嵌入式操作係統基礎ucOS-Ⅱ和Linux（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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任哲 等 著

圖書標籤:

• 嵌入式係統
• ucOS-II
• Linux
• 操作係統
• 嵌入式操作係統
• 實時操作係統
• 嵌入式開發
• ARM
• C語言
• 第二版

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512405493

版次：2

商品編碼：10836502

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-08-01

用紙：膠版紙

頁數：530

字數：762000

內容簡介

《嵌入式操作係統基礎μcOS-Ⅱ和Linux（第2版）》為《嵌入式操作係統基礎μC／OS—Ⅱ和Linux》的第2版，本書繼承瞭第1版的寫作風格，仍以操作係統的初學者和高等院校的學生為對象，首先介紹便於學習和理解的微內核μC／OS—Ⅱ，從而使讀者快速瞭解嵌入式實時操作係統的主要組成、功能及特點；然後從主要數據結構的角度介紹源碼開放的操作係統Linux；最後，簡單地介紹Linux的嵌入式版本μCLinux。與第1版相比，本書在重點改寫Linux大部分內容的同時增加瞭必要的例題，從而大大地降低瞭初學者的學習難度。
本書可作為高等院校課程的教材或教學參考書，同時也適閤對嵌入式操作係統感興趣的工程技術人員閱讀、參考。

目錄

第1章 操作係統的基本概念
1.1 計算機操作係統
1.1.1 什麼是計算機操作係統
1.1.2 操作係統的功能
1.1.3 操作係統的服務和用戶接口
1.2 操作係統的內核是由中斷驅動的
1.2.1 中斷和中斷處理
1.2.2 係統時鍾的實現
1.3 進程和綫程的基本概念
1.3.1 進程的概念
1.3.2 進程的結構
1.3.3 綫程的概念
1.4 進程管理
1.4.1 進程（綫程）調度
1.4.2 進程（綫程）的同步與通信
1.4.3 進程的其他管理
1.5 存儲管理
1.5.1 計算機存儲器的層次
1.5.2 存儲空間的段頁式分區
1.5.3 虛擬存儲器的概念
1.6 I／O與設備管理
1.6.1 I／O設備及其抽象
1.6.2 操作係統的設備無關性
1.6.3 操作係統對設備的管理
1.7 文件管理
1.7.1 文件、文件結構和文件係統
1.7.2 文件的管理
1.8 宏內核與微內核
1.8.1 內核
1.8.2 簡述宏內核與微內核
1.9 操作係統的分類
1.9.1 單用戶操作係統
1.9.2 批處理操作係統
1.9.3 分時操作係統
1.9.4 實時操作係統
1.10 操作係統的shell
1.11 操作係統的引導和裝入
1.12 本章小結
第2章 實時操作係統的基本概念
第3章 嵌入式係統和嵌入式實時操作係統
第4章 嵌入式實時操作係統μC/OS-Ⅱ及其任務
第5章 μC/OS-Ⅱ的任務管理
第6章 μC/OS-Ⅱ的任務調度
第7章 μC/OS-Ⅱ的初始化和啓動
第8章 μC/OS-Ⅱ的中斷與時鍾
第9章 任務的同步與通信
第10章 信號量集
第11章 μC/OS-Ⅱ的內存管理
第12章 關於μC/OS-Ⅱ的其他問題
第13章 基於ARM的μC/OS-Ⅱ
第14章 Linux基礎知識
第15章 Linux的內存管理
第16章 Linux進程及其管理
第17章 中斷/異常和係統調用
第18章 Linux文件係統
第19章 Linux進程通信
第20章 Linux的同步控製
第21章 Linux設備驅動
第22章 μCLinux簡介
參考文獻

前言/序言

《深入理解嵌入式係統：從原理到實戰》 本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的嵌入式係統知識體係，涵蓋從基礎概念到高級應用的各個層麵。我們不拘泥於特定操作係統的學習，而是著力於揭示嵌入式係統背後的核心原理和通用技術，幫助讀者掌握解決各類嵌入式問題的能力。 第一部分：嵌入式係統導論與硬件基礎 在本書的開篇，我們將帶領讀者走進廣闊的嵌入式世界。我們會詳細闡述嵌入式係統的定義、特點、發展曆程以及其在各個行業中的廣泛應用，例如消費電子、工業控製、汽車電子、醫療設備以及物聯網等。通過生動的案例分析，讓讀者直觀感受嵌入式係統的重要性與魅力。 隨後，我們將深入探討嵌入式係統的硬件基礎。這包括對微處理器（MPU）和微控製器（MCU）的架構、工作原理進行剖析，理解CPU、內存、I/O端口等關鍵組成部分的協同工作機製。我們會詳細介紹不同類型存儲器（RAM, ROM, Flash）的特性與選擇，以及各種外圍接口（GPIO, UART, SPI, I2C, USB, Ethernet）的通信協議和應用場景。此外，本書還將涵蓋嵌入式係統中常用的傳感器、執行器以及電源管理模塊等硬件組件的原理與選型考量。對於信號處理和模數/數模轉換（ADC/DAC）等關鍵的硬件交互技術，也會進行深入講解。 第二部分：嵌入式軟件開發核心技術 本部分是本書的核心，將重點關注嵌入式軟件開發的方方麵麵。 2.1 編程語言與開發環境 我們將迴顧C語言在嵌入式開發中的核心地位，深入講解指針、內存管理、位操作等對於嵌入式開發至關重要的C語言特性。同時，也會介紹C++在麵嚮對象嵌入式開發中的應用，以及Python等腳本語言在嵌入式係統中的輔助作用。讀者將瞭解如何搭建和配置交叉編譯環境，掌握使用GCC、Clang等工具鏈進行編譯、鏈接和調試的技巧。 2.2 實時操作係統（RTOS）原理與設計 盡管本書不聚焦於特定RTOS，但我們將深刻剖析實時操作係統設計的核心思想和關鍵技術。這包括： 任務管理： 詳細講解任務的狀態（就緒、運行、阻塞、終止）、任務創建與刪除、任務優先級、時間片輪轉調度、搶占式調度等概念。 任務間通信與同步： 深入理解信號量、互斥鎖、消息隊列、事件標誌組等同步機製的原理和適用場景，以及它們在解決競態條件、死鎖等問題中的作用。 中斷處理： 闡述中斷的産生、中斷嚮量錶、中斷服務程序（ISR）的編寫規範，以及中斷與任務的協同工作模式。 內存管理： 講解靜態內存分配、動態內存分配（包括夥伴係統、內存池等）在嵌入式係統中的挑戰與優化方法。 定時器與時鍾： 介紹硬件定時器的原理、軟件定時器的實現以及它們在周期性任務和延時控製中的應用。 係統性能分析與優化： 講解如何通過工具監測任務CPU占用率、內存使用情況，以及如何進行係統性能調優。 2.3 嵌入式Linux係統深入解析 本書將對嵌入式Linux係統進行詳盡的介紹。這包括： Linux內核基礎： 剖析Linux內核的模塊化設計，理解進程管理、內存管理、文件係統、設備驅動模型等核心子係統的原理。 引導過程： 詳細講解嵌入式Linux係統的啓動流程，包括Bootloader（如U-Boot）、內核初始化、根文件係統掛載等關鍵階段。 設備驅動開發： 深入學習Linux設備模型，掌握編寫字符設備驅動、塊設備驅動、網絡設備驅動等各類驅動程序的技巧。我們將重點關注Linux內核API的使用，以及驅動程序的調試方法。 用戶空間應用開發： 介紹在嵌入式Linux平颱上進行用戶空間應用程序開發的方法，包括進程間通信（IPC）機製、多綫程編程、網絡編程（Socket API）等。 文件係統： 講解嵌入式Linux常用的文件係統類型（如JFFS2, UBIFS, YAFFS, ext4），以及它們在嵌入式設備中的適用性。 係統服務與網絡配置： 介紹如何在嵌入式Linux係統中配置網絡、管理係統服務（如systemd）、進行遠程訪問（SSH）等。 2.4 嵌入式係統中的網絡通信 隨著物聯網的發展，網絡通信在嵌入式係統中扮演著越來越重要的角色。本書將詳細介紹： TCP/IP協議棧： 深入理解TCP和UDP協議的工作原理，以及IP協議的尋址與路由機製。 常用網絡應用協議： 講解HTTP, MQTT, CoAP等在嵌入式設備中廣泛使用的應用層協議，並提供實際應用案例。 嵌入式網絡設備驅動： 結閤前麵章節的設備驅動知識，重點講解網絡接口（Ethernet, Wi-Fi）的設備驅動開發。 網絡安全基礎： 探討嵌入式設備麵臨的網絡安全威脅，並介紹基本的安全防護措施，如TLS/SSL加密通信。 第三部分：嵌入式係統實戰與高級主題 在掌握瞭基礎知識和核心技術後，本書將引導讀者進入實戰環節，並探討一些高級主題。 3.1 嵌入式開發流程與項目管理 我們將梳理完整的嵌入式項目開發流程，從需求分析、係統設計、硬件選型、軟件開發、單元測試、集成測試到部署和維護。講解版本控製工具（如Git）在嵌入式開發中的重要作用，以及敏捷開發方法在嵌入式項目中的應用。 3.2 嵌入式係統調試與測試 本書將重點講解各種嵌入式係統的調試技術，包括使用JTAG/SWD調試器進行硬件級調試，利用GDB進行軟件調試，以及printf重定嚮、日誌係統等常用調試手段。同時，也會介紹單元測試、集成測試、係統測試的方法論，以及如何編寫可測試的嵌入式代碼。 3.3 嵌入式係統中的功耗管理與優化 在許多嵌入式應用中，功耗是至關重要的考量因素。我們將深入探討低功耗設計技術，包括CPU的睡眠模式、外設的功耗控製、動態電壓頻率調整（DVFS）等。 3.4 嵌入式係統中的安全設計 隨著嵌入式係統安全性的日益受到重視，本書將介紹嵌入式係統安全設計的關鍵原則，包括硬件安全模塊（HSM）、安全啓動、固件簽名、訪問控製等。 3.5 現代嵌入式開發趨勢 我們將展望嵌入式係統未來的發展趨勢，包括人工智能（AI）在邊緣設備的部署、容器化技術（如Docker）在嵌入式係統中的應用、以及新型硬件架構（如RISC-V）的崛起。 本書特色： 原理與實踐並重： 深入淺齣地講解嵌入式係統的核心原理，同時通過豐富的案例和指導，幫助讀者將理論知識轉化為實際開發能力。 通用性強： 避免對特定操作係統的深度綁定，而是側重於通用的嵌入式係統知識和技術，使讀者能夠觸類旁通，適應各種開發環境。 體係化構建： 從基礎概念到高級主題，循序漸進地構建讀者的知識體係，確保學習的連貫性和深度。 強調解決問題能力： 鼓勵讀者獨立思考，掌握分析和解決嵌入式係統開發中遇到的各種挑戰。 目標讀者： 本書適閤所有對嵌入式係統開發感興趣的讀者，包括： 計算機科學、電子工程等相關專業的在校學生。 希望轉型或提升嵌入式開發技能的軟件工程師。 有誌於從事嵌入式産品設計與開發的硬件工程師。 對物聯網、智能硬件等領域有濃厚興趣的業餘愛好者。 通過本書的學習，讀者將能夠建立起堅實的嵌入式係統理論基礎，掌握核心的開發技術，並具備獨立完成嵌入式項目開發的能力，為在快速發展的嵌入式領域中取得成功打下堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書在處理UC/OS-II的錯誤處理和調試策略方麵，也給瞭我不少啓發。在嵌入式開發中，調試往往比開發本身更具挑戰性，因為硬件環境的限製和資源的匱乏，使得調試變得異常睏難。作者在這本書中，詳細介紹瞭UC/OS-II提供的各種調試工具和技術，比如堆棧溢齣檢測、任務狀態監控、內存分析等等。我記得當時我在調試一個項目時遇到瞭一個棘手的死鎖問題，通過書中介紹的調試方法，我最終找到瞭問題的根源，並成功地解決瞭它。這本書的獨特之處在於，它不僅僅告訴瞭你“是什麼”，更重要的是告訴你“怎麼做”。它鼓勵讀者動手實踐，通過不斷的嘗試和調試來加深對操作係統的理解。這種實踐驅動的學習方式，對於提升嵌入式開發能力非常有益。

評分☆☆☆☆☆

在UC/OS-II的篇章中，本書對內存管理和堆棧設計的論述，也十分細緻。我深知在資源受限的嵌入式環境中，高效的內存管理至關重要。作者不僅介紹瞭UC/OS-II的內存分配策略，還詳細分析瞭堆棧溢齣的風險以及如何規避。我曾嘗試過書中提到的幾種內存管理方法，發現在不同的應用場景下，它們各有優勢。例如，對於需要頻繁分配和釋放小塊內存的任務，書中介紹的內存池技術就顯得尤為高效。此外，對於任務堆棧大小的估算，本書也提供瞭實用的方法和建議，這對於避免因堆棧不足而導緻的程序崩潰非常有幫助。我個人認為，這部分內容對於理解嵌入式係統的資源優化有著重要的指導意義，它幫助我養成瞭在開發過程中時刻關注內存使用的習慣。

評分☆☆☆☆☆

這本書，真是讓我又愛又恨。開篇幾章，對於UC/OS-II的操作和原理的講解，簡直像是在給一個完全不懂的新手畫一張巨細無遺的路綫圖，每一個API的調用、每一個任務切換的細節都被剖析得淋灕盡緻。我記得當時為瞭弄懂那個信號量的使用場景，我反復看瞭好幾遍，甚至在腦海裏模擬瞭無數次任務間的阻塞和喚醒過程。作者的耐心和細緻讓人佩服，就像一位經驗豐富的老師傅，手把手地教你如何打磨齣最精密的零件。從最小的堆棧分配到復雜的時鍾節拍中斷，這本書都給齣瞭非常清晰的解釋。尤其是對於實時操作係統核心概念的闡述，比如優先級搶占、任務調度算法、中斷處理機製等等，這本書都從理論到實踐，做瞭相當深入的講解。我個人認為，對於那些想要深入理解嵌入式係統底層運作原理的讀者來說，這一部分絕對是無價之寶。它不僅僅是文字的堆砌，更有大量的代碼示例，並且這些示例都經過瞭精心的設計，能夠直觀地展現齣UC/OS-II的強大功能和靈活性。我曾經嘗試著將書中的一些例子移植到我的開發闆上，發現它們運行得非常穩定，這充分證明瞭作者在代碼質量上的把控。

評分☆☆☆☆☆

Linux的驅動程序開發和內核模塊部分，也為我打開瞭新的大門。一直以來，Linux驅動程序開發都給我一種神秘感，總覺得離我比較遙遠。但這本書的齣現，讓我覺得並非如此。它係統地介紹瞭Linux設備驅動程序的編寫原理，包括字符設備、塊設備和網絡設備驅動的實現方式。作者還詳細講解瞭內核模塊的加載和卸載機製，以及如何在內核中進行調試。我嘗試著跟著書中的例子，編寫瞭一個簡單的字符設備驅動，並成功地在我的開發闆上運行起來。那一刻的成就感是巨大的。這本書的價值在於，它不僅講解瞭理論知識，更重要的是提供瞭大量的實踐指導，讓讀者能夠真正地掌握Linux驅動程序開發的核心技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書在討論UC/OS-II時，給我最深刻的印象就是它對“實時性”的強調。作者花費瞭相當大的篇幅來解釋為什麼UC/OS-II能夠保證任務的實時性，以及如何在實際應用中避免引入延時。這一點對於很多嵌入式開發者來說至關重要，因為在很多實時控製係統中，哪怕是一丁點的延遲都可能導緻災難性的後果。它詳細講解瞭如何使用優先級反轉保護機製來解決優先級繼承帶來的問題，還深入剖析瞭各種同步和互斥機製，如信號量、互斥鎖、事件標誌組等等。通過對這些機製的詳細介紹，我明白瞭如何有效地管理並發任務，避免數據競爭和死鎖。而且，作者還特彆強調瞭中斷處理的重要性，以及如何編寫高效的中斷服務程序。在我看來，這部分內容足以讓一個初學者快速掌握UC/OS-II的核心精髓，並且能夠開始著手開發自己的實時應用。這本書的優點在於，它不會孤立地講解這些概念，而是將它們有機地結閤起來，形成一個完整的實時操作係統解決方案。

評分☆☆☆☆☆

讓我感到驚喜的是，這本書在介紹UC/OS-II時，不僅僅局限於核心功能的講解，還涉及瞭一些高級主題，比如任務的優先級繼承、優先級反轉以及如何避免這些問題。這些內容對於想要深入理解實時操作係統調度機製的讀者來說，非常有價值。作者通過清晰的圖示和詳細的文字解釋，將這些復雜的概念一一呈現。我曾經花瞭不少時間來理解優先級反轉的危害，以及UC/OS-II提供的解決方案，比如優先級繼承和優先級保護。這本書不僅解釋瞭“為什麼”需要這些機製，還詳細講解瞭“如何”在代碼中實現它們。我嘗試著在我的項目中引入優先級保護，確實有效地解決瞭之前遇到的任務優先級混亂問題。這本書的優點在於，它能夠從淺入深，循序漸進地引導讀者掌握UC/OS-II的精髓。

評分☆☆☆☆☆

再來說說Linux部分，尤其是關於文件係統和網絡通信的章節，給我帶來瞭全新的視角。在學習Linux的過程中，我發現它提供瞭一種非常靈活和強大的文件管理方式，以及一套完善的網絡協議棧。這本書在這方麵的講解，讓我對Linux的強大之處有瞭更深的認識。它詳細介紹瞭Linux的文件權限模型，以及如何使用chmod、chown等命令來管理文件訪問。我記得當時為瞭理解Linux下套接字編程的概念，我花瞭好幾個晚上來研究。作者用瞭很多生動的例子來解釋TCP/IP協議的工作原理，以及如何使用socket API來創建網絡連接、發送和接收數據。我嘗試著寫瞭一個簡單的客戶端/服務器程序，雖然過程有些麯摺，但最終成功運行的那一刻，我真的感受到瞭Linux在網絡通信方麵的強大能力。這本書沒有止步於理論，而是提供瞭大量可執行的代碼片段，這些代碼片段都是經過驗證的，可以直接用於開發。

評分☆☆☆☆☆

當故事切換到Linux部分，那種感覺又截然不同瞭。與UC/OS-II那種近乎“雕蟲小技”的精細打磨不同，Linux的講解更像是一場宏大的敘事，它試圖描繪一個龐大而復雜的生態係統。從Linux內核的架構，到各種用戶空間的工具和應用程序，這本書試圖勾勒齣一幅完整的藍圖。我尤其欣賞它在介紹Linux進程管理和內存管理時所使用的類比，雖然我一開始對這些概念感到有些畏懼，但通過作者的講解，我逐漸明白瞭它們的工作原理。比如，它將進程比作工廠裏的工人，每個工人都有自己的任務和資源，而操作係統就是工廠的管理者，負責閤理分配這些資源。內存管理的部分，則更像是在描述一個巨大的倉庫，而程序就是需要藉用倉庫裏物品的顧客，操作係統需要確保每個顧客都能拿到自己需要的，並且不會影響到其他人。這種深入淺齣的講解方式，極大地降低瞭理解門檻。而且，它不僅僅停留在概念層麵，還提供瞭大量的命令行操作示例，這些示例非常實用，可以直接應用於實際開發中。通過這些例子，我學會瞭如何使用grep、awk、sed等強大的文本處理工具，以及如何進行基本的係統調試。

評分☆☆☆☆☆

Linux部分的講解，在多任務和並發編程方麵，也讓我受益匪淺。我之前一直認為多任務編程非常復雜，但通過這本書的介紹，我發現Linux在這方麵提供瞭非常完善的支持。它詳細介紹瞭Linux中的進程和綫程的概念，以及如何使用fork()、exec()、pthread_create()等函數來創建和管理進程和綫程。我尤其對書中關於綫程同步的講解印象深刻，它介紹瞭互斥鎖、條件變量、信號量等多種同步機製，並提供瞭大量的代碼示例來演示如何使用這些機製來避免數據競爭和死鎖。我嘗試著將這些知識應用到我自己的項目中，發現我的程序在並發性能上有瞭顯著的提升。這本書的價值在於，它將Linux的強大功能與實際應用場景相結閤，讓讀者能夠更好地理解如何在實際項目中利用Linux進行高效的開發。

評分☆☆☆☆☆

Linux部分在係統調用和庫函數方麵，也給我留下瞭深刻的印象。我一直對Linux係統是如何與硬件進行交互感到好奇，這本書在這方麵給瞭我很多啓示。它詳細介紹瞭Linux係統調用接口，以及各種常用的庫函數。我尤其對書中關於文件I/O和網絡I/O的講解記憶猶新，它詳細介紹瞭read()、write()、send()、recv()等函數的用法，並提供瞭大量的代碼示例來演示如何使用這些函數進行高效的文件和網絡通信。我嘗試著使用這些函數來開發自己的應用程序，發現它們的效率非常高。這本書的價值在於，它能夠幫助讀者更好地理解Linux係統的底層機製，並能夠充分利用Linux提供的豐富功能來開發各種應用程序。

評分☆☆☆☆☆

最近學習stm32 移植ucos係統要學習下 linux

評分☆☆☆☆☆

學習用的書，可以送貨上門，省得自己去搬瞭

評分☆☆☆☆☆

書的內容和印刷還行。但是，京東的包裝太簡易瞭，都破瞭！！！

評分☆☆☆☆☆

學習用的書，可以送貨上門，省得自己去搬瞭

評分☆☆☆☆☆

還可以，剛看完前兩章。

評分☆☆☆☆☆

不錯.第N次買瞭.不錯.第N次買瞭.不錯.第N次買瞭.

評分☆☆☆☆☆

ok thanks again

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[QY]"

評分☆☆☆☆☆

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