دوره ساخت نرم‌افزارهای بلادرنگ کارآمد برای سیستم‌های کوچک همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب ساخت نرم‌افزارهای بلادرنگ کارآمد برای سیستم‌های کوچک

موضوع کلی: مهندسی نرم‌افزار سیستم‌های نهفته

موضوع میانی: طراحی و پیاده‌سازی نرم‌افزار بلادرنگ

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مبانی سیستم‌های نهفته و نرم‌افزار بلادرنگ
• 2. مفاهیم اساسی سیستم‌های بلادرنگ: تعریف، ویژگی‌ها و کاربردها
• 3. معرفی معماری سخت‌افزاری سیستم‌های نهفته: CPU، حافظه، I/O
• 4. انتخاب مناسب سخت‌افزار برای سیستم‌های بلادرنگ کوچک
• 5. نصب و راه‌اندازی ابزارهای توسعه نرم‌افزار بلادرنگ
• 6. زبان‌های برنامه‌نویسی مناسب برای سیستم‌های بلادرنگ (C/C++)
• 7. مبانی زبان C: ساختار داده‌ها، اشاره‌گرها، توابع
• 8. مدیریت حافظه در سیستم‌های بلادرنگ: static, dynamic
• 9. آشنایی با کامپایلرها و لیدرهای سیستم‌های نهفته
• 10. مفاهیم اولیه سیستم‌عامل‌های بلادرنگ (RTOS)
• 11. ساختار و عملکرد یک RTOS
• 12. معرفی هسته‌های RTOS: وظایف، وظایف چرخه‌ای، پرچم‌ها
• 13. مدیریت وظایف (Tasks) در RTOS: ایجاد، حذف، اولویت‌بندی
• 14. همگام‌سازی وظایف: mutexes, semaphores
• 15. ارتباط بین وظایف: پیام‌رسانی، صف‌ها
• 16. Interrupts: مقدمه‌ای بر وقفه ها و مدیریت آن ها
• 17. طراحی و پیاده‌سازی سرویس دهنده‌های وقفه (ISR)
• 18. تاخیرهای زمانی و مدیریت زمان‌بندی دقیق
• 19. آشنایی با تایمرها و کانترها
• 20. استفاده از تایمرها برای وظایف زمان‌بندی شده
• 21. کنترل ورودی/خروجی (I/O) در سیستم‌های بلادرنگ
• 22. خواندن و نوشتن داده‌ها از/به پورت‌های I/O
• 23. استفاده از کتابخانه‌های سخت‌افزاری
• 24. ارتباط سریال: UART، RS232
• 25. پروتکل‌های ارتباطی: SPI, I2C
• 26. شبکه‌های بی‌سیم در سیستم‌های نهفته: بلوتوث، Wi-Fi
• 27. مدیریت خطا و استثناها در سیستم‌های بلادرنگ
• 28. تشخیص و رفع خطاهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری
• 29. تکنیک‌های اشکال‌زدایی: پرینت کردن، لاگ‌گیری، اشکال‌زدایی تعاملی
• 30. ارزیابی عملکرد سیستم: زمان پاسخ‌دهی، سربار CPU
• 31. بهینه‌سازی کد برای سیستم‌های نهفته: اندازه کد، سرعت اجرا
• 32. مبانی طراحی ساختاری نرم‌افزار بلادرنگ
• 33. معرفی الگوهای طراحی (Design Patterns) برای سیستم‌های بلادرنگ
• 34. طراحی ماژولار و استفاده از توابع و کلاس‌ها
• 35. مدیریت منابع: حافظه، CPU، I/O
• 36. ایجاد رابط‌های کاربری (UI) ساده
• 37. کار با سنسورها و عملگرها
• 38. مبانی امنیت در سیستم‌های نهفته
• 39. ملاحظات امنیتی در طراحی نرم‌افزار بلادرنگ
• 40. مفهوم Firmware Over-The-Air (FOTA)
• 41. آشنایی با استانداردهای کدنویسی
• 42. تست و اعتبارسنجی نرم‌افزار بلادرنگ
• 43. استراتژی‌های تست واحد (Unit Testing)
• 44. تست یکپارچه‌سازی (Integration Testing)
• 45. تست سیستم (System Testing)
• 46. ابزارهای تست و اشکال‌زدایی پیشرفته
• 47. آشنایی با ابزارهای شبیه‌سازی
• 48. ایجاد مستندات برای نرم‌افزار بلادرنگ
• 49. مدیریت پیکربندی (Configuration Management)
• 50. نصب و پیکربندی RTOS: FreeRTOS
• 51. نصب و پیکربندی RTOS: Micrium
• 52. برنامه‌نویسی با RTOS: ایجاد وظایف و مدیریت آن‌ها (FreeRTOS)
• 53. برنامه‌نویسی با RTOS: همگام‌سازی وظایف (FreeRTOS)
• 54. برنامه‌نویسی با RTOS: ارتباط بین وظایف (FreeRTOS)
• 55. برنامه‌نویسی با RTOS: مدیریت وقفه ها (FreeRTOS)
• 56. مثال‌های کاربردی با RTOS: کنترل LED، خواندن سنسور
• 57. نصب و پیکربندی RTOS: Zephyr
• 58. برنامه‌نویسی با RTOS: ایجاد وظایف و مدیریت آن‌ها (Zephyr)
• 59. برنامه‌نویسی با RTOS: همگام‌سازی وظایف (Zephyr)
• 60. برنامه‌نویسی با RTOS: ارتباط بین وظایف (Zephyr)
• 61. برنامه‌نویسی با RTOS: مدیریت وقفه ها (Zephyr)
• 62. مثال‌های کاربردی با RTOS: کنترل موتور، نمایشگر LCD
• 63. آشنایی با معماری ARM Cortex-M
• 64. برنامه‌نویسی سطح پایین در ARM
• 65. استفاده از کتابخانه‌های HAL (Hardware Abstraction Layer)
• 66. کنترل سخت‌افزار با HAL
• 67. آشنایی با DMA (Direct Memory Access)
• 68. استفاده از DMA برای افزایش کارایی
• 69. اصول طراحی رابط کاربری گرافیکی (GUI) ساده
• 70. فریمورک‌های GUI برای سیستم‌های نهفته
• 71. پیاده‌سازی یک GUI ساده
• 72. مدیریت باتری و مصرف انرژی
• 73. بهینه‌سازی مصرف انرژی در سیستم‌های بلادرنگ
• 74. طراحی سیستم‌های کم‌مصرف
• 75. ارتباطات شبکه: TCP/IP در سیستم‌های نهفته
• 76. ارتباطات شبکه: UDP در سیستم‌های نهفته
• 77. امنیت شبکه در سیستم‌های نهفته
• 78. راه‌اندازی سیستم‌عامل‌های سبک وزن لینوکس (مثل Buildroot)
• 79. کار با سیستم فایل در لینوکس
• 80. برنامه‌نویسی در محیط لینوکس (زبان C)
• 81. نصب و استفاده از کتابخانه‌های لینوکس
• 82. برنامه‌نویسی چند نخی (Multi-threading) در لینوکس
• 83. ابزارهای توسعه و اشکال‌زدایی در لینوکس
• 84. طراحی سیستم‌های بلادرنگ قابل اطمینان
• 85. مقاومت در برابر خطا (Fault Tolerance)
• 86. سیستم‌های بلادرنگ توزیع‌شده
• 87. مفاهیم Real-Time Operating Systems (RTOS) پیشرفته
• 88. Real-Time Scheduling: Rate Monotonic Analysis (RMA)
• 89. Real-Time Scheduling: Earliest Deadline First (EDF)
• 90. بهینه‌سازی عملکرد RTOS
• 91. بهینه‌سازی وقفه ها
• 92. مدیریت حافظه پیشرفته
• 93. بررسی و تحلیل عملکرد نرم‌افزار بلادرنگ
• 94. تکنیک‌های پروفایلینگ کد
• 95. تحلیل زمان‌بندی (Timing Analysis)
• 96. آزمایش و اعتبارسنجی پیشرفته
• 97. مطالعه موردی: طراحی و پیاده‌سازی یک سیستم کنترل
• 98. مطالعه موردی: طراحی و پیاده‌سازی یک دستگاه اندازه‌گیری
• 99. مطالعه موردی: طراحی و پیاده‌سازی یک سیستم رباتیک ساده
• 100. معرفی زبان‌های مدل‌سازی (مثل UML) برای سیستم‌های بلادرنگ