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出版者:北京大学出版社

作者:范国渠

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2005-9

价格:26.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787301095362

丛书系列:

图书标签:

• 计算机软件
• 办公软件
• 工具软件
• 实训
• 教程
• 电脑技巧
• 软件应用
• 信息技术
• 数媒设计
• 软件操作

《嵌入式系统设计与应用实践》 图书简介 本书深入探讨嵌入式系统的核心概念、架构设计、软硬件协同开发以及前沿应用技术。内容紧密围绕当前嵌入式领域的热点与难点展开，旨在为读者提供一套全面、系统且高度实用的学习路径和实践指南。 第一部分：嵌入式系统基础与硬件平台 第一章 嵌入式系统概述与发展趋势 本章首先界定嵌入式系统的概念范畴，区别于通用计算机系统，着重阐述嵌入式系统的特点，如实时性、功耗敏感性、面向特定任务等。详细分析了嵌入式系统在工业控制、消费电子、医疗设备、物联网（IoT）等关键领域的应用现状与未来发展方向，包括边缘计算、低功耗广域网络（LPWAN）技术的融合。重点介绍主流的微控制器（MCU）和微处理器（MPU）架构，如ARM Cortex-M系列、RISC-V架构的特点与选型原则。 第二章 微控制器（MCU）硬件架构详解 深入剖析现代高性能MCU的内部结构。内容涵盖中央处理单元（CPU）的流水线、指令集架构（ISA）对系统性能的影响。详细讲解存储器子系统，包括SRAM、Flash、EEPROM的组织方式、读写时序与存储保护机制。重点分析片上外设模块，如定时器/计数器（Timer/Counter）、模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）、脉冲宽度调制（PWM）的原理、配置与高级应用。 第三章 片上总线与接口技术 阐述嵌入式系统中常用的片上总线协议，包括AHB（Advanced High-performance Bus）、APB（Advanced Peripheral Bus）的仲裁机制与数据传输流程。详细介绍常用的外部通信接口标准，如SPI、I2C、UART/USART的底层实现细节与时序图。对于高速数据传输，会专题讨论SDIO、USB Device/Host的协议栈精简实现方法，以及PCI Express在嵌入式高性能计算中的桥接应用。 第二章 嵌入式软件开发与实时操作系统 第四章 嵌入式C语言编程与底层驱动开发 本章聚焦于嵌入式软件开发的基石——C语言的特性应用。内容包括指针操作的精确控制、位域（Bit Fields）的使用、结构体与联合体的内存对齐问题。重点讲解如何进行底层寄存器编程（Register Level Programming），实现对GPIO、中断控制器（NVIC）的直接操作。提供编写健壮、高效的硬件驱动程序的模板和最佳实践，强调中断服务程序（ISR）的编写规范与竞态条件（Race Condition）的避免。 第五章 实时操作系统（RTOS）原理与应用 系统介绍实时操作系统的核心概念，如任务调度策略（固定优先级、轮转、时间片等）、任务状态转换、上下文切换的开销分析。深入讲解信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）在同步与互斥中的应用，并剖析消息队列（Message Queue）、事件标志组（Event Flag Group）等IPC（Inter-Process Communication）机制的实现原理与使用场景。以FreeRTOS或Zephyr为例，进行内核移植、任务创建与资源管理的实战演练。 第六章 嵌入式Linux驱动与系统裁剪 针对基于应用处理器（MPU）的嵌入式系统，本部分详细介绍嵌入式Linux的启动流程（Bootloader到Kernel的加载）。重点讲解设备树（Device Tree）在硬件描述中的作用，以及如何基于Kernel API开发字符设备驱动程序。内容涵盖驱动的模块化加载、ioctl接口的定义与实现、以及如何针对特定硬件平台对Kernel进行精简裁剪，以减小系统体积并提高启动速度。 第三部分：高级主题与系统集成 第七章 嵌入式系统的高级通信技术 本章深入探究嵌入式系统中的网络通信协议栈。详细解析TCP/IP协议栈在资源受限设备上的实现（如lwIP的端口与优化）。专题研究嵌入式设备在物联网场景下的关键通信协议，包括MQTT、CoAP的报文结构、QoS等级与安全机制（TLS/DTLS）。对于局域网通信，会涉及Wi-Fi和蓝牙（BLE）模块的配对、数据透传与功耗管理。 第八章 嵌入式系统的调试、测试与性能优化 强调调试工具链的重要性。内容覆盖使用JTAG/SWD接口进行硬件断点、单步调试的技巧。介绍逻辑分析仪、示波器在信号完整性分析和时序验证中的作用。在性能优化方面，讲解如何利用编译器优化选项（如-Os, -O3）和内存访问模式优化（Cache Line对齐）来提升代码执行效率。重点讨论功耗分析方法，包括静态电流测量与动态功耗的Profile工具应用。 第九章 嵌入式系统安全机制 随着系统复杂性增加，安全性成为核心考量。本章阐述嵌入式系统面临的主要安全威胁，如固件篡改、侧信道攻击等。详细介绍硬件安全模块（HSM）或可信执行环境（TEE）的基本架构，如TrustZone技术。讲解安全启动（Secure Boot）的流程，包括签名验证与Root of Trust的建立。同时，讨论数据在传输和存储过程中的加密解密技术应用。 第十章 嵌入式系统项目案例分析 本章通过两个完整的、跨领域的实际项目案例来巩固所学知识。案例一侧重于高性能工业控制，涉及多任务协同、闭环PID控制算法的嵌入式实现与现场总线（如CANopen）的应用。案例二聚焦于低功耗无线传感器节点，涵盖传感器数据采集、数据压缩、低功耗休眠模式管理以及云端数据上报的完整流程。每个案例都详述了从需求分析、硬件选型、软件架构设计到最终调试验证的全过程。 本书的每一章节都配有详尽的图表、流程图和代码示例，强调理论与实践的紧密结合，目标是培养读者独立构建和维护复杂嵌入式系统的能力。

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对于我这种习惯于通过“试错”来学习软件的人来说，这本书简直是“防坑指南”。作者在描述每一步操作时，都非常细致地提醒了读者可能出现的陷阱和容易出错的地方，甚至预设了用户可能会问的问题并提前给出了解答。这种前瞻性的设计极大地减少了我在学习过程中的挫败感。以前我学新软件，常常因为一个小小的设置遗漏就导致整个流程出错，然后不得不从头再来。这本书则像一个耐心的“纠错员”，让我能更稳健地前进。它的实训部分设计得尤其巧妙，每完成一个小任务，都会有一个“知识点回顾”，强化了刚刚学到的技能。这本教程不只是教你“怎么做”，更重要的是培养你一种结构化解决问题的思维方式，这对于任何需要与计算机工具打交道的专业人士来说，都是无价之宝。

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这本书的行文风格真是太“接地气”了，一点都不像那种枯燥的教科书。作者的语言非常生动，读起来完全没有压力，就像一位经验丰富的前辈在耐心地给你分享“独门秘籍”。我最欣赏的是它对软件核心逻辑的剖析，而不是简单地罗列菜单功能。比如，它讲到某个效率工具时，不是直接告诉你“点这里、选那里”，而是会解释“为什么”要这么操作，这样能达到什么样的效果，这对于理解和记忆知识点至关重要。书里的案例都是贴近实际工作场景的，不是那种脱离实际的空中楼阁。我跟着书里的步骤尝试了几次，发现它对于不同层次的用户都有所兼顾，初学者能打好基础，有一定经验的人也能从中找到提升效率的窍门。对于我个人而言，这本书极大地拓宽了我对现有工具潜能的认知，让我从“会用”真正迈向了“精通”。

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说实话，我很少对一本技术书籍给出如此高的评价，但这本书确实做到了“超越预期”。它不仅仅是一本工具书，更像是一部关于“如何高效利用数字资源”的行动指南。作者显然对当前主流工具的迭代速度有着深刻的理解，书中的内容保持了相当的新鲜度和前沿性，确保了我们学到的知识不会很快过时。我尤其欣赏它在处理跨平台兼容性问题时展现出的广度和深度，对于经常需要在不同操作系统间切换工作的我来说，这是一个巨大的福音。这本书的结构逻辑严密，从基础的文档处理到复杂的数据分析工具，层层递进，逻辑清晰得像一个精心绘制的流程图。阅读过程中，我不断有一种“原来还可以这样！”的惊喜感，这才是真正好的教程能带给读者的价值。它真正提升了我对日常工作中各种软件的掌控力，让我感觉工作效率得到了质的飞跃。

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拿到这本《计算机常用工具软件教程与实训》时，我其实是抱着试试看的心态，毕竟市面上的教程良莠不齐。但阅读体验出乎意料的好。它的排版设计和内容组织体现了极高的专业素养。信息的密度恰到好处，既保证了内容的深度，又避免了信息过载带来的焦虑感。我特别喜欢它在介绍每一个工具时，都会有一个“最佳实践”的板块，这部分内容简直是黄金标准，直接告诉我行业内公认的高效做法是什么。而且，书中的很多技巧都是我通过自学或者网络搜索都难以获得的系统性知识。例如，关于文件管理和协作工具的使用，书里提供的集成化解决方案，比我之前零散学习的知识点要强大得多。这本书真正做到了将理论与实践完美融合，读完后我感觉自己不再是被软件“牵着走”，而是能够主动驾驭这些工具去实现我的目标。

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这本书简直是软件学习领域的“救星”！我之前在接触一些专业软件时，总是感觉力不从心，各种操作手册看得我头昏脑涨。但拿到这本《计算机常用工具软件教程与实训》后，情况完全不一样了。它的结构设计非常巧妙，从基础概念的讲解到复杂功能的实战演练，过渡得极其自然流畅。特别是那些“实训”部分，简直是手把手教学的典范。我记得有一次，我为一个项目需要处理大量数据，用之前的方法效率极低，简直要崩溃了。后来我按照书里的步骤，一步步跟着操作书中的案例，不仅顺利完成了任务，还发现了一些我以前完全不知道的快捷操作技巧。书中的配图清晰明了，对新手非常友好，即便是对计算机操作不太自信的人，也能很快上手。而且，它涵盖的软件种类很广，很多我们日常工作和学习中都会遇到的痛点，这本书里都有对应的解决方案和详细步骤。这本书的价值远超它的价格，对于想要系统提升自己软件操作技能的人来说，绝对是必备良品。

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