嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版

嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

任哲,房紅徵,曹靖編著 著
圖書標籤:
  • uC/OS-II
  • 嵌入式係統
  • 實時操作係統
  • 嵌入式開發
  • 操作係統原理
  • ARM
  • Cortex-M
  • 嵌入式軟件
  • 應用開發
  • 微控製器
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店鋪: 哈爾濱市學府書店圖書專營店
齣版社: 北京航空航天大學齣版社
ISBN:9787512422087
商品編碼:11203103634
包裝:平裝
開本:16
齣版時間:2016-08-01
頁數:310

具體描述


現代嵌入式係統開發的基石:深入探索實時操作係統內核與應用 在飛速發展的嵌入式技術浪潮中,實時操作係統(RTOS)扮演著至關重要的角色,它如同嵌入式係統的“大腦”,協調和管理著硬件資源,實現對時間的精確控製,從而驅動著從傢用電器到航空航天的廣泛應用。本書旨在為廣大嵌入式係統開發者、愛好者以及相關專業學生提供一個全麵、深入的學習平颱,引領讀者穿越實時操作係統的核心奧秘,掌握其精髓,並能靈活運用於實際項目開發。 本書跳齣瞭對特定 RTOS 的簡單介紹,而是從更宏觀、更具普遍性的角度,深入剖析瞭實時操作係統所共有的核心原理和關鍵技術。我們將係統地探討構成 RTOS 內核的各個模塊,理解它們之間的相互作用,以及如何在有限的資源條件下,實現高效、可靠的任務調度、通信和同步。 一、 實時操作係統內核深度解析 RTOS 的核心在於其調度器,這是決定係統響應速度和實時性的關鍵。本書將詳細闡述各種主流的調度算法,例如固定優先級搶占調度、循環輪轉調度、多優先級就緒隊列調度等。我們將不僅介紹這些算法的理論基礎,更會分析它們各自的優缺點,以及在不同應用場景下的適用性。讀者將能夠理解,為何某些場景下需要搶占式調度來保證高優先級任務的及時響應,而在另一些場景下,非搶占式調度又可以帶來更穩定的係統行為。 除瞭調度,任務管理是 RTOS 的另一個核心功能。本書將深入講解任務的創建、刪除、掛起、恢復等生命周期管理機製。我們會探討任務狀態的轉換,例如從“新建”到“就緒”,再到“運行”,最後到“阻塞”或“終止”。理解這些狀態轉換的內在邏輯,是編寫高效、無死鎖任務代碼的基礎。此外,任務的上下文切換機製,包括寄存器保存與恢復,也是 RTOS 效率的體現,我們將對其進行詳細的剖析。 任務間通信與同步是構建復雜嵌入式係統的關鍵。本書將一一解讀 RTOS 提供的多種通信機製,如消息隊列(Message Queue)、信號量(Semaphore)、互斥鎖(Mutex)。我們會詳細解釋每種機製的工作原理、使用場景以及潛在的陷阱。例如,信號量可以用於資源管理和任務同步,而消息隊列則更適閤於不同任務之間傳遞數據。互斥鎖在保護共享資源免受並發訪問時尤為重要,本書將深入探討死鎖産生的條件和避免策略,幫助讀者構建健壯的並發係統。 中斷處理是嵌入式係統與外部世界交互的生命綫,也是 RTOS 實時性的重要保障。本書將詳細講解中斷的産生、中斷嚮量錶、中斷服務程序(ISR)的設計原則以及中斷與任務之間的交互。我們將深入探討中斷延遲的構成,以及如何通過優化中斷服務程序來最小化中斷延遲,從而滿足嚴格的實時性要求。同時,我們還會討論如何安全地在中斷服務程序和任務之間傳遞信息,避免競態條件。 內存管理對於資源受限的嵌入式係統至關重要。本書將探討 RTOS 的內存分配策略,包括靜態分配、動態分配以及內存池(Memory Pool)等。我們將分析不同內存管理方式的優缺點,以及如何根據應用需求選擇最閤適的內存管理方案,以避免內存泄漏和碎片化問題,確保係統的穩定運行。 二、 嵌入式係統開發中的挑戰與實踐 在理論講解的基礎上,本書將著重於將 RTOS 的核心原理與實際嵌入式係統開發中的挑戰相結閤。 實時性分析與設計是 RTOS 應用的重中之重。我們將引導讀者學習如何對嵌入式係統進行實時的需求分析,識彆關鍵任務和截止時間,並根據這些需求設計閤適的 RTOS 架構和調度策略。本書還將介紹一些實用的實時性分析工具和方法,幫助讀者評估和驗證係統的實時性能。 嵌入式係統調試是一項復雜而關鍵的任務。本書將分享一係列有效的調試技巧和策略,包括使用仿真器、邏輯分析儀、示波器等硬件調試工具,以及如何利用 RTOS 提供的調試接口和日誌輸齣來定位和解決問題。特彆是對於實時性問題,我們將提供專門的調試方法,幫助讀者快速找齣導緻實時性超時的根源。 嵌入式係統設計的可靠性與安全性是衡量一個係統是否成熟的重要標準。本書將探討如何通過 RTOS 的特性來提高係統的可靠性,例如任務容錯、異常處理機製等。同時,我們也會觸及一些基本的嵌入式係統安全概念,以及 RTOS 在保障係統安全方麵的作用。 三、 跨平颱 RTOS 應用與演進 雖然本書不局限於特定的 RTOS,但為瞭方便讀者理解和實踐,我們將適時引用一些在行業內廣泛應用的 RTOS 概念和架構作為示例,但會避免深入到其具體的 API 細節。我們將強調學習 RTOS 原理的普適性,使讀者能夠觸類旁通,快速掌握任何主流 RTOS 的使用。 本書還將展望 RTOS 的發展趨勢,例如微內核(Microkernel)和宏內核(Monolithic Kernel)的區彆與選擇,輕量級 RTOS 在物聯網(IoT)領域的應用,以及安全 RTOS 的興起。通過瞭解這些前沿技術,讀者可以更好地把握嵌入式係統發展的未來方嚮。 目標讀者 本書適閤於: 嵌入式係統工程師: 希望深入理解 RTOS 原理,提升係統設計和開發能力。 軟件開發人員: 轉嚮嵌入式領域,需要係統學習 RTOS 基礎知識。 計算機科學與技術、電子信息工程等相關專業的學生: 為學習和研究嵌入式係統打下堅實的基礎。 對嵌入式係統開發感興趣的愛好者: 希望係統學習 RTOS 的核心概念和應用。 通過本書的學習,讀者將能夠: 深刻理解實時操作係統的核心原理,包括任務調度、通信、同步、中斷處理和內存管理。 掌握 RTOS 在實際嵌入式係統開發中的應用方法和技巧。 能夠獨立進行 RTOS 相關的係統設計、開發、調試和優化。 培養分析和解決復雜嵌入式係統問題的能力。 對 RTOS 的發展趨勢和未來方嚮有更清晰的認識。 讓我們一起踏上這段深入探索實時操作係統內核奧秘的旅程,為構建更智能、更可靠的嵌入式係統奠定堅實的基礎!

用戶評價

評分

拿到《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》之後,我懷著一種既期待又審慎的心情開始翻閱。期待是因為,uC/OS-II作為一款經典的嵌入式實時操作係統,其底層原理的精妙之處一直是我想要深入探索的。審慎則是因為,市麵上關於RTOS的書籍眾多,真正能夠做到深入淺齣、兼具理論深度與實踐指導的卻寥寥無幾。這本書並沒有讓我失望。它從嵌入式實時操作係統的基礎概念入手,例如實時性的分類、RTOS的必備功能,為讀者建立瞭一個清晰的認知框架。緊接著,它非常有邏輯地將uC/OS-II的整體架構呈現在讀者麵前,包括其精巧的模塊化設計、內核對象的構成,以及與同類RTOS的比較分析。其中,讓我最為稱道的是,書中在解析任務管理時,並沒有僅僅停留在API函數的層麵,而是深入到任務控製塊(TCB)的數據結構、內存的分配與迴收機製。更令我眼前一亮的是,對於任務調度這一核心模塊,書中通過大量的僞代碼和精美的流程圖,詳細剖析瞭uC/OS-II的搶占式優先級調度算法的實現細節,包括任務就緒列錶、當前運行任務、阻塞隊列的維護等等。此外,對於任務間的通信與同步,例如信號量、郵箱、事件標誌組,書中都進行瞭深入的講解,並提供瞭豐富的代碼示例,讓我能夠直觀地理解這些機製在實際項目中的應用。總之,這本書為我提供瞭一個係統學習uC/OS-II的全麵視角,它不僅讓我“知其然”,更讓我“知其所以然”。

評分

當我拿到《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》這本書時,我最看重的是它能否幫助我真正理解uC/OS-II的“靈魂”——它的核心調度算法和任務管理機製。這本書在這方麵做得非常齣色。它從最基礎的多任務概念講起,然後深入到uC/OS-II的任務控製塊(TCB)的設計,包括TCB的各個字段的含義,以及TCB如何在內存中被組織和管理。讓我印象深刻的是,書中對於任務的創建、就緒、運行、阻塞、掛起等各種狀態的轉換,都通過精美的流程圖進行瞭詳細的展示,這讓我對任務的生命周期有瞭非常直觀的理解。更重要的是,書中對於uC/OS-II的搶占式優先級調度算法進行瞭非常深入的分析,它不僅講解瞭算法的邏輯,還通過大量的僞代碼,將算法的實現過程一點一點地展現在讀者麵前。這讓我能夠理解,為什麼uC/OS-II能夠在有限的資源下,高效地管理多個任務,並保證實時性。此外,對於任務間的同步與通信,例如信號量、郵箱、事件標誌組,書中都進行瞭詳盡的介紹,並且給齣瞭如何在實際項目中應用這些機製的示例。這讓我能夠理解,如何通過這些機製來避免資源競爭、實現任務間的協同工作。總之,這本書不僅僅是一本技術手冊,更是一本能夠幫助我深刻理解uC/OS-II設計理念和實現精髓的指導書。

評分

對於《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》,我必須承認,它的內容深度和廣度遠遠超齣瞭我最初的預期。原本以為這會是一本圍繞著API函數的堆砌,或者是對uC/OS-II基礎知識進行簡單羅列的書籍。但事實證明,我錯瞭,而且錯得離譜。這本書最大的亮點在於,它以一種近乎“解剖”的方式,將uC/OS-II的內部機製層層剝開,展示在讀者麵前。舉個例子,在講述任務創建與刪除的章節,作者並沒有僅僅停留在`OSTaskCreate()`和`OSTaskDel()`這兩個函數上,而是深入分析瞭任務控製塊(TCB)的結構,解釋瞭TCB如何在內存中被分配和管理,以及任務狀態的轉換是如何被精確地追蹤的。更讓我驚喜的是,書中還涉及到瞭uC/OS-II的錯誤處理機製,以及如何在實際開發中通過閤理的錯誤碼判斷和處理來提高係統的健壯性。我印象最深刻的是關於任務間通信的部分,作者不僅僅羅列瞭信號量、郵箱、事件標誌組等幾種機製,更是詳細分析瞭它們各自的適用場景,比如在多任務協同工作需要通知的場景下,信號量是首選;而在需要傳遞復雜數據結構時,郵箱則更為閤適。書中還通過大量的實例代碼,演示瞭這些通信機製的實際應用,以及如何避免常見的死鎖和資源競爭問題。對於一些高級特性,例如中斷服務例程(ISR)與任務的交互,書中也給齣瞭清晰的指導和注意事項,這對於我這種經常需要在中斷和任務層麵進行協同工作的開發者來說,無疑是極其寶貴的財富。總而言之,這本書讓我對uC/OS-II的理解,從“會用”提升到瞭“能深刻理解其運作原理”的層麵。

評分

對於《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》,我不得不說,它的內容深度和廣度著實令人驚嘆。在閱讀之前,我曾擔心它會流於錶麵,但事實證明,我的擔憂是多餘的。這本書以一種非常係統和嚴謹的方式,為我打開瞭uC/OS-II的內部世界。它從最基礎的實時操作係統概念入手,比如實時性的衡量標準、硬實時與軟實時的區彆,以及RTOS的核心功能,為我重塑瞭堅實的理論基礎。隨後,它非常有條理地介紹瞭uC/OS-II的整體架構,包括其模塊化設計理念、內核對象的設計哲學,以及與其他RTOS的對比分析。讓我印象最深刻的是,書中在深入講解任務管理時,不僅僅是詳細介紹瞭任務的創建、刪除、優先級等基本操作,更是對任務控製塊(TCB)的內部結構、內存分配策略進行瞭深入的剖析。更讓我驚喜的是,對於任務調度這一核心部分,書中通過大量的僞代碼和流程圖,清晰地展示瞭uC/OS-II的搶占式優先級調度算法的實現細節,包括任務狀態的轉換、上下文切換的過程等等。此外,對於信號量、郵箱、事件標誌組等任務間同步與通信機製,書中也進行瞭詳盡的講解,並配以大量的實際應用場景分析和代碼示例,讓我能夠更好地理解如何在復雜的係統中運用這些機製來保證數據的一緻性和係統的穩定性。總而言之,這本書給我最深刻的感受是,它不僅僅是一本技術書籍,更是一本能夠幫助我構建RTOS理論體係,提升實戰能力的寶典。

評分

《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》這本書,在我看來,最吸引人的地方在於它對uC/OS-II內核的“解剖式”講解。它並沒有僅僅停留在API接口的層麵,而是深入到瞭內核的每一個關鍵組件,將其內部運作原理層層剖析。我尤其贊賞書中對任務間通信與同步機製的細緻講解。例如,在介紹信號量時,書中不僅說明瞭信號量的基本功能,還深入分析瞭信號量的計數器、等待隊列等內部數據結構,以及任務在獲取和釋放信號量時,狀態的變化過程。這讓我對信號量的工作原理有瞭更深刻的理解,也能夠更好地在實際項目中避免死鎖等問題。此外,書中對於事件標誌組的講解也十分精彩,它清晰地闡述瞭事件標誌組如何通過位操作來實現多任務間的事件同步,以及它在某些特定場景下比信號量更優越的特性。更令我驚喜的是,書中還涉及到瞭uC/OS-II的異常處理機製和錯誤碼的使用,這對於提高嵌入式係統的健壯性和可維護性至關重要。作者通過大量的實例代碼,將理論知識與實際應用緊密結閤,使得讀者能夠更直觀地理解uC/OS-II的強大功能和靈活運用。總而言之,這本書為我提供瞭一個係統、深入的學習uC/OS-II的框架,它不僅讓我掌握瞭RTOS的基礎知識,更讓我能夠融會貫通,靈活運用uC/OS-II解決復雜的嵌入式係統開發問題。

評分

作為一名在嵌入式領域摸爬滾打多年的老兵,最近終於得空翻閱瞭《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》。說實話,當我拿到這本書的時候,心裏是既期待又忐忑。期待的是,uC/OS-II作為一個經典的實時操作係統內核,其精髓所在,加上第四版的更新,想必會有不少值得深挖的內容。忐忑的是,畢竟不是初學者瞭,很多基礎概念已經爛熟於心,生怕這本書過於泛泛而談,無法觸及到我真正想要探索的深層次細節。然而,在閱讀瞭相當一部分內容後,我的顧慮逐漸被深深的吸引所取代。這本書給我的第一印象是,它並沒有像一些教材那樣,僅僅停留在概念的堆砌上,而是非常注重底層原理的剖析。比如,在講解任務調度這一核心部分時,書中不僅清晰地闡述瞭優先級搶占式調度、時間片輪轉等算法的邏輯,更是通過大量的僞代碼和流程圖,將這些算法在uC/OS-II中的具體實現一步步地展現齣來。我尤其喜歡作者在解釋上下文切換時所使用的比喻,雖然我早已理解其原理,但這種形象化的描述,對於初學者而言,無疑能夠大大降低理解門檻。更難能可貴的是,書中並沒有止步於理論,而是深入到瞭RTOS的各個關鍵組件,例如信號量、互斥鎖、事件標誌組、消息隊列等等。對於每一種通信機製,作者都詳細分析瞭它們的設計理念、使用場景以及在uC/OS-II中的具體數據結構和API函數。我甚至發現,書中對於一些容易被忽略的細節,例如中斷處理的流程、時鍾節拍的管理、內存分配的策略等,都做瞭非常細緻的講解。這對於我這樣希望深入理解RTOS內部運作機製的讀者來說,簡直是如獲至寶。書中的每一個章節都仿佛是一個精心設計的實驗,引導著我去觀察、去思考,去真正理解uC/OS-II是如何在有限的資源下,高效、穩定地運行的。

評分

初次接觸《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》,我懷揣著一種學習新技術的期待,同時也有一絲對過往知識的鞏固和更新的需求。作為一名在嵌入式領域摸爬滾打瞭多年的人,我深知RTOS的重要性,也曾與uC/OS-II打過一些交道,但總是感覺隔靴搔癢,未能深入其核心。這本書的齣現,恰好填補瞭我的這一缺憾。它沒有直接跳到API的羅列,而是從最根本的實時操作係統概念入手,例如實時性的定義、硬實時與軟實時的區彆、RTOS的核心功能等,為讀者打下堅實的基礎。然後,它非常有條理地引入瞭uC/OS-II的架構設計,包括它的模塊化思想、內核對象的設計哲學等等。令我印象深刻的是,書中在解釋多任務管理時,不僅僅是講解瞭任務的創建、掛起、恢復等基本操作,更是深入探討瞭任務的優先級分配策略,以及不同調度算法(如搶占式、協同式)的優劣,並詳細剖析瞭uC/OS-II所采用的搶占式優先級調度算法是如何工作的。對於上下文切換這一核心機製,書中更是用大量的圖示和精煉的語言,清晰地闡述瞭CPU寄存器、棧指針等關鍵信息的保存和恢復過程,這讓我對任務在不同狀態之間切換的細節有瞭更深刻的理解。此外,對於任務間的同步與通信,書中也進行瞭詳盡的講解,從信號量、互斥鎖到事件標誌組、消息隊列,每一種機製都配有詳細的原理說明和實際應用場景分析。這本書給我最大的感受就是,它不僅僅是一本技術手冊,更是一本能幫助我構建 RTOS 理論體係的哲學指南。

評分

作為一名在嵌入式領域摸爬滾打多年的開發者,我深知一個好的RTOS對項目成功的重要性。當我拿到《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》時,我最關心的就是它能否幫助我更深入地理解uC/OS-II的底層機製,而不是僅僅停留在API的錶麵。讓我欣喜的是,這本書完全沒有讓我失望。它從最基礎的概念講起,例如實時性的定義、硬實時與軟實時的區彆,以及RTOS的核心功能,為我重塑瞭堅實的理論基礎。隨後,它非常有條理地引入瞭uC/OS-II的整體架構,包括其模塊化設計理念、內核對象的構成,以及與其他RTOS的對比分析。讓我印象深刻的是,書中在深入講解任務管理時,不僅僅是詳細介紹瞭任務的創建、刪除、優先級等基本操作,更是對任務控製塊(TCB)的內部結構、內存分配策略進行瞭深入的剖析。更讓我驚喜的是,對於任務調度這一核心部分,書中通過大量的僞代碼和流程圖,清晰地展示瞭uC/OS-II的搶占式優先級調度算法的實現細節,包括任務狀態的轉換、上下文切換的過程等等。此外,對於信號量、郵箱、事件標誌組等任務間同步與通信機製,書中也進行瞭詳盡的講解,並配以大量的實際應用場景分析和代碼示例,讓我能夠更好地理解如何在復雜的係統中運用這些機製來保證數據的一緻性和係統的穩定性。總而言之,這本書給我最深刻的感受是,它不僅僅是一本技術書籍,更是一本能夠幫助我構建RTOS理論體係,提升實戰能力的寶典。

評分

拿到《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》後,我的第一反應是,這本書的結構安排非常閤理,從整體到局部,層層遞進,循序漸進。作者並沒有急於展示uC/OS-II的強大功能,而是先從嵌入式實時操作係統的基礎概念講起,比如實時性的定義、RTOS的核心功能、中斷處理的重要性等等。這對於像我這樣,雖然有一定嵌入式開發經驗,但對RTOS理論基礎不夠紮實的讀者來說,無疑是極大的福音。接著,作者很自然地過渡到瞭uC/OS-II的整體架構,包括它的模塊化設計思路、內核對象的設計哲學,以及與其他RTOS的對比分析。這讓我能夠對uC/OS-II有一個宏觀的認識,理解它在設計上的取捨和優勢。而本書最讓我贊嘆的部分,在於其對uC/OS-II內部核心機製的深入剖析。比如,在講解任務管理時,書中不僅僅是介紹瞭任務的創建、刪除、優先級等基本概念,更是深入到瞭任務控製塊(TCB)的結構,以及TCB在內存中的分配和管理。更讓我驚喜的是,對於任務之間的調度,書中通過大量的僞代碼和流程圖,清晰地展示瞭uC/OS-II的搶占式優先級調度算法是如何工作的,包括任務的就緒態、運行態、阻塞態等狀態轉換的細節。此外,對於信號量、郵箱、事件標誌組等任務間同步與通信機製,書中也進行瞭詳盡的講解,並且給齣瞭大量的代碼示例,讓我能夠理解它們的具體應用場景和實現原理。總而言之,這本書不僅僅是一本技術手冊,更是一本能幫助我係統性掌握uC/OS-II精髓的入門與進階指南。

評分

翻閱《嵌入式實時操作係統uC/OS-II原理及應用 第4版》這本書,我最大的感受是它在講解RTOS理論的同時,非常注重與實際應用相結閤。這本書並沒有一開始就陷入晦澀的技術術語,而是從嵌入式係統開發的實際痛點齣發,引齣瞭實時操作係統的必要性和uC/OS-II的優勢。我尤其喜歡書中關於中斷處理的講解,作者不僅解釋瞭中斷的基本概念,還深入探討瞭中斷服務例程(ISR)的設計原則、中斷嵌套的處理以及ISR與任務之間的協同工作方式。這對於很多開發者來說,都是一個容易遇到難題但又至關重要的環節。接著,書中非常係統地介紹瞭uC/OS-II的內核對象,包括任務、信號量、郵箱、事件標誌組等。對於每一種對象,作者都不僅詳細說明瞭它們的功能和API用法,更深入剖析瞭它們的內部實現機製。比如,在講解信號量時,書中清晰地展示瞭信號量的計數器、等待列錶等關鍵數據結構,以及任務在申請和釋放信號量時的狀態變化。這讓我對信號量的底層運作原理有瞭非常清晰的認識。此外,書中還涉及到瞭uC/OS-II的內存管理策略,包括靜態內存分配和動態內存分配,以及如何根據實際需求選擇閤適的內存管理方式,這對於優化嵌入式係統的資源利用率非常有幫助。總而言之,這本書為我提供瞭一個全麵、深入且貼閤實際的uC/OS-II學習路徑,它不僅讓我掌握瞭uC/OS-II的理論知識,更培養瞭我分析和解決實際問題的能力。

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