标准C语言基础教程

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出版者:
作者:[美国] 布朗森
出品人:
页数:546
译者:
出版时间:2004-9
价格:45.00元
装帧:
isbn号码:9787121002502
丛书系列:国外计算机科学教材系列
图书标签:
  • 技术
  • C语言
  • 入门
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  • 教程
  • 编程
  • 计算机
  • 教材
  • 学习
  • 程序设计
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具体描述

这是一本介绍C语言编程的经典教科书。作者从不同的角度出发,全面介绍了C编程中涉及到的数据类型、算术运算、逻辑运算、变量、条件语句、函数、数组、指针、字符串、结构、文件操作、位操作、宏、库函数等基本内容,使读者在学习之后就能很快掌握C编程的精髓。本书还专门介绍了C++的一些重要特性,如抽象数据类型、类和类的继承等。本书还介绍了Visual C++ 6.0和C++ Builder的使用方法,并且每章都附有大量习题,附录还列出了主要习题的答案。

本书条块清晰,章节设置合理,适合用做高等学校本科或专科教材,也适合于初学编程的瞬息自学者。

《嵌入式系统原理与实践:从硬件到软件的深度解析》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面且深入的嵌入式系统设计与实现指南。不同于侧重于特定编程语言基础语法的教程,本书将视角聚焦于整个嵌入式系统的构建、底层硬件交互、实时操作系统(RTOS)的应用,以及系统级的优化与调试。我们的目标是培养读者从系统架构层面理解和设计复杂嵌入式产品的能力。 第一部分:嵌入式系统基础架构与硬件基础 本部分将系统地介绍嵌入式系统的基本构成要素,区别于传统PC架构,深入剖析嵌入式系统的特殊性与限制。 1.1 嵌入式系统的核心概念与发展历程 我们将首先界定什么是嵌入式系统,探讨其在消费电子、工业控制、汽车电子和物联网(IoT)等领域的广泛应用。随后,回顾嵌入式系统从早期的简单控制器到现代复杂多核系统的演进路径,重点分析摩尔定律在嵌入式领域带来的设计范式的转变。 1.2 微控制器(MCU)与微处理器(MPU)的深度剖析 本书将详细对比Cortex-M系列(如STM32、NXP Kinetis)和Cortex-A系列处理器(如树莓派、BeagleBone)的架构差异、内存管理单元(MMU)和保护单元(MPU)的功能,以及它们对软件设计的影响。我们将讲解指令集架构(ISA)对功耗和性能的决定性作用,并探讨流水线、缓存一致性等底层概念。 1.3 存储器系统与总线架构 深入讲解嵌入式系统中常见的存储器类型:SRAM、DRAM(SDRAM, DDRx)、Flash(NOR/NAND)的电气特性、读写时序和寿命限制。重点分析系统总线(如AHB, AXI)的仲裁机制、突发传输(Burst Transfer)的优化,以及DMA(直接内存存取)控制器如何减轻CPU负担,实现高效的数据搬运。 1.4 常用片上外设的硬件原理 本章内容侧重于驱动这些外设所需的底层知识。我们将细致讲解定时器(Timer)的工作模式(PWM、Input Capture)、模数转换器(ADC)的采样理论、数模转换器(DAC)的精度问题,以及串行通信接口(UART, SPI, I2C, CAN, USB OTG)的物理层和协议细节。理解这些硬件寄存器的位域操作是实现高效驱动的前提。 第二部分:底层软件开发与驱动程序设计 本部分关注如何编写能够直接与硬件交互的、可靠且高效的软件。 2.1 启动代码(Startup Code)与初始化流程 系统启动是嵌入式开发中最关键的一环。我们将详述复位向量的执行流程,链接脚本(Linker Script)在内存映像分配中的作用,以及如何正确地初始化堆栈、设置时钟树(Clock Tree)和初始化关键外设,以确保应用程序的稳定运行环境。 2.2 硬件抽象层(HAL)与设备驱动设计模式 介绍设计健壮驱动程序的方法论,包括状态机设计在设备管理中的应用。我们将以一个通用的SPI驱动为例,演示如何分离硬件访问层和上层逻辑,构建可移植的HAL接口,并讨论中断服务程序(ISR)的设计原则,如最小化ISR执行时间,以及如何安全地处理中断上下文切换。 2.3 内存管理与动态分配的陷阱 在资源受限的环境中,内存管理至关重要。我们将分析标准库`malloc/free`在嵌入式系统中的局限性,介绍静态内存池、内存碎片化问题,并提供针对特定MCU的内存分配策略,以避免运行时崩溃和不可预测的行为。 2.4 固件更新(OTA/FOTA)机制 探讨嵌入式设备生命周期管理中的关键技术——空中固件更新。内容将涵盖Bootloader的设计、双 ব্যাং(Dual Bank)更新策略、数据校验(CRC/哈希)的实现,以及如何保证在更新过程中系统不被意外锁定(Brick)。 第三部分:实时操作系统(RTOS)与并发编程 现代嵌入式系统往往需要处理多任务并发和严格时序要求,RTOS是实现这一目标的核心工具。 3.1 RTOS核心机制与任务调度 深入讲解RTOS的核心概念:任务(Task)、上下文切换(Context Switching)、就绪列表、优先级继承(Priority Inheritance)与优先级天花板(Priority Ceiling)协议,以解决经典的优先级反转问题。我们将分析抢占式调度、时间片轮转等主流调度算法的性能权衡。 3.2 进程间通信(IPC)与同步原语 详细解析用于任务间安全通信的机制,包括信号量(Semaphore)、互斥锁(Mutex)、消息队列(Message Queue)、事件组(Event Flags)和邮箱(Mailbox)。重点讨论在多任务环境中,如何合理选用这些同步工具,避免死锁(Deadlock)和竞态条件(Race Condition)。 3.3 实时性分析与性能度量 介绍如何量化系统的实时性能,包括任务的响应时间分析(Worst-Case Execution Time, WCET)和中断延迟的测量。内容还将涉及RTOS的Tickless Idle模式,以实现更精细的功耗管理。 第四部分:系统调试、测试与可靠性工程 本部分关注如何确保嵌入式产品的长期稳定性和可维护性。 4.1 调试工具与故障排除 全面介绍调试工具链:从JTAG/SWD接口的原理、断点设置、内存观察,到使用逻辑分析仪和示波器进行硬件信号验证。重点讨论非侵入式调试技术,如SWO(Single Wire Output)和RTT(Real-Time Transfer)的应用。 4.2 错误日志与看门狗(Watchdog)机制 设计健壮的错误报告系统是工业级产品的必备条件。我们将讲解如何实现系统级日志(如循环缓冲区日志),并详细阐述看门狗定时器在硬件复位和系统恢复中的作用,以及如何区分硬件看门狗和软件看门狗。 4.3 静态分析与代码质量保证 介绍使用MISRA C或Cert C等编码规范对代码进行静态分析,以提前发现潜在的内存泄漏、未定义的行为(Undefined Behavior)和并发缺陷。 本书适合具备一定编程基础(如熟悉基本数据结构和控制流)的电子工程、自动化、计算机科学专业的学生、初中级嵌入式开发工程师,以及希望系统性提升对底层系统理解的软件开发者。阅读本书后,读者将能够独立架构、设计、实现和调试复杂的、基于RTOS的嵌入式应用系统。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我必须得说,这本书的排版和术语的统一性做得相当到位,这一点对于强迫症患者来说简直是福音。每一个关键字的引用、每一个标准库函数的调用格式,都被框选并用统一的字体标出,阅读体验非常流畅,不会因为格式混乱而分散注意力。但这种对“标准”的极致追求,也带来了一个副作用:它似乎过于沉迷于ISO C标准的条文本身,而不是如何用C语言去解决实际问题。例如,书中对于内存管理的部分,讲解了`malloc`和`free`的底层机制,理论上讲得很透彻,但对于现代编程中常见的内存泄漏排查技巧,或者如何使用调试工具(比如Valgrind)来辅助验证,却只是一笔带过,或者干脆没有提及。这使得我在尝试用书中的知识去维护一个稍微大一点的项目时,明显感觉力不从心。它教会了我“是什么”,但没有充分教会我“怎么做”。读完这本书,我感觉自己像是刚刚通过了一个极其严格的理论考试,但如果让我立刻去写一个能用的、健壮的程序,我还需要再找一本实战类的书籍来补课。对于追求纯粹学术严谨性的读者来说,这可能是优点,但对于希望快速上手的工程师来说,它提供的“燃料”有点不够热烈。

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这本书给我的感觉,就像是上世纪九十年代末期的一份珍贵手稿被重新印刷出来。它的内容完全聚焦于ANSI C的内核,对于现代C标准(比如C99甚至C11/C17)引入的新特性,比如变长数组(VLA)或者类型泛型宏,几乎没有涉及,最多在某个角落里以脚注的形式轻描淡写地提了一句“新标准有所改进”。我理解“基础教程”应该稳固根基,但编程语言本身是在进化的,一个声称是“标准C语言”的教程,如果完全忽略了近二十年来的行业共识和语言的自然发展方向,那么它教授的内容在某种程度上就显得有些脱节了。比如,在处理字符串时,它依旧大量使用裸指针和字符数组进行操作,而对于`snprintf`这类能有效防止缓冲区溢出的函数,介绍得不够深入和有说服力。我不得不承认,这本书在讲解早期C语言的精髓方面确实有其独到之处,它迫使你去理解指针的底层运作,这本身是宝贵的。但对于想要直接应对当前工作环境的读者而言,这种对新特性的回避,使得学习曲线在接触现代库和接口时,会突然出现一个陡峭的台阶。

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当我翻到关于预处理器的章节时,我发现作者的叙述风格突然变得非常保守和克制。他详尽地列举了`#define`, `#ifdef`, `#include`这些基础宏的用法,甚至包括了不常见的行拼接操作符`##`和宏内容替换操作符`#`。然而,书中对于宏在实际工程中可能带来的副作用,比如副作用的重复计算、调试困难、命名空间污染等问题,虽然点到为止,但缺乏深入的案例分析来警示读者。我个人更倾向于那些会在书中特意设置“陷阱”或者“陷阱警告”的教程,通过展示错误是如何发生的,来加深记忆。这本书更像是一位老前辈在传授经验,他告诉你什么是正确的做法,但对于“为什么不能那样做”的血泪史却交代得不够充分。结果就是,我读完后对宏的使用依然心存敬畏,但缺乏足够的实战经验去判断何时应该用函数,何时应该用宏,何时应该干脆不用。这种“只授法门,不示心魔”的教学方式,对于培养一个严谨、有安全意识的程序员来说,略显不足,让人感觉在知识的广度上达到了,但在深度和经验传承上有所欠缺。

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这本书,我入手有一阵子了,说实话,一开始挺期待的,毕竟名字听起来就很扎实,《标准C语言基础教程》,感觉就是要系统地把C语言的根基给我打牢。但读完之后,感受就比较复杂了。它在基础概念的介绍上,比如变量类型、运算符的优先级这些,确实是按照教科书的标准来的,非常严谨,几乎没有让你产生歧义的地方。比如它对指针的讲解,算是比较细致,会一步步带着你理解内存地址和间接访问的概念,对于初学者来说,这部分是救命稻草。然而,一旦进入到稍微需要实践操作的环节,比如文件I/O或者结构体的复杂嵌套,我就感觉有点吃力了。作者似乎默认读者已经有了一定的编程思维基础,有些代码示例的跳跃性有点大,比如在讲解链表实现的时候,直接甩出了好几段复杂的代码块,却没有足够多的上下文或者图示来解释每一步到底在内存中发生了什么变化。我不得不翻阅其他的网络资源来辅助理解,这多少削弱了这本书作为“基础教程”的独立价值。总的来说,它像是一位非常专业的、但略显严肃的老师,知识点覆盖全面,但缺乏与现代编程环境和实际应用场景的有效连接,读起来就像是在啃一本非常标准的、略微有些过时的参考手册。

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这本书的习题部分,说实话,是最大的遗憾之一。每章末尾都会附带一些练习题,用来巩固刚学到的知识点。这些题目的设计哲学似乎是“验证你是否记住了本章节的定义”。它们大多是要求你写出某个特定功能的短函数,或者计算某个表达式的结果。比如,在学完循环结构后,让你写出求斐波那契数列前N项的代码,或者计算一个简单的阶乘。这些练习确实能帮助你复习语法,但它们完全缺乏“综合性”和“设计性”。我从未在书中看到一个需要你整合指针、结构体、文件操作和基本的错误处理逻辑的综合性项目。这意味着,读者很容易陷入“做题机器”的模式,只关注于如何精确地满足题目的字面要求,而没有机会去思考如何将零散的知识点编织成一个有意义的、结构合理的程序。一个真正好的基础教程,应该能引导学生从基础语法搭建起第一个小小的“世界”,而不是仅仅停留在制造砖块的阶段。因此,如果有人想通过这本书实现从语法学习到初步系统设计能力的飞跃,恐怕需要自行去寻找大量更具挑战性和开放性的项目来练习。

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