کتاب از صفر تا قهرمانی: توسعه نرم‌افزار برای مینی‌کامپیوترها با زبان اسمبلی

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب از صفر تا قهرمانی: توسعه نرم‌افزار برای مینی‌کامپیوترها با زبان اسمبلی

موضوع کلی: معماری و برنامه‌نویسی سیستم‌های کامپیوتری

موضوع میانی: زبان اسمبلی و توسعه نرم‌افزار برای سیستم‌های کوچک

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. سفر به دنیای مینی‌کامپیوترها: تاریخچه و اهمیت
• 2. مبانی معماری کامپیوتر: نگاهی کلی
• 3. نمایش داده‌ها در کامپیوتر: بیت‌ها و بایت‌ها
• 4. سیستم‌های عددی (دودویی، اکتال، هگزادسیمال) و تبدیل آن‌ها
• 5. معرفی زبان اسمبلی: چرا و چگونه؟
• 6. مزایا و معایب برنامه‌نویسی با زبان اسمبلی
• 7. نقش زبان اسمبلی در سیستم‌های نهفته و سخت‌افزار
• 8. آشنایی با ابزارهای اولیه: ویرایشگر متن و مفهوم اسمبلر
• 9. یک برنامه "Hello World" در زبان اسمبلی (مفاهیم اولیه)
• 10. اکوسیستم توسعه نرم‌افزار برای مینی‌کامپیوترها
• 11. ساختار پایه یک مینی‌کامپیوتر فرضی
• 12. واحد پردازش مرکزی (CPU): قلب تپنده سیستم
• 13. انواع رجیسترها در CPU: کاربردها و نقش‌ها
• 14. رجیسترهای عمومی (General Purpose Registers)
• 15. رجیسترهای اشاره‌گر و شمارنده برنامه (PC, SP)
• 16. رجیستر وضعیت (Status Register) و پرچم‌ها (Flags)
• 17. حافظه اصلی (Main Memory): سازماندهی و سلسله‌مراتب
• 18. آدرس‌دهی حافظه: مفاهیم پایه
• 19. گذرگاه‌ها (Buses): داده، آدرس، کنترل
• 20. چرخه واکشی-اجرا (Fetch-Execute Cycle)
• 21. مجموعه دستورالعمل (Instruction Set) چیست؟
• 22. فرمت دستورالعمل‌ها: کد عملیات و عملوندها
• 23. انواع داده قابل پردازش توسط CPU
• 24. دستورالعمل‌های انتقال داده (Data Transfer Instructions)
• 25. دستورالعمل‌های محاسباتی (Arithmetic Instructions)
• 26. دستورالعمل‌های منطقی (Logical Instructions)
• 27. دستورالعمل‌های شیفت و چرخش (Shift and Rotate Instructions)
• 28. دستورالعمل‌های کنترل جریان (Control Flow Instructions): پرش‌ها
• 29. دستورالعمل‌های فراخوانی زیربرنامه و بازگشت (Call/Return)
• 30. معرفی حالت‌های آدرس‌دهی (Addressing Modes)
• 31. سینتکس پایه زبان اسمبلی: برچسب‌ها، دستورات، عملوندها
• 32. استفاده از ثوابت و مقادیر مستقیم (Immediate Values)
• 33. آدرس‌دهی مستقیم و غیرمستقیم رجیستری (Direct/Indirect Register Addressing)
• 34. آدرس‌دهی مستقیم و غیرمستقیم حافظه‌ای (Direct/Indirect Memory Addressing)
• 35. آدرس‌دهی با تغییر مکان (Indexed Addressing)
• 36. تعریف داده‌ها در حافظه: بایت‌ها، کلمات، رشته‌ها
• 37. کار با متغیرها و لیبل‌ها در اسمبلی
• 38. ایجاد حلقه‌ها با دستورات پرش شرطی (Conditional Jumps)
• 39. ساختارهای شرطی (IF-THEN-ELSE) در اسمبلی
• 40. طراحی زیربرنامه‌ها (Subroutines) و مزایای آن‌ها
• 41. استفاده از پشته (Stack) برای ذخیره رجیسترها و پارامترها
• 42. ارسال پارامتر به زیربرنامه‌ها از طریق رجیستر یا پشته
• 43. فراخوانی زیربرنامه‌ها و مدیریت چارچوب پشته (Stack Frame)
• 44. ماکروها در زبان اسمبلی: معرفی و کاربردها
• 45. تعریف و استفاده از ماکروها برای ساده‌سازی کد
• 46. ورودی/خروجی برنامه‌ریزی شده (Programmed I/O)
• 47. کار با پورت‌های ورودی/خروجی (I/O Ports)
• 48. نوشتن یک برنامه کامل: خواندن ورودی و نمایش خروجی
• 49. ابزارهای دیباگینگ اولیه: شبیه‌ساز و ردیاب (Tracer)
• 50. استراتژی‌های تست و اشکال‌زدایی کد اسمبلی
• 51. ضرورت اسمبلر: تبدیل کد اسمبلی به کد ماشین
• 52. معماری یک اسمبلر: گذر اول و گذر دوم
• 53. ساختار داده‌های اسمبلر: جدول نماد (Symbol Table)
• 54. طراحی و پیاده‌سازی جدول نماد (Symbol Table Implementation)
• 55. تحلیلگر لغوی (Lexical Analyzer) و تشخیص توکن‌ها
• 56. تحلیلگر نحوی (Syntax Analyzer) و قواعد گرامر اسمبلی
• 57. گذر اول اسمبلر: جمع‌آوری نمادها و آدرس‌دهی
• 58. گذر دوم اسمبلر: تولید کد ماشین و حل ارجاعات
• 59. تولید فایل آبجکت (Object File) و فرمت آن
• 60. مدیریت خطاها در اسمبلر: تشخیص و گزارش
• 61. ضرورت لینک/لودر: ترکیب ماژول‌ها و آماده‌سازی برای اجرا
• 62. مفهوم جابه‌جایی آدرس (Relocation)
• 63. فرمت فایل‌های آبجکت قابل جابه‌جایی (Relocatable Object Files)
• 64. لینک‌سازی استاتیک (Static Linking): ترکیب کد و داده
• 65. جدول‌های ارجاع خارجی (External Reference Tables)
• 66. طراحی و پیاده‌سازی یک لینک‌کننده ساده
• 67. فرمت فایل اجرایی (Executable File Format)
• 68. مفهوم لودر (Loader) و وظایف آن
• 69. انواع لودرها: مطلق، جابه‌جاپذیر، دینامیک
• 70. پیاده‌سازی یک لودر برای مینی‌کامپیوتر فرضی
• 71. ضرورت شبیه‌ساز: اجرای کد بدون سخت‌افزار فیزیکی
• 72. معماری یک شبیه‌ساز: شبیه‌سازی CPU، حافظه و I/O
• 73. پیاده‌سازی شبیه‌ساز CPU: مدل‌سازی رجیسترها و پرچم‌ها
• 74. شبیه‌سازی چرخه واکشی-اجرا در نرم‌افزار
• 75. شبیه‌سازی حافظه: آرایه‌ها و مدیریت دسترسی
• 76. شبیه‌سازی دستگاه‌های ورودی/خروجی
• 77. رابط کاربری شبیه‌ساز: نمایش وضعیت رجیسترها و حافظه
• 78. قابلیت‌های اشکال‌زدایی (Debugging Features): نقاط توقف (Breakpoints)
• 79. قابلیت‌های ردیابی (Tracing) و اجرای گام به گام (Step-by-Step Execution)
• 80. پیاده‌سازی یک شبیه‌ساز کامل برای مینی‌کامپیوتر فرضی
• 81. مفهوم بوت‌استرپینگ (Bootstrapping): اولین کد اجرایی
• 82. ROM مانیتور (ROM Monitor) و وظایف آن
• 83. بارگذاری سیستم‌عامل: از ROM به RAM
• 84. مدیریت وقفه (Interrupt Handling): مفاهیم و ضرورت
• 85. بردار وقفه (Interrupt Vector Table)
• 86. پیاده‌سازی روال‌های سرویس‌دهی وقفه (ISR)
• 87. مدیریت حافظه پایه: تخصیص و آزادسازی ساده
• 88. مفهوم فضای آدرس منطقی و فیزیکی
• 89. درایورهای دستگاه (Device Drivers): ارتباط با سخت‌افزار
• 90. پیاده‌سازی یک درایور دستگاه ورودی/خروجی ساده
• 91. مالتی‌تسکینگ (Multitasking) اولیه: سوئیچ وظیفه (Task Switching)
• 92. زمان‌بندی (Scheduling) وظایف در یک سیستم ساده
• 93. مدیریت ورودی/خروجی مبتنی بر وقفه (Interrupt-driven I/O)
• 94. ارتباط سریال (Serial Communication): مفاهیم و پیاده‌سازی
• 95. استفاده از تایمرها (Timers) برای وظایف زمان‌بندی شده
• 96. ذخیره‌سازی داده‌ها: کار با دستگاه‌های ذخیره‌سازی ساده
• 97. بهینه‌سازی کد اسمبلی: سرعت و حجم
• 98. واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) و فراخوانی‌های سیستمی (System Calls)
• 99. توسعه سیستم‌های نهفته (Embedded Systems) با اسمبلی
• 100. آینده برنامه‌نویسی سطح پایین و نقش زبان اسمبلی