北京交通大学出版社有限公司

嵌入式实时操作系统原理与ReWorks实践

作者：柴琳果

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分类：: 计算机与电子信息;学历教育教材; 教材

运费：: 5.00元/本，两本以上免运费

出版：: 版次：B1印次：Y1

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ISBN：978-7-5121-5571-8
条码：9787512155718

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内容简介

《嵌入式实时操作系统原理与ReWorks实践》是一本全面介绍嵌入式实时操作系统（RTOS）原理及其在ReWorks系统中的应用的专业书籍。全书共十五章，内容涵盖了从操作系统基础知识到具体实现细节的各个方面。 第一章概述了计算机操作系统的基本概念，重点介绍了嵌入式操作系统和实时操作系统的特点及其技术前沿。第二章深入探讨了ReWorks操作系统的架构，介绍了其总体设计、POSIX接口以及集成开发环境的使用。第三章讲解了任务管理的概念和模块，详细描述了ReWorks系统的任务管理机制，并通过示例展示了具体应用。第四章讨论了内存管理，包括操作系统通用的内存管理机制和ReWorks系统的内存管理方法，并提供了实际操作示例。第五章介绍了任务间同步和通信机制，涵盖了通用系统的通信机制以及ReWorks系统的同步和通信接口，并附有示例。第六章讲解了时间管理，描述了操作系统的时钟和定时器管理，并详细介绍了ReWorks系统的时钟管理机制及其接口。第七章探讨了中断管理，介绍了操作系统的中断处理过程和ReWorks系统的中断管理方法。第八章介绍了文件系统的基本概念，并详细讲解了ReWorks系统的文件系统及其接口和使用示例。第九章讨论了网络协议栈，介绍了网络通信原理以及ReWorks系统的网络协议栈和编程接口，并提供了示例。第十章讲解了I/O系统的概念，描述了文件I/O操作和I/O模型，并介绍了ReWorks的I/O系统及其接口和示例。第十一章探讨了设备管理，介绍了设备驱动模型和ReWorks系统的设备驱动方法，并通过字符设备驱动示例展示了具体实现。第十二章介绍了动态加载模块的概念，并详细讲解了ReWorks系统的动态加载接口和示例。第十三章讨论了用户交互，介绍了Shell命令功能和图形系统的概述，并详细讲解了ReWorks支持的图形系统及其编程示例。第十四章介绍了ReWorks集成开发环境ReDe的使用，涵盖了环境搭建、工程概述、交叉编译工具链和调试诊断工具。第十五章探讨了处理器支持包（CSP），介绍了其组件和结构，并详细讲解了板级支持包（BSP）的概念及其在ReWorks中的开发和应用。本书通过理论讲解与实际操作相结合的方式，帮助读者全面掌握嵌入式实时操作系统的原理和ReWorks系统的具体应用。

前言

作者介绍

柴琳果，男，北京交通大学自动化与智能学院副教授，从事智能交通运行优化与协同控制研究，研究内容包括智能交通群体协同决策仿真与虚实交互测试验证方法、基于北斗卫星导航的下一代列控自主定位与感知技术与列控系统全生命周期运行优化与健康管理理论和方法，在公路、铁路和民航交通做出贡献。曾获北京市委组织部优秀人才培养“青年骨干”（个人奖）、中国卫星导航定位协会“科学技术一等奖”（7/15）、高等学校科学研究优秀成果奖科学技术二等奖（5/10）、中国航空运输协会民航科学技术进步奖二等奖（10/10）等。

章节目录

目录 第一章操作系统概述 7 1.1计算机操作系统 7 1.1.1什么是计算机操作系统 7 1.1.2操作系统的作用和功能 8 1.1.3计算机和操作系统发展历史 9 1.1.4操作系统分类 10 1.2嵌入式操作系统和实时操作系统 11 1.2.1嵌入式系统的基本概念 11 1.2.2嵌入式操作系统 14 1.2.3实时操作系统 17 1.2.4嵌入式实时操作系统 18 1.2.5 ReWorks简介 19 1.3技术前沿 20 1.3.1对称多核处理器和非对称多核处理器 20 1.3.2虚拟化技术 20 1.3.3智能化 20 1.4思考题 20 第二章 ReWorks操作系统架构 22 2.1 ReWorks系统总体架构 22 2.2 POSIX接口 25 2.2.1 POSIX标准 25 2.2.2 POSIX基本接口分类 26 2.3 ReWorks的集成开发环境介绍 29 2.3.1 ReDe集成开发环境概述 29 2.3.2 ReDe开发环境界面布局 32 2.3.3 ReDe典型开发场景 36 2.4 思考题 37 第三章任务管理 39 3.1任务的概念 39 3.1.1进程 40 3.1.2线程 40 3.2 任务管理模块 42 3.2.1操作系统任务状态 42 3.2.2任务生命周期管理 43 3.2.3任务调度和调度策略 44 3.2.4错误处理与异常管理 50 3.3 ReWorks系统任务管理机制 50 3.3.1 Reworks中的任务 51 3.3.2 任务状态 52 3.3.3 任务属性 54 3.3.4 任务私有数据 57 3.3.5 任务调度 57 3.4 ReWorks任务管理示例 59 3.4.1 接口介绍 59 3.4.2 示例 63 3.5 思考题 66 第四章内存管理 68 4.1内存管理概述 68 4.2 内存管理的功能 69 4.3 操作系统通用内存管理机制 70 4.3.1虚拟地址与物理地址 72 4.3.2虚拟内存空间布局 74 4.3.3内存池 77 4.3.4 Buddy算法 77 4.3.5 First-Fit算法 80 4.4 ReWorks系统内存管理机制 81 4.4.1ReWorks系统内存布局 81 4.4.2核心堆内存管理 84 4.4.3用户堆内存管理 84 4.4.4内存分区管理 84 4.4.5Reworks系统内存管理接口 85 4.5 Reworks内存管理示例 92 4.6 思考题 94 第五章任务间同步和通信机制 96 5.1 任务同步与通信概述 96 5.2 通用系统任务通信机制 97 5.2.1 信号量 97 5.2.2 互斥量 100 5.2.3 条件变量 102 5.2.4 读写锁 103 5.2.5 消息队列 104 5.2.6 信号 106 5.2.7 事件 106 5.3 Reworks任务同步和通信接口 107 5.3.1信号量接口 107 5.3.2条件变量接口 108 5.3.3读写锁接口 110 5.3.4消息队列接口 112 5.3.5信号接口 114 5.3.6事件接口 115 5.4 Reworks任务同步和通信示例 116 5.5 思考题 121 第六章时间管理 122 6.1 时钟节拍 122 6.2 操作系统的时钟 123 6.3 操作系统的定时器 124 6.4 ReWorks系统时钟管理 125 6.4.1系统软件时钟 125 6.4.2 POSIX定时器 125 6.4.3看门狗定时器 126 6.4.4单调速率定时器 127 6.5 Reworks时钟管理接口 128 6.5.1时间管理接口 128 6.5.2 POSIX定时器接口 129 6.5.3看门狗定时器接口 130 6.5.4单调速率定时器接口 131 6.6 Reworks时钟管理示例 131 6.7 思考题 134 第七章中断管理 135 7.1操作系统的中断管理概述 135 7.1.1 中断的分类 136 7.2操作系统中断的处理过程 138 7.2.1 操作系统中断检测 138 7.2.2 操作系统中断响应 139 7.2.3 操作系统中断处理 139 7.3 Reworks系统中断管理 141 7.3.1中断向量表 141 7.3.2中断处理程序 142 7.4 Reworks系统中断管理接口 143 7.5 ReWorks系统中断管理接口示例 144 7.6 思考题 147 第八章文件系统 148 8.1 操作系统的文件系统概述 148 8.1.1文件系统的概念 148 8.1.2虚拟文件系统 150 8.1.3常见的文件系统 150 8.2 ReWorks系统文件系统 152 8.2.1ReWorks系统的DOS文件系统 152 8.2.2ReWorks系统的高可靠文件系统 154 8.2.3ReWorks系统的根文件系统 154 8.2.4ReWorks中文件系统的使用 156 8.3 ReWorks文件系统接口 156 8.4 ReWorks文件系统示例 157 8.5 思考题 159 第九章网络协议栈 161 9.1网络通信原理 161 9.1.1 网络通信的基本原理 162 9.1.2 网络协议的层次模型 163 9.2 ReWorks网络协议栈 171 9.3 ReWorks网络编程接口与示例 174 9.4 Reworks网络编程示例 178 9.5 思考题 182 第十章 I/O系统 184 10.1 I/O系统概述 184 10.2 文件I/O操作 186 10.2.1 文件描述符 186 10.2.2 文件流、文件缓冲区 187 10.3 I/O模型 189 10.4 ReWorks的I/O系统 190 10.5 Reworks I/O接口 191 10.6 示例 194 10.7 思考题 196 第十一章设备管理 197 11.1 设备管理概述 197 11.1.1 设备管理概念 197 11.1.2 设备的分类与特性 198 11.1.3 设备硬件接口 199 11.1.4 设备总线 200 11.2 设备驱动模型 201 11.2.1 设备 202 11.2.2 设备驱动 203 11.2.3 总线 204 11.3 ReWorks设备驱动介绍 204 11.3.1 ReWorks设备驱动概述 205 11.3.2 ReWorks字符设备驱动 205 11.3.3 ReWorks块设备驱动 207 11.3.4 ReWorks网络设备驱动 211 11.4 ReWorks字符设备驱动示例 213 11.5思考题 218 第十二章动态加载模块 229 12.1动态加载模块概述 229 12.1.1 动态加载模块的基本概念 229 12.1.2 二进制可执行文件格式（ELF格式） 230 12.1.3 动态加载原理 234 12.2 ReWorks动态加载的接口和示例 237 12.2.2 ReWorks提供的动态加载接口 237 12.3动态加载模块示例 238 12.4 思考题 238 第十三章用户交互 239 13.1 Shell 239 13.1.1 Shell的定义与功能 239 13.1.2 常见的Shell介绍 241 13.2 ReWorks Shell命令功能 244 13.3 图形系统概述 246 13.3.1 图形系统介绍 246 13.3.2 嵌入式实时操作系统中图形系统 247 13.4 ReWorks支持的图形系统介绍 250 13.4.1 Gtk 250 13.4.2 QtE 251 13.5 ReWorks图形系统编程示例 254 13.6 思考题 254 第十四章 ReWorks集成开发环境 255 14.1 ReDe集成开发环境介绍 255 14.1.1 ReDe开发环境特点 255 14.1.2 ReDe主要功能 255 14.1.3 基于ReDe的开发流程 256 14.2 环境搭建与工程概述 256 14.2.1 工程的创建和使用 256 14.2.2 系统资源配置 259 14.3 交叉编译工具链GNU 260 14.3.1 GNU基本概念 260 14.3.2 GNU软件包组成与功能 261 14.3.3 ReWorks系统编译过程 261 14.4 ReDe调试与诊断工具 262 14.4.1 调试的基本概念 262 14.4.2 监控诊断 263 14.4.3 目标查看器 263 14.5 思考题 266 第十五章处理器支持包CSP 267 15.1 处理器支持包CSP概述 267 15.1.1 CSP的定义与作用 267 15.1.2 CSP与操作系统的关系 267 15.2 CSP的组件和结构 268 15.2.1 CSP中的核心组件 268 15.2.2 CSP的外设支持 271 15.3 板级支持包BSP概述 271 15.3.1 BSP的定义与作用 271 15.3.2 BSP与操作系统的关系 272 15.3.3 CSP与BSP的区别与联系 273 15.4 ReWorks中BSP架构设计 274 15.4.1 BSP开发的重要性 274 15.4.2 BSP的基本功能与组成 275 15.4.3 ReWorks启动过程 276 15.5 ReWorks中的BSP开发 277 15.5.1 BSP开发前准备工作 277 15.5.2 BSP基本开发步骤 277 15.6 思考题 280

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