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| 編輯推薦： |
本教材在总结教学团队丰富教学经验的基础上，从嵌入式操作系统原理和应用的角度出发，阐述嵌入式操作系统编写基本方法，深入剖析一款嵌入式操作系统，培养学生嵌入式操作系统的编写能力。同时也从科技前沿，针对区块链操作系统的编写进行了探索。
? 易教易学 系统阐述理论的同时，注重内容的实用性和可读性，先数据结构，再代码分析，便于理解和运用。
? 前后衔接 强调知识内容和分析方法的前后连贯性，并妥善处理好与前期课程和后续课程的衔接性。
? 技术前沿 介绍新技术领域，比如区块链操作系统的新进展，激发学习兴趣，启迪创新思想。
教学资源
? 微课视频
? 程序代码
? 教学大纲
? 教学课件
? 实验指导
? 综合案例
注：微课视频在本书文中扫码即可观看，其他文件可到清华大学出版社网站本书页面（或“人工智能科学与技术”微信公众号）下载。
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| 內容簡介： |
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本书内容可分为两大部分。部分(第1~10章)介绍了嵌入式操作系统原理。其中，第1章介绍 嵌入式操作系统基础知识; 第2章介绍嵌入式系统硬件与操作系统; 第3章介绍嵌入式操作系统的体系 结构、基本概念和设计嵌入式操作系统的基本要求; 第4章详细介绍嵌入式操作系统常用数据结构; 第5 章详细介绍嵌入式操作系统的一般启动方式、BootLoader的编写方式和μCOS-Ⅱ、μCLinux; 第6章详细 介绍任务管理的各组成模块及其实现方式; 第7章详细介绍嵌入式操作系统中资源管理的各种方式及实 现，并通过对μCOS-Ⅱ的改造，讲授了如何在已有嵌入式操作系统中实现所需功能模块的扩展; 第8章详 细介绍任务间通信方式及其实现; 第9章详细介绍内存管理方式及实现; 第10章详细介绍中断与异步通 信的方式及实现。第二部分(第11~14章)介绍了常用嵌入式操作系统及其应用。其中，第11章介绍 Linux内核及其驱动编写; 第12章介绍μCLinux内核及驱动的编写; 第13章介绍安卓体系结构及蓝牙驱 动的编写; 第14章介绍Windows CE内核及驱动编写。 本书以编写操作系统为目标，对现有操作系统进行剖析，层次清晰，语言通俗易懂。学习本书需要有 一定的C语言阅读能力和硬件的入门知识。本书可作为高等院校嵌入式系统、物联网、计算机、电子信息、 通信工程等专业本科生、研究生的程序设计教材，也适合作为编程开发人员的培训教材，同时本书可供广 大嵌入式系统技术爱好者自学使用。
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| 關於作者： |
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国家级一流本科课程建设教材！北京市优质本科教材！配套丰富的教学资源！
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| 目錄：
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第一部分嵌入式操作系统原理
第1章绪论
1.1嵌入式操作系统发展历史
1.2嵌入式操作系统分类
1.3嵌入式操作系统的组成
1.4主流嵌入式操作系统
1.5嵌入式操作系统的发展趋势
1.6编写嵌入式操作系统的方法
习题
第2章嵌入式系统硬件与操作系统
2.1嵌入式系统的硬件构成
2.2微处理器
2.3I/O
2.4总线
2.5存储器
2.6BOOT、BootLoader和操作系统
习题
第3章嵌入式操作系统
3.1嵌入式操作系统的定义
3.2嵌入式操作系统的体系结构
3.2.1整体型体系结构
3.2.2层次型体系结构
3.2.3微内核体系结构
3.2.4客户服务器体系结构
3.3嵌入式操作系统的组成要素及概念
3.4嵌入式操作系统编写的要求
习题
第4章嵌入式操作系统常用数据结构
4.1数组
4.2指针
4.3结构体
4.4链表
4.5差分链表
4.6树
4.7位图
4.8文件
4.9内核线程
习题
第5章嵌入式操作系统初始化
5.1BootLoader
5.1.1BootLoader装在哪里
5.1.2BootLoader的启动过程
5.1.3基于MicroBlaze软核处理器的BootLoader设计
5.1.4基于STM32处理器的简单BootLoader设计
5.2嵌入式操作系统初始化数据结构及主要操作
5.2.1μCOSⅡ主要数据结构及操作
5.2.2μCOSⅡ系统初始化
5.2.3μCLinux的系统初始化
习题
第6章任务管理
6.1任务和任务优先级
6.2任务状态
6.3任务控制块链
6.4任务生成
6.5任务挂起
6.6任务唤醒
6.7任务删除
6.8任务调度
6.9任务编程
习题
第7章资源管理
7.1资源共享、互斥和任务同步
7.2临界区
7.3信号量
7.4信号量的使用
7.5优先级反转
7.6优先级继承协议
7.7在μCOSⅡ上实现优先级继承协议
7.8优先级天花板协议
7.9在μCOSⅡ上扩展优先级天花板协议
习题
第8章任务间通信
8.1通信实现的基本数据结构
8.2信号量——资源
8.3消息队列
8.4邮箱
8.5管道
8.6事件集
习题
第9章内存管理
9.1内存保护
9.2内存管理机制
9.2.1固定大小存储区管理
9.2.2可变大小存储区管理
9.2.3μCOSⅡ实现内存管理的方式
9.2.4Linux的内存机制
9.2.5μCLinux下虚拟内存机制的屏蔽
习题
第10章中断与异步信号
10.1中断
10.2中断向量表
10.3中断处理过程
10.3.1中断检测
10.3.2中断响应
10.3.3中断处理
10.3.4MicroBlaze中断管理
10.3.5μCOSⅡ中断服务程序实现
10.4时钟中断和时钟管理
10.5软中断
10.6异步信号机制
10.7中断性能评价指标
习题
第二部分嵌入式操作系统及其应用
第11章Linux操作系统
11.1Linux内核
11.2Linux文件结构模型
11.3Linux驱动编写
11.4Linux驱动的编写实例——字符设备驱动
11.4.1字符设备驱动原理分析
11.4.2字符设备驱动数据结构
11.4.3字符设备驱动的编写步骤
11.4.4驱动程序的编译和加载
习题
第12章μCLinux操作系统
12.1μCLinux内核
12.2μCLinux移植
12.3μCLinux驱动编写
习题
第13章Android操作系统
13.1Android系统构架
13.2Android SDK开发环境
13.3Android平台开发环境搭建
13.4Android蓝牙驱动编写
13.5Android平台蓝牙编程
习题
第14章Windows CE操作系统
14.1内核与驱动
14.2Windows CE系统驱动简介
14.3Windows CE驱动程序实例
习题
视频目录
Video Contents
视 频 名 称时长/分钟位置
第1集 概述71.1节
第2集 演变41.1节
第3集 分类61.2节
第4集 组成131.3节
第5集 体系结构83.2节
第6集 主流系统41.4节
第7集 编写原则101.6节
第8集 基本组成162.1节
第9集 嵌入式系统硬件构成72.1节
第10集 嵌入式微处理器112.2节
第11集 其他处理器及指令82.2节
第12集 指令流水线92.2节
第13集 总线132.4节
第14集 存储器52.5节
第15集 操作系统是如何启动的82.6节
第16集 系统引导及各种boot软件92.6节
第17集 数据结构124.3节
第18集 双向链表124.4节
第19集 任务控制块85.2节
第20集 注册表125.2节
第21集 任务126.1节
第22集 任务调度66.8节
第23集 Ucos任务的程序实现66.9节
第24集 任务管理与调度166.1节
第25集 任务状态及变迁26.2节
第26集 任务控制块76.3节
第27集 任务切换96.5节
第28集 任务列表36.9节
第29集 优先级管理26.1节
第30集 基本函数106.9节
第31集 资源共享、互斥和任务同步167.1节
第32集 信号量-主要函数187.4节
第33集 邮箱和消息队列108.4节
第34集 消息队列的主要函数38.3节
第35集 邮箱28.4节
第36集 事件集108.6节
第37集 主要功能函数48.6节
第38集 不同机制的比较28.6节
第39集 中断管理810.1节
第40集 中断处理的过程610.3节
第41集 实时内核的中断管理410.3节
第42集 用户中断服务程序410.3节
第43集 时间管理1410.4节
第44集 内存管理149.1节
第45集 IO管理89.2节
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| 內容試閱：
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嵌入式系统与计算机系统的起源都比较久远。由于嵌入式系统的硬件形形色色，软件也带着各个行业的不同特点，因此一直没有像计算机系统一样被大众普遍认识。尤其是嵌入式操作系统，虽然也风风雨雨发展了很多年，但是由于它的应用范围比计算机操作系统小，因此不被大众所了解。随着智能制造的快速发展，读者对于编写操作系统方面的图书需求越来越大，但之前关于操作系统的图书大多是讲解如何使用操作系统，还没有讲解如何编写操作系统的。尤其是嵌入式操作系统涉及微处理器、高级编程技巧、数据结构等多方面的理论知识，这让很多想从事这方面工作的人无从下手。为此，本书以如何编写自己的操作系统为目标，细致分析了μCOSⅡ的结构和代码，给愿意编写操作系统的爱好者一条可借鉴的技术路线。
本书重点讲述嵌入式操作系统原理，尤其是不同于计算机操作系统的一些原理。由于有些嵌入式系统的规模较小，需要自己编写操作系统，因此本书侧重于介绍如何编写嵌入式操作系统内核； 同时，介绍区块链操作系统的设计思路，让读者了解如何设计一个新型的嵌入式操作系统的思路； 最后介绍各种常用的嵌入式操作系统，包括Linux、μCLinux、Android、Windows CE等。这些常用嵌入式操作系统的介绍主要以编写某设备驱动为主线，使读者能大略了解一个嵌入式操作系统的组成。
本书内容分两部分，介绍如下：
第1~10章为第一部分，介绍嵌入式操作系统原理。其中，第1章介绍嵌入式操作系统基础知识，如嵌入式操作系统发展历史、分类、编写方法等； 第2章详细介绍嵌入式系统硬件与操作系统； 第3章介绍嵌入式操作系统的体系结构和基本概念，以及嵌入式操作系统编写的要求； 第4章详细介绍嵌入式操作系统常用数据结构； 第5章详细介绍嵌入式操作系统的一般启动方式、BootLoader的编写方式、μCOSⅡ与μCLinux的启动方式和使用到的数据结构； 第6章详细介绍任务管理的各个组成模块及其实现方式； 第7章详细介绍嵌入式操作系统中资源管理的各种方式及实现，并通过对μCOSⅡ的改造，讲解如何在已有嵌入式操作系统中实现所需要功能模块的扩展； 第8章详细介绍任务间通信方式及实现； 第9章详细介绍内存管理方式及实现； 第10章详细介绍中断与异步通信的方式及实现。
第11~14章为第二部分，介绍常用嵌入式操作系统及其应用。其中，第11章介绍Linux内核及其驱动的编写； 第12章介绍μCLinux内核及驱动的编写； 第13章介绍Android系统构架及蓝牙驱动的编写； 第14章介绍Windows CE内核及驱动的编写。
根据我们的教学体会，本书的教学可以安排为32~48学时。如果安排的学时数较少，可以根据学生的水平适当删减内容。本书提供的实验实例全部在目标硬件上调试通过。另外，本书赠送了两个教辅文档——《综合案例——区块链操作系统设计》与《实验指导——5个上机实验设计》，读者可到清华大学出版社网站本书页面获取下载链接。
本书内容新颖，立足点高，同时力求重点突出，层次清晰，语言通俗易懂，内容覆盖面广。学习本书需要有一定的C语言和硬件基础知识。尽管我们在写作过程中投入了大量的时间和精力，但由于水平有限，书中不足之处仍在所难免，敬请读者批评指正。我们会在适当时间对本书进行修订和补充。
作者2023年1月
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