с разработки языка B, который был создан Кеном Томпсоном в Bell Labs в конце 1960-х годов. Язык B, в свою очередь, был основан на языке BCPL (Basic Combined Programming Language), разработанном Мартином Ричардсом. BCPL был создан для написания компиляторов и операционных систем, и его простота и эффективность стали основой для будущих разработок. BCPL предоставил программистам мощные инструменты для работы с памятью и ресурсами системы, что стало важным шагом в эволюции языков программирования.

Разработка языка C

В начале 1970-х годов Деннис Ритчи и Брайан Керниган в Bell Labs начали работу над улучшением языка B. Они стремились создать язык, который был бы более мощным и гибким, сохраняя при этом простоту и эффективность. В результате этих усилий в 1972 году появился язык C. Основной целью разработки языка C было создание инструмента, который позволял бы эффективно писать системное программное обеспечение, такое как операционные системы и компиляторы. Язык C быстро завоевал популярность благодаря своей универсальности и мощным возможностям.

Основные особенности языка C

Язык C был разработан с учетом следующих ключевых особенностей:

• Простота и эффективность: C предоставляет минимальный набор ключевых слов и операторов, что делает его легким для изучения и использования. Это позволяет программистам быстро освоить язык и начать писать эффективный код.
• Портативность: Программы на C могут быть легко перенесены на различные платформы с минимальными изменениями. Это стало одной из ключевых причин популярности языка C, так как разработчики могли создавать кроссплатформенные приложения.
• Мощные возможности управления памятью: C позволяет программистам напрямую работать с памятью через указатели, что дает высокую степень контроля над ресурсами системы. Это позволяет создавать высокопроизводительные приложения, оптимизируя использование памяти и процессорного времени.

Развитие и стандартизация

Публикация "The C Programming Language"

В 1978 году Деннис Ритчи и Брайан Керниган опубликовали книгу "The C Programming Language", которая стала основным руководством по языку C. Эта книга, часто называемая "K&R" по именам авторов, сыграла ключевую роль в популяризации языка и его стандартизации. "K&R" не только описала синтаксис и семантику языка, но и предложила множество примеров и практических рекомендаций, что сделало ее незаменимым ресурсом для программистов.

ANSI C и ISO C

В 1983 году Американский национальный институт стандартов (ANSI) начал работу по стандартизации языка C. В 1989 году был опубликован стандарт ANSI C, также известный как C89. В 1990 году этот стандарт был принят Международной организацией по стандартизации (ISO) и стал известен как ISO C. Стандартизация языка C позволила создать единые правила и рекомендации для разработчиков, что способствовало улучшению качества и совместимости программного обеспечения.

Развитие стандартов C

С тех пор язык C продолжал развиваться, и были выпущены новые стандарты:

• C99: В 1999 году был принят стандарт C99, который добавил новые возможности, такие как новые типы данных (например, long long int), новые функции стандартной библиотеки и улучшения в синтаксисе. C99 также включил поддержку новых возможностей для работы с массивами и указателями, что сделало язык еще более мощным и гибким.
• C11: В 2011 году был принят стандарт C11, который включил новые возможности многопоточности, улучшения в работе с памятью и другие усовершенствования. C11 также добавил поддержку атомарных операций и улучшил возможности работы с многопоточными программами, что стало важным шагом в развитии языка.
• C18: В 2018 году был принят стандарт C18, который в основном включал исправления ошибок и уточнения предыдущих стандартов. C18 не добавил значительных новых возможностей, но улучшил стабильность и совместимость языка, что сделало его еще более надежным инструментом для разработки программного обеспечения.

Влияние на другие языки программирования

Языки, вдохновленные C

Язык C оказал значительное влияние на разработку многих других языков программирования. Вот некоторые из них:

• C++: Разработанный Бьярне Страуструпом в начале 1980-х годов, C++ расширяет C, добавляя объектно-ориентированные возможности. C++ сохранил многие особенности C, такие как синтаксис и управление памятью, но добавил классы, наследование и полиморфизм, что сделало его мощным инструментом для разработки сложных приложений.
• Objective-C: Этот язык, разработанный Брэдом Коксом и Томом Лавом в 1980-х годах, добавляет объектно-ориентированные возможности к C и используется для разработки приложений для macOS и iOS. Objective-C сочетает в себе мощь C с гибкостью объектно-ориентированного программирования, что сделало его популярным выбором для разработки приложений под платформы Apple.
• Java: Разработанный Джеймсом Гослингом и его командой в Sun Microsystems в середине 1990-х годов, Java заимствует синтаксис и многие концепции из C и C++. Java была разработана с учетом кроссплатформенности и безопасности, что сделало ее популярным выбором для разработки веб-приложений и корпоративного программного обеспечения.
• C#: Разработанный Microsoft в начале 2000-х годов, C# также заимствует многие идеи из C и C++, но ориентирован на разработку приложений для платформы .NET. C# сочетает в себе мощь C++ с простотой и удобством использования, что сделало его популярным выбором для разработки приложений под Windows и другие платформы.

Влияние на системное программное обеспечение

Язык C также сыграл ключевую роль в разработке системного программного обеспечения. Операционные системы, такие как UNIX и Linux, были написаны на C, что обеспечило их портативность и эффективность. Многие компиляторы, интерпретаторы и другие системные утилиты также были разработаны на C. Благодаря своей мощности и гибкости, C стал основным инструментом для разработки системного программного обеспечения, что сделало его незаменимым для программистов, работающих в этой области.

Заключение

Язык программирования C оставил неизгладимый след в истории компьютерных технологий. Его простота, эффективность и мощные возможности сделали его одним из самых популярных языков программирования. Влияние C на другие языки и системное программное обеспечение продолжает ощущаться и сегодня. Изучение истории языка C помогает лучше понять основы программирования и эволюцию компьютерных технологий. Понимание ключевых особенностей и преимуществ языка C позволяет программистам использовать его для создания высокопроизводительных и надежных приложений, что делает его важным инструментом для разработки программного обеспечения.

Установка VSFTPD

VSFTPD прост в установке — он доступен в стандартных репозиториях Ubuntu. Откроем терминал и выполним следующую команду:

    sudo apt install vsftpd -y

Запуск и настройка автозагрузки VSFTPD

После установки запустим VSFTPD:

    sudo systemctl start vsftpd

Проверка состояния VSFTPD

После запуска службы проверим ее состояние:

    sudo systemctl status vsftpd

В выводе отобразится текущий статус службы VSFTPD. Если она запущена корректно, мы увидим сообщение, что VSFTPD активен и работает (Active: active (running)).

Пример вывода sudo systemctl status vsftpd:

    ● vsftpd.service - vsftpd FTP server
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/vsftpd.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (running) since Tue 2024-06-23 14:35:26 UTC; 2h 15min ago
     Main PID: 12345 (vsftpd)
     Tasks: 1 (limit: 4915)
     Memory: 1.3M
     CGroup: /system.slice/vsftpd.service
             └─12345 /usr/sbin/vsftpd /etc/vsftpd.conf

Настройка файрвола для FTP

Если на сервере включен файрвол, следует открыть порты для FTP, чтобы обеспечить доступ к серверу.

1. По умолчанию FTP использует порты 20 и 21 (TCP-трафик), а также диапазон 30000-31000 (пассивный режим FTP). Чтобы открыть их, выполним команды:

    sudo ufw allow 20/tcp
    sudo ufw allow 21/tcp
    sudo ufw allow 30000:31000/tcp

2. Перезапустим файрвол для применения изменений:

    sudo ufw reload

3. Убедимся, что правила файрвола применены корректно:

    sudo ufw status

Пример вывода sudo ufw status:

    Status: active

To                         Action      From
--                         ------      ----
20/tcp                     ALLOW       Anywhere
21/tcp                     ALLOW       Anywhere
30000:31000/tcp            ALLOW       Anywhere
22/tcp                     ALLOW       Anywhere

Настройка FTP-сервера в Ubuntu

Основная настройка

Конфигурационный файл VSFTPD находится в директории /etc/vsftpd.conf. Чтобы его отредактировать, можно воспользоваться любым текстовым редактором, например nano:

    sudo nano /etc/vsftpd.conf

Для обеспечения безопасности и эффективности работы сервера изменим конфигурационный файл VSFTPD в соответствии с настройками.

1. Отключим анонимный доступ, заменив значение параметра anonymous_enable на NO:

    anonymous_enable=NO

2. Для разрешения входа на сервер локальным пользователям установим значение параметра local_enable на YES:

    local_enable=YES

3. Разрешим команды записи. Чтобы пользователи могли загружать файлы на сервер, установим значение параметра write_enable на YES:

    write_enable=YES

4. Настроим права доступа для новых файлов, создаваемых пользователями. Их автоматическое назначение осуществляется с помощью параметра local_umask. Значение 022 позволяет владельцу файла записывать, читать и выполнять, а всем остальным — читать и выполнять:

    local_umask=022

5. Включим отображение приветственных сообщений при входе в директории:

    dirmessage_enable=YES

6. Для корректной работы файрвола установим использование порта 20 для передачи данных:

    connect_from_port_20=YES

7. Чтобы ограничить пользователей их домашними директориями, установим значение параметра chroot_local_user на YES:

    chroot_local_user=YES
    allow_writeable_chroot=YES

8. Зададим корневую директорию для каждого пользователя:

    user_sub_token=$USER
    local_root=/home/$USER/ftp

9. После внесения всех изменений сохраним файл (Ctrl+O в nano), закроем редактор (Ctrl+X в nano) и перезапустим службу VSFTPD для применения изменений:

    sudo systemctl restart vsftpd

Тестирование VSFTPD

1. Проверим корректность применения настроек. Для начала создадим тестового пользователя:

    sudo adduser testuser
    sudo passwd testuser

2. Создадим необходимые директории и настроим на них права:

    sudo mkdir -p /home/testuser/ftp/upload
    sudo chown nobody:nogroup /home/testuser/ftp
    sudo chmod a-w /home/testuser/ftp
    sudo chown -R testuser:testuser /home/testuser/ftp/upload

3. Добавим пользователя в список пользователей VSFTPD:

    echo "testuser" | sudo tee -a /etc/vsftpd.userlist

4. Подключимся к серверу с учетными данными тестового пользователя и убедимся в возможности загружать файлы в директорию /upload. Можно использовать любой FTP-клиент, в рамках инструкции будем пользоваться FileZilla.

Настройка часового пояса

Чтобы сервер использовал локальное время, откроем конфигурационный файл VSFTPD и установим параметр use_localtime на YES:

    use_localtime=YES

Настройка логов

Для настройки логирования перейдем в конфигурационный файл VSFTPD и включим логирование всех FTP-транзакций:

    xferlog_enable=YES
    xferlog_std_format=YES

Также следует указать корректный путь к файлу логов (обычно /var/log/vsftpd.log):

    xferlog_file=/var/log/vsftpd.log

Настройка PAM-сервиса

PAM (Pluggable Authentication Modules) — это система аутентификации, используемая в UNIX-подобных ОС, включая Linux. PAM позволяет администраторам настраивать политику аутентификации для различных приложений и служб. Для этого используется набор модулей, которые могут быть включены и настроены по мере необходимости. 

Для использования PAM необходимо предварительно включить его в файле /etc/vsftpd.conf.

1. Откроем файл /etc/vsftpd.conf:

    sudo nano /etc/vsftpd.conf

2. Отредактируем строку pam_service_name:

    pam_service_name=vsftpd

Для дальнейшей настройки сервиса PAM в VSFTPD следует внести изменения в файл /etc/pam.d/vsftpd. Внутри него — инструкции, которые PAM использует для управления аутентификацией пользователей при подключении к FTP-серверу. 

3. Откроем файл конфигурации PAM для VSFTPD:

    sudo nano /etc/pam.d/vsftpd

4. Настроим параметры аутентификации в соответствии со списком:

auth    required    pam_listfile.so item=user sense=deny file=/etc/vsftpd.ftpusers onerr=succeed
auth    required    pam_shells.so
auth    include     common-auth
account include     common-account
session include     common-session

5. Создадим файл списка пользователей:

    sudo nano /etc/vsftpd.ftpusers

Добавим имена пользователей, которым следует запретить доступ (по одному на строку).

6. Перезапустим службу VSFTPD:

    sudo systemctl restart vsftpd

Создание пользователей

Для создания нового пользователя на сервере выполним команду:

    sudo adduser ftpuser

Далее следует ввести пароль для нового пользователя и несколько дополнительных данных (имя, номер телефона и прочее). Можно оставить эти поля пустыми, нажав Enter.

Для назначения или изменения пароля пользователя нужно выполнить команду sudo passwd ftpuser, ввести новый пароль и подтвердить его.

Настройка домашних папок

1. Создадим домашнюю папку пользователя:

    sudo mkdir -p /home/ftpuser/ftp 

2. Домашний каталог пользователя должен быть защищен от записи, чтобы соблюсти требования безопасности VSFTPD:

sudo chown nobody:nogroup /home/ftpuser/ftp
sudo chmod a-w /home/ftpuser/ftp

3. Далее создадим папку, в которую пользователь сможет загружать файлы, и настроим права доступа:

sudo mkdir -p /home/ftpuser/ftp/upload
sudo chown -R ftpuser:ftpuser /home/ftpuser/ftp/upload
sudo chmod -R 0755 /home/ftpuser/ftp/upload

Настройка анонимного или только авторизованного доступа

VSFTPD поддерживает доступ как анонимных, так и авторизованных пользователей. Для настройки политики следует внести изменения в конфигурационный файл.

Анонимный доступ

Если нам нужно разрешить анонимный доступ к FTP-серверу, следует указать для параметра anonymous_enable значение YES в конфигурационном файле /etc/vsftpd.conf:

    anonymous_enable=YES

Авторизованный доступ

Чтобы разрешить доступ к FTP-серверу авторизованным пользователям, укажем для параметра local_enable значение YES:

    local_enable=YES

Разрешение / запрет доступа по SSH

Все настройки доступа к серверу по SSH находятся в конфигурационном файле /etc/ssh/sshd_config. В нем описываются разрешающие и запрещающие правила.

Для разрешения или запрета доступа к серверу по SSH группе пользователей следует указать в конфигурационном файле одну из следующих строк соответственно:

    AllowGroups ftpusers

    DenyGroups ftpusers

Чтобы разрешить или запретить доступ для отдельных пользователей, следует использовать следующие параметры:

    AllowUsers ftpuser

    DenyUsers ftpuser

Для применения новых правил перезапустим службу SSH:

    sudo systemctl restart ssh

Порядок правил, указанных в конфигурационном файле SSH, имеет важное значение в определении политики доступа пользователя. Например, первым указано правило, запрещающее пользователям группы ftpusers доступ по SSH, а затем указано правило, разрешающее доступ пользователю ftpuser1 (входящему в группу ftpusers). 

В таком случае у пользователя ftpuser1 будет доступ к серверу по SSH. При установке этих правил в обратном порядке, пользователь ftpuser1 не получит доступ по SSH.

Настройка SSL/TLS

    Он используется для написания программ, которые управляют компьютером или другими устройствами на более низком уровне, непосредственно взаимодействуя с аппаратным обеспечением. Код, написанный на этом языке, обычно сохраняется с помощью расширения ASM.

    Программы на ассемблере пишутся в виде набора мнемонических инструкций, каждая из которых соответствует определенной команде процессора. Эти инструкции затем транслируются (ассемблируются) в машинный код — набор двоичных чисел, которые понимает центральный процессор и выполняет соответствующие операции.

Пример кода на ассемблере. 

    Начинают изучение программирования обычно с вывода на экран строки «Hello, world!». В языке программирования Python для этого достаточно одной команды:

    Просто, понятно и красиво. Однако, существует язык программирования, в котором для достижения того же результата необходимо написать более обширный кусок кода на ассемблере:

    Несмотря на видимое отличие в сложности между Python и ассемблером, важно понимать, что каждая его команда выполняет всего лишь одну операцию, в то время как одна команда Python вызывает несколько операций процессора при выполнении. Оба языка имеют свои преимущества и применяются в различных сферах программирования.

Кратко про процессоры и машинный язык

    Для более полного понимания языка ассемблера начнем с основ работы процессора и того, на каком языке можно общаться с ним.

Схематическое изображение уровня языков программирования.

    Процессор представляет собой электронное устройство, которое, несмотря на свою маленькую размерность сегодня (раньше процессоры занимали целые залы), не обладает способностью понимать слова или цифры. Его реакция основана исключительно на двух уровнях напряжения: высокий уровень соответствует «1», а низкий уровень — «0». Таким образом, каждая команда процессора представляет собой последовательность нулей и единиц: «1» — это импульс, а «0» — его отсутствие.

    Для взаимодействия с процессором используется машинный язык, который состоит из инструкций, записанных в двоичной форме. Каждая инструкция определяет одну простую машинную операцию: арифметические действия над числами, логические операции (побитовые), ввод-вывод и так далее.

Иногда программистам требуется прочитать данные из документа Excel. В Python для этого есть множество различных библиотек, например, xlrd, openpyxl и pandas. Сегодня мы поговорим о том, как читать excel-файлы (xlsx) при помощи Python, и рассмотрим примеры использования различных библиотек для этих целей.

Для начала
Для проверки примеров этого руководства потребуется какой-нибудь файл Excel с расширением .xlsx, содержащий какие-либо исходные данные. Вы можете использовать любой существующий файл Excel или создать новый. Мы создадим новый файл с именем sales.xlsx со следующими данными:

sales.xlsx

Этот файл мы и будем читать с помощью различных библиотек Python в следующей части этого руководства.
  

Чтение Excel-файла с помощью xlrd

    Библиотека xlrd не устанавливается вместе с Python по умолчанию, так что ее придется установить. Последняя версия этой библиотеки, к сожалению, не поддерживает Excel-файлы с расширением .xlsx. Поэтому устанавливаем версию 1.2.0. Выполните следующую команду в терминале:

       pip install xlrd == 1.2.0

       После завершения процесса установки создайте Python-файл, в котором мы будем писать скрипт для чтения файла sales.xlsx с помощью модуля xlrd.

Воспользуемся функцией open_workbook() для открытия файла xlsx для чтения. Этот файл Excel содержит только одну таблицу. Поэтому функция workbook.sheet_by_index() используется в скрипте со значением аргумента 0.

Затем используем вложенный цикл for. С его помощью мы будем перемещаться по ячейкам, перебирая строки и столбцы. Также в скрипте используются две функции range() для определения количества строк и столбцов в таблице.

Для чтения значения отдельной ячейки таблицы на каждой итерации цикла воспользуемся функцией cell_value() . Каждое поле в выводе будет разделено одним пробелом табуляции.

import xlrd

# Open the Workbook
workbook = xlrd.open_workbook("sales.xlsx")

# Open the worksheet
worksheet = workbook.sheet_by_index(0)

# Iterate the rows and columns
for i in range(0, 5):
    for j in range(0, 3):
        # Print the cell values with tab space
        print(worksheet.cell_value(i, j), end='\t')
    print('')

Запустим наш код и получим следующий результат.

Чтение Excel-файла с помощью openpyxl

    Openpyxl – это еще одна библиотека Python для чтения файла .xlsx, и она также не идет по умолчанию вместе со стандартным пакетом Python. Чтобы установить этот модуль, выполните в терминале следующую команду:

pip install openpyxl

После завершения процесса установки можно начинать писать код для чтения файла sales.xlsx.

Как и модуль xlrd, модуль openpyxl имеет функцию load_workbook() для открытия excel-файла для чтения. В качестве значения аргумента этой функции используется файл sales.xlsx.

Объект wookbook.active служит для чтения значений свойств max_row и max_column. Эти свойства используются во вложенных циклах for для чтения содержимого файла sales.xlsx.

Функцию range() используем для чтения строк таблицы, а функцию iter_cols() — для чтения столбцов. Каждое поле в выводе будет разделено двумя пробелами табуляции.

import openpyxl

# Define variable to load the wookbook
wookbook = openpyxl.load_workbook("sales.xlsx")

# Define variable to read the active sheet:
worksheet = wookbook.active

# Iterate the loop to read the cell values
for i in range(0, worksheet.max_row):
    for col in worksheet.iter_cols(1, worksheet.max_column):
        print(col[i].value, end="\t\t")
    print('')

Запустив наш скрипт, получим следующий вывод.

Чтение Excel-файла с помощью pandas

    Если вы не пользовались библиотекой pandas ранее, вам необходимо ее установить. Как и остальные рассматриваемые библиотеки, она не поставляется вместе с Python. Выполните следующую команду, чтобы установить pandas из терминала.

pip install pandas

    После завершения процесса установки создаем файл Python и начинаем писать следующий скрипт для чтения файла sales.xlsx.

В библиотеке pandas есть функция read_excel(), которую можно использовать для чтения .xlsx-файлов. Ею мы и воспользуемся в нашем скрипте для чтения файла sales.xlsx.

Функция DataFrame() используется для чтения содержимого нашего файла и преобразования имеющейся там информации во фрейм данных. После мы сохраняем наш фрейм в переменной с именем data. А дальше выводим то, что лежит в data, в консоль.

import pandas as pd

# Load the xlsx file
excel_data = pd.read_excel('sales.xlsx')
# Read the values of the file in the dataframe
data = pd.DataFrame(excel_data, columns=['Sales Date', 'Sales Person', 'Amount'])
# Print the content
print("The content of the file is:\n", data)

После запуска кода мы получим следующий вывод.

Результат работы этого скрипта отличается от двух предыдущих примеров. В первом столбце печатаются номера строк, начиная с нуля. Значения даты выравниваются по центру. Имена продавцов выровнены по правому краю, а сумма — по левому.

Заключение

    Программистам довольно часто приходится работать с файлами .xlsx. Сегодня мы рассмотрели, как читать excel-файлы при помощи Python. Мы разобрали три различных способа с использованием трех библиотек. Все эти библиотеки имеют разные функции и свойства.

Надеемся, теперь у вас не возникнет сложностей с чтением этих файлов в ваших скриптах.