上机考试典型逼真试题及精解最新三级/信息管理技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:宇航出版社

作者:周启海

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2003-3-1

价格:30.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787801445322

丛书系列:

图书标签:

• 信息技术
• 三级
• 上机考试
• 试题
• 精解
• 模拟题
• 计算机等级考试
• 信息管理技术
• 考研
• 教材

好的，这是一本关于高级数据结构与算法在嵌入式系统中的应用的专业技术书籍的详细简介： --- 《嵌入式系统高级数据结构与算法实战指南》 作者： 业界资深嵌入式架构师团队 出版社： 电子工业出版社/机械工业出版社（假设） 页数： 约 680 页 定价： 188.00 元 ISBN： 978-7-111-XXXX-X (虚拟) 图书内容概述 在物联网（IoT）、人工智能（AIoT）以及高实时性控制系统飞速发展的今天，嵌入式系统已不再是简单的资源受限环境下的“小电脑”。现代嵌入式设备对内存效率、处理速度、能耗管理提出了前所未有的严苛要求。传统的嵌入式编程往往停留在对基础数据结构（如链表、队列）的简单应用，难以应对复杂的实时调度、海量数据流处理以及高效的设备驱动需求。 《嵌入式系统高级数据结构与算法实战指南》正是在这一背景下应运而生。本书旨在为嵌入式软件工程师、固件开发者以及系统级架构师提供一套系统化、深入且高度实用的高级数据结构和算法设计与优化策略，重点聚焦于如何在资源受限、实时性要求极高的微控制器（MCU）和嵌入式处理器（MPU）环境中，实现性能的极致挖掘。 本书摒弃了纯理论的堆砌，而是将复杂的抽象概念与具体的硬件特性（如缓存一致性、内存碎片、中断延迟）紧密结合，提供大量基于 C/C++ 语言的无操作系统（Bare-Metal）及实时操作系统（RTOS）环境下的代码实例和性能基准测试结果。 第一部分：嵌入式内存与基础数据结构的优化重构 (约 200 页) 本部分深入剖析了嵌入式系统的内存布局和访问特性，这是高效算法实现的基础。 第一章：嵌入式内存的现实挑战与抽象层剥离 深入理解冯·诺依曼与哈佛架构在数据访问模式上的差异。 缓存（Cache）的工作原理、未命中惩罚（Miss Penalty）与伪共享（False Sharing）在多核嵌入式系统中的影响。 栈、堆与静态数据区的精确管理：如何量化和避免内存碎片化。 第二章：高级数组与动态内存的高效管理 定长数据池（Fixed-Size Pool）策略： 专为嵌入式设计的内存分配器实现，消除标准 `malloc/free` 的开销和不确定性。 环形缓冲区（Ring Buffer）的并发安全实现： 针对 DMA 传输和消息队列的数据流，设计基于原子操作或无锁机制的环形缓冲区。 内存映射（Memory Mapping）与零拷贝（Zero-Copy）技术： 在网络协议栈和文件系统I/O中的应用。 第三章：树形结构在嵌入式环境中的剪枝与平衡 B/B+ 树在嵌入式文件系统中的局限性分析： 为什么它们在小型闪存上效率低下。 B-树（B-Tree）的优化变体： 针对 NOR/NAND Flash 特性的 LFS（Log-Structured File System）中树结构的适应性设计。 Trie 树与压缩字典： 在资源受限的通信协议栈中实现快速查找和协议解析。 红黑树（Red-Black Tree）的精简实现： 移除冗余的颜色位，使用位域优化节点存储，使其适用于实时调度器的任务管理。 第二部分：实时性与并发控制下的算法设计 (约 250 页) 本部分聚焦于如何在保证严格时序要求的同时，利用复杂算法提升系统吞吐量。 第四章：优先队列与堆在调度算法中的应用 最小堆（Min-Heap）的定制化： 针对 FreeRTOS 或 µC/OS 等 RTOS 的事件驱动定时器队列（Tickless Idle 机制）的底层实现。 斐波那契堆（Fibonacci Heap）的理论与嵌入式“瘦身”： 探讨其在特定非实时、高优先级的拓扑算法（如 Dijkstra 变体）中的可行性评估。 基于优先级的互斥访问： 结合优先级继承协议（Priority Inheritance Protocol）来解决优先级反转问题。 第五章：图论算法在网络与控制系统中的实时遍历 图表示的内存优化： 邻接矩阵与邻接表的内存占用对比，以及基于压缩位图（Compressed Bitmaps）的稀疏图表示法。 A 搜索算法在路径规划中的实时约束： 如何通过启发式函数的修正来适应 MCU 的浮点运算开销，并引入时间窗口约束。 最小生成树（MST）算法在传感器网络中的能耗路由优化。 第六章：高级搜索与哈希函数在设备驱动中的提速 完美哈希（Perfect Hashing）与最小完美哈希（MPH）： 应用于固件版本识别、设备身份验证的固定查找表构建，实现 O(1) 的最坏情况查找时间。 布隆过滤器（Bloom Filter）的应用： 在内存极度紧张的场景下，进行快速的成员判定，如防止重复的无线设备接入或日志过滤。 查找表的优化与线性插值： 在没有硬件 FPU 的情况下，实现高精度的传感器数据校准。 第三部分：嵌入式系统的模式匹配与流处理 (约 230 页) 本部分探讨处理传感器数据流、通信报文解析等高频操作的优化算法。 第七章：字符串与模式匹配的高效算法 KMP 算法的内存足迹分析与优化： 针对有限内存环境下的前缀函数（LPS 数组）的存储空间压缩。 Boyer-Moore 算法的预处理优化： 如何在启动阶段快速构建跳转表，以加速解析嵌入式协议头信息。 有限状态机（FSM）与正则表达式的软硬件协同： 使用硬件加速器（如加速矩阵运算单元）辅助解析复杂数据流。 第八章：滤波与信号处理中的高级算法实现 IIR/FIR 滤波器与定点运算的精度控制： 详解如何避免溢出和舍入误差，进行定点数的双倍精度计算模拟。 快速傅里叶变换（FFT）在嵌入式 DSP 中的量化与实现： 针对定点或低精度浮点运算单元的蝶形运算优化（Bit-Reversal）。 卡尔曼滤波（Kalman Filter）的简化与迭代优化： 在传感器融合中，如何通过降低矩阵维度和使用迭代近似来满足实时性要求。 第九章：并行化与异构计算中的数据同步 无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）： 深入 CAS（Compare-And-Swap）操作，设计适用于双核 Cortex-M 系列的无锁队列。 内存屏障（Memory Barrier）的精确使用： 理解不同架构下内存一致性的模型，编写可移植且高效的同步代码。 GPU/FPGA 加速模块的数据传输优化： 算法结果的高效序列化与反序列化机制。 适用读者对象 具备 C/C++ 基础，有 1-3 年嵌入式软件开发经验的工程师。 从事实时操作系统（RTOS）、设备驱动、底层固件开发的专业人员。 希望深入理解系统性能瓶颈并进行底层优化的固件架构师。 高等院校计算机科学、电子工程专业中，专注于嵌入式系统方向的高年级学生及研究生。 --- 本书的价值主张： 本书将理论与实践的鸿沟填平，它不是一本介绍“什么是链表”的书，而是一本指导工程师“如何在资源紧张的 STM32H7 或 i.MX RT 上，用最高效的方式实现一个比标准库快 50% 的并发队列”的实战手册。它帮助开发者从“能跑”跨越到“最优”的工程实践层面。

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