嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版

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任哲,房红征,曹靖编著 著
图书标签:
  • uC/OS-II
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店铺: 哈尔滨市学府书店图书专营店
出版社: 北京航空航天大学出版社
ISBN:9787512422087
商品编码:11203103634
包装:平装
开本:16
出版时间:2016-08-01
页数:310

具体描述


现代嵌入式系统开发的基石:深入探索实时操作系统内核与应用 在飞速发展的嵌入式技术浪潮中,实时操作系统(RTOS)扮演着至关重要的角色,它如同嵌入式系统的“大脑”,协调和管理着硬件资源,实现对时间的精确控制,从而驱动着从家用电器到航空航天的广泛应用。本书旨在为广大嵌入式系统开发者、爱好者以及相关专业学生提供一个全面、深入的学习平台,引领读者穿越实时操作系统的核心奥秘,掌握其精髓,并能灵活运用于实际项目开发。 本书跳出了对特定 RTOS 的简单介绍,而是从更宏观、更具普遍性的角度,深入剖析了实时操作系统所共有的核心原理和关键技术。我们将系统地探讨构成 RTOS 内核的各个模块,理解它们之间的相互作用,以及如何在有限的资源条件下,实现高效、可靠的任务调度、通信和同步。 一、 实时操作系统内核深度解析 RTOS 的核心在于其调度器,这是决定系统响应速度和实时性的关键。本书将详细阐述各种主流的调度算法,例如固定优先级抢占调度、循环轮转调度、多优先级就绪队列调度等。我们将不仅介绍这些算法的理论基础,更会分析它们各自的优缺点,以及在不同应用场景下的适用性。读者将能够理解,为何某些场景下需要抢占式调度来保证高优先级任务的及时响应,而在另一些场景下,非抢占式调度又可以带来更稳定的系统行为。 除了调度,任务管理是 RTOS 的另一个核心功能。本书将深入讲解任务的创建、删除、挂起、恢复等生命周期管理机制。我们会探讨任务状态的转换,例如从“新建”到“就绪”,再到“运行”,最后到“阻塞”或“终止”。理解这些状态转换的内在逻辑,是编写高效、无死锁任务代码的基础。此外,任务的上下文切换机制,包括寄存器保存与恢复,也是 RTOS 效率的体现,我们将对其进行详细的剖析。 任务间通信与同步是构建复杂嵌入式系统的关键。本书将一一解读 RTOS 提供的多种通信机制,如消息队列(Message Queue)、信号量(Semaphore)、互斥锁(Mutex)。我们会详细解释每种机制的工作原理、使用场景以及潜在的陷阱。例如,信号量可以用于资源管理和任务同步,而消息队列则更适合于不同任务之间传递数据。互斥锁在保护共享资源免受并发访问时尤为重要,本书将深入探讨死锁产生的条件和避免策略,帮助读者构建健壮的并发系统。 中断处理是嵌入式系统与外部世界交互的生命线,也是 RTOS 实时性的重要保障。本书将详细讲解中断的产生、中断向量表、中断服务程序(ISR)的设计原则以及中断与任务之间的交互。我们将深入探讨中断延迟的构成,以及如何通过优化中断服务程序来最小化中断延迟,从而满足严格的实时性要求。同时,我们还会讨论如何安全地在中断服务程序和任务之间传递信息,避免竞态条件。 内存管理对于资源受限的嵌入式系统至关重要。本书将探讨 RTOS 的内存分配策略,包括静态分配、动态分配以及内存池(Memory Pool)等。我们将分析不同内存管理方式的优缺点,以及如何根据应用需求选择最合适的内存管理方案,以避免内存泄漏和碎片化问题,确保系统的稳定运行。 二、 嵌入式系统开发中的挑战与实践 在理论讲解的基础上,本书将着重于将 RTOS 的核心原理与实际嵌入式系统开发中的挑战相结合。 实时性分析与设计是 RTOS 应用的重中之重。我们将引导读者学习如何对嵌入式系统进行实时的需求分析,识别关键任务和截止时间,并根据这些需求设计合适的 RTOS 架构和调度策略。本书还将介绍一些实用的实时性分析工具和方法,帮助读者评估和验证系统的实时性能。 嵌入式系统调试是一项复杂而关键的任务。本书将分享一系列有效的调试技巧和策略,包括使用仿真器、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具,以及如何利用 RTOS 提供的调试接口和日志输出来定位和解决问题。特别是对于实时性问题,我们将提供专门的调试方法,帮助读者快速找出导致实时性超时的根源。 嵌入式系统设计的可靠性与安全性是衡量一个系统是否成熟的重要标准。本书将探讨如何通过 RTOS 的特性来提高系统的可靠性,例如任务容错、异常处理机制等。同时,我们也会触及一些基本的嵌入式系统安全概念,以及 RTOS 在保障系统安全方面的作用。 三、 跨平台 RTOS 应用与演进 虽然本书不局限于特定的 RTOS,但为了方便读者理解和实践,我们将适时引用一些在行业内广泛应用的 RTOS 概念和架构作为示例,但会避免深入到其具体的 API 细节。我们将强调学习 RTOS 原理的普适性,使读者能够触类旁通,快速掌握任何主流 RTOS 的使用。 本书还将展望 RTOS 的发展趋势,例如微内核(Microkernel)和宏内核(Monolithic Kernel)的区别与选择,轻量级 RTOS 在物联网(IoT)领域的应用,以及安全 RTOS 的兴起。通过了解这些前沿技术,读者可以更好地把握嵌入式系统发展的未来方向。 目标读者 本书适合于: 嵌入式系统工程师: 希望深入理解 RTOS 原理,提升系统设计和开发能力。 软件开发人员: 转向嵌入式领域,需要系统学习 RTOS 基础知识。 计算机科学与技术、电子信息工程等相关专业的学生: 为学习和研究嵌入式系统打下坚实的基础。 对嵌入式系统开发感兴趣的爱好者: 希望系统学习 RTOS 的核心概念和应用。 通过本书的学习,读者将能够: 深刻理解实时操作系统的核心原理,包括任务调度、通信、同步、中断处理和内存管理。 掌握 RTOS 在实际嵌入式系统开发中的应用方法和技巧。 能够独立进行 RTOS 相关的系统设计、开发、调试和优化。 培养分析和解决复杂嵌入式系统问题的能力。 对 RTOS 的发展趋势和未来方向有更清晰的认识。 让我们一起踏上这段深入探索实时操作系统内核奥秘的旅程,为构建更智能、更可靠的嵌入式系统奠定坚实的基础!

用户评价

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对于《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》,我必须承认,它的内容深度和广度远远超出了我最初的预期。原本以为这会是一本围绕着API函数的堆砌,或者是对uC/OS-II基础知识进行简单罗列的书籍。但事实证明,我错了,而且错得离谱。这本书最大的亮点在于,它以一种近乎“解剖”的方式,将uC/OS-II的内部机制层层剥开,展示在读者面前。举个例子,在讲述任务创建与删除的章节,作者并没有仅仅停留在`OSTaskCreate()`和`OSTaskDel()`这两个函数上,而是深入分析了任务控制块(TCB)的结构,解释了TCB如何在内存中被分配和管理,以及任务状态的转换是如何被精确地追踪的。更让我惊喜的是,书中还涉及到了uC/OS-II的错误处理机制,以及如何在实际开发中通过合理的错误码判断和处理来提高系统的健壮性。我印象最深刻的是关于任务间通信的部分,作者不仅仅罗列了信号量、邮箱、事件标志组等几种机制,更是详细分析了它们各自的适用场景,比如在多任务协同工作需要通知的场景下,信号量是首选;而在需要传递复杂数据结构时,邮箱则更为合适。书中还通过大量的实例代码,演示了这些通信机制的实际应用,以及如何避免常见的死锁和资源竞争问题。对于一些高级特性,例如中断服务例程(ISR)与任务的交互,书中也给出了清晰的指导和注意事项,这对于我这种经常需要在中断和任务层面进行协同工作的开发者来说,无疑是极其宝贵的财富。总而言之,这本书让我对uC/OS-II的理解,从“会用”提升到了“能深刻理解其运作原理”的层面。

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拿到《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》之后,我怀着一种既期待又审慎的心情开始翻阅。期待是因为,uC/OS-II作为一款经典的嵌入式实时操作系统,其底层原理的精妙之处一直是我想要深入探索的。审慎则是因为,市面上关于RTOS的书籍众多,真正能够做到深入浅出、兼具理论深度与实践指导的却寥寥无几。这本书并没有让我失望。它从嵌入式实时操作系统的基础概念入手,例如实时性的分类、RTOS的必备功能,为读者建立了一个清晰的认知框架。紧接着,它非常有逻辑地将uC/OS-II的整体架构呈现在读者面前,包括其精巧的模块化设计、内核对象的构成,以及与同类RTOS的比较分析。其中,让我最为称道的是,书中在解析任务管理时,并没有仅仅停留在API函数的层面,而是深入到任务控制块(TCB)的数据结构、内存的分配与回收机制。更令我眼前一亮的是,对于任务调度这一核心模块,书中通过大量的伪代码和精美的流程图,详细剖析了uC/OS-II的抢占式优先级调度算法的实现细节,包括任务就绪列表、当前运行任务、阻塞队列的维护等等。此外,对于任务间的通信与同步,例如信号量、邮箱、事件标志组,书中都进行了深入的讲解,并提供了丰富的代码示例,让我能够直观地理解这些机制在实际项目中的应用。总之,这本书为我提供了一个系统学习uC/OS-II的全面视角,它不仅让我“知其然”,更让我“知其所以然”。

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作为一名在嵌入式领域摸爬滚打多年的开发者,我深知一个好的RTOS对项目成功的重要性。当我拿到《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》时,我最关心的就是它能否帮助我更深入地理解uC/OS-II的底层机制,而不是仅仅停留在API的表面。让我欣喜的是,这本书完全没有让我失望。它从最基础的概念讲起,例如实时性的定义、硬实时与软实时的区别,以及RTOS的核心功能,为我重塑了坚实的理论基础。随后,它非常有条理地引入了uC/OS-II的整体架构,包括其模块化设计理念、内核对象的构成,以及与其他RTOS的对比分析。让我印象深刻的是,书中在深入讲解任务管理时,不仅仅是详细介绍了任务的创建、删除、优先级等基本操作,更是对任务控制块(TCB)的内部结构、内存分配策略进行了深入的剖析。更让我惊喜的是,对于任务调度这一核心部分,书中通过大量的伪代码和流程图,清晰地展示了uC/OS-II的抢占式优先级调度算法的实现细节,包括任务状态的转换、上下文切换的过程等等。此外,对于信号量、邮箱、事件标志组等任务间同步与通信机制,书中也进行了详尽的讲解,并配以大量的实际应用场景分析和代码示例,让我能够更好地理解如何在复杂的系统中运用这些机制来保证数据的一致性和系统的稳定性。总而言之,这本书给我最深刻的感受是,它不仅仅是一本技术书籍,更是一本能够帮助我构建RTOS理论体系,提升实战能力的宝典。

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当我拿到《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》这本书时,我最看重的是它能否帮助我真正理解uC/OS-II的“灵魂”——它的核心调度算法和任务管理机制。这本书在这方面做得非常出色。它从最基础的多任务概念讲起,然后深入到uC/OS-II的任务控制块(TCB)的设计,包括TCB的各个字段的含义,以及TCB如何在内存中被组织和管理。让我印象深刻的是,书中对于任务的创建、就绪、运行、阻塞、挂起等各种状态的转换,都通过精美的流程图进行了详细的展示,这让我对任务的生命周期有了非常直观的理解。更重要的是,书中对于uC/OS-II的抢占式优先级调度算法进行了非常深入的分析,它不仅讲解了算法的逻辑,还通过大量的伪代码,将算法的实现过程一点一点地展现在读者面前。这让我能够理解,为什么uC/OS-II能够在有限的资源下,高效地管理多个任务,并保证实时性。此外,对于任务间的同步与通信,例如信号量、邮箱、事件标志组,书中都进行了详尽的介绍,并且给出了如何在实际项目中应用这些机制的示例。这让我能够理解,如何通过这些机制来避免资源竞争、实现任务间的协同工作。总之,这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本能够帮助我深刻理解uC/OS-II设计理念和实现精髓的指导书。

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翻阅《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》这本书,我最大的感受是它在讲解RTOS理论的同时,非常注重与实际应用相结合。这本书并没有一开始就陷入晦涩的技术术语,而是从嵌入式系统开发的实际痛点出发,引出了实时操作系统的必要性和uC/OS-II的优势。我尤其喜欢书中关于中断处理的讲解,作者不仅解释了中断的基本概念,还深入探讨了中断服务例程(ISR)的设计原则、中断嵌套的处理以及ISR与任务之间的协同工作方式。这对于很多开发者来说,都是一个容易遇到难题但又至关重要的环节。接着,书中非常系统地介绍了uC/OS-II的内核对象,包括任务、信号量、邮箱、事件标志组等。对于每一种对象,作者都不仅详细说明了它们的功能和API用法,更深入剖析了它们的内部实现机制。比如,在讲解信号量时,书中清晰地展示了信号量的计数器、等待列表等关键数据结构,以及任务在申请和释放信号量时的状态变化。这让我对信号量的底层运作原理有了非常清晰的认识。此外,书中还涉及到了uC/OS-II的内存管理策略,包括静态内存分配和动态内存分配,以及如何根据实际需求选择合适的内存管理方式,这对于优化嵌入式系统的资源利用率非常有帮助。总而言之,这本书为我提供了一个全面、深入且贴合实际的uC/OS-II学习路径,它不仅让我掌握了uC/OS-II的理论知识,更培养了我分析和解决实际问题的能力。

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作为一名在嵌入式领域摸爬滚打多年的老兵,最近终于得空翻阅了《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》。说实话,当我拿到这本书的时候,心里是既期待又忐忑。期待的是,uC/OS-II作为一个经典的实时操作系统内核,其精髓所在,加上第四版的更新,想必会有不少值得深挖的内容。忐忑的是,毕竟不是初学者了,很多基础概念已经烂熟于心,生怕这本书过于泛泛而谈,无法触及到我真正想要探索的深层次细节。然而,在阅读了相当一部分内容后,我的顾虑逐渐被深深的吸引所取代。这本书给我的第一印象是,它并没有像一些教材那样,仅仅停留在概念的堆砌上,而是非常注重底层原理的剖析。比如,在讲解任务调度这一核心部分时,书中不仅清晰地阐述了优先级抢占式调度、时间片轮转等算法的逻辑,更是通过大量的伪代码和流程图,将这些算法在uC/OS-II中的具体实现一步步地展现出来。我尤其喜欢作者在解释上下文切换时所使用的比喻,虽然我早已理解其原理,但这种形象化的描述,对于初学者而言,无疑能够大大降低理解门槛。更难能可贵的是,书中并没有止步于理论,而是深入到了RTOS的各个关键组件,例如信号量、互斥锁、事件标志组、消息队列等等。对于每一种通信机制,作者都详细分析了它们的设计理念、使用场景以及在uC/OS-II中的具体数据结构和API函数。我甚至发现,书中对于一些容易被忽略的细节,例如中断处理的流程、时钟节拍的管理、内存分配的策略等,都做了非常细致的讲解。这对于我这样希望深入理解RTOS内部运作机制的读者来说,简直是如获至宝。书中的每一个章节都仿佛是一个精心设计的实验,引导着我去观察、去思考,去真正理解uC/OS-II是如何在有限的资源下,高效、稳定地运行的。

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对于《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》,我不得不说,它的内容深度和广度着实令人惊叹。在阅读之前,我曾担心它会流于表面,但事实证明,我的担忧是多余的。这本书以一种非常系统和严谨的方式,为我打开了uC/OS-II的内部世界。它从最基础的实时操作系统概念入手,比如实时性的衡量标准、硬实时与软实时的区别,以及RTOS的核心功能,为我重塑了坚实的理论基础。随后,它非常有条理地介绍了uC/OS-II的整体架构,包括其模块化设计理念、内核对象的设计哲学,以及与其他RTOS的对比分析。让我印象最深刻的是,书中在深入讲解任务管理时,不仅仅是详细介绍了任务的创建、删除、优先级等基本操作,更是对任务控制块(TCB)的内部结构、内存分配策略进行了深入的剖析。更让我惊喜的是,对于任务调度这一核心部分,书中通过大量的伪代码和流程图,清晰地展示了uC/OS-II的抢占式优先级调度算法的实现细节,包括任务状态的转换、上下文切换的过程等等。此外,对于信号量、邮箱、事件标志组等任务间同步与通信机制,书中也进行了详尽的讲解,并配以大量的实际应用场景分析和代码示例,让我能够更好地理解如何在复杂的系统中运用这些机制来保证数据的一致性和系统的稳定性。总而言之,这本书给我最深刻的感受是,它不仅仅是一本技术书籍,更是一本能够帮助我构建RTOS理论体系,提升实战能力的宝典。

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拿到《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》后,我的第一反应是,这本书的结构安排非常合理,从整体到局部,层层递进,循序渐进。作者并没有急于展示uC/OS-II的强大功能,而是先从嵌入式实时操作系统的基础概念讲起,比如实时性的定义、RTOS的核心功能、中断处理的重要性等等。这对于像我这样,虽然有一定嵌入式开发经验,但对RTOS理论基础不够扎实的读者来说,无疑是极大的福音。接着,作者很自然地过渡到了uC/OS-II的整体架构,包括它的模块化设计思路、内核对象的设计哲学,以及与其他RTOS的对比分析。这让我能够对uC/OS-II有一个宏观的认识,理解它在设计上的取舍和优势。而本书最让我赞叹的部分,在于其对uC/OS-II内部核心机制的深入剖析。比如,在讲解任务管理时,书中不仅仅是介绍了任务的创建、删除、优先级等基本概念,更是深入到了任务控制块(TCB)的结构,以及TCB在内存中的分配和管理。更让我惊喜的是,对于任务之间的调度,书中通过大量的伪代码和流程图,清晰地展示了uC/OS-II的抢占式优先级调度算法是如何工作的,包括任务的就绪态、运行态、阻塞态等状态转换的细节。此外,对于信号量、邮箱、事件标志组等任务间同步与通信机制,书中也进行了详尽的讲解,并且给出了大量的代码示例,让我能够理解它们的具体应用场景和实现原理。总而言之,这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本能帮助我系统性掌握uC/OS-II精髓的入门与进阶指南。

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初次接触《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》,我怀揣着一种学习新技术的期待,同时也有一丝对过往知识的巩固和更新的需求。作为一名在嵌入式领域摸爬滚打了多年的人,我深知RTOS的重要性,也曾与uC/OS-II打过一些交道,但总是感觉隔靴搔痒,未能深入其核心。这本书的出现,恰好填补了我的这一缺憾。它没有直接跳到API的罗列,而是从最根本的实时操作系统概念入手,例如实时性的定义、硬实时与软实时的区别、RTOS的核心功能等,为读者打下坚实的基础。然后,它非常有条理地引入了uC/OS-II的架构设计,包括它的模块化思想、内核对象的设计哲学等等。令我印象深刻的是,书中在解释多任务管理时,不仅仅是讲解了任务的创建、挂起、恢复等基本操作,更是深入探讨了任务的优先级分配策略,以及不同调度算法(如抢占式、协同式)的优劣,并详细剖析了uC/OS-II所采用的抢占式优先级调度算法是如何工作的。对于上下文切换这一核心机制,书中更是用大量的图示和精炼的语言,清晰地阐述了CPU寄存器、栈指针等关键信息的保存和恢复过程,这让我对任务在不同状态之间切换的细节有了更深刻的理解。此外,对于任务间的同步与通信,书中也进行了详尽的讲解,从信号量、互斥锁到事件标志组、消息队列,每一种机制都配有详细的原理说明和实际应用场景分析。这本书给我最大的感受就是,它不仅仅是一本技术手册,更是一本能帮助我构建 RTOS 理论体系的哲学指南。

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《嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用 第4版》这本书,在我看来,最吸引人的地方在于它对uC/OS-II内核的“解剖式”讲解。它并没有仅仅停留在API接口的层面,而是深入到了内核的每一个关键组件,将其内部运作原理层层剖析。我尤其赞赏书中对任务间通信与同步机制的细致讲解。例如,在介绍信号量时,书中不仅说明了信号量的基本功能,还深入分析了信号量的计数器、等待队列等内部数据结构,以及任务在获取和释放信号量时,状态的变化过程。这让我对信号量的工作原理有了更深刻的理解,也能够更好地在实际项目中避免死锁等问题。此外,书中对于事件标志组的讲解也十分精彩,它清晰地阐述了事件标志组如何通过位操作来实现多任务间的事件同步,以及它在某些特定场景下比信号量更优越的特性。更令我惊喜的是,书中还涉及到了uC/OS-II的异常处理机制和错误码的使用,这对于提高嵌入式系统的健壮性和可维护性至关重要。作者通过大量的实例代码,将理论知识与实际应用紧密结合,使得读者能够更直观地理解uC/OS-II的强大功能和灵活运用。总而言之,这本书为我提供了一个系统、深入的学习uC/OS-II的框架,它不仅让我掌握了RTOS的基础知识,更让我能够融会贯通,灵活运用uC/OS-II解决复杂的嵌入式系统开发问题。

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