Fundamentals of Embedded Software pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Lewis, Daniel W.

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:2001-11

价格:$ 153.68

装帧:

isbn号码:9780130615893

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• 计算机科学
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• Embedded
• 嵌入式系统
• 嵌入式软件
• 软件开发
• C语言
• 实时操作系统
• 硬件接口
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• 测试
• 架构

深入探索现代软件工程的基石与前沿 本书简介 本书旨在为致力于在快速迭代的软件开发领域中建立坚实基础的专业人士和高级学生提供一份全面且深入的指南。我们聚焦于软件工程的核心原则、现代架构模式以及保障大型、复杂系统可靠性和可维护性的关键技术，而非特定硬件或嵌入式系统的底层实现细节。 第一部分：软件架构的本质与演进 本部分将系统地探讨软件架构的设计哲学、评估标准及其在不同行业中的应用。 第一章：理解软件架构的战略意义 软件架构不仅仅是组件的划分，更是对系统远期发展、成本控制和风险管理的战略决策。我们将从架构的视角审视系统的“非功能性需求”——性能、安全性、可扩展性和可修改性——如何驱动设计选择。本书将超越传统的MVC或三层架构，深入剖析微服务（Microservices）、事件驱动架构（EDA）和分层架构在现代互联网服务中的权衡取舍。我们将详细分析架构决策记录（ADR）的重要性，确保所有关键设计思想得以清晰、可追溯地记录下来，避免“知识黑洞”的产生。 第二章：现代设计范式与原则 本章将梳理并实践支撑健壮软件设计的核心原则。我们将重点讨论 SOLID 原则在大型代码库中的实际应用和常见误区，特别是“依赖倒置原则（DIP）”如何促进松耦合。此外，我们将引入领域驱动设计（DDD）的核心概念——限界上下文（Bounded Contexts）、聚合（Aggregates）和实体（Entities）——阐述如何通过精确的领域建模来映射复杂的业务逻辑，确保软件结构与业务现实高度一致。 第三章：面向服务的架构与分布式系统设计 分布式系统的复杂性是当前软件工程面临的最大挑战之一。本章将全面覆盖构建可靠分布式系统的技术栈。内容包括但不限于： 通信机制： 对比 RESTful API、gRPC（Protocol Buffers）和消息队列（如 Kafka、RabbitMQ）在同步与异步通信中的适用场景。 数据一致性挑战： 深入探讨 CAP 定理的实际意义，并介绍拜占庭容错（BFT）的初步概念，以及 BASE 理论在实际应用中的落地，例如最终一致性模型的补偿机制。 服务治理： 探讨服务发现、负载均衡、熔断器（Circuit Breakers）和超时重试等容错模式的实现原理，强调服务网格（Service Mesh）在增强弹性和可观测性方面的作用。 第二部分：保证质量与可维护性的工程实践 本部分关注从编码阶段到部署阶段，如何通过严谨的工程流程确保软件产品在生命周期内的健康状态。 第四章：高级测试策略与质量保障 本书将软件测试视为架构设计的一部分，而非事后的补救措施。我们将探讨超越单元测试的测试金字塔模型，重点关注集成测试、契约测试（Contract Testing）在微服务环境中的重要性。内容涵盖测试驱动开发（TDD）的实践哲学、模拟（Mocking）与桩（Stubbing）的有效边界，以及利用模糊测试（Fuzz Testing）发掘深层安全漏洞的方法。我们将强调构建可信赖的自动化回归测试套件的艺术。 第五章：可观测性（Observability）与系统健康度 在黑盒、动态扩展的云原生环境中，传统的日志记录已不足以支撑故障排查。本章聚焦于现代可观测性的三大支柱： 1. 指标（Metrics）： Prometheus 等时间序列数据库的工作原理，以及如何定义黄金指标（Golden Signals）。 2. 分布式追踪（Tracing）： OpenTelemetry 标准如何串联跨越多个服务的请求流，以及如何分析延迟的根源。 3. 结构化日志： 确保日志信息富含上下文（Context-Rich Logging），便于快速聚合与查询。 我们将探讨如何通过有效的可观测性设计，实现从“系统宕机”到“系统异常”的预防性维护。 第六章：构建安全可靠的软件供应链 安全必须内建于开发流程中。本部分详细阐述软件供应链安全（Supply Chain Security）的各个环节。我们将分析软件物料清单（SBOM）在识别和管理第三方库漏洞中的作用，并深入讲解静态应用安全测试（SAST）和动态应用安全测试（DAST）在 CI/CD 流水线中的集成点。内容还将覆盖身份验证与授权机制的设计（OAuth 2.0, OIDC），以及密码学在保护敏感数据传输与存储中的基础应用。 第三部分：面向未来的工程思维与交付流程 本部分侧重于高效交付和持续改进的文化与工具集。 第七章：持续集成与持续交付（CI/CD）的自动化精要 CI/CD 不仅是工具的堆砌，更是一种文化转型。本章将详细剖析高效流水线的构建要素，包括：构建缓存策略、蓝绿部署（Blue/Green Deployment）和金丝雀发布（Canary Releases）的实现细节，以及如何利用特性开关（Feature Toggles）实现零风险发布。我们将讨论配置即代码（Configuration as Code）的实践，确保环境配置的一致性和可复现性。 第八章：性能工程与资源优化 软件的性能直接影响用户体验和运营成本。本章将探讨性能调优的系统化方法论，涵盖从算法复杂度分析到运行时环境优化的全过程。我们将深入探讨垃圾回收机制（Garbage Collection）对应用延迟的影响，以及如何利用 Profiling 工具进行热点分析。对于依赖云资源的系统，我们将探讨如何通过精确的资源预估和自动伸缩策略（Auto-Scaling）实现成本效益最大化。 第九章：模块化、抽象与技术债务管理 理解何时引入抽象以及何时抵制过度工程化，是高级工程师的关键能力。本章讨论如何通过模块化设计（如包、命名空间或明确的 API 边界）来管理复杂性。我们将引入技术债务的概念，探讨如何量化、追踪和偿还技术债务，确保系统在持续演进中保持其结构完整性。本书强调，最优的架构是在当前需求和未来可能需求之间找到的动态平衡点。 --- 本书面向对象： 软件架构师、高级开发工程师、技术领导者，以及希望系统性掌握现代大规模软件系统构建与维护原理的计算机科学专业高年级学生。阅读本书，您将获得一套跨越技术栈、专注于解决真实世界复杂问题的工程思维框架。

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这是一本让我重新审视嵌入式软件开发流程的书籍。作者的叙事方式非常独特，他仿佛是一位经验丰富的导师，引导读者一步步深入探索嵌入式软件的奥秘。书中关于“面向对象设计在嵌入式领域的应用”的章节，给我留下了深刻的印象。在许多人的观念中，嵌入式开发似乎与“轻量级”、“高效”划上了等号，不太适合采用C++等面向对象语言。然而，作者通过一系列精心设计的案例，证明了如何巧妙地利用面向对象思想，来构建更易于维护、复用和扩展的嵌入式软件。他提出的“嵌入式领域中的设计模式”，例如“状态机模式”、“观察者模式”等，都得到了非常详尽的解释和生动的演示。这些模式的应用，不仅提高了代码的可读性，还大大简化了复杂功能的实现。更重要的是，作者在讨论这些设计模式时，并没有忽略嵌入式平台的资源限制，而是强调了如何在有限的资源下，实现优雅的设计。此外，书中还探讨了“嵌入式软件的测试策略”，包括单元测试、集成测试以及硬件在环（HIL）测试等，并提供了实用的指导和工具建议。这种对整个开发生命周期的全面覆盖，使得这本书不仅仅是技术手册，更是一本关于如何高效、高质量地开发嵌入式软件的实践指南。

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一本深入浅出的介绍嵌入式软件开发理念的书籍，作者以一种非常平易近人的方式，将那些看似枯燥的技术概念，例如实时操作系统、内存管理、中断处理等，娓娓道来。初读之下，我并没有立刻沉浸在代码的海洋，而是被作者构建的整个嵌入式系统生态图所吸引。从硬件的底层交互，到软件架构的设计原则，再到调试和优化的策略，每一个环节都得到了细致的阐述。尤其让我印象深刻的是，作者并没有停留在理论层面，而是通过大量的实例，生动地展示了各种概念在实际项目中的应用。这些例子涵盖了从简单的微控制器编程，到复杂的工业自动化系统，让读者能够直观地感受到嵌入式软件的强大生命力。书中对于实时性要求极高的场景，也进行了深入的剖析，比如如何设计出高效的任务调度算法，如何避免死锁和竞态条件，这些都是从事嵌入式开发不可或缺的知识。此外，作者在讨论代码优化时，并没有简单地罗列各种技巧，而是深入到CPU架构、缓存机制等底层原理，帮助读者从根本上理解性能瓶颈所在，并提出切实可行的解决方案。这种由浅入深、理论与实践相结合的写作方式，使得即便是对嵌入式领域不太熟悉的读者，也能在轻松愉悦的阅读过程中，逐步建立起坚实的专业基础。

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最近，我读到了一本让我沉浸其中的关于嵌入式软件构建的佳作。作者的写作风格十分个人化，仿佛在与读者进行一场真诚的对话，将一些复杂的技术概念解释得淋漓尽致。书中对于“嵌入式系统中的并发控制”这一主题的探讨，我尤为喜欢。作者并没有回避多线程、多任务环境下可能出现的各种棘手问题，而是深入剖析了死锁、竞态条件、优先级反转等经典难题。他详细阐述了信号量、互斥锁、消息队列等同步机制的工作原理，并结合实际的编程场景，展示了如何有效地使用它们来避免潜在的错误。我尤其赞赏的是，作者在介绍这些机制时，并没有仅仅停留在 API 的层面，而是深入到它们底层的实现原理，这对于理解和掌握这些概念至关重要。此外，书中关于“嵌入式软件的模块化设计”的思想，也让我受益匪浅。作者强调了如何通过清晰的接口定义、合理的模块划分，来构建一个可维护、可扩展的嵌入式软件体系。他甚至提出了一些关于“嵌入式领域中的代码重构”的建议，这对于长期维护嵌入式项目非常有价值。

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这是一本让我对嵌入式软件开发产生了全新认识的著作。作者以一种旁征博引、引人入胜的方式，将嵌入式软件的广阔天地展现在我面前。书中关于“嵌入式系统中通信协议的设计与实现”的章节，给我留下了深刻的印象。作者不仅介绍了业界常见的通信协议，如CAN、SPI、I2C等，还深入探讨了如何根据实际需求，设计出高效、可靠的自定义通信协议。他详细阐述了协议的分层思想、帧格式设计、错误检测与纠正机制等关键要素。我尤其欣赏的是，作者在讨论这些协议时，并没有忽视嵌入式平台的资源限制，而是强调了如何在有限的带宽和处理能力下，实现高效的通信。此外，书中关于“嵌入式系统的固件更新（OTA）技术”的探讨，也让我耳目一新。作者详细介绍了OTA更新的整个流程，包括固件的打包、传输、验证以及回滚机制等，并分析了不同OTA方案的优缺点。这对于设计支持远程更新的嵌入式产品至关重要。总而言之，这本书不仅提供了丰富的技术知识，更重要的是，它激发了我对嵌入式软件开发的深入思考，让我看到了这个领域无限的可能性。

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我近期有幸接触到了一本关于嵌入式系统软件设计的著作，其内容之丰富，论述之深刻，令我赞叹不已。书的作者并非简单地堆砌技术名词，而是致力于传达一种面向未来的嵌入式软件设计哲学。书中关于“低功耗设计”的章节，尤其让我耳目一新。在如今对能源效率日益看重的时代，如何设计出既强大又节能的嵌入式系统，是一个极具挑战性的课题。作者不仅介绍了各种省电策略，例如动态电压频率调整、唤醒机制等，还深入探讨了软件如何协同硬件，实现更精细化的功耗管理。他甚至提出了“软件可配置的能耗模型”，这在我看来，是一种非常超前的思维方式。此外，对于嵌入式系统中常见的安全问题，书中也有相当篇幅的论述。从防范缓冲区溢出到嵌入式设备的安全启动，再到数据加密和访问控制，作者都给出了清晰的指导。我特别欣赏的是，书中并没有将安全视为一个独立的模块，而是将其融入到整个软件开发生命周期中，强调“安全设计”的重要性。这种 holistic 的方法，对于构建可靠、安全的嵌入式产品至关重要。阅读过程中，我不断被书中提出的新颖观点所启发，也对嵌入式软件设计的复杂性和重要性有了更深刻的认识。

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