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☆☆☆☆☆

出版者:科学出版社

作者:雷克托 (Brent Rector)

出品人:

页数:635

译者:

出版时间:2003-5

价格:70.0

装帧:平装

isbn号码:9787030114075

丛书系列:UML与面向对象设计影印丛书

图书标签:

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深度解析嵌入式系统中的实时操作系统与驱动程序设计 本书聚焦于现代嵌入式系统开发中的核心技术栈：实时操作系统（RTOS）的内核机制、设备驱动程序的架构设计与高效实现，以及如何在资源受限的环境中优化性能与稳定性。 --- 第一部分：实时操作系统内核的精髓与实践 本部分将带领读者深入剖析主流实时操作系统（如FreeRTOS、RT-Thread的精简内核或μC/OS-III的架构哲学，但不限于特定产品，而是侧重于通用原理）的核心组件和设计思想。我们将揭示操作系统如何在毫秒甚至微秒级别完成任务切换、调度和资源管理的复杂过程。 第一章：RTOS内核的基石：任务管理与调度算法 任务抽象与上下文切换： 详细阐述任务（Task/Thread）在操作系统中的生命周期管理，包括创建、就绪、运行、阻塞和删除。重点解析上下文切换（Context Switching）的硬件依赖性（寄存器保存与恢复）和软件实现细节，探讨如何最小化切换开销。 调度策略的深度比较： 剖析优先级继承、优先级天花板、时间片轮转（Round-Robin）、固定优先级抢占式调度等核心调度算法。通过实际案例展示在不同负载模型下，每种算法对系统响应时间（Latency）和系统吞吐量（Throughput）的影响。 中断处理与延迟分析： 讲解中断服务程序（ISR）的设计原则，以及ISR如何安全地与高优先级任务交互（如使用信号量或消息队列）。系统地分析中断延迟（Interrupt Latency）和调度延迟（Scheduling Latency）的来源，并提供降低这些关键指标的优化技术，这对硬实时系统至关重要。 第二章：内存管理与同步机制的严谨性 动态内存池的设计与陷阱： 探讨嵌入式系统中常见的内存分配策略，如位图法、链表法以及slab分配器。重点分析内存碎片（Fragmentation）的成因，以及在有限RAM环境下实现高效、无死锁的内存回收机制的挑战。 并发控制的艺术： 深入讲解同步原语（Synchronization Primitives）的内部机制，包括互斥锁（Mutex）、二值信号量（Binary Semaphore）和计数信号量（Counting Semaphore）。特别关注优先级反转（Priority Inversion）问题，并详细介绍如何使用优先级继承协议（PIP）或优先级天花板协议（PCP）来规避此问题，确保实时性。 进程间通信（IPC）的性能权衡： 对消息队列（Message Queues）、事件标志组（Event Flags）和事件组（Event Groups）进行结构化分析。探讨在数据传输量和传输速度要求不同的场景下，如何选择最高效的IPC机制，以及如何在IPC操作中避免缓冲区溢出和竞态条件。 --- 第二部分：高效设备驱动程序的架构与实现 本部分将目光投向硬件与操作系统的交界处——设备驱动程序。我们将以总线架构（如SPI、I2C、USB、PCIe的抽象模型）为基础，探讨如何编写健壮、可移植且性能卓越的驱动代码。 第三章：驱动程序的分层结构与抽象设计 驱动程序的三层架构： 详细阐述设备驱动的硬件抽象层（HAL）、核心逻辑层和应用接口层。强调如何通过清晰的API设计，实现驱动代码对底层硬件寄存器访问的隔离，以增强代码的可移植性。 异步与同步数据传输模式： 区分轮询（Polling）、中断驱动（Interrupt-Driven）和直接内存访问（DMA）三种数据传输模式的适用场景。深入剖析如何设计一个能够平滑切换这些模式的驱动接口，确保在数据突发时能利用DMA提升效率，而在低速操作时保持CPU占用率最小化。 总线协议的硬件交互细节： 选取一到两种主流嵌入式总线（例如，深入分析I2C的应答/非应答机制或SPI的时钟极性/相位配置），展示如何将这些硬件规范精确地映射到软件调用中，包括错误检测和恢复策略。 第四章：DMA的深度集成与性能优化 DMA控制器的工作原理： 讲解DMA传输的物理通道建立、源/目标地址设定和传输完成中断的机制。强调在多设备共用DMA通道的系统中，如何进行通道仲裁和资源隔离。 Scatter/Gather DMA的应用： 探讨当需要传输的数据在内存中不连续时（例如，网络数据包或图像缓冲区），如何利用Scatter/Gather（分散/聚集）功能，通过描述符链表（Descriptor Chains）实现高效的非连续内存传输，从而避免CPU的频繁干预。 缓存一致性（Cache Coherency）的挑战： 这是高性能驱动的关键难点。分析在DMA传输数据时，CPU缓存（Cache）与主内存（DRAM）之间可能出现的数据不一致问题。详细介绍如何使用特定的内存屏障（Memory Barriers）或系统提供的缓存操作指令（如Cache Invalidate/Flush）来保证数据的正确性。 --- 第三部分：系统调试、性能分析与可靠性保障 本部分关注开发流程的最后阶段，即如何验证系统的实时性能，定位复杂问题，并构建高可靠性的嵌入式软件。 第五章：系统级调试与踪迹分析 调试工具链的应用： 介绍使用JTAG/SWD接口的硬件调试器的进阶用法，包括断点设置、硬件观察点（Watchpoints）和固件回溯（Back-tracing）技术。 系统级时间分析： 讲解如何利用示波器、逻辑分析仪或专用的硬件性能分析工具（如ETM/PMA），精确测量关键事件之间的时间间隔，包括任务切换时间、锁等待时间以及外设响应时间。 嵌入式日志与错误恢复： 设计一套健壮的嵌入式日志系统，确保在系统崩溃或重启后仍能保留关键的错误信息。讨论如何实现有限状态机（FSM）的驱动错误恢复机制，例如在I2C通信失败后自动重试的策略。 第六章：可靠性、安全性和代码质量 错误代码与异常处理： 强调在资源受限环境中，如何设计轻量级的错误上报机制，避免过度依赖复杂的C++异常处理。 代码静态分析与动态测试： 介绍使用MISRA C/C++等编码规范对驱动程序进行静态检查，以排除潜在的未定义行为。探讨单元测试（Unit Testing）在嵌入式驱动中的应用，特别是针对那些不直接依赖硬件的抽象层函数的测试方法。 --- 本书的读者对象包括有一定C/C++基础的嵌入式软件工程师、系统架构师，以及希望深入理解操作系统内核与外设交互细节的固件开发者。通过本书的学习，读者将掌握构建高性能、高可靠性嵌入式系统的核心技术，从“能跑起来”迈向“完美运行”的阶段。

评分☆☆☆☆☆

中文版翻译的比英文还难理解，纯粹就是按字面意思翻译，还是看原文更好理解（抱歉，你的评论太短了）。。。 （抱歉，你的评论太短了）。。。 （抱歉，你的评论太短了）。。。 （抱歉，你的评论太短了）。。。 （抱歉，你的评论太短了）。。。

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这本书在技术资料的“实战性”和“前沿性”之间找到了一个近乎完美的平衡点。它并非空泛的理论堆砌，而是紧密贴合当前业界最前沿的应用场景，提供了大量可以直接参考和改造的工程化实践范例。我发现书中对性能优化和错误处理的讨论尤为精辟，许多技巧都是我在实际项目中反复摸索后才领悟到的真谛，但这本书却用几页纸就清晰地阐述明白了，极大地节省了我的试错成本。更难能可贵的是，作者对于如何构建健壮、可扩展的系统给出了非常实用的指导方针，这些方针是建立在多年一线项目经验之上的“黄金法则”。如果你是一位急需提升工程能力、想从“实现功能”迈向“构建可靠系统”的开发者，这本书绝对能成为你工具箱中最锋利的一把瑞士军刀，提供即插即用的实战智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超出了它所涵盖的直接技术内容，它更像是一本关于“如何成为一个优秀工程师的心法宝典”。它不仅仅关注于工具的使用，更深层次地探讨了解决问题的思维方法论。作者反复强调批判性思考在技术决策中的重要性，鼓励读者去质疑既有的规范和流行的框架，寻找更本质的解决方案。这种强调独立思考和设计哲学的态度，对于一个初入职场或者职业遇到瓶颈的技术人员来说，是极其宝贵的精神财富。阅读过程中，我经常需要停下来，合上书本，思考它提出的问题，并将其映射到我目前正在进行的项目中，这种内化吸收的过程是任何快速浏览都无法比拟的。它教会我的，不是如何写下一行特定的代码，而是如何思考代码背后的逻辑和结构，这才是真正能让人职业生涯走得更远的关键。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始对技术书籍的阅读抱持着一种“任务”的心态，但这本书的叙述方式彻底改变了我的看法。作者的文笔中透露着一种对技术纯粹的热爱，他像一个故事讲述者，将枯燥的代码和协议编织成一个个引人入胜的“技术冒险记”。书中穿插的一些作者亲身经历的“踩坑记录”和“顿悟时刻”，让冰冷的技术瞬间变得有温度、有人情味。当我被某个难题困扰时，翻到书中的对应章节，那种恍然大悟的感觉，就像是找到了失散已久的朋友。这种代入感和亲切感，是很多官方文档或教科书所不具备的。它成功地消弭了读者与作者之间的距离，让学习变成了一种享受而非煎熬。阅读的过程是舒缓而愉快的，充满了探索的乐趣，让人愿意主动去啃下那些看似艰难的技术骨架。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令我感到震撼，它不仅仅是对某个单一技术点的浅尝辄止，而是构建了一个宏大且系统的知识体系框架。我发现作者在阐述技术演进路径时，总能高瞻远瞩地指出其背后的驱动力和未来的发展趋势，这使得阅读过程充满了启发性。我尤其喜欢其中对于“为什么”的深入剖析，而不是仅仅停留在“是什么”和“怎么做”。例如，在讲解某个核心机制时，作者花了大量篇幅去探讨不同的设计哲学和权衡取舍，这种思辨性的探讨极大地拓宽了我的技术视野，让我不再满足于仅仅会用API，而是真正理解了软件设计背后的智慧。这种对底层逻辑的执着探究，使得这本书的知识具有极强的生命力和迁移性，即使未来技术栈发生变化，其中的设计思想依然能够指导我的实践。读完后，感觉自己的思维模式都得到了优化，看问题更加透彻、更加体系化了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常有现代感，采用了深蓝色调搭配醒目的亮黄色文字，给人一种专业而又充满活力的感觉，让人一拿到手就忍不住想翻开看看。内页的排版也相当讲究，字体清晰易读，段落之间的留白恰到好处，即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。作者的写作风格非常流畅自然，虽然主题是技术性的，但他巧妙地将复杂的概念融入到生动的案例和清晰的逻辑线索中，读起来一点也不枯燥。我特别欣赏它在内容组织上的匠心独运，从基础原理的梳理，到高级应用的深入探讨，层层递进，仿佛一位经验丰富的导师在手把手地带领读者探索知识的深水区。这本书的图表制作也达到了极高的水准，每一个示意图都精确地捕捉了关键的技术细节，配合文字解释，使得抽象的结构一目了然。整体而言，这本书在视觉呈现和阅读体验上都超越了我以往接触的同类书籍，确实是一本值得收藏和反复研读的精品。

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其实我看的是中文版的...可惜买不到了

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