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出版者:*Wiley Press

作者:Lawrence H. Miller

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:1987-04-14

价格:USD 35.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780471825609

丛书系列:

图书标签:

• C
• C语言
• 编程
• 计算机科学
• 经典
• 技术
• 开发
• 算法
• 书籍
• 程序员
• 入门

好的，以下是针对一本虚构的、名为《C 编程语言》的图书，但内容完全不涉及该经典著作的详细图书简介。 --- 《嵌入式系统固件设计与优化实战》 —— 驱动下一代智能硬件的核心技术指南 内容提要 本书并非对经典程序语言理论的梳理，而是聚焦于当代硬件驱动与实时系统领域最前沿、最迫切的需求——高效、稳定、可靠的嵌入式固件开发与深度优化。 在物联网（IoT）、人工智能边缘计算（Edge AI）以及工业自动化飞速发展的今天，处理器无处不在，而直接与硬件打交道的固件代码，正成为决定产品性能、功耗与生命周期的关键瓶颈。《嵌入式系统固件设计与优化实战》旨在为中高级嵌入式工程师、系统架构师以及追求极致性能的开发者，提供一套完整、可落地的设计方法论和实战经验。 本书涵盖了从底层硬件抽象到复杂应用层调度、再到系统级性能调优的完整技术栈，强调理论与实践的深度融合，拒绝空泛的概念堆砌。 第一部分：现代嵌入式基石与硬件抽象层（HAL）的重构 本部分深入探讨了构建健壮固件所必需的底层基础设施，重点在于如何设计出可移植性强、维护成本低的硬件抽象层。 第一章：新一代微控制器架构解析 本章详细剖析了主流高性能微控制器（如基于 Cortex-M7/M33 架构的 MCU）的流水线设计、缓存一致性机制（Cache Coherency）以及内存保护单元（MPU/MMU）的配置。我们将对比分析不同厂商的 DMA 控制器设计差异，并指导读者如何根据具体应用场景，选择最优的访问模式，避免总线仲裁延迟。特别关注了零开销中断处理的技巧，通过精细的寄存器级编程，确保关键路径的中断延迟满足纳秒级要求。 第二章：高效能启动代码与链接脚本的艺术 启动代码是固件的“第一道防线”。本章摒弃使用通用 IDE 提供的默认模板，转而教授读者如何手写高效的启动序列。内容包括： 内存映射的精细控制：如何利用自定义链接脚本（Linker Script）精确控制代码段、数据段和 BSS 段在内部 SRAM、外部 PSRAM 或闪存中的物理布局，以优化数据访问速度。 运行时数据初始化优化：针对 MPU 环境，实现安全的、基于硬件特性的数据初始化（如零初始化或从只读内存拷贝初始化），同时规避不必要的 CPU 周期消耗。 堆内存管理的深度定制：探讨了针对嵌入式环境的专用堆分配器（如 Pool Allocator, Slab Allocator），对比其在碎片化抑制和快速分配方面的优劣，并提供一套实用的 C++ `new`/`delete` 运算符重载方案。 第三章：超越标准 HAL 的设备驱动模型 标准 HAL 库往往为了通用性而牺牲了性能。本章的核心在于构建“性能优先”的驱动模型。我们引入了基于事件驱动（Event-Driven）的异步 I/O 模型，取代传统的阻塞式轮询。内容包括： 零拷贝数据传输技术：深入讲解如何利用多通道 DMA 链和硬件 FIFO，实现高速外设（如高速 ADC、以太网 MAC）到应用内存的直接传输，完全绕过 CPU。 总线冲突管理与仲裁：针对多主设备（Multi-Master）总线系统（如 AXI/AHB），提出基于优先级的总线访问策略，确保高优先级任务的数据流不被低优先级外设阻塞。 第二部分：实时性保证与并发控制的工程实践 可靠的嵌入式系统必须具备可预测的实时响应能力。本部分聚焦于实时操作系统（RTOS）的底层机制和任务同步的工程实践。 第四章：RTOS 内核的深入剖析与定制 本书选用一个知名的、轻量级的 RTOS 内核进行“白盒”分析。目标不是学习 API，而是理解其内部工作原理，从而进行定制化优化： 时钟节拍与滴答中断优化：分析中断服务例程（ISR）的上下文切换开销，并指导如何根据系统负载调整 Tick 频率，平衡实时性与功耗。 任务调度器的黑盒调优：详细分析优先级反转问题，并实施基于信号量（Semaphore）和互斥锁（Mutex）的优先级继承协议（Priority Inheritance Protocol）。同时，探讨抢占式调度与协作式调度的混合应用场景。 内存保护与任务隔离：利用 MPU 资源，为关键任务分配独立的内存区域，实现运行时异常的局部化，防止单个任务崩溃导致整个系统瘫痪。 第五章：中断上下文与任务间通信的安全性 在中断与任务之间安全、快速地传递数据是嵌入式通信的核心难题。本章提供了一系列经过严格验证的无锁（Lock-Free）或低锁（Light-Lock）通信原语： 基于环形缓冲区的无锁队列实现：利用原子操作（Atomic Operations）和内存屏障（Memory Barriers），实现生产者-消费者模型，确保在多核或中断/任务交叉访问下的数据完整性。 事件标志与延迟处理机制：设计一种轻量级的事件标志系统，用于在 ISR 中通知上层任务，同时采用延迟过程调用（DPC）模式，将 ISR 中耗时的处理逻辑安全地转移到任务上下文中执行。 第三部分：系统级性能分析与功耗管理 固件的“好坏”最终体现在运行效率和能源消耗上。本部分专注于如何使用专业工具和方法来量化和改进系统表现。 第六章：动态与静态功耗的精细化管理 现代固件开发必须将功耗视为一等公民。本章指导读者从代码级别着手进行节能设计： 时钟门控（Clock Gating）的软件控制：在空闲任务中，根据外设的实际需求，动态地关闭不必要的时钟域，避免静态漏电。 低功耗模式的智能切换：设计状态机，系统性地评估当前负载，决策是进入休眠（Sleep）、深度休眠（Deep Sleep）还是保持运行。讲解如何优化唤醒源的配置，最小化唤醒延迟。 CPU 频率与电压动态调整（DVFS）：如果硬件支持，本章将教授如何根据任务优先级和实时性要求，动态调整 CPU 运行频率和电压，实现“按需供电”。 第七章：固件的性能瓶颈识别与热点分析 “不要优化你没有测量的东西。”本章侧重于使用专业的硬件/软件工具链来精确测量系统性能： JTAG/SWD 探针的深入应用：学习如何利用微控制器自带的事件追踪宏（ETM/ITM），而非简单的打印语句，来精确记录代码执行路径和耗时。 指令周期级分析：结合汇编代码和编译器优化报告，识别代码中的“陷阱”——例如，不必要的内存屏障指令、缓存未命中（Cache Misses）以及昂贵的软件模拟操作。 任务粒度与上下文切换成本评估：通过 RTOS 提供的性能视图，分析任务粒度是否过细导致调度开销过大，并提供调整任务分解的工程准则。 第八章：代码可靠性与空中升级（OTA）机制 在产品生命周期内，固件的可靠更新至关重要。本章提供一套健壮的固件管理框架： A/B 分区与原子更新策略：设计双备份（A/B Slot）的闪存布局，确保在更新失败或中断时，系统可以安全回滚到上一个已知良好的固件版本。 差异化更新与校验机制：实现基于块校验（如 CRC32/CRC16）和差异补丁（Delta Patching）的更新包生成与应用流程，显著减少 OTA 的流量和时间。 内存泄漏与运行时错误检测：集成轻量级的运行时内存检测工具（Runtime Memory Checkers），在测试阶段捕获堆栈溢出和悬空指针错误，并将关键错误信息安全地持久化，以便后续调试。 --- 目标读者： 具备一定汇编或底层C语言基础，正在从事高性能传感器融合、实时控制、无线通信协议栈或复杂驱动程序开发的工程师。 本书特点： 代码示例均基于最新的 RISC-V 或 ARMv8-M 架构，所有讨论的优化技巧和工具链配置均经过严格的实际项目检验。本书不提供入门级的语法教学，而是直击行业内“知其所以然”的深层原理。

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刚拿到《C Programming Language》这本书时，我脑海中浮现的不是什么高深的理论，而是那些在各种开发论坛上经常被提及的“经典”和“基础”。我一直觉得，想真正理解现代编程语言，不绕过C语言这道坎是说不过去的。这本书的语言风格非常简洁，甚至可以说是有点“硬核”，没有太多花哨的描述，直奔主题。对于我这种已经有一些其他语言基础的人来说，这种风格反而显得格外高效。我可以快速地回顾和确认C语言的语法特性，比如它的预处理器指令、数据类型的大小和字节序，以及那些让我一开始有些困惑的运算符优先级。书中对指针的讲解，虽然仍然需要反复咀嚼，但相比于我之前零散接触的知识，系统性地强了很多。我开始理解为什么指针在C语言中如此重要，以及如何巧妙地利用它们来优化性能和处理复杂数据结构。这本书更像是一本“参考手册”和“思想指南”，它教会你的是一种思维方式，一种如何用机器能够理解的方式去构建逻辑的方法。它不会告诉你如何做“快速开发”，而是教你如何“扎实开发”。读完之后，我感觉自己对内存模型有了更清晰的认知，也更能理解其他高级语言在底层是如何实现的。

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说实话，《C Programming Language》这本书最初吸引我的是它那份“历史感”。我听说过它的作者，也知道它在编程界的地位，但一直没有机会系统地阅读。拿到手后，我首先被它的朴实无华所打动，没有花哨的封面，没有复杂的排版，就像一本老旧但珍贵的工具书。阅读过程中，我最大的感受是它的“严谨”。每一个概念的引入都经过了深思熟虑，每一个例子都力求精确。我之前学习编程，总是在一些“快捷方式”中游走，很少去深究其背后的原理。这本书让我不得不停下来，去思考“为什么是这样？”。比如，当它讲解位运算的时候，我才真正理解了计算机是如何进行底层操作的，这是一种全新的视角。让我印象深刻的是，书中对于递归的讲解，虽然篇幅不长，但却非常精辟，让我对这种强大的编程范式有了更深刻的理解。这本书还有一个特点，就是它不“溺爱”读者。它不会把每一个细节都掰开了揉碎了给你讲，而是鼓励你去探索，去思考。有时候，我会卡在某个小地方，然后需要自己去查阅资料，或者反复实验才能找到答案，但正是这种“斗争”的过程，让我对知识的掌握更加牢固。

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《C Programming Language》这本书，对我来说，更像是一场“回归本质”的旅程。在这个充斥着各种抽象和框架的时代，能够静下心来研读一本如此“接地气”的书，本身就是一种挑战，也是一种享受。我一直认为，掌握C语言，就如同掌握了一门“母语”，它能够让你更深刻地理解计算机的运作机制。书中关于结构体和联合体的讲解，让我对数据在内存中的组织方式有了全新的认识，这对于理解一些底层的系统编程非常有帮助。而且，书中并没有回避一些“难点”，比如浮点数的表示，以及一些容易出错的语法细节。作者的处理方式是，先清晰地阐述概念，然后通过具体的例子来展现其应用，有时候还会点出潜在的陷阱。这让我感觉，我不是在被动地接受知识，而是在主动地学习如何“驾驭”这门语言。我特别喜欢书中关于预处理指令的部分，它让我看到了代码在被编译之前是如何被“加工”的，这种“幕后故事”般的讲解，极大地满足了我的好奇心。虽然阅读过程中，我确实遇到了不少挑战，但我从中获得的成就感是巨大的，感觉自己离“懂 C”又近了一大步。

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这本书《C Programming Language》，与其说是一本教程，不如说是一本“内功心法”。我之前学习编程，总是在“招式”上花功夫，学了很多高级的语法和库，但总觉得少了点什么。读了这本书之后，我才明白，很多“招式”的背后，都有C语言的影子。作者的讲解非常“克制”，很少使用煽情的词汇，但每一个字都饱含深意。我尤其欣赏书中关于函数指针的讲解，这绝对是C语言的一大特色，它让我看到了动态编程的可能性，也让我对“回调函数”这样的概念有了更深的理解。而且，书中对错误处理的介绍，虽然简单，但却非常实用，它教会了我如何去预见和处理程序运行中的各种“意外”。我经常会把书中的例子反复敲打，然后尝试去修改它，看看会发生什么。这种“玩”代码的方式，比单纯地看书本上的文字要有效得多。这本书没有试图去“讨好”读者，它只是很纯粹地告诉你C语言是什么，以及如何去使用它。对于那些真正想要理解编程底层逻辑，或者想要编写高性能、高效率代码的人来说，这本书绝对是不可或缺的。它教会你的，不仅仅是语法，更是一种“匠人精神”。

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这本《C Programming Language》真是让我爱不释手，简直是一本通往底层世界的钥匙！我原本对编程只是略知一二，抱着好奇的心态翻开了它。一开始，那些陌生的符号和概念确实让我有点头疼，比如指针，简直就是个魔咒，让我反复琢磨。但是，作者的讲解循序渐进，从最基础的变量、数据类型开始，一步步深入到函数、数组，再到结构体和文件操作。我特别喜欢书中大量的实例，每一个例子都清晰地展示了概念的应用，让我能够边学边练，巩固理解。尤其是关于内存管理的章节，虽然一开始有点吃力，但随着理解的深入，我开始体会到C语言的强大之处，能够直接操作内存，这种感觉既刺激又令人着迷。这本书没有那些华而不实的“炫技”，而是非常务实地教你如何去思考问题，如何构建程序。读完之后，我感觉自己仿佛打通了任督二脉，对计算机底层运作有了更深的认识。即使是现在，我也会时不时地翻阅它，每次都能从中发现新的领悟。对于任何想要深入理解编程原理，或者想要掌握一门强大、高效语言的朋友，这本书绝对是你的不二之选。它可能不像其他入门书籍那样“友好”，但它的价值绝对远超于此。

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