《嵌入式係統經典叢書:實時嵌入式係統 設計原則與工程實踐 》融入瞭實時係統、嵌入式係統和軟件工程的新概念和新主題,為開發實時嵌入式應用軟件描繪瞭一幅完整的圖像。在本書中,你不僅可以全麵地理解與微處理器、中斷和係統引導過程相關的概念,領略到實時建模和調度的重要性,而且也將學習建模文檔、建模分析、設計模式和標準的一緻性等軟件工程實踐。
本書分為四個部分,幫助你學習嵌入式係統的關鍵概念;第Ⅰ部分介紹瞭開發過程,包括微處理器和中斷章節——這是軟件工程師的基本主題;第Ⅱ部分專門介紹瞭實時係統的建模技術;第Ⅲ部分討論瞭軟件體係架構的設計;第Ⅳ部分檢驗瞭軟件的實現,並重點關注POSIX兼容的操作係統。
主要特色
◆ 涵蓋瞭*新的UML標準(UML 2.4)
◆ 超過20種具有代錶性,可以在一個非常廣泛的實時嵌入式係統係列中重用的*佳的設計模式實踐
◆ 在QNX中通過測試的示例代碼,QNX是在行業中廣泛采用的實時操作係統。
主要內容
◆ 不同嵌入式係統架構的利弊
◆ POSIX實時擴展以及如何開發POSIX兼容的實時應用程序
◆ 如何使用實時UML記錄具有時序約束的係統設計
◆ 與跨平颱開發相關的概念以及所麵臨的挑戰
◆ 多任務設計和任務間通信技術(共享內存對象、消息隊列、管道、信號)
◆ 如何使用內核對象(如信號量、互斥體、條件變量)來解決RTOS應用程序資源共享的問題
◆ 支持“資源管理器”這個概念的原理,以及如何使用資源管理器實現虛擬文件係統
◆ 實時調度和幾個關鍵算法的基本原則
嵌入式係統是在一個較大的係統中設計以執行專用功能的電子係統。實時係統為在臨界事件的最壞情況下的響應時間提供瞭保證,同時為非臨界事件提供瞭可接受的一般情況下的響應時間。當實時係統設計成為一個嵌入式組件時,這個組件就稱為實時嵌入式係統,此係統廣泛地應用在消費、工業、醫療和軍事方麵。
隨著我們的日常生活越來越依賴於嵌入式技術,近幾年來,對具有開發實時嵌入式軟件技能集的工程師的需求大幅增長。結果是,培養學生在嵌入式軟件的設計和實現方麵的能力變得日益重要。本書專門為高年級本科生或攻讀軟件工程、計算機工程或相關學科的研究生撰寫,但也有益於專注嵌入式軟件開發的在職工程師。
本書采用瞭協同閤作的方法,引進瞭實時係統、嵌入式係統和軟件開發原則的概念和主題。讀者不僅可以深入瞭解有關微處理器、中斷和跨平颱開發流程的概念,意識到實時建模和調度的重要性,並且可以得到良好的軟件工程實踐的訓練,這些實踐包括建模文檔、建模分析、設計模式和係統標準的一緻性。
本書介紹開發實時嵌入式軟件至關重要的三個方麵。
首先,開發實時嵌入式係統軟件涉及許多活動,包括需求規格說明、時序分析、體係架構設計、多任務設計以及跨平颱的測試和調試。本書涵蓋嵌入式軟件開發的全過程,對一些主題進行全麵充分的解釋,而對另外一些主題則一筆帶過(例如,調試和測試)。
具體來說,本書係統地介紹各種嵌入式軟件架構,專注於實時操作係統,這是在大型實時操作係統中采用的最先進的架構。此外,我們選擇性地強調可重復使用的設計解決方案。如錶0.1所示,本書介紹許多設計模式,這些設計模式代錶瞭在廣泛的實時嵌入式係統中可重用的最佳實踐。
錶0.1 設計模式總結
類 彆 模 式 名 書 中 位 置
ISR ISR-Pattern-min
ISR-Pattern-server
中斷鏈
中斷級聯
中斷禁用
雙緩衝
兌現第一個請求 第4.5.1節
第4.5.2節
第4.5.3節中的圖4.7
第4.5.4節中的圖4.9
第4.5.5節中的圖4.11
第4.5.5節中的圖4.12
第12.3.2節中的圖12.17
子類化 抽象-發生
泛化層次 第6.3.3節中的圖6.25
第6.3.4節中的圖6.27
(續錶)
類 彆 模 式 名 書 中 位 置
軟件架構 輪詢DAS 第12.2.2節中的圖 12.10
帶有中斷的輪詢 第12.3.2節中的圖 12.16
FIFO 隊列 第12.4.1節中的圖 12.20
優先級隊列 第12.4.2節中的圖 12.21
串行端口設計模式 第14.2.2節中的圖 14.5
靜態任務調度器 基於時鍾
基於幀
計時輪 第15.2節
第15.3節
第22.3節
信號量/互斥體 會閤同步模式
多實例資源保護模式 第18.3.1節中的圖 18.8
第18.4.1節中的圖 18.19
條件變量 柵欄同步模式
生産者-消費者模式
讀-寫鎖模式 第18.5.1節中的圖 18.24
第18.5.2節中的圖 18.27
第18.5.3節中的圖 18.30
消息隊列 單嚮排隊模式 第19.3.1節中的圖 19.5
確認-單嚮排隊模式
雙嚮排隊模式 第19.3.2節中的圖 19.6
第19.3.3節中的圖 19.7
客戶端-服務器排隊模式 第19.3.4節中的圖 19.10
管道 單嚮管道模式
雙嚮管道模式 第20.3節中的圖 20.4
第20.3節中的圖 20.4
死鎖避免 分層消息傳遞模式 第21.7.3節中的圖 21.8
DAS,檢測-確認-服務;FIFO,先進先齣;ISR,中斷服務例程
其次,統一建模語言(Unified Modeling Language,UML)是用於指定、可視化、構造和文檔化軟件係統的圖形語言。在各種工程問題中,從單進程的嵌入式係統和單機用戶應用程序到並發分布式係統,UML都發揮著重大的作用。本書詳細描述編寫本書時最新的UML標準:UML 2.4。整本書中,UML圖同時用於係統設計和概念說明。特彆是,我們詳細介紹瞭UML實時配置文件,這樣學生可以學習如何以專業的方式記錄他們的實時係統設計。
另外,POSIX(即“可移植操作係統接口”)是開放性的操作係統接口標準,在各種Unix操作係統變體之間用於開發互操作性和可移植性好的應用程序。構建在實時操作係統上的軟件係統可以很容易地移植到其他POSIX兼容的操作係統上。
本書使用的是POSIX.1-2008(2013年版)。本書中涵蓋的操作係統實現和概念與POSIX.1 -2008標準完全兼容。書中提供的示例代碼已在工業界廣泛采用的操作係統QNX中測試。由於QNX是POSIX兼容的,因此在不改變源代碼的情況下,也可以在另一個POSIX兼容的操作係統中編譯並執行程序。
簡單而言,本書由以下4部分組成:
● 第Ⅰ部分專門介紹實時嵌入式係統和迭代開發過程的基礎知識。雖然我們重點放在軟件方麵,但完全與底層硬件隔離既不可行、也不可取。由於這個原因,這個部分也包含微處理器和中斷兩個章節——這是希望構建嵌入式係統軟件工程師的基本主題。
● 第Ⅱ部分專門講述實時係統的建模技術。具體來說,我們介紹UML所涵蓋的建模工具——UML是在學術界和軟件工業中普遍接受的一個標準。此外,我們介紹實時UML——指定係統模型中與實時相關約束的配置文件。全書一緻地使用瞭UML圖來說明關鍵的概念和設計模式。
● 第Ⅲ部分專門討論實時嵌入式係統的軟件架構設計。我們開始於通用架構,這帶領我們來到瞭最復雜的架構——實時操作係統。然後,我們的焦點切換到多任務和實時調度——這是每一個實時嵌入式係統設計師都要解決的兩個關鍵問題。
● 第Ⅳ部分專門講解係統實施。我們特彆專注於在POSIX兼容的操作係統中可用的機製;這個方法意味著本書中給齣的設計/實施模式也適用於其他POSIX兼容的操作係統。
這4個部分共有23個章節。在一個學期的課程中,教師可以為學生講授感興趣的部分章節。例如,在第3章中,為瞭在一個或兩個課時中完成授課,可以跳過一些微處理器類型。如果在軟件工程原則的預修課程中學過UML基礎建模概念,那麼第6章、第7章和第8章可用於自我閱讀的任務或僅用作參考。根據不同的學生對操作係統基本概念的熟悉程度,在第Ⅳ部分中提到的一些主題(例如,消息隊列、管道和信號),教師可以因材施教。
為瞭幫助教師和學生使用這本書,在Elsevier指南網站http://booksite.elsevier.com/ 9780128015070中,我們提供瞭補充包,其中包括PPT講義和源代碼。掃封底的二維碼也可以下載PPT講義和源代碼。
在本書中,未能涵蓋實時嵌入式係統的每一個重大主題。在決定哪些主題適閤軟件工程師、哪些需要重點強調、哪些需要省略方麵,這已是我能做齣的最好判斷。對於不同的觀點,確實感興趣的讀者可以參考其他課本。
鼓勵和歡迎來自同行的意見。請隨時發送建議到Xiaocong Fan, Behrend College, Pennsylvania State University, Erie, PA 16563, USA (e-mail: xfan@psu.edu)。我期待聽到讀者使用本書的反饋。
我是一個對嵌入式係統充滿好奇心的學生,但很多市麵上的書籍要麼太偏重理論,要麼太偏重某個工具,讓我覺得學習起來很吃力,而且不知道如何將知識應用到實際項目中。朋友推薦瞭我這本《嵌入式係統經典叢書:實時嵌入式係統設計原則與工程實踐》,說這是學習嵌入式係統繞不開的一本書。拿到書後,我感覺它像是一扇通往真正嵌入式世界的大門。這本書沒有一開始就拋齣大量的代碼,而是先從“為什麼”和“是什麼”開始,詳細地講解瞭實時嵌入式係統的概念、特性以及它在現代科技中扮演的角色。我特彆喜歡書中關於“實時性”的講解,不再是簡單的幾個關鍵詞,而是從時間約束、調度算法、到係統響應等方麵進行瞭深入的剖析,讓我對“實時”有瞭更深刻的理解。而且,書中還結閤瞭很多實際的例子,比如汽車電子、工業控製等,讓我能夠直觀地感受到這些設計原則是如何體現在我們身邊的産品中的。雖然有些章節的內容對我這個初學者來說還有些挑戰,但我相信,隨著我學習的深入,這本書一定會成為我解決實際問題、提升編程能力的最有力的工具。
評分對於我這樣一名有著一定年頭經驗的嵌入式開發者來說,市麵上大部分的書籍往往流於錶麵,要麼是某個特定芯片的開發指南,要麼是某個RTOS的API介紹。真正能夠從係統設計層麵去剖析問題,並且具備長遠指導意義的書籍卻不多。這本書恰恰填補瞭我的這種需求。它並非關注某個具體的工具或技術,而是著眼於“設計原則”和“工程實踐”,這正是經驗積纍過程中最寶貴的財富。書中對於如何構建一個可擴展、可維護、高性能的實時嵌入式係統的論述,讓我受益匪淺。我尤其欣賞它對不同架構和設計模式的對比分析,幫助我理解在不同場景下,哪種選擇更優。而且,書中關於係統級調優、性能瓶頸分析、以及容錯與故障恢復策略的章節,都充滿瞭實戰智慧。這些內容不是靠讀手冊就能掌握的,而是需要通過大量的項目經驗來提煉。這本書就像一位經驗豐富的老前輩,將他的“武功秘籍”毫無保留地傳授齣來,讓我得以站在巨人的肩膀上,更清晰地看到未來嵌入式係統發展的方嚮。
評分說實話,我一開始買這本書,主要是看中瞭“經典叢書”這幾個字,想著市麵上這麼多關於嵌入式的書,經典的肯定錯不瞭。拿到手之後,確實感覺到它的分量,不光是厚度,更是內容的厚度。這本書的獨特之處在於,它沒有把重心放在某個具體的硬件平颱或者某個特定的操作係統上,而是從更普適的設計原則層麵去講解實時嵌入式係統的方方麵麵。我尤其喜歡書中對“實時性”的深入探討,從理論定義到量化指標,再到如何通過係統設計和算法優化來保證實時性能,這些內容對於理解一個嵌入式係統是否“好用”至關重要。它教會我如何從係統整體的角度去思考問題,而不是僅僅糾結於某個代碼細節。而且,書中的一些工程實踐章節,比如關於可靠性設計、功耗優化、以及係統調試與驗證的論述,都非常貼閤實際工作中的痛點。我之前在項目調試時經常會遇到一些難以捉摸的問題,現在迴過頭來看,這本書裏的一些方法論和思路,完全可以幫助我更早地發現和規避這些風險。它不僅僅是知識的傳遞,更是思維方式的引導,讓我學會如何去構建一個健壯、高效、可維護的嵌入式係統。
評分這本書,我是在一個朋友的推薦下入手的,他是一名經驗豐富的嵌入式工程師,跟我說這套叢書是他們當年入門時的“聖經”。我平時也接觸一些嵌入式項目,但總覺得基礎不夠紮實,理論和實踐之間總隔著一層窗戶紙。拿到這本《實時嵌入式係統設計原則與工程實踐》後,翻開目錄,就被它的係統性和深度所吸引。它不像市麵上很多零散的教程,而是從一個非常宏觀的視角切入,將實時嵌入式係統的設計理念、核心原則以及在實際工程中會遇到的各種挑戰都娓娓道來。我最欣賞的是它並非僅僅羅列枯燥的理論,而是大量地結閤瞭實際案例和工程經驗,讓你在學習理論的同時,也能體會到如何在復雜的現實環境中落地。比如,書中關於任務調度、中斷處理、資源管理這些基礎但又至關重要的章節,講解得既清晰又透徹,讓我對這些概念有瞭前所未有的理解。我甚至發現,一些我之前遇到的棘手問題,在這本書裏都能找到相應的解決方案思路。而且,它的語言風格非常嚴謹,但又不失可讀性,不會讓非專業讀者望而卻步。我感覺這不僅僅是一本書,更像是一位資深導師在悉心傳授他的寶貴經驗。
評分我是一名剛入行不久的嵌入式軟件工程師,在學校裏學到的知識和工作中接觸到的項目之間總感覺有一段差距。朋友推薦我來看這本《實時嵌入式係統設計原則與工程實踐》,說這是業內公認的“硬核”讀物。拿到書後,我首先被它嚴謹的學術風格和清晰的邏輯結構所摺服。它從基礎概念講起,逐步深入到實時操作係統(RTOS)的核心機製、通信協議、以及各種設計模式。這本書最讓我印象深刻的是,它沒有迴避現實世界中嵌入式係統開發的復雜性。比如,書中關於多任務同步、死鎖預防、以及如何處理優先級翻轉等經典難題,都給齣瞭非常詳盡且實用的分析和解決方案。這對於我這樣一個需要快速成長的工程師來說,無疑是雪中送炭。我曾經在項目中遇到過類似的並發問題,當時花費瞭大量時間去調試,現在迴想起來,如果當初能掌握書中提到的這些方法,就能事半功倍。而且,這本書不僅僅是教你“怎麼做”,更重要的是教你“為什麼這麼做”,它會深入剖析每種設計選擇背後的權衡和考量,這對於培養工程師的獨立思考能力非常有幫助。
評分好
評分看看對寫專碩論文有沒有幫助的部分。
評分看看對寫專碩論文有沒有幫助的部分。
評分很不錯的書,值得購買
評分很不錯的書,值得購買
評分挺好挺好挺好挺好挺好
評分不適閤初學者,看不懂
評分買來送給朋友的,希望朋友喜歡,經常在京東買東西,很方便。
評分很好的的一次購買,下次再剁手!
本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度,google,bing,sogou 等
© 2025 book.coffeedeals.club All Rights Reserved. 靜流書站 版權所有