دوره وقفه‌های PC: کالبدشکافی ارتباطات پنهان سخت‌افزار و نرم‌افزار همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب وقفه‌های PC: کالبدشکافی ارتباطات پنهان سخت‌افزار و نرم‌افزار

موضوع کلی: برنامه‌نویسی و معماری سیستم‌های کامپیوتری

موضوع میانی: مکانیسم‌های ارتباطی و کنترل سخت‌افزار

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر معماری کامپیوترهای شخصی (PC)
• 2. واحد پردازش مرکزی (CPU): مغز متفکر سیستم
• 3. حافظه و فضای آدرس‌دهی: نقشه راه داده‌ها
• 4. گذرگاه‌های سیستم (Bus): شاهراه‌های ارتباطی
• 5. مفهوم ورودی/خروجی (I/O) و پورت‌ها
• 6. رای‌گیری (Polling) در برابر وقفه (Interrupt): دو رویکرد برای ارتباط
• 7. وقفه چیست؟ سیگنالی برای جلب توجه CPU
• 8. چرا به وقفه‌ها نیاز داریم؟ ضرورت مدیریت رویدادهای ناهمگام
• 9. انواع وقفه‌ها: سخت‌افزاری، نرم‌افزاری و استثناها (Exceptions)
• 10. تاریخچه مختصر وقفه‌ها در معماری x86
• 11. جدول بردار وقفه (Interrupt Vector Table - IVT) در حالت واقعی (Real Mode)
• 12. کنترلر وقفه قابل برنامه‌ریزی (PIC): تراشه 8259A
• 13. معماری Master/Slave در PIC و زنجیره‌سازی وقفه‌ها
• 14. ثبات‌های PIC: IMR، IRR و ISR
• 15. فرآیند یک وقفه سخت‌افزاری: از درخواست (IRQ) تا اجرا
• 16. دستورالعمل INT: فراخوانی یک وقفه نرم‌افزاری
• 17. پشته (Stack) و نقش آن در مدیریت وقفه‌ها
• 18. دستورالعمل IRET: بازگشت از روال سرویس وقفه
• 19. وقفه‌های غیرقابل پوشش (NMI - Non-Maskable Interrupts)
• 20. تفاوت بین وقفه (Interrupt) و استثنا (Exception)
• 21. وقفه تایمر سیستم (IRQ 0): ضربان قلب کامپیوتر
• 22. وقفه صفحه‌کلید (IRQ 1): هر کلید، یک سیگنال
• 23. ارتباط با کنترلر صفحه‌کلید (8042)
• 24. وقفه پورت سریال (COM): ارتباطات ناهمزمان (IRQ 4/3)
• 25. کنترلر UART و نقش آن در ارتباط سریال
• 26. وقفه پورت موازی (LPT): چاپگرها و فراتر از آن (IRQ 7/5)
• 27. وقفه فلاپی دیسک (IRQ 6)
• 28. وقفه ساعت بی‌درنگ (Real-Time Clock - RTC) (IRQ 8)
• 29. وقفه‌های کنترلر دیسک سخت (IDE/ATA) (IRQ 14/15)
• 30. وقفه ماوس PS/2 (IRQ 12)
• 31. وقفه کمک‌پردازنده ریاضی (IRQ 13)
• 32. تحلیل یک روال سرویس وقفه (ISR) ساده
• 33. مفهوم اشتراک‌گذاری IRQ: چالش‌ها و راه‌حل‌ها
• 34. تداخل وقفه‌ها (Interrupt Conflicts) و تشخیص آن
• 35. پایان وقفه (End of Interrupt - EOI): سیگنالی حیاتی برای PIC
• 36. مقدمه‌ای بر سرویس‌های وقفه BIOS
• 37. وقفه 10h: سرویس‌های ویدیویی BIOS
• 38. حالت‌های متنی و گرافیکی از طریق INT 10h
• 39. کنترل مکان‌نما و نوشتن کاراکتر با INT 10h
• 40. وقفه 13h: سرویس‌های دیسک BIOS (خواندن و نوشتن سکتور)
• 41. هندسه‌ی دیسک (CHS) و کار با آن
• 42. وقفه 16h: سرویس‌های صفحه‌کلید BIOS
• 43. خواندن کاراکتر و وضعیت کلیدها با INT 16h
• 44. وقفه 1Ah: سرویس‌های زمان و تاریخ سیستم
• 45. وقفه 14h: سرویس‌های پورت سریال BIOS
• 46. وقفه 17h: سرویس‌های چاپگر BIOS
• 47. وقفه 15h: سرویس‌های متفرقه و پیشرفته سیستم
• 48. مقدمه‌ای بر سرویس‌های وقفه DOS (INT 21h)
• 49. توابع مدیریت فایل در DOS (ایجاد، باز کردن، خواندن، نوشتن)
• 50. مدیریت دایرکتوری‌ها از طریق INT 21h
• 51. توابع ورودی/خروجی کنسول در DOS
• 52. مدیریت حافظه در DOS با INT 21h
• 53. مفهوم TSR (Terminate and Stay Resident)
• 54. زنجیره‌سازی وقفه‌ها (Interrupt Chaining) در عمل
• 55. کشف و استفاده از سرویس‌های ارائه شده توسط درایورها
• 56. ورود به حالت محافظت‌شده (Protected Mode)
• 57. جدول توصیفگر وقفه (Interrupt Descriptor Table - IDT)
• 58. ساختار یک گیت وقفه (Interrupt Gate) و گیت تله (Trap Gate)
• 59. سطوح دسترسی (Privilege Levels) و تاثیر آن بر وقفه‌ها
• 60. کنترلر وقفه پیشرفته قابل برنامه‌ریزی (APIC)
• 61. معماری APIC محلی (Local APIC) و I/O APIC
• 62. ارسال وقفه‌های بین-پردازنده‌ای (Inter-Processor Interrupts - IPI)
• 63. وقفه‌های مبتنی بر پیام (Message Signaled Interrupts - MSI/MSI-X)
• 64. استثناهای پردازنده: Page Fault, General Protection Fault
• 65. مدیریت استثناها و نقش سیستم‌عامل
• 66. مدل مدیریت وقفه در لینوکس
• 67. Top Halves و Bottom Halves (Tasklets, Softirqs)
• 68. مدل مدیریت وقفه در ویندوز
• 69. فراخوانی رویه تاخیری (Deferred Procedure Call - DPC)
• 70. سطح درخواست وقفه (Interrupt Request Level - IRQL) در ویندوز
• 71. جداسازی فضای هسته (Kernel Space) و فضای کاربر (User Space)
• 72. فراخوان‌های سیستمی (System Calls): وقفه نرم‌افزاری مدرن
• 73. مکانیزم SYSCALL/SYSENTER و SYSRET/SYSEXIT
• 74. نقش وقفه‌ها در زمان‌بندی (Scheduling) فرآیندها
• 75. وقفه‌ها و همگام‌سازی در سیستم‌های چند هسته‌ای
• 76. نوشتن اولین روال سرویس وقفه (ISR) در اسمبلی
• 77. چالش‌های ISR: سرعت، اندازه و عدم فراخوانی توابع غیرقابل ورود مجدد
• 78. مفهوم قابلیت ورود مجدد (Reentrancy)
• 79. پوشاندن (Masking) و فعال‌سازی وقفه‌ها
• 80. تاخیر وقفه (Interrupt Latency) و عوامل موثر بر آن
• 81. استفاده از C برای نوشتن ISR: چالش‌ها و راه‌حل‌ها
• 82. اشکال‌زدایی (Debugging) کد مرتبط با وقفه
• 83. ابزارهای سخت‌افزاری برای تحلیل وقفه (Logic Analyzer)
• 84. شبیه‌سازی و مجازی‌سازی برای تست کد وقفه
• 85. بهینه‌سازی عملکرد روال‌های سرویس وقفه
• 86. دسترسی مستقیم به حافظه (DMA) و تعامل آن با وقفه‌ها
• 87. کنترلر DMA و کانال‌های آن
• 88. حالت مدیریت سیستم (System Management Mode - SMM) و SMI
• 89. وقفه‌های مربوط به گذرگاه PCI و PCI Express
• 90. وقفه‌های USB: Endpoints و Transfers
• 91. کالبدشکافی وقفه‌های undocumented BIOS و DOS
• 92. مهندسی معکوس درایورهای سخت‌افزاری برای درک وقفه‌ها
• 93. وقفه‌های نرم‌افزاری برای ضد-اشکال‌زدایی (Anti-Debugging)
• 94. امنیت و وقفه‌ها: حملات از طریق بردارهای وقفه
• 95. وقفه‌ها در معماری‌های غیر از x86 (مثال: ARM)
• 96. سیر تکامل مدیریت وقفه: از PIC تا MSI-X
• 97. نقش حیاتی وقفه‌ها در سیستم‌های بی‌درنگ (Real-Time Systems)
• 98. آینده مکانیسم‌های وقفه: رویکردهای نوین
• 99. مروری بر مهم‌ترین وقفه‌ها و کاربرد آنها در دنیای امروز
• 100. پروژه نهایی: نوشتن یک درایور ساده مبتنی بر وقفه