ARM嵌入式系统结构与编程

ARM嵌入式系统结构与编程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:邱铁
出品人:
页数:370
译者:
出版时间:2009-3
价格:35.00元
装帧:
isbn号码:9787302194064
丛书系列:
图书标签:
  • 嵌入式
  • 计算机
  • 嵌入式教材
  • 大学课本
  • 中国技术
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具体描述

《ARM嵌入式系统结构与编程》是作者根据多年开发和教学实践经验并考察了当前嵌入式发展的最新动向编著而成。在内容设计上,《ARM嵌入式系统结构与编程》采取了循序渐进的原则,对嵌入式底层硬件知识进行精心规划,以大量的实例说明技术难点,深入浅出,使嵌入式系统初学者能够以“ARM体系结构→指令系统→汇编程序设计→混合编程→硬件下编程”为主线,以阶梯式前进的方式,低起点、高效率地学习理论、深入实践,从而为嵌入式系统开发打下坚实的基础。

《ARM嵌入式系统结构与编程》结构合理、实例丰富,具有很强的实践性和实用性,《ARM嵌入式系统结构与编程》可作为高等学校计算机、电子信息类本科生、研究生进行嵌入式系统学习的教材或参考书,也适合嵌入式开发的工程技术人员和广大的嵌入式开发爱好者学习使用。

注:两种封面,随机发送。

好的,以下是一份基于您的要求撰写的图书简介,内容详实,不包含您提供的书名信息: --- 《高性能计算中的并行化策略与优化实践》 内容简介 随着计算需求的爆炸式增长,传统的串行计算模式已难以满足现代科学研究与工程应用的前沿挑战。本书深入探讨了高性能计算(HPC)领域中,如何有效地利用多核处理器、大规模并行集群以及异构计算资源,实现计算密集型任务的加速与优化。本书旨在为读者提供一套系统化的并行化理论框架和丰富的实战经验,帮助开发者和研究人员将复杂的算法转化为高效、可扩展的并行程序。 第一部分:并行计算基础与理论模型 本部分首先为读者建立起坚实的并行计算理论基础。我们从并行计算的基本概念出发,详细阐述了指令级并行(ILP)、数据级并行(DLP)与任务级并行(TLP)之间的区别与联系。重点介绍了并行程序的性能度量标准,如加速比、效率、可扩展性,以及如何通过Amdahl定律和Gustafson定律来预估并行化带来的理论增益。 在软件模型方面,本书细致解析了共享内存模型与消息传递模型这两种主流并行范式。对于共享内存模型,我们深入剖析了并发控制的挑战,包括数据竞争、死锁与活锁,并详细介绍了同步原语(如互斥量、信号量、读写锁)的使用场景与陷阱。对于消息传递模型,我们基于MPI(Message Passing Interface)标准,构建了通信原语的完整知识体系,从点对点通信(`Send`/`Recv`)的阻塞与非阻塞模式,到集合通信(如`Broadcast`, `Reduce`, `Allgather`)的高效实现,确保读者能够设计出健壮且性能优越的分布式应用。 此外,本书还引入了新兴的内存一致性模型,探讨了不同硬件架构下的内存访问顺序与可见性问题,强调了缓存一致性协议对并行程序性能的决定性影响。 第二部分:多核架构下的并行编程实践 在现代计算环境中,多核CPU是并行计算的主力军。本部分专注于在单个节点内实现高效的并行化。我们详尽介绍了OpenMP(Open Multi-Processing)这一业界标准的编程接口。从最基础的并行区域划分、循环调度策略(静态、动态、引导式调度),到数据共享属性的自动管理,逐步引导读者掌握OpenMP的全部特性。重点章节将集中于如何优化共享内存访问模式,包括如何通过缓存线对齐(Cache Line Alignment)和伪共享(False Sharing)的规避来最大化内存带宽利用率。 我们还将介绍如何利用现代编译器提供的自动并行化能力,并展示如何通过分析编译器输出的优化报告,对源代码进行精准的重构以提升并行效率。对于涉及复杂数据结构和动态任务分配的场景,本书提供了基于任务模型的并行编程思路,使得程序结构更加灵活。 第三部分:大规模集群与分布式并行 本部分转向大规模并行计算,聚焦于跨多节点的分布式系统。MPI作为集群互联的标准,是本部分的绝对核心。 1. MPI高级特性: 深入讲解了MPI的高级通信模式,包括自定义派发(Communicator)的创建与管理,以实现更精细化的通信拓扑。我们分析了MPI集合操作的底层实现机制,并提供了在不同网络拓扑结构下选择最优通信函数的决策指南。 2. 混合编程模型: 现实中的大规模应用往往结合了多核与集群特性。本书详细论述了MPI+OpenMP混合编程的策略,即利用MPI进行节点间通信,利用OpenMP在节点内充分利用多核资源。我们探讨了如何平衡通信开销与本地计算负载,以实现最佳的并行效率。 3. 容错性与负载均衡: 随着计算规模的扩大,节点故障的概率显著增加。本部分讨论了容错计算的基本方法,包括检查点/恢复机制的设计思路,并介绍了如何利用运行时系统和中间件实现动态负载均衡,确保计算过程的鲁棒性与持续高效性。 第四部分:异构计算与GPU加速 现代HPC正加速向异构计算平台迁移,其中GPU(图形处理器)因其巨大的吞吐量成为关键驱动力。本部分将CUDA(Compute Unified Device Architecture)作为主要的异构编程框架进行系统性讲解。 1. CUDA编程模型: 从GPU的层次化内存结构(全局内存、共享内存、寄存器)到执行模型(Grid, Block, Thread),详细阐述了如何映射CPU上的算法到GPU内核函数中。 2. 性能优化深度剖析: 性能优化的核心在于最大化内存访问的合并(Coalesced Access)和最小化线程束(Warp)发散。本书通过大量实例分析,指导读者如何规整化数据布局、高效利用片上共享内存,以及管理异步内存传输操作,实现“计算与通信重叠”。 3. 跨平台与中间层: 除了原生CUDA编程,本书也介绍了OpenACC指令集和OpenCL标准,为读者在不同厂商的异构设备上迁移和部署并行代码提供了路线图。 第五部分:性能分析与优化工具链 理论再好,也需要工具来验证和改进。本部分将重点介绍HPC领域的专业性能分析工具。我们指导读者如何使用性能分析器(如VTune, gprof2dot等)来识别程序中的性能瓶颈,包括计算热点、内存延迟与通信等待时间。通过实际案例,展示如何从性能报告中提炼出优化方向,并验证优化措施的有效性。 本书结构严谨,理论阐述深入浅出,并辅以大量经过实际验证的代码示例和性能对比数据。它不仅是学习并行编程技术的参考手册,更是面向实际工程挑战的优化实践指南。无论您是从事科学模拟、大数据分析还是机器学习算法的开发人员,阅读本书都将显著提升您利用现代计算架构解决复杂问题的能力。

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读后感

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用户评价

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这本书简直是我嵌入式开发生涯中的一座灯塔!在阅读《ARM嵌入式系统结构与编程》之前,我对ARM处理器和嵌入式系统总有一种“知其然而不知其所以然”的感觉。但这本书,就像一位经验丰富的向导,一步步地带领我深入ARM世界的腹地。书中对ARM指令集(包括ARM和Thumb)的详解,让我彻底告别了对汇编语言的恐惧。作者通过生动的比喻和详细的图示,将抽象的指令格式、寻址方式、操作码、功能码等概念讲得清晰透彻,我尝试着亲手编写一些汇编代码,并通过调试器观察执行过程,这种学习方式让我前所未有地理解了代码是如何在硬件层面运行的。我尤其喜欢书中对处理器流水线、缓存、分支预测等概念的深入剖析,它让我明白了现代CPU是如何通过并行处理和预测技术来提升性能的。这不仅解决了我的理论盲点,更让我对代码的性能优化有了新的思路。书中关于内存管理单元(MMU)的讲解更是精彩绝伦,它揭示了虚拟内存的实现原理,以及页表、TLB等机制是如何协同工作的。这对于理解操作系统、进程安全等至关重要。我还在书中看到了关于中断控制器、定时器、DMA等外设的详细介绍,让我对嵌入式系统的整体硬件构成有了更全面的认知。这本书内容丰富,逻辑严谨,对于任何想要深入理解ARM嵌入式系统的开发者来说,都是一本不可或缺的经典之作。我正在尝试将书中关于缓存一致性的知识应用于我的多核开发项目中,希望能解决潜在的数据竞争问题,并进一步提升程序的性能。

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这本书给我最大的启发,在于它让我看到了“代码”是如何最终转化为“硬件行为”的。我之前一直以为只要把C语言代码写好,就能让硬件按照我的意愿工作,但《ARM嵌入式系统结构与编程》这本书让我明白,理解底层硬件机制是多么重要。《ARM嵌入式系统结构与编程》这本书的结构安排得非常合理,它从最基础的ARM指令集架构(ISA)开始,逐步深入到处理器内部的各个模块。书中对ARM指令的解析非常详细,涵盖了数据处理指令、加载/存储指令、分支指令、协处理器指令等,并且配以大量的汇编代码示例,让我能够清晰地理解每条指令的执行过程。我尤其欣赏书中对中断和异常处理机制的讲解,它详细阐述了中断向量表、中断优先级、中断服务程序的编写方法,以及如何处理各种类型的异常。这对于构建高可靠性的嵌入式系统至关重要。书中还对内存管理单元(MMU)的工作原理进行了深入的剖析,包括页表结构、地址翻译过程和TLB(Translation Lookaside Buffer)的缓存机制。这让我明白了操作系统是如何实现内存保护和虚拟内存的。我还在书中看到了关于总线接口、系统控制寄存器、中断控制器等底层硬件特性的详细介绍,这让我对ARM处理器的强大功能有了更深刻的认识。这本书的内容非常扎实,逻辑严谨,并且配以大量的实例,让我能够边学边练,真正掌握ARM嵌入式系统的精髓。我正在研究书中关于分支预测机制的讲解,希望能将其应用于我正在优化的代码中,以期获得更高的执行效率。

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这本书带给我的震撼,远超我的预期。我一直以为嵌入式开发主要就是掌握某个RTOS或者某个应用框架,但《ARM嵌入式系统结构与编程》让我看到了更深层次的东西——硬件本身。书中对ARM处理器核心的架构进行了深入浅出的剖析,从指令集到流水线,从缓存到分支预测,每一个细节都讲解得非常到位。我之前对“指令流水线”这个概念只停留在字面理解,但通过书中详细的图示和解释,我才明白它是如何通过并行执行指令来提高CPU效率的,以及可能会出现的“流水线冒险”问题。作者还对ARM的两种指令集Thumb和ARM进行了详细的对比分析,解释了它们在代码密度和执行效率上的权衡,这让我对ARM处理器在不同场景下的应用有了更清晰的认识。书中关于内存管理单元(MMU)的讲解尤其精彩,它揭示了虚拟内存是如何实现的,以及页表、TLB等机制是如何工作的。这对于理解现代操作系统和安全性的重要性不言而喻。我还在书中看到了关于异常向量表、中断优先级以及中断服务程序的编写方法,这让我明白嵌入式系统是如何快速响应外部事件的,以及如何保证中断处理的实时性和可靠性。这本书不仅仅是技术手册,更是一本引人入胜的技术故事书,它让我对ARM处理器以及整个嵌入式系统产生了浓厚的兴趣。我还在思考如何利用书中关于多级缓存和写策略的知识来优化我的数据密集型应用程序,我相信这会带来显著的性能提升。

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作为一名多年从事软件开发的从业者,我始终对嵌入式系统抱有极大的好奇,尤其是ARM处理器,它几乎是当前嵌入式领域的统治者。而《ARM嵌入式系统结构与编程》这本书,则是我解开这层神秘面纱的最佳钥匙。《ARM嵌入式系统结构与编程》并非一本浅尝辄止的书籍,它真正地深入到了ARM体系结构的每一个角落。从最基本的指令集架构(ISA)入手,逐一解析ARM指令的格式、寻址方式、操作码和功能码,并辅以大量清晰易懂的汇编代码示例,让我能够直观地理解每一条指令是如何被CPU执行的。我尤其赞赏书中对于ARM处理器的流水线机制的讲解,它详细阐述了指令获取、译码、执行、写回等各个阶段是如何协同工作的,以及如何通过乱序执行、分支预测等技术来提升指令级并行性。这让我对现代CPU的高效运转有了全新的认识。书中还对内存管理单元(MMU)进行了深入的剖析,包括页表结构、地址翻译过程、TLB的作用以及虚拟内存的实现原理。这对于理解操作系统的内存管理、进程隔离和安全性至关重要。我还在书中看到了关于中断控制器、定时器、DMA等外设的详细介绍,这让我对嵌入式系统的整体硬件构成和工作流程有了更全面的把握。这本书内容详实,逻辑严谨,绝对是想要深入理解ARM嵌入式系统的不二之选。我正在尝试将书中关于缓存一致性的讲解应用到我的多核嵌入式系统中,希望能解决潜在的数据竞争问题。

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这本书的价值,不仅仅在于它罗列了ARM处理器的各种技术细节,更在于它所展现出的对底层逻辑的深刻洞察力。我之前接触过一些ARM平台的开发,但总感觉隔靴搔痒,对很多问题的根源不明所以。《ARM嵌入式系统结构与编程》这本书,就像一把手术刀,精准地解剖了ARM处理器的核心,让我看到了隐藏在代码之下的硬件原理。书中对ARM指令集(包括ARM和Thumb)的全面介绍,涵盖了各种寻址模式、数据处理指令、分支指令、加载/存储指令,并且详细解释了每条指令的执行效果和对CPU状态的影响。我尤其喜欢书中对异常处理机制的讲解,它详细阐述了异常向量表、中断优先级、中断服务程序的编写方法,以及如何处理各种类型的异常(如复位、未定义指令、软件中断等)。这对于构建高可靠性的嵌入式系统至关重要。书中还深入探讨了内存管理单元(MMU)的工作原理,包括虚拟地址到物理地址的转换过程、页表的作用以及TLB(Translation Lookaside Buffer)的缓存机制。这让我明白了操作系统是如何实现内存保护和虚拟内存的。我还在书中看到了关于总线接口、系统控制寄存器、中断控制器等底层硬件特性的详细介绍,这让我对ARM处理器的强大功能有了更深刻的认识。这本书的内容非常扎实,逻辑严谨,并且配以大量的实例,让我能够边学边练,真正掌握ARM嵌入式系统的精髓。我正在研究书中关于分支预测机制的讲解,希望能将其应用于我正在优化的代码中,以期获得更高的执行效率。

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这本书简直是打开了我通往底层世界的一扇大门!我之前接触过一些应用层的开发,但对嵌入式系统一直心存敬畏,总觉得那是一个遥不可及的领域。直到我翻开《ARM嵌入式系统结构与编程》,我才真正理解了“嵌入式”的含义,以及ARM处理器为何如此普及。书中从最基础的ARM指令集架构讲起,深入剖析了各个指令的格式、寻址方式以及执行流程,让我不再对那些晦涩的代码感到陌生。作者并没有直接跳到复杂的RTOS,而是循序渐进地讲解了汇编语言编程的艺术,如何用最精炼的指令去实现高效的操作。我尤其喜欢书中对不同ARM指令家族的对比分析,比如Thumb指令的压缩和ARM指令的性能优势,这让我对ARM处理器的设计哲学有了更深刻的认识。而且,书中还穿插了大量的实际代码示例,这些代码不仅仅是枯燥的指令堆砌,而是真正解决了实际问题的方案,比如如何进行位操作、如何实现数据转换、如何优化循环等。我尝试着自己动手敲打书中的代码,通过一步步的调试,我感受到了代码在硬件上运行的魅力,那种成就感是无与伦比的。书中还详细讲解了汇编与C语言混合编程的技巧,这对于我这种习惯了C语言的开发者来说,简直是福音。如何有效地利用汇编来优化C代码的关键部分,比如提高执行速度或者直接访问硬件寄存器,都得到了清晰的阐述。我还在书中看到了关于函数调用约定、栈帧管理等底层原理的讲解,这些知识点虽然看似基础,但却是我理解整个系统运行机制的关键。读完这一部分,我感觉自己对硬件的掌控力大大增强,不再仅仅是一个“代码使用者”,而是能够真正“驾驭”硬件的开发者。我迫不及待地想将这些知识应用到我正在进行的一个小项目中,我相信这本书一定会成为我攻克技术难关的利器。

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读完《ARM嵌入式系统结构与编程》,我感觉自己对微处理器的理解提升到了一个全新的高度。之前,我只知道C语言可以用来编写嵌入式程序,但对底层硬件是如何工作的却知之甚少。这本书以ARM处理器为载体,生动地展现了微处理器的工作原理,让我第一次真正理解了CPU是如何执行指令、如何与内存交互、如何响应外部事件的。书中关于ARM汇编语言的讲解非常详尽,从最基础的寄存器、数据类型到复杂的宏定义、函数调用,都讲得清晰透彻。我尝试着根据书中的示例,编写了一些简单的汇编程序,并通过调试器观察程序的执行过程,这种直观的学习方式让我受益匪浅。我特别喜欢书中关于ARM处理器的不同运行模式(User, FIQ, IRQ, Supervisor, Abort, Undefined, System)的介绍,这让我明白了为什么不同的程序和操作需要不同的权限和上下文。书中还深入探讨了内存管理单元(MMU)的工作原理,包括虚拟地址到物理地址的转换过程、页表的作用以及TLB(Translation Lookaside Buffer)的缓存机制,这对于理解操作系统如何实现内存保护和虚拟内存至关重要。我还在书中看到了关于总线接口、中断控制器、定时器等外设的讲解,这让我对嵌入式系统的整体架构有了更全面的认识。这本书不仅传授了知识,更培养了我对底层硬件的直觉和洞察力,让我能够更自信地面对各种嵌入式开发挑战。我还在研究书中关于低功耗模式的讲解,希望能够为我正在开发的便携式设备找到更节能的解决方案。

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作为一名在嵌入式领域摸爬滚打多年的开发者,我一直都在寻找一本能够系统性地梳理ARM体系结构和编程的经典著作,而《ARM嵌入式系统结构与编程》无疑就是我梦寐以求的那一本。这本书的结构非常合理,它并没有急于介绍各种高级特性,而是从最根本的指令集架构开始,一步步引导读者深入理解ARM处理器的精髓。书中对ARM指令集(AArch32和AArch64)的全面解析,涵盖了各种寻址模式、数据处理指令、分支指令、加载/存储指令等等,并且配以大量的汇编代码示例,让抽象的指令变得生动具体。我尤其欣赏书中对于异常处理和中断机制的细致讲解,这对于理解嵌入式系统如何处理突发事件、如何实现高可靠性至关重要。作者通过清晰的图表和逻辑流程图,将复杂的异常向量表、中断控制器和中断服务程序的响应过程一一呈现,让我豁然开朗。此外,书中还深入探讨了内存管理单元(MMU)的原理,包括页表结构、地址转换过程以及访问权限控制,这对于理解操作系统的内存管理和进程隔离具有极其重要的意义。我还在书中看到了关于协处理器接口、系统控制寄存器等底层硬件特性的介绍,这让我对ARM处理器更加全面的掌控。这本书的内容非常扎实,并非泛泛而谈,而是深入到每一个细节,对于想要真正理解ARM体系结构的开发者来说,这本书是不可多得的宝藏。我正在尝试将书中关于分支预测和指令流水线的知识应用到我的代码优化中,希望能够进一步挖掘ARM处理器的性能潜力。

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这本书给我带来的最大惊喜,莫过于它对ARM处理器内部结构的详细解读。我之前以为ARM只是一个简单的“芯片”,没想到它内部却蕴藏着如此精密的逻辑和巧妙的设计。书中关于流水线、缓存、分支预测等概念的讲解,让我第一次真正理解了现代处理器的运行方式。作者通过生动的比喻和图示,将抽象的概念变得易于理解,比如将流水线比作工厂的生产线,将缓存比作CPU的“小抄”,这些都帮助我快速建立了对硬件工作原理的认知。我特别欣赏书中对于不同ARM指令集(ARMv7、ARMv8等)的介绍,以及它们在性能、功耗和功能上的差异。这让我明白了为什么不同的嵌入式设备会选择不同版本的ARM处理器,也让我对未来的处理器发展趋势有了初步的了解。书中还深入探讨了内存管理单元(MMU)和保护模式,这对于理解操作系统如何管理内存、如何保证程序的安全至关重要。我之前对这些概念只是模糊的认识,现在终于有了清晰的图景。作者还详细讲解了中断处理机制,包括中断向量表、中断控制器以及中断服务程序的编写,这让我理解了嵌入式系统如何响应外部事件,如何实现实时的控制。我还在书中看到了关于DMA(直接内存访问)的介绍,这让我明白了如何通过硬件加速来提高数据传输效率,避免CPU资源的浪费。总而言之,这本书就像一个透视镜,让我得以窥探ARM处理器内部的奥秘,为我后续深入学习嵌入式系统打下了坚实的基础。我还在思考如何利用书中讲解的cache一致性机制来优化我的多核处理器程序,相信这会对性能提升有显著帮助。

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如果说之前我只是一个“使用”ARM处理器的开发者,那么读完《ARM嵌入式系统结构与编程》之后,我感觉自己已经变成了“理解”ARM处理器的人。这本书不仅仅是介绍ARM的架构和指令,它更是一种思维方式的引导,让我从硬件的角度去思考软件的设计。书中对ARM处理器内部流水线、缓存、分支预测等核心概念的讲解,深入浅出,即使是初学者也能轻松理解。我特别喜欢书中关于指令集架构(ISA)的细致分析,它详细介绍了ARM和Thumb指令集的区别,以及它们在代码密度和执行效率上的权衡。我尝试着将书中介绍的汇编指令直接写在C代码中,通过编译器的优化选项来比较效果,这种实践让我对指令的性能有了直观的感受。书中还对内存管理单元(MMU)的工作原理进行了详尽的阐述,包括页表结构、地址翻译过程和TLB的缓存机制。这对于理解操作系统如何管理内存、如何实现进程隔离至关重要。我还在书中看到了关于异常处理和中断机制的深入讲解,它让我明白了嵌入式系统如何响应外部事件,如何保证实时性和可靠性。这本书的内容非常丰富,涵盖了ARM嵌入式系统的方方面面,为我后续深入学习RTOS、驱动开发等打下了坚实的基础。我正在研究书中关于多级缓存和写回策略的讲解,希望能为我的嵌入式项目选择最合适的内存访问方式,以期达到最佳的性能表现。

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持续改版中……

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邱老师自己出的书,纯支持

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作为教材不错,能不能基于S3C2440出个新版?

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作为教材不错,能不能基于S3C2440出个新版?

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