دوره آموزش جامع لینوکس برای برنامه‌نویسی سیستم‌های توکار و بلادرنگ همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب آموزش جامع لینوکس برای برنامه‌نویسی سیستم‌های توکار و بلادرنگ

موضوع کلی: سیستم‌عامل‌های توکار و بلادرنگ

موضوع میانی: مبانی لینوکس برای سیستم‌های توکار

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. معرفی سیستم‌های توکار و چالش‌ها
• 2. چرا لینوکس برای سیستم‌های توکار؟
• 3. مرور کلی معماری سیستم‌های توکار
• 4. محیط توسعه لینوکس برای توکار
• 5. ابزارهای خط فرمان ضروری لینوکس (مرور)
• 6. مدیریت فایل و دایرکتوری در لینوکس توکار
• 7. مفاهیم کاربران و مجوزها در لینوکس
• 8. Shell Scripting برای اتوماسیون وظایف
• 9. مدیریت فرآیندها و سرویس‌ها در لینوکس
• 10. درک مفهوم فضای کاربر و فضای هسته
• 11. معرفی زنجیره ابزار (Toolchain)
• 12. GCC و Binutils برای معماری‌های توکار
• 13. درک Cross-Compiler و اهمیت آن
• 14. ساخت Cross-Toolchain (ابزارهایی مانند GNU Make و Autoconf)
• 15. استفاده از Cross-Toolchain در پروژه‌ها
• 16. معرفی C Runtime Libraries (glibc, musl, uClibc)
• 17. انتخاب C Runtime Library مناسب برای پروژه
• 18. مفاهیم Linker و Loader
• 19. فرمت فایل‌های ELF و تحلیل آن‌ها
• 20. مدیریت Shared Libraries در سیستم‌های توکار
• 21. معرفی بوت‌لودرها و نقش آن‌ها در بوت
• 22. U-Boot: معماری و ویژگی‌های کلیدی
• 23. تنظیم و کامپایل U-Boot برای برد هدف
• 24. فلش کردن U-Boot روی حافظه فلش
• 25. دستورات U-Boot برای مدیریت بوت سیستم
• 26. فرآیند بوت لینوکس از بوت‌لودر تا سیستم‌عامل
• 27. خط فرمان هسته (Kernel Command Line)
• 28. مفاهیم Initramfs و Initrd
• 29. نقش PID 1 (init/systemd/BusyBox init) در شروع سیستم
• 30. عیب‌یابی فرآیند بوت لینوکس توکار
• 31. معماری هسته لینوکس (مرور جامع)
• 32. ساختار درخت سورس هسته لینوکس
• 33. پیکربندی هسته (Kconfig) و منوهای آن
• 34. گزینه‌های مهم پیکربندی هسته برای توکار
• 35. کامپایل هسته لینوکس برای معماری هدف
• 36. نصب و بوت هسته جدید روی سیستم توکار
• 37. مفاهیم ماژول‌های هسته (Kernel Modules)
• 38. بارگذاری و تخلیه ماژول‌ها در زمان اجرا
• 39. سیستم‌فایل‌های /proc و /sys و کاربرد آن‌ها
• 40. زمان‌بندی هسته (Kernel Scheduler) در لینوکس
• 41. مدیریت حافظه در هسته لینوکس
• 42. مکانیزم‌های Interrupt و Exception
• 43. Device Tree (DT): معرفی و اهمیت آن در هسته
• 44. ساختار فایل‌های Device Tree Source (DTS/DTSI)
• 45. کامپایل Device Tree Blob (DTB)
• 46. معرفی درایورهای دستگاه و مدل آنها
• 47. مفاهیم Char Device Drivers
• 48. نوشتن یک درایور Char ساده
• 49. مفاهیم Block Device Drivers
• 50. مفاهیم Network Device Drivers
• 51. مدیریت حافظه در درایورهای هسته
• 52. دسترسی به سخت‌افزار (MMIO, Port I/O)
• 53. مدیریت وقفه (Interrupt Handling) در درایورها
• 54. Deferred Work (Tasklets, Workqueues)
• 55. استفاده از Device Tree در توسعه درایورها
• 56. ساختار Platform Device/Driver Model
• 57. رابط I2C و نوشتن درایور I2C
• 58. رابط SPI و نوشتن درایور SPI
• 59. رابط GPIO و کنترل آن از طریق هسته
• 60. درایورهای UART/Serial
• 61. معرفی سیستم‌فایل ریشه (Root Filesystem)
• 62. انواع سیستم‌فایل‌های فلش (JFFS2, UBIFS, YAFFS2)
• 63. سیستم‌فایل SquashFS برای حالت فقط خواندنی
• 64. ساختار FHS (Filesystem Hierarchy Standard) برای توکار
• 65. معرفی BusyBox: جعبه ابزار ضروری برای توکار
• 66. پیکربندی و کامپایل BusyBox
• 67. ساخت سیستم‌فایل ریشه با استفاده از BusyBox
• 68. مدیریت پکیج در سیستم‌های توکار (opkg, apt, rpm)
• 69. معرفی Buildroot برای ساخت سیستم‌عامل کامل
• 70. ساخت ایمیج کامل سیستم‌عامل با Buildroot
• 71. مفاهیم پایه شبکه در لینوکس توکار
• 72. پیکربندی رابط‌های شبکه (Ethernet, Wi-Fi)
• 73. برنامه‌نویسی سوکت (Socket Programming) برای ارتباطات
• 74. پروتکل‌های TCP/IP در سیستم‌های توکار
• 75. سرویس‌های شبکه ضروری (SSH, DHCP, DNS)
• 76. ابزارهای خط فرمان شبکه (ip, netstat, ping)
• 77. ارتباطات بی‌سیم (Wi-Fi, Bluetooth)
• 78. پیکربندی و مدیریت فایروال (Netfilter/iptables)
• 79. معرفی سیستم‌های بلادرنگ: مفاهیم و نیازها
• 80. زمان‌بندی بلادرنگ (Real-time Scheduling)
• 81. پری‌امپشن هسته و چالش‌های آن
• 82. معرفی وصله PREEMPT_RT (Real-time Patch)
• 83. کامپایل هسته لینوکس با PREEMPT_RT
• 84. اولویت‌بندی فرآیندها در لینوکس بلادرنگ
• 85. مکانیزم‌های همگام‌سازی بلادرنگ (Mutexes, Semaphores)
• 86. مشکل وارونگی اولویت (Priority Inversion) و راه‌حل‌ها
• 87. استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری تأخیر (Latencies)
• 88. برنامه‌نویسی بلادرنگ با pthreads
• 89. تکنیک‌های کاهش Jitter در سیستم‌های بلادرنگ
• 90. کاربردهای سیستم‌های بلادرنگ توکار
• 91. روش‌های دیباگینگ در محیط توکار (gdb, printk)
• 92. دیباگینگ از راه دور (Remote Debugging)
• 93. استفاده از JTAG/SWD برای دیباگ سخت‌افزار
• 94. ابزارهای پروفایلینگ (perf, OProfile)
• 95. تکنیک‌های بهینه‌سازی عملکرد سیستم
• 96. مبانی امنیت در سیستم‌های توکار لینوکسی
• 97. محدودسازی دسترسی و SELinux/AppArmor
• 98. رمزنگاری و Secure Boot برای امنیت بوت
• 99. مفاهیم مدیریت انرژی در لینوکس (PM Core)
• 100. حالت‌های Sleep/Suspend و Hibernation