کتاب تسلط بر برنامه‌نویسی سخت‌افزار-محور: از مبانی تا بهینه‌سازی عملکرد با فرمت AZW3 برای کتابخوان کیندل و فرمت EPUB

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب تسلط بر برنامه‌نویسی سخت‌افزار-محور: از مبانی تا بهینه‌سازی عملکرد

موضوع کلی: مهندسی نرم‌افزار سیستم

موضوع میانی: معماری و توسعه نرم‌افزارهای وابسته به سخت‌افزار

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. بخش اول: مبانی و مفاهیم اساسی**
• 2. مقدمه‌ای بر نرم‌افزار وابسته به سخت‌افزار
• 3. اهمیت و کاربردهای نرم‌افزار سخت‌افزار-محور
• 4. مروری بر معماری کامپیوتر: CPU، حافظه و گذرگاه‌ها
• 5. سلسله‌مراتب حافظه: از رجیسترها تا دیسک
• 6. سیستم‌های عددی و نمایش داده‌ها در سطح سخت‌افزار
• 7. بایت اوردر (Endianness): تفاوت Little-Endian و Big-Endian
• 8. زبان C به عنوان ابزار اصلی برنامه‌نویسی سیستم
• 9. اشاره‌گرها، آدرس‌دهی حافظه و آریتمتیک اشاره‌گر
• 10. ساختارهای داده و هم‌ترازی حافظه (Data Structure Alignment)
• 11. مبانی زبان اسمبلی و نقش آن در تعامل با سخت‌افزار
• 12. راه‌اندازی محیط توسعه: کامپایلر، لینکر و دیباگر
• 13. مفهوم کامپایل متقابل (Cross-Compilation) برای سیستم‌های نهفته
• 14. بخش دوم: رابط سخت‌افزار و نرم‌افزار**
• 15. فضای آدرس ورودی/خروجی و حافظه (Memory-Mapped I/O)
• 16. ورودی/خروجی مبتنی بر پورت (Port-Mapped I/O)
• 17. کاربرد کلمه کلیدی volatile در دسترسی به سخت‌افزار
• 18. مبانی وقفه‌ها (Interrupts) و بردارهای وقفه
• 19. کنترلرهای وقفه قابل برنامه‌ریزی (PIC و APIC)
• 20. نوشتن روتین‌های سرویس وقفه (Interrupt Service Routines - ISR)
• 21. دسترسی مستقیم به حافظه (Direct Memory Access - DMA)
• 22. کنترلرهای DMA و برنامه‌ریزی آن‌ها
• 23. آشنایی با گذرگاه‌های سخت‌افزاری (ISA, PCI, PCIe)
• 24. پیکربندی دستگاه‌های PCI/PCIe
• 25. آشنایی با پروتکل‌های سریال (UART, SPI, I2C)
• 26. برنامه‌نویسی برای پورت‌های سریال (Serial Ports)
• 27. ارتباط با دستگاه‌ها از طریق SPI
• 28. ارتباط با دستگاه‌ها از طریق I2C
• 29. بخش سوم: فرآیند بوت و راه‌اندازی سیستم**
• 30. فرآیند روشن شدن سیستم (Power-On Self-Test - POST)
• 31. نقش BIOS و UEFI در راه‌اندازی سخت‌افزار
• 32. سرویس‌های زمان اجرای UEFI
• 33. معماری بوت‌لودرها: GRUB و U-Boot
• 34. توسعه یک بوت‌لودر ساده: از حالت واقعی تا حالت محافظت‌شده
• 35. بارگذاری هسته سیستم‌عامل
• 36. مقداردهی اولیه سخت‌افزار در مراحل اولیه بوت
• 37. جداول توصیف‌گر سراسری و محلی (GDT و LDT)
• 38. جداول توصیف‌گر وقفه (IDT)
• 39. بخش چهارم: توسعه درایورهای دستگاه**
• 40. مقدمه‌ای بر درایورهای دستگاه و نقش آن‌ها
• 41. تفاوت فضای کاربر و فضای هسته (User Space vs. Kernel Space)
• 42. ماژول‌های هسته لینوکس: بارگذاری و حذف دینامیک
• 43. ساختار یک درایور کاراکتری ساده
• 44. ثبت و لغو ثبت درایور دستگاه
• 45. پیاده‌سازی عملیات فایل: open و release
• 46. پیاده‌سازی عملیات فایل: read و write
• 47. استفاده از ioctl برای کنترل‌های خاص دستگاه
• 48. ارتباط بین فضای کاربر و هسته
• 49. مبانی درایورهای بلوکی (Block Drivers)
• 50. معماری درایورهای شبکه (Network Drivers)
• 51. مفهوم صف‌های کاری و Tasklet‌ها
• 52. مدیریت زمان و تأخیر در هسته
• 53. تخصیص حافظه در فضای هسته (kmalloc, vmalloc)
• 54. همگام‌سازی در هسته: Spinlocks
• 55. همگام‌سازی در هسته: Mutexes و Semaphores
• 56. جلوگیری از شرایط رقابتی (Race Conditions)
• 57. مدیریت وقفه‌ها در درایورها
• 58. مفهوم Bottom Halves و Deferred Work
• 59. بخش پنجم: مدیریت پیشرفته حافظه**
• 60. آدرس‌دهی فیزیکی و مجازی حافظه
• 61. واحد مدیریت حافظه (MMU) و جدول صفحات (Page Tables)
• 62. بافر ترجمه آدرس (Translation Lookaside Buffer - TLB)
• 63. مفهوم صفحه‌بندی (Paging) و قطعه‌بندی (Segmentation)
• 64. خطاهای صفحه (Page Faults) و مدیریت آن‌ها
• 65. مبانی حافظه نهان (Cache) و اصول محلی بودن (Locality)
• 66. سطوح مختلف کش (L1, L2, L3) و عملکرد آن‌ها
• 67. انسجام حافظه نهان (Cache Coherency) در سیستم‌های چند هسته‌ای
• 68. پروتکل‌های انسجام حافظه نهان (MESI)
• 69. بخش ششم: همروندی، زمان‌بندی و سیستم‌های زمان-واقعی**
• 70. تفاوت همروندی و موازی‌کاری در سطح سخت‌افزار
• 71. عملیات اتمی و اهمیت آن در برنامه‌نویسی سیستم
• 72. زمان‌سنج‌های سخت‌افزاری و ساعت‌های سیستم
• 73. مقدمه‌ای بر سیستم‌های زمان-واقعی (Real-Time Systems)
• 74. تفاوت سیستم‌های زمان-واقعی سخت و نرم
• 75. زمان‌بندی در سیستم‌عامل‌های زمان-واقعی (RTOS)
• 76. اولویت‌ها و وارونگی اولویت (Priority Inversion)
• 77. ارتباطات بین وظیفه‌ای (Inter-Task Communication) در RTOS
• 78. محدودیت‌های زمان‌بندی و Jitter
• 79. بخش هفتم: بهینه‌سازی عملکرد مبتنی بر سخت‌افزار**
• 80. شناسایی گلوگاه‌های عملکردی: نرم‌افزار در مقابل سخت‌افزار
• 81. ابزارهای پروفایلینگ برای تحلیل عملکرد (perf, gprof)
• 82. شمارنده‌های عملکرد سخت‌افزار (Hardware Performance Counters)
• 83. تکنیک‌های بهینه‌سازی برای حافظه نهان (Cache-Aware Programming)
• 84. جلوگیری از Cache Misses: اجباری، ظرفیتی و تداخلی
• 85. پیش‌واکشی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری (Prefetching)
• 86. برنامه‌نویسی SIMD و دستورالعمل‌های برداری (SSE, AVX, NEON)
• 87. چالش‌های برنامه‌نویسی برای پردازنده‌های چند هسته‌ای
• 88. مدل‌های حافظه و سازگاری حافظه (Memory Consistency Models)
• 89. موانع حافظه (Memory Barriers/Fences)
• 90. بهینه‌سازی برای معماری‌های Non-Uniform Memory Access (NUMA)
• 91. استفاده از شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری (GPUs, FPGAs)
• 92. مقدمه‌ای بر GPGPU و CUDA/OpenCL
• 93. مدیریت مصرف توان (Power Management) و حالت‌های ACPI
• 94. تکنیک‌های کاهش مصرف انرژی در نرم‌افزار
• 95. بخش هشتم: ابزارها، دیباگینگ و روندهای آینده**
• 96. دیباگینگ در سطح پایین: JTAG و دیباگرهای سخت‌افزاری
• 97. شبیه‌سازها و امولاتورها (QEMU, Simics)
• 98. ابزارهای دیباگینگ هسته (KGDB, KDB)
• 99. ردیابی سیستم با ftrace و eBPF
• 100. تحلیل استاتیک برای کدهای وابسته به سخت‌افزار

📚 محتوای این محصول آموزشی (پکیج کامل)

🎁 محتویات کامل بسته دانلودی

• کتاب صدها نکته فارسی (خودمونی) – نسخه فرمت AZW3 (برای کتاب خوان های کیندل) و فرمت EPUB (برای سایر کتاب خوان ها) — زبان ساده و کاربردی
  
• کتاب صدها نکته رسمی فارسی – نسخه فرمت AZW3 (برای کتاب خوان های کیندل) و فرمت EPUB (برای سایر کتاب خوان ها) — نگارش استاندارد، علمی و مناسب چاپ
• کتاب صدها پرسش و پاسخ تشریحی – نسخه فرمت AZW3 (برای کتاب خوان های کیندل) و فرمت EPUB (برای سایر کتاب خوان ها)
  — هر سؤال بلافاصله همراه با پاسخ کامل و شفاف ارائه شده است؛ مناسب درک عمیق مفاهیم و رفع ابهام.
• کتاب صدها پرسش و پاسخ چهارگزینه‌ای – نسخه فرمت AZW3 (برای کتاب خوان های کیندل) و فرمت EPUB (برای سایر کتاب خوان ها) (نسخه یادگیری سریع)
  — پاسخ‌ها بلافاصله پس از سؤال قرار دارند؛ مناسب یادگیری سریع و تثبیت مطالب.
• کتاب صدها پرسش و پاسخ چهارگزینه‌ای – نسخه فرمت AZW3 (برای کتاب خوان های کیندل) و فرمت EPUB (برای سایر کتاب خوان ها) (نسخه خودآزمایی پایان‌بخش)
  — پاسخ‌ها در انتهای هر بخش آمده‌اند؛ مناسب آزمون واقعی و سنجش میزان یادگیری.

🎯 این بسته یک دورهٔ آموزشی کامل و چندلایه است؛ شامل کتاب‌ها، تمرین‌ها و خودآزمایی .

ℹ️ نکات مهم هنگام خرید

• این محصول به صورت فایل دانلودی کامل ارائه می‌شود و نسخهٔ چاپی ندارد.
• توجه: لینک‌های اختصاصی دوره طی حداکثر 24 ساعت پس از ثبت سفارش ارسال می‌شوند.
• دقت کنید لینک ها به شماره موبایل شما ارسال می شوند. پس در ارائه شماره موبایل صحیح دقت کنید.
• برای راهنمایی در مورد نحوه دانلود به شماره 09395106248 پیامک دهید یا تماس بگیرید. (ایده آل ترین گزینه ارسال پیام در یکی از پیام رسان ها به همین شماره است تا سریعا لینک های کتاب همانجا برای شما ارسال گردد.)
• اگر پرداخت انجام شده ولی بعد از 24 ساعت هنوز لینک‌ها را دریافت نکرده‌اید، نام و نام خانوادگی و نام محصول را پیامک کنید تا لینک‌ها دوباره ارسال شوند.

💬 راه‌های ارتباطی پشتیبانی:
واتس‌اپ یا هر پیام رسان داخلی یا پیامک: 09395106248
تلگرام: @ma_limbs