C++嵌入式筆試面試集錦大綱介紹

正在準(zhǔn)備秋招C++/嵌入式崗位,將相關(guān)資料整理匯集于此。覺(jué)得還可以的小伙伴可以關(guān)注一起學(xué)習(xí)。
資料整體上從以下六大方面展開(暫時(shí)先放部分目錄和介紹,后續(xù)不斷總結(jié)發(fā)布后修改為鏈接,資料在CSDN和牛客更新,全網(wǎng)同名)

〇.簡(jiǎn)歷&面試

以后分享投簡(jiǎn)歷、筆試面試相關(guān)的東西
嵌入式系統(tǒng)是現(xiàn)代科技的一個(gè)重要領(lǐng)域,嵌入式工程師在汽車、醫(yī)療、通訊、軍事和航空等行業(yè)都非常受歡迎。為了準(zhǔn)備嵌入式面試,以下是一些建議:
學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí):掌握嵌入式系統(tǒng)的基本概念,包括硬件、軟件、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、通信協(xié)議、嵌入式開發(fā)板等。
熟悉嵌入式開發(fā)工具:了解嵌入式開發(fā)工具的使用,例如Keil、IAR等,學(xué)會(huì)使用調(diào)試工具調(diào)試程序。
掌握編程語(yǔ)言:掌握C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法和用法,學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)中常用的庫(kù)函數(shù)。
熟悉單片機(jī)的原理和應(yīng)用:掌握單片機(jī)的基本原理和結(jié)構(gòu),了解單片機(jī)的應(yīng)用和開發(fā)流程。
學(xué)習(xí)常見(jiàn)的通信協(xié)議:了解常見(jiàn)的通信協(xié)議,如UART、SPI、I2C、CAN、USB等。
做一些項(xiàng)目實(shí)踐:在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,可以做一些簡(jiǎn)單的項(xiàng)目實(shí)踐,通過(guò)實(shí)踐來(lái)提高自己的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)能力。
閱讀相關(guān)的技術(shù)書籍和文獻(xiàn):閱讀相關(guān)的技術(shù)書籍和文獻(xiàn),如《C陷阱與缺陷》、《ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》等。
參加嵌入式開發(fā)者社區(qū):加入嵌入式開發(fā)者社區(qū),與其他開發(fā)者交流經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)心得,可以拓寬自己的視野和提高技能水平。
熟悉常見(jiàn)的嵌入式系統(tǒng)架構(gòu):了解常見(jiàn)的嵌入式系統(tǒng)架構(gòu),例如ARM、MIPS、x86等,以及它們的優(yōu)缺點(diǎn)。
掌握嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試和性能優(yōu)化技巧:學(xué)會(huì)使用調(diào)試工具,如JTAG調(diào)試器和邏輯分析儀等,調(diào)試和優(yōu)化系統(tǒng)性能。
熟悉嵌入式系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性:掌握嵌入式系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性相關(guān)知識(shí),例如軟件漏洞和系統(tǒng)崩潰等問(wèn)題的預(yù)防和解決方法。
學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的底層硬件知識(shí):掌握嵌入式系統(tǒng)底層硬件相關(guān)知識(shí),例如電子電路、傳感器、執(zhí)行器等,有助于理解系統(tǒng)運(yùn)作原理和故障排查。
熟悉嵌入式系統(tǒng)的項(xiàng)目管理:了解嵌入式系統(tǒng)的項(xiàng)目管理方法,如需求分析、設(shè)計(jì)文檔、代碼管理、測(cè)試和驗(yàn)證等,這對(duì)于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)至關(guān)重要。
學(xué)會(huì)和面試官有效溝通:在面試過(guò)程中,與面試官保持良好的溝通和交流,講清自己的思路和解決方案,能夠展現(xiàn)自己的能力和信心。
不斷練習(xí)和總結(jié):通過(guò)模擬面試、刷題等方式不斷練習(xí),總結(jié)自己的經(jīng)驗(yàn)和不足,逐步提高自己的能力和水平
總之,準(zhǔn)備嵌入式面試需要具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和良好的溝通能力,通過(guò)不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐,提升自己的技能和能力。
以下是一些關(guān)于C++面試準(zhǔn)備的建議:
理解面向?qū)ο缶幊蹋∣OP)的概念:C++ 是一門支持面向?qū)ο缶幊痰恼Z(yǔ)言,因此在準(zhǔn)備 C++ 面試時(shí)需要熟悉 OOP 的概念,例如封裝、繼承、多態(tài)等。
掌握C++語(yǔ)言基礎(chǔ):熟悉 C++ 的基礎(chǔ)語(yǔ)法和語(yǔ)言特性,包括數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、控制結(jié)構(gòu)、函數(shù)、指針、引用等。
熟悉C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù):了解 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的概念和常用函數(shù),例如 STL(標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù))和 IO 流等。
掌握內(nèi)存管理:理解內(nèi)存分配和釋放的概念,掌握 C++ 中的 new/delete、malloc/free 等內(nèi)存管理方式。
了解并發(fā)編程:熟悉并發(fā)編程的概念,掌握多線程編程和線程同步的技術(shù),例如互斥量和條件變量等。
掌握異常處理:熟悉 C++ 異常處理的機(jī)制,例如 try/catch 塊和 throw 操作符等。
熟悉泛型編程:了解 C++ 的泛型編程概念,掌握模板和泛型算法等技術(shù)。
熟悉設(shè)計(jì)模式:了解常見(jiàn)的設(shè)計(jì)模式,例如單例模式、工廠模式、策略模式等,并能在實(shí)際開發(fā)中使用它們。
掌握代碼調(diào)試和優(yōu)化:掌握調(diào)試工具和技術(shù),例如 GDB 調(diào)試器、代碼分析工具、性能分析工具等,能夠進(jìn)行代碼調(diào)試和性能優(yōu)化。
理解C++的編譯過(guò)程:了解C++代碼的編譯過(guò)程,包括預(yù)處理、編譯、匯編和鏈接等步驟,以及如何生成可執(zhí)行文件。
熟悉C++11、C++14和C++17標(biāo)準(zhǔn):了解C++11、C++14和C++17標(biāo)準(zhǔn)中引入的新特性和語(yǔ)法,例如auto、lambda表達(dá)式、nullptr、constexpr等,以及如何在實(shí)際項(xiàng)目中使用它們。
熟悉C++編程規(guī)范:掌握C++編程規(guī)范,例如Google C++編程規(guī)范、C++ Core Guidelines等,了解如何編寫易于維護(hù)、可讀性高的代碼。
掌握C++調(diào)試技巧:掌握常見(jiàn)的調(diào)試技巧,例如打印調(diào)試信息、斷點(diǎn)調(diào)試、跟蹤調(diào)試等,以及如何解決常見(jiàn)的調(diào)試問(wèn)題。
掌握C++性能優(yōu)化技巧:了解常見(jiàn)的性能優(yōu)化技巧,例如內(nèi)聯(lián)函數(shù)、常量表達(dá)式、移動(dòng)語(yǔ)義等,以及如何使用性能分析工具來(lái)優(yōu)化程序的性能。
了解C++中的并發(fā)編程庫(kù):了解C++中的并發(fā)編程庫(kù),例如std::thread、std::mutex等,以及如何使用這些庫(kù)來(lái)編寫線程安全的代碼。
熟悉C++中的模板元編程:了解模板元編程的概念和技術(shù),例如模板特化、模板偏特化、SFINAE等,以及如何在實(shí)際項(xiàng)目中使用它們。
掌握C++中的異常安全性:了解異常安全性的概念和技術(shù),例如RAII、nothrow等,以及如何編寫異常安全的代碼。
了解C++中的虛擬機(jī)制:理解C++中的虛擬機(jī)制,例如虛函數(shù)、虛基類等,以及如何使用它們來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。
練習(xí)編程題目:通過(guò)練習(xí)編程題目來(lái)加強(qiáng)自己的編程能力和邏輯思維能力,例如LeetCode、Codeforces等網(wǎng)站上的編程題目。
總的來(lái)說(shuō),C++ 面試的關(guān)鍵是熟悉 C++ 的基本語(yǔ)法和語(yǔ)言特性,并能夠運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。同時(shí),要理解面向?qū)ο缶幊痰母拍詈驮O(shè)計(jì)模式,并能夠在項(xiàng)目中實(shí)踐。另外,了解并發(fā)編程、異常處理和內(nèi)存管理等重要概念,以及如何調(diào)試和優(yōu)化代碼,也是 C++ 面試中需要注意的方面。C++面試的準(zhǔn)備需要廣泛掌握C++的基礎(chǔ)知識(shí)和進(jìn)階技術(shù),并具備良好的編程能力和解決問(wèn)題的能力。在面試前要仔細(xì)閱讀面試公司的招聘信息,了解面試官的背景和所面試的職位,從而有針對(duì)性地進(jìn)行準(zhǔn)備。
一.編程語(yǔ)言

01.匯編
匯編主要了解一些指令
匯編語(yǔ)言是一種低級(jí)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,它與計(jì)算機(jī)硬件直接相關(guān),包括機(jī)器指令和指令集架構(gòu)。匯編語(yǔ)言通過(guò)使用助記符和符號(hào)代替二進(jìn)制代碼來(lái)編寫,使程序員能夠更容易地理解和編寫代碼。
在計(jì)算機(jī)發(fā)展的早期,匯編語(yǔ)言是編寫軟件程序的主要方式。雖然現(xiàn)代編程語(yǔ)言已經(jīng)取代了匯編語(yǔ)言的地位,但在某些特定的應(yīng)用場(chǎng)景下,如嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、操作系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)等,匯編語(yǔ)言仍然有其重要的地位。
匯編語(yǔ)言是一種面向機(jī)器的語(yǔ)言,因此需要對(duì)底層計(jì)算機(jī)硬件的結(jié)構(gòu)和工作原理有深刻的理解。在編寫匯編代碼時(shí),程序員需要直接操作計(jì)算機(jī)寄存器、內(nèi)存地址和其他底層硬件組件,因此需要具備較高的技能水平和經(jīng)驗(yàn)。
匯編語(yǔ)言的編程難度較大,代碼可讀性較差,但它具有執(zhí)行效率高和可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于需要高效運(yùn)行和對(duì)底層硬件進(jìn)行直接控制的應(yīng)用程序,匯編語(yǔ)言仍然是一種重要的編程工具。
02.C/C++
C和C++整理在一起了,主要整理以下幾點(diǎn):
關(guān)鍵字、基本函數(shù)、預(yù)處理
關(guān)鍵字有static、extern、const、volatile、sizeof和strlen、struct和union、typedef和#define、auto、register、attribute、inline、final和override、mutable和explicit的相關(guān)問(wèn)題
基本函數(shù)有strcpy、strncpy、sprintf與memcpy、memmove、strlen(), ?strstr(), strcat(), strcmp()的相關(guān)問(wèn)題
預(yù)處理有頭文件宏定義等問(wèn)題
內(nèi)存分配
C內(nèi)存分配/堆棧、內(nèi)存泄漏、C++內(nèi)存管理、大小端、越界、字節(jié)對(duì)齊
指針
指針類型轉(zhuǎn)換、指針的指針、指針與常量、指針與數(shù)組、指針與函數(shù)、結(jié)構(gòu)體指針、其他(指針和引用、野指針、智能指針)
C++
相關(guān)基礎(chǔ)、函數(shù)(函數(shù)默認(rèn)參數(shù)、函數(shù)重載)、類和封裝(封裝、對(duì)象的初始化和清理、對(duì)象模型和this指針、友元、運(yùn)算符重載)繼承、多態(tài)、模板、STL、面向?qū)ο?、C++11新標(biāo)準(zhǔn)
其他
選填、代碼分析等
C和C++是兩種廣泛使用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言。它們都是面向過(guò)程和面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言,用于編寫系統(tǒng)軟件、應(yīng)用程序、驅(qū)動(dòng)程序等。
C語(yǔ)言是由貝爾實(shí)驗(yàn)室的Dennis Ritchie在1972年至1973年間設(shè)計(jì)開發(fā)的。它具有簡(jiǎn)單、高效、跨平臺(tái)等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)軟件、操作系統(tǒng)、編譯器、嵌入式系統(tǒng)、游戲開發(fā)等領(lǐng)域。C語(yǔ)言的語(yǔ)法簡(jiǎn)單、控制結(jié)構(gòu)靈活、運(yùn)算符豐富,它不提供面向?qū)ο缶幊痰闹С?,但可以使用結(jié)構(gòu)體和指針等特性來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)抽象和封裝。
C++語(yǔ)言是在C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。它由Bjarne Stroustrup于1980年代開發(fā),旨在擴(kuò)展C語(yǔ)言的特性并添加面向?qū)ο缶幊痰闹С?。C++語(yǔ)言是一種多范式編程語(yǔ)言,支持面向?qū)ο?、泛型編程和過(guò)程式編程。C++語(yǔ)言提供了類、繼承、多態(tài)等特性,使得代碼可重用性更高、可維護(hù)性更好、開發(fā)效率更高。C++語(yǔ)言被廣泛應(yīng)用于游戲開發(fā)、圖形圖像處理、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域。
總的來(lái)說(shuō),C語(yǔ)言和C++語(yǔ)言都是強(qiáng)大而廣泛使用的編程語(yǔ)言。C語(yǔ)言適用于需要高效的、底層的編程任務(wù),而C++語(yǔ)言適用于需要面向?qū)ο缶幊毯湍0逶幊痰娜蝿?wù)。兩種語(yǔ)言都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),開發(fā)人員可以根據(jù)具體需求選擇適合的語(yǔ)言。
03.Python
Python是一種高級(jí)編程語(yǔ)言,由Guido van Rossum于1991年開發(fā)。Python是一種解釋型語(yǔ)言,它具有簡(jiǎn)單、易學(xué)、易用等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于Web開發(fā)、數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域。
Python具有豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和第三方庫(kù),使得開發(fā)人員可以更快速、更高效地開發(fā)應(yīng)用程序。Python的語(yǔ)法簡(jiǎn)潔,支持面向?qū)ο缶幊?、函?shù)式編程等多種編程范式。Python語(yǔ)言還有許多流行的框架和工具,如Django、Flask、Pytorch、Tensorflow等。
Python的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易讀,適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。在編寫Python代碼時(shí),無(wú)需擔(dān)心內(nèi)存管理、類型聲明等問(wèn)題,使得開發(fā)人員可以更專注于業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)。同時(shí),Python也是一種跨平臺(tái)的語(yǔ)言,可以運(yùn)行在多種操作系統(tǒng)上。
總的來(lái)說(shuō),Python是一種流行且實(shí)用的編程語(yǔ)言,它可以幫助開發(fā)人員快速開發(fā)高質(zhì)量的應(yīng)用程序。它的簡(jiǎn)潔性、易讀性和靈活性使得它成為學(xué)習(xí)編程的良好入門語(yǔ)言,同時(shí)也是許多大型項(xiàng)目和數(shù)據(jù)科學(xué)項(xiàng)目的首選語(yǔ)言。
04.版本控制工具
主要是SVN和Git
Git和SVN是兩種常見(jiàn)的版本控制工具,它們都可以幫助團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)軟件項(xiàng)目。
Git是由Linus Torvalds于2005年開發(fā)的分布式版本控制系統(tǒng)。Git的主要特點(diǎn)是速度快、極端分支策略、有強(qiáng)大的命令行界面和大量的第三方工具支持。Git將版本庫(kù)存儲(chǔ)在本地,每個(gè)人都可以在自己的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行開發(fā),并在需要時(shí)將其推送到中央存儲(chǔ)庫(kù)(例如GitHub、GitLab、Bitbucket等)。Git支持多個(gè)分支同時(shí)進(jìn)行開發(fā),可以合并多個(gè)分支的修改,非常適合大型項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)。
SVN是Subversion的縮寫,是一種集中式的版本控制系統(tǒng),由Apache軟件基金會(huì)開發(fā)。與Git不同,SVN的版本庫(kù)是集中存儲(chǔ)在中央服務(wù)器上的,開發(fā)人員需要從服務(wù)器上獲取最新代碼并將其修改后提交到服務(wù)器上。SVN支持鎖定機(jī)制,即開發(fā)人員在修改文件之前必須先鎖定文件,以確保文件的一致性。SVN支持基于路徑的訪問(wèn)控制和單個(gè)文件的版本控制,但對(duì)于大型項(xiàng)目和并行開發(fā)的場(chǎng)景可能不太適合。
總的來(lái)說(shuō),Git和SVN都是可靠的版本控制工具,它們各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。Git適合大型項(xiàng)目和分布式團(tuán)隊(duì),支持分支策略和快速版本控制,SVN適合小型項(xiàng)目和集中式團(tuán)隊(duì),支持路徑和文件的訪問(wèn)控制。開發(fā)人員應(yīng)該根據(jù)具體項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)的需求來(lái)選擇適合的版本控制工具。
二.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

01.計(jì)算機(jī)組成原理
計(jì)算機(jī)組成原理是研究計(jì)算機(jī)硬件組成及其工作原理的學(xué)科。它包括計(jì)算機(jī)的各個(gè)硬件部件如CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、總線等的功能、結(jié)構(gòu)、組成、工作原理、互連方式以及它們之間的相互作用等方面的內(nèi)容。
計(jì)算機(jī)組成原理主要包括以下內(nèi)容:
1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu):包括計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、總線結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)等。
2.數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算:研究計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示方式,包括二進(jìn)制、十進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制等。還研究數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的運(yùn)算方式,如加、減、乘、除等算法和實(shí)現(xiàn)方法。
3.計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng):包括CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、總線等硬件部件的組成和功能。
4.指令執(zhí)行過(guò)程:研究CPU執(zhí)行指令的過(guò)程,包括指令譯碼、指令執(zhí)行、數(shù)據(jù)傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)。
5.存儲(chǔ)器管理:研究存儲(chǔ)器的組成、分類、層次結(jié)構(gòu)和管理方式。
6.輸入輸出系統(tǒng):研究計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備的種類、接口、控制方式和I/O軟件系統(tǒng)。
計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一,對(duì)于了解計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、理解計(jì)算機(jī)的工作原理和優(yōu)化計(jì)算機(jī)程序都有著重要的意義。
02.操作系統(tǒng)
操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最重要的軟件之一,它是管理和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的核心程序。操作系統(tǒng)的主要功能包括資源管理、進(jìn)程管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信等方面。
操作系統(tǒng)的主要功能包括:
1.進(jìn)程管理:操作系統(tǒng)可以管理計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的多個(gè)進(jìn)程,分配CPU時(shí)間片,控制進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)、進(jìn)程間的通信等。
2.內(nèi)存管理:操作系統(tǒng)可以管理計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存,包括內(nèi)存的分配、釋放、保護(hù)、虛擬內(nèi)存管理等。
3.文件系統(tǒng):操作系統(tǒng)可以管理計(jì)算機(jī)上的文件和目錄,包括文件的存儲(chǔ)、管理和保護(hù),提供文件訪問(wèn)控制和共享功能等。
4.設(shè)備管理:操作系統(tǒng)可以管理計(jì)算機(jī)上的各種設(shè)備,包括輸入輸出設(shè)備、磁盤、網(wǎng)絡(luò)接口等,提供設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和設(shè)備控制功能。
5.用戶接口:操作系統(tǒng)提供用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互的接口,包括命令行界面、圖形界面、網(wǎng)絡(luò)接口等。
操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程可以分為以下幾個(gè)階段:
1.批處理系統(tǒng)階段:早期的操作系統(tǒng)主要是用于管理大型計(jì)算機(jī)上的批處理作業(yè)。
2.分時(shí)系統(tǒng)階段:隨著計(jì)算機(jī)性能的提高,出現(xiàn)了分時(shí)系統(tǒng),使得多個(gè)用戶可以同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)。
3.個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)代:隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及,出現(xiàn)了個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),如Windows、MacOS、Linux等。
4.移動(dòng)計(jì)算時(shí)代:隨著移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了各種移動(dòng)操作系統(tǒng),如iOS、Android等。
總之,操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分,它通過(guò)管理和協(xié)調(diào)各種硬件和軟件資源,使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以高效地運(yùn)行各種應(yīng)用程序,為人們的工作和生活提供了便利
03.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
分層模型
應(yīng)用層HTTP:HTTP/HTTPs、GET和POST、SSL/TLS、Cookie和Session、DNS、URL、
傳輸層TCP/UDP:TCP報(bào)文段的首部格式、TCP三次握手四次揮手、TCP可靠性、TCP和UDP
網(wǎng)絡(luò)層IP
其他:TCP與HTTP、攻擊
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指由互連的計(jì)算機(jī)和設(shè)備組成的物理和邏輯結(jié)構(gòu),使得它們可以互相通信和共享資源。它是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)的重要組成部分,可以用于數(shù)據(jù)傳輸、信息交換、資源共享、分布式計(jì)算等方面。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包括許多不同的組成部分,如硬件設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、路由器、交換機(jī)、網(wǎng)卡等)、軟件協(xié)議(如TCP/IP、HTTP、FTP等)、傳輸介質(zhì)(如光纖、銅線、無(wú)線電波等)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(如星型、總線型、網(wǎng)狀型等)等。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)、廣域網(wǎng)(WAN)等不同的范圍和層次。它們可以連接全球各地的計(jì)算機(jī)和設(shè)備,使得人們可以方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程辦公、在線學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、在線娛樂(lè)等活動(dòng)。
在當(dāng)今信息時(shí)代,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)中不可或缺的一部分。
04.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
數(shù)組、鏈表、哈希表、字符串、棧與隊(duì)列、二叉樹、回溯算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、單調(diào)棧、排序、貪心算法、圖論、其他
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中研究數(shù)據(jù)組織和處理的學(xué)科,它是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)和組織數(shù)據(jù)的方式,是為了高效地訪問(wèn)和操作數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的一種抽象和實(shí)現(xiàn)方法。
常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列、樹、圖等。每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有自己的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景,可以根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用來(lái)解決許多計(jì)算機(jī)科學(xué)中的問(wèn)題,如搜索、排序、遍歷等。通過(guò)合理選擇和使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),可以提高算法效率和程序性能,減少資源消耗和時(shí)間復(fù)雜度。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的基礎(chǔ)概念之一,是理解和掌握計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的必備知識(shí)。
05.計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是指計(jì)算機(jī)硬件和軟件之間的結(jié)構(gòu)和交互方式。它包括計(jì)算機(jī)的各種組件和它們之間的連接方式,以及指令集、內(nèi)存模型、輸入輸出模型等方面的設(shè)計(jì)。
計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的核心組成部分是中央處理器(CPU),它包括算術(shù)邏輯單元(ALU)、控制單元(CU)、寄存器等。CPU與主存儲(chǔ)器(RAM)之間通過(guò)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和指令控制。
另外,計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)還包括輸入輸出設(shè)備(如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等)、存儲(chǔ)設(shè)備(如硬盤、固態(tài)硬盤、光盤等)以及各種接口和控制器等。這些設(shè)備通過(guò)I/O總線和計(jì)算機(jī)互相連接和通信。
計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)的性能和功能有重要影響。不同的體系結(jié)構(gòu)可以適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求,例如高性能計(jì)算、嵌入式系統(tǒng)、移動(dòng)設(shè)備等。常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)有馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)、哈佛體系結(jié)構(gòu)等。
了解計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)于理解計(jì)算機(jī)工作原理、程序設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化等方面都具有重要意義。
06.數(shù)據(jù)庫(kù)
數(shù)據(jù)庫(kù)是一種電子化的數(shù)據(jù)集合,能夠進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和訪問(wèn)。它是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中最為重要的應(yīng)用之一,廣泛應(yīng)用于各種信息管理和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。
數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)包括持久性、共享性、獨(dú)立性、安全性、完整性等。數(shù)據(jù)庫(kù)通常由數(shù)據(jù)表、索引、視圖、存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器等組成,其中數(shù)據(jù)表是最基本的數(shù)據(jù)組織形式,可以包含多個(gè)數(shù)據(jù)字段和數(shù)據(jù)記錄。
常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)類型包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)等。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)使用SQL語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和查詢,例如Oracle、MySQL、SQL Server等;非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)則更加注重分布式和海量數(shù)據(jù)處理,例如MongoDB、Redis等。
數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)中具有廣泛的應(yīng)用,例如企業(yè)管理、電子商務(wù)、金融服務(wù)、醫(yī)療保健、社交網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和管理是數(shù)據(jù)庫(kù)管理人員、數(shù)據(jù)分析師等職業(yè)的重要工作內(nèi)容。
07.編譯原理
編譯原理是一門研究編程語(yǔ)言編譯過(guò)程的學(xué)科。編譯器是一種將高級(jí)語(yǔ)言代碼轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行機(jī)器碼的程序,編譯原理的主要研究?jī)?nèi)容就是如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)這樣的編譯器。
編譯器的工作過(guò)程通常包括詞法分析、語(yǔ)法分析、語(yǔ)義分析、中間代碼生成、優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成等多個(gè)階段。詞法分析器負(fù)責(zé)將輸入的程序文本分割為一個(gè)個(gè)單詞,語(yǔ)法分析器則將單詞組合成語(yǔ)法樹,并檢查語(yǔ)法是否正確,語(yǔ)義分析器則負(fù)責(zé)檢查語(yǔ)義是否正確。
編譯原理的研究不僅關(guān)注編譯器的實(shí)現(xiàn)方法,還包括編程語(yǔ)言的設(shè)計(jì)、程序語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)范、語(yǔ)義規(guī)范等方面。它也為我們理解程序運(yùn)行機(jī)制和程序語(yǔ)言的特點(diǎn)提供了深刻的認(rèn)識(shí)和思考。
編譯原理在計(jì)算機(jī)科學(xué)中具有重要意義,它是編程語(yǔ)言、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。通過(guò)了解編譯原理,我們可以更好地理解程序的運(yùn)行機(jī)制,同時(shí)也能夠更加高效地編寫和優(yōu)化程序。
三.硬件相關(guān)

01.硬件基礎(chǔ)
數(shù)電模電
數(shù)電模電,是指數(shù)字電路和模擬電路的簡(jiǎn)稱,是電子工程領(lǐng)域中的兩個(gè)重要學(xué)科。
數(shù)字電路,是指由數(shù)字邏輯門電路組成的電路系統(tǒng)。數(shù)字電路能夠進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的邏輯運(yùn)算和處理,通常用于計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。數(shù)字電路可以用布爾代數(shù)或狀態(tài)圖等方法進(jìn)行描述,其設(shè)計(jì)和分析常常使用數(shù)字邏輯和信號(hào)處理技術(shù)。
模擬電路,是指由電子元器件和電路組成的電路系統(tǒng),其輸入和輸出信號(hào)都是連續(xù)的模擬信號(hào)。模擬電路能夠進(jìn)行模擬信號(hào)的處理和轉(zhuǎn)換,例如信號(hào)的放大、濾波、調(diào)制等。模擬電路通常使用電路分析和設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行描述和分析,包括基礎(chǔ)電路分析、放大器設(shè)計(jì)、濾波器設(shè)計(jì)等。
數(shù)電模電是電子工程中的兩個(gè)重要學(xué)科,它們通常是互相補(bǔ)充和協(xié)同工作的。在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,數(shù)字電路和模擬電路常常會(huì)集成在一起,形成數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)和混合信號(hào)電路系統(tǒng)。這種綜合應(yīng)用需要工程師掌握數(shù)字電路和模擬電路的基本理論和技術(shù),能夠進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)和分析,從而實(shí)現(xiàn)高性能、低功耗的電子系統(tǒng)。
02.畫圖
畫PCB、結(jié)構(gòu)
03.ARM
體系結(jié)構(gòu)、工作模式和寄存器、指令機(jī)器碼、異常處理、ARM64
ARM是一家總部位于英國(guó)的半導(dǎo)體和軟件設(shè)計(jì)公司,其主要產(chǎn)品是基于ARM架構(gòu)的處理器芯片。ARM處理器是一種低功耗、高性能的嵌入式處理器,廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、智能手表、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。目前,ARM處理器已經(jīng)成為移動(dòng)設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)中最為流行的處理器架構(gòu)之一。
ARM公司的處理器架構(gòu)采用了RISC(精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))設(shè)計(jì)理念,與傳統(tǒng)的CISC(復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī))相比,指令集更加精簡(jiǎn),但處理速度更快,功耗更低。ARM處理器的指令集架構(gòu)采用的是Thumb-2指令集,它同時(shí)支持16位和32位指令,既能夠兼容較老的16位指令,又能夠充分利用32位指令的性能優(yōu)勢(shì)。
ARM架構(gòu)的處理器分為多個(gè)系列,包括Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M等。其中,Cortex-A系列是針對(duì)高性能計(jì)算領(lǐng)域設(shè)計(jì)的處理器,適用于智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等設(shè)備;Cortex-R系列是面向?qū)崟r(shí)性應(yīng)用領(lǐng)域的處理器,適用于汽車、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域;Cortex-M系列則是面向嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的處理器,適用于物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、傳感器等領(lǐng)域。
除了處理器芯片外,ARM公司還提供了廣泛的軟件支持,包括操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、開發(fā)工具等,以便客戶快速地開發(fā)和部署ARM架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)。同時(shí),ARM公司也與眾多的硬件廠商、軟件廠商和開發(fā)者社區(qū)合作,不斷拓展其生態(tài)系統(tǒng),推動(dòng)ARM處理器在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
04.單片機(jī)
單片機(jī)基礎(chǔ)、RTOS
單片機(jī)(Microcontroller)是一種集成了微處理器、內(nèi)存、輸入輸出設(shè)備和其他外圍接口的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),單片機(jī)系統(tǒng)的體積更小、功耗更低、成本更低,更適合于嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
單片機(jī)的核心是微處理器,其架構(gòu)和指令集可以與普通計(jì)算機(jī)相似或不同。通常,單片機(jī)的處理器速度相對(duì)較慢,內(nèi)存和存儲(chǔ)器容量也相對(duì)較小,但是它具有實(shí)時(shí)響應(yīng)性能好、可靠性高、功耗低等特點(diǎn)。
單片機(jī)常常需要運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS),以滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。RTOS是一種專門設(shè)計(jì)用于實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng),其最主要的特點(diǎn)是具有較高的實(shí)時(shí)性和可靠性,可以處理來(lái)自外部世界的各種事件和數(shù)據(jù),并在短時(shí)間內(nèi)作出響應(yīng)。
RTOS的核心是任務(wù)調(diào)度器,可以對(duì)多個(gè)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度,實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的優(yōu)先級(jí)調(diào)度、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)等算法,確保系統(tǒng)響應(yīng)能力和實(shí)時(shí)性。RTOS還提供了各種服務(wù)和接口,包括信號(hào)量、消息隊(duì)列、計(jì)時(shí)器等,方便開發(fā)者設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。
常用的單片機(jī)芯片廠商有ST、Freescale、Atmel、TI等,它們提供了各種型號(hào)和系列的單片機(jī)芯片,開發(fā)者可以根據(jù)具體應(yīng)用的需求選擇合適的芯片。常見(jiàn)的單片機(jī)開發(fā)工具包括Keil、IAR、CCS等,它們提供了各種開發(fā)工具和開發(fā)板,可以方便地進(jìn)行單片機(jī)軟硬件的開發(fā)和調(diào)試。
05.FPGA
FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)是一種可編程邏輯器件,也被稱為可編程芯片。相比于ASIC(Application-Specific Integrated Circuit,專用集成電路),F(xiàn)PGA不需要專門的硬件設(shè)計(jì)和制造流程,可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種不同的電路功能,具有靈活性和可重構(gòu)性。
FPGA由大量的可編程邏輯單元(CLB,Configurable Logic Block)、輸入輸出單元(IOB,Input Output Block)、時(shí)鐘管理單元(Clock Management)等構(gòu)成。每個(gè)CLB包含多個(gè)可編程邏輯門、寄存器和存儲(chǔ)器單元,可以根據(jù)需要組合成各種不同的邏輯電路。IOB提供了與外部世界交互的接口,包括數(shù)字輸入輸出、模擬輸入輸出、時(shí)鐘等。時(shí)鐘管理單元可以提供各種時(shí)鐘管理功能,包括時(shí)鐘分頻、時(shí)鐘延遲、時(shí)鐘鎖相等。
FPGA的開發(fā)通常使用硬件描述語(yǔ)言(HDL)進(jìn)行,例如Verilog和VHDL。開發(fā)者可以通過(guò)HDL編寫FPGA邏輯電路的描述,再通過(guò)綜合工具將HDL代碼轉(zhuǎn)換為FPGA的配置文件,最后將配置文件下載到FPGA中實(shí)現(xiàn)邏輯電路的功能。FPGA還支持在線配置和動(dòng)態(tài)重編程,可以在不中斷系統(tǒng)運(yùn)行的情況下修改邏輯電路的配置文件。
FPGA的應(yīng)用范圍非常廣泛,包括數(shù)字信號(hào)處理、通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。常見(jiàn)的FPGA芯片廠商有Xilinx、Altera(現(xiàn)在屬于英特爾)、Lattice等,它們提供了各種型號(hào)和系列的FPGA芯片,以及FPGA開發(fā)工具和開發(fā)板,方便開發(fā)者進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)和開發(fā)。
06.接口協(xié)議
UART、IIC、SPI、CAN、USB、232/485、SDIO、以太網(wǎng)、MIPI、PCI/PCIE
UART:UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用異步收發(fā)器)是一種串行通信接口,常用于連接微控制器、傳感器、模塊等設(shè)備。UART支持雙向通信,數(shù)據(jù)傳輸速度通常較慢,但在短距離通信和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方面具有優(yōu)勢(shì)。
IIC:IIC(Inter-Integrated Circuit,集成電路互連)是一種串行通信接口,用于連接多個(gè)芯片或器件,常用于連接傳感器、存儲(chǔ)器、顯示器等設(shè)備。IIC總線包括兩條信號(hào)線,一條是時(shí)鐘線SCL,另一條是數(shù)據(jù)線SDA。IIC總線具有簡(jiǎn)單、可靠、靈活的特點(diǎn)。
SPI:SPI(Serial Peripheral Interface,串行外圍接口)是一種串行通信接口,常用于連接微控制器、存儲(chǔ)器、顯示器等設(shè)備。SPI支持高速數(shù)據(jù)傳輸和全雙工通信,具有高效性和可靠性。SPI總線包括四條信號(hào)線,一條是時(shí)鐘線SCK,另外三條是數(shù)據(jù)線MISO、MOSI和SS。
CAN:CAN(Controller Area Network,控制器局域網(wǎng))是一種廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的實(shí)時(shí)通信協(xié)議。CAN總線支持多主從通信、錯(cuò)誤檢測(cè)和糾錯(cuò)等功能,具有高可靠性和實(shí)時(shí)性。CAN總線使用差分信號(hào)傳輸,包括兩條信號(hào)線CANH和CANL。
USB:USB(Universal Serial Bus,通用串行總線)是一種廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)等設(shè)備的外部總線標(biāo)準(zhǔn)。USB總線支持高速數(shù)據(jù)傳輸、熱插拔、供電等功能,具有靈活性和兼容性。USB總線包括四條信號(hào)線,一條是數(shù)據(jù)線D+,另外三條是數(shù)據(jù)線D-、VCC和地線。
232/485:232和485是兩種串口標(biāo)準(zhǔn)。232標(biāo)準(zhǔn)是一種單工、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行通信標(biāo)準(zhǔn),常用于連接計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備。485標(biāo)準(zhǔn)是一種半雙工、多點(diǎn)的串行通信標(biāo)準(zhǔn),支持多個(gè)設(shè)備同時(shí)通信,常用于工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。232和485總線使用串口連接,232總線包括三條信號(hào)線,分別是TXD、RXD和地線,485總線包括兩條信號(hào)線A和B,以及一個(gè)地線。
SDIO:SDIO(Secure Digital Input/Output,安全數(shù)字輸入輸出)是一種串行總線,用于連接存儲(chǔ)卡、無(wú)線網(wǎng)卡等設(shè)備。SDIO總線包括四條信號(hào)線,一條是時(shí)鐘線CLK,另外三條是數(shù)據(jù)線CMD、D0和D1~3。SDIO總線支持高速數(shù)據(jù)傳輸和DMA傳輸?shù)裙δ堋?/span>
以太網(wǎng):以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)技術(shù),常用于連接計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、路由器等設(shè)備。以太網(wǎng)支持高速數(shù)據(jù)傳輸和廣播通信等功能,具有可靠性和兼容性。以太網(wǎng)使用雙絞線連接,包括四對(duì)信號(hào)線,一對(duì)是發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的線TX+和TX-,另外三對(duì)是數(shù)據(jù)傳輸控制線和電源線。
MIPI:MIPI(Mobile Industry Processor Interface,移動(dòng)行業(yè)處理器接口)是一種用于移動(dòng)設(shè)備的串行總線標(biāo)準(zhǔn),支持多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和接口類型。MIPI總線包括多個(gè)子協(xié)議,如MIPI D-PHY、MIPI CSI、MIPI DSI等。MIPI總線支持高速數(shù)據(jù)傳輸和低功耗等特點(diǎn),適用于移動(dòng)設(shè)備的多種傳輸需求。
PCI/PCIE:PCI(Peripheral Component Interconnect,外圍設(shè)備互連)和PCIE(PCI Express,PCI擴(kuò)展)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常用的總線標(biāo)準(zhǔn),用于連接計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備。PCI總線包括多個(gè)版本,如PCI、PCI-X、PCIe等。PCI/PCIE總線支持高速數(shù)據(jù)傳輸、熱插拔、多主從通信等功能,適用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部和外部設(shè)備的連接。PCI/PCIE總線包括多條信號(hào)線,包括數(shù)據(jù)線、控制線、時(shí)鐘線等。
四.嵌入式Linux

01.嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境搭建
虛擬機(jī)、Ubuntu配置、必備軟件、交叉編譯器、SSH、tftp、NFS
嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境搭建通常需要以下步驟:
選擇適合的開發(fā)板和工具鏈:選擇一個(gè)適合項(xiàng)目需求的開發(fā)板,了解其CPU、存儲(chǔ)器、外設(shè)等硬件特性,然后選擇相應(yīng)的交叉編譯工具鏈。
下載和編譯內(nèi)核:從開發(fā)板廠商或者開源社區(qū)下載合適版本的Linux內(nèi)核源碼,然后使用交叉編譯工具鏈進(jìn)行編譯。
選擇和配置文件系統(tǒng):選擇和配置文件系統(tǒng),可以選擇預(yù)制的根文件系統(tǒng),也可以自己構(gòu)建根文件系統(tǒng)。
配置和編譯應(yīng)用程序:開發(fā)應(yīng)用程序時(shí),需要根據(jù)硬件特性和文件系統(tǒng)的配置進(jìn)行相關(guān)配置,然后進(jìn)行編譯。
調(diào)試和測(cè)試:在開發(fā)過(guò)程中需要進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試,可以通過(guò)串口調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、JTAG調(diào)試等方式進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試。
部署和更新:開發(fā)完成后,需要將應(yīng)用程序和根文件系統(tǒng)部署到目標(biāo)板上,并根據(jù)需求進(jìn)行更新。
在搭建嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境時(shí),需要掌握以下基礎(chǔ)知識(shí):
嵌入式系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和特性,包括CPU、存儲(chǔ)器、外設(shè)等方面的知識(shí)。
Linux內(nèi)核的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制,包括內(nèi)核啟動(dòng)、驅(qū)動(dòng)程序、中斷處理等方面的知識(shí)。
文件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和配置方法,包括文件系統(tǒng)的掛載、文件權(quán)限、文件類型等方面的知識(shí)。
Linux應(yīng)用程序的編寫和調(diào)試方法,包括Makefile文件的編寫、交叉編譯和調(diào)試等方面的知識(shí)。
調(diào)試和測(cè)試工具的使用方法,包括串口調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、JTAG調(diào)試等方面的知識(shí)。
綜上所述,嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境的搭建需要掌握多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí),包括硬件、軟件和調(diào)試測(cè)試等方面的知識(shí)。在實(shí)際應(yīng)用中,還需要考慮項(xiàng)目需求和硬件平臺(tái)特性等因素,進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化和定制。
02.bootloader
U-boot使用和調(diào)試、U-boot源碼分析、U-boot驅(qū)動(dòng)開發(fā)、U-boot移植
1. Bootloader
Bootloader是一段運(yùn)行在開發(fā)板上的程序,用于引導(dǎo)系統(tǒng)。一般情況下,開發(fā)板上的芯片并沒(méi)有固化操作系統(tǒng)的啟動(dòng)代碼,需要使用Bootloader來(lái)加載并啟動(dòng)操作系統(tǒng)。Bootloader在引導(dǎo)操作系統(tǒng)之前,會(huì)進(jìn)行一些硬件初始化、設(shè)置操作系統(tǒng)啟動(dòng)參數(shù)、讀取內(nèi)核鏡像等操作。一般情況下,Bootloader的大小很小,只負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)引導(dǎo)的基本功能。常用的Bootloader有U-Boot、RedBoot、Das U-Boot等。
2. U-Boot
U-Boot是一種常用的開源Bootloader,具有高度的可定制性和可移植性,支持多種CPU架構(gòu)和外設(shè)接口。U-Boot除了完成系統(tǒng)引導(dǎo)的基本功能,還可以用于更新系統(tǒng)固件、網(wǎng)絡(luò)下載、調(diào)試等多種應(yīng)用場(chǎng)景。U-Boot的優(yōu)點(diǎn)是支持廣泛,定制化高,易于移植。缺點(diǎn)是功能復(fù)雜,開發(fā)難度較大。
在實(shí)際使用中,需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的Bootloader和配置參數(shù)。
03.Linux內(nèi)核
內(nèi)核分析、中斷機(jī)制、并發(fā)機(jī)制、阻塞非阻塞同步異步、內(nèi)存資源管控等
Linux內(nèi)核是一個(gè)免費(fèi)開源的操作系統(tǒng)內(nèi)核,由芬蘭計(jì)算機(jī)科學(xué)家Linus Torvalds于1991年開始開發(fā)。它是一個(gè)操作系統(tǒng)的核心部分,負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)硬件資源和提供系統(tǒng)服務(wù)。
Linux內(nèi)核的設(shè)計(jì)是模塊化的,它允許開發(fā)者根據(jù)需要添加或刪除功能模塊,從而使它成為一款高度可定制的操作系統(tǒng)內(nèi)核。它支持多種硬件平臺(tái),并且可以在多種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行,包括桌面電腦、服務(wù)器、移動(dòng)設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)。
Linux內(nèi)核的開源性質(zhì)使得全世界的開發(fā)者都可以參與到它的開發(fā)中來(lái),從而使得它不斷得到改進(jìn)和完善。今天,Linux已經(jīng)成為一個(gè)廣泛使用的操作系統(tǒng)內(nèi)核,許多公司和組織都在使用Linux內(nèi)核來(lái)構(gòu)建自己的操作系統(tǒng)。
Linux內(nèi)核由多個(gè)部分組成,每個(gè)部分負(fù)責(zé)不同的功能。以下是Linux內(nèi)核的主要部分:
進(jìn)程管理:Linux內(nèi)核負(fù)責(zé)管理進(jìn)程的創(chuàng)建、調(diào)度、終止等操作,并提供了進(jìn)程間通信機(jī)制,如信號(hào)、管道、共享內(nèi)存等。
內(nèi)存管理:Linux內(nèi)核負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的內(nèi)存資源,包括內(nèi)存分配、釋放、虛擬內(nèi)存管理等。
文件系統(tǒng):Linux內(nèi)核提供了多種文件系統(tǒng)支持,包括常見(jiàn)的ext4、NTFS、FAT32等,同時(shí)也支持網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)和虛擬文件系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧:Linux內(nèi)核包含了完整的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和通信方式,如TCP/IP、UDP、ICMP等。
設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序:Linux內(nèi)核提供了大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,包括磁盤驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)、輸入設(shè)備驅(qū)動(dòng)、圖形設(shè)備驅(qū)動(dòng)等,支持多種硬件設(shè)備。
系統(tǒng)調(diào)用:Linux內(nèi)核提供了一組系統(tǒng)調(diào)用接口,用戶程序可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用接口與內(nèi)核進(jìn)行交互,如讀寫文件、創(chuàng)建進(jìn)程、網(wǎng)絡(luò)通信等。
安全子系統(tǒng):Linux內(nèi)核提供了多種安全子系統(tǒng),如SELinux、AppArmor等,可以保護(hù)系統(tǒng)的安全性和完整性。
04.Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)
驅(qū)動(dòng)初級(jí):內(nèi)核模塊、字符設(shè)備、平臺(tái)設(shè)備、設(shè)備樹、GPIO子系統(tǒng)、pinctrl子系統(tǒng)、輸入子系統(tǒng)、I2C子系統(tǒng)、SPI子系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)高級(jí):網(wǎng)絡(luò)、攝像頭、圖像系統(tǒng)、LCD、USB、PCIE
Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)是連接硬件和操作系統(tǒng)的關(guān)鍵組件之一,提供了訪問(wèn)硬件資源的接口。其中,內(nèi)核模塊、字符設(shè)備、平臺(tái)設(shè)備、設(shè)備樹、GPIO子系統(tǒng)、pinctrl子系統(tǒng)、輸入子系統(tǒng)、I2C子系統(tǒng)和SPI子系統(tǒng)是常用的一些組件。下面對(duì)它們進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹:
內(nèi)核模塊:內(nèi)核模塊是一段可加載的內(nèi)核代碼,可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載和卸載。它可以擴(kuò)展內(nèi)核功能、添加設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序或?qū)崿F(xiàn)特定的功能。
字符設(shè)備:字符設(shè)備是指每次讀寫一個(gè)字節(jié)或一組字節(jié)的設(shè)備,例如串口、鍵盤等。Linux內(nèi)核提供了一套字符設(shè)備接口,可以通過(guò)這些接口實(shí)現(xiàn)對(duì)字符設(shè)備的訪問(wèn)和管理。
平臺(tái)設(shè)備:平臺(tái)設(shè)備是指直接連接到主板的設(shè)備,例如GPIO、I2C、SPI等。它們?cè)趩?dòng)時(shí)被內(nèi)核發(fā)現(xiàn),并通過(guò)平臺(tái)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行管理和訪問(wèn)。
設(shè)備樹:設(shè)備樹是一種硬件描述語(yǔ)言,用于描述系統(tǒng)中的硬件資源,例如CPU、內(nèi)存、外設(shè)等。設(shè)備樹被用于在啟動(dòng)過(guò)程中識(shí)別和配置硬件設(shè)備,并將其與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序匹配。
GPIO子系統(tǒng):GPIO(通用輸入輸出)子系統(tǒng)提供了一個(gè)接口,用于控制GPIO引腳。它允許用戶在應(yīng)用程序中控制和監(jiān)控GPIO引腳,以實(shí)現(xiàn)與外設(shè)的通信。
pinctrl子系統(tǒng):pinctrl子系統(tǒng)提供了一個(gè)接口,用于配置GPIO引腳的功能和屬性。它允許用戶為每個(gè)GPIO引腳配置不同的功能和屬性,并將其與設(shè)備樹上的相應(yīng)設(shè)備匹配。
輸入子系統(tǒng):輸入子系統(tǒng)提供了一個(gè)接口,用于管理輸入設(shè)備,例如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等。它允許用戶在應(yīng)用程序中控制和監(jiān)控輸入設(shè)備,并將其與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序匹配。
I2C子系統(tǒng):I2C(Inter-Integrated Circuit)子系統(tǒng)提供了一個(gè)接口,用于控制I2C總線。它允許用戶在應(yīng)用程序中控制和監(jiān)控I2C總線,并將其與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序匹配。
SPI子系統(tǒng):SPI(Serial Peripheral Interface)子系統(tǒng)提供了一個(gè)接口,用于控制SPI總線。它允許用戶在應(yīng)用程序中控制和監(jiān)控SPI總線,并將其與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序匹配。
除了上述介紹的組件外,Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)中還有許多其他的模塊和子系統(tǒng),包括網(wǎng)絡(luò)、攝像頭、圖像系統(tǒng)、LCD、USB和PCIE等。下面簡(jiǎn)要介紹一下這些組件:
網(wǎng)絡(luò):網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)是Linux內(nèi)核的一個(gè)重要組成部分,提供了對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如TCP/IP、UDP等)的支持,并管理網(wǎng)絡(luò)接口、路由表和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。
攝像頭:攝像頭子系統(tǒng)提供了對(duì)數(shù)字?jǐn)z像頭的支持,允許用戶使用應(yīng)用程序控制和管理攝像頭設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)圖像和視頻捕捉功能。
圖像系統(tǒng):圖像系統(tǒng)提供了對(duì)圖像和視頻的處理和顯示支持,包括圖像解碼、縮放、旋轉(zhuǎn)和顯示等功能。它允許用戶使用應(yīng)用程序控制和管理圖像和視頻設(shè)備,并將其與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序匹配。
LCD:LCD子系統(tǒng)提供了對(duì)LCD顯示屏的支持,允許用戶使用應(yīng)用程序控制和管理LCD設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)圖像和視頻顯示功能。
USB:USB(Universal Serial Bus)子系統(tǒng)提供了對(duì)USB設(shè)備的支持,包括USB存儲(chǔ)設(shè)備、USB網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、USB音頻設(shè)備等。它允許用戶使用應(yīng)用程序控制和管理USB設(shè)備,并將其與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序匹配。
PCIE:PCI Express(PCIe)子系統(tǒng)提供了對(duì)PCIe總線的支持,允許用戶使用應(yīng)用程序控制和管理PCIe設(shè)備,包括網(wǎng)卡、顯卡、存儲(chǔ)控制器等。它將PCIe設(shè)備與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序匹配,并為其分配資源。
總之,Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)是連接硬件和操作系統(tǒng)的關(guān)鍵組件之一,其中包括許多不同的子系統(tǒng)和模塊,每個(gè)子系統(tǒng)和模塊都提供了對(duì)特定硬件設(shè)備的支持,使得Linux系統(tǒng)能夠與各種硬件設(shè)備交互并提供相應(yīng)的服務(wù)。
05.文件系統(tǒng)構(gòu)建
busybox、buildroot、yocto、Linux發(fā)行版、虛擬磁盤RAMDISK
Linux文件系統(tǒng)是指用于組織和管理文件和目錄的一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法,它們通過(guò)內(nèi)核文件系統(tǒng)接口提供對(duì)文件的讀寫、創(chuàng)建、刪除和管理等操作。Linux文件系統(tǒng)是Linux操作系統(tǒng)中的重要組成部分,它將文件和目錄組織成一個(gè)層次結(jié)構(gòu),并提供了對(duì)文件的訪問(wèn)和管理。
在Linux文件系統(tǒng)中,文件和目錄被組織成樹形結(jié)構(gòu),樹的根目錄是“/”(也稱為根目錄或根文件系統(tǒng)),它包含了所有其他目錄和文件。Linux文件系統(tǒng)的構(gòu)建主要包括以下幾個(gè)方面:
文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu):Linux文件系統(tǒng)采用的是一種層次結(jié)構(gòu),根據(jù)不同的用途和功能,將文件和目錄分組放置在不同的目錄下。例如,系統(tǒng)配置文件位于/etc目錄下,用戶的主目錄位于/home目錄下,程序文件位于/usr/bin或/usr/local/bin目錄下等。
文件系統(tǒng)類型:Linux支持多種文件系統(tǒng)類型,包括ext2、ext3、ext4、NTFS、FAT等,每種文件系統(tǒng)類型都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和用途。選擇合適的文件系統(tǒng)類型,可以提高系統(tǒng)的性能和可靠性。
文件系統(tǒng)掛載:Linux文件系統(tǒng)需要被掛載才能訪問(wèn)。掛載是將一個(gè)文件系統(tǒng)連接到一個(gè)指定的目錄上,使得該目錄成為該文件系統(tǒng)的根目錄。文件系統(tǒng)掛載可以通過(guò)手動(dòng)執(zhí)行mount命令,也可以在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。
文件和目錄管理:Linux文件系統(tǒng)提供了一系列的命令和工具,用于創(chuàng)建、刪除、移動(dòng)、復(fù)制、重命名文件和目錄等操作。這些命令和工具包括ls、cp、mv、rm、mkdir、rmdir等。
總之,Linux文件系統(tǒng)是Linux操作系統(tǒng)的核心組成部分之一,它提供了對(duì)文件和目錄的管理和訪問(wèn)功能,為L(zhǎng)inux系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和應(yīng)用開發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
06.系統(tǒng)移植
U-boot移植、內(nèi)核移植
U-boot和內(nèi)核是嵌入式系統(tǒng)中兩個(gè)最基本的組件。在移植嵌入式系統(tǒng)時(shí),通常需要將U-boot和內(nèi)核移植到目標(biāo)平臺(tái)上,以保證系統(tǒng)能夠正確啟動(dòng)和運(yùn)行。下面簡(jiǎn)單介紹一下U-boot移植和內(nèi)核移植的過(guò)程。
1. U-boot移植
U-boot是一種常用的開源引導(dǎo)程序,它通常用于啟動(dòng)和配置嵌入式系統(tǒng)。U-boot的移植過(guò)程主要包括以下幾個(gè)步驟:
獲取目標(biāo)平臺(tái)的硬件資料和技術(shù)文檔,包括處理器型號(hào)、內(nèi)存大小、Flash芯片型號(hào)等信息。
選擇適當(dāng)?shù)腢-boot版本,根據(jù)目標(biāo)平臺(tái)的處理器架構(gòu)和硬件特性進(jìn)行配置,生成適配目標(biāo)平臺(tái)的U-boot源代碼。
編譯U-boot源代碼,生成可執(zhí)行的二進(jìn)制文件。
將生成的U-boot二進(jìn)制文件燒錄到目標(biāo)平臺(tái)的Flash中。
連接串口終端,啟動(dòng)目標(biāo)平臺(tái),進(jìn)行U-boot的調(diào)試和測(cè)試。
2. 內(nèi)核移植
內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心組件,它負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)資源、提供服務(wù)接口等。內(nèi)核移植的過(guò)程主要包括以下幾個(gè)步驟:
獲取目標(biāo)平臺(tái)的硬件資料和技術(shù)文檔,包括處理器型號(hào)、內(nèi)存大小、外設(shè)配置等信息。
選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)核版本,根據(jù)目標(biāo)平臺(tái)的處理器架構(gòu)和硬件特性進(jìn)行配置,生成適配目標(biāo)平臺(tái)的內(nèi)核源代碼。
編譯內(nèi)核源代碼,生成可執(zhí)行的內(nèi)核映像文件。
將內(nèi)核映像文件燒錄到目標(biāo)平臺(tái)的Flash中,或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或SD卡等方式加載到內(nèi)存中。
在U-boot中配置內(nèi)核啟動(dòng)參數(shù),包括內(nèi)核映像地址、內(nèi)核命令行參數(shù)等。
連接串口終端,啟動(dòng)目標(biāo)平臺(tái),進(jìn)行內(nèi)核的調(diào)試和測(cè)試。
總之,U-boot和內(nèi)核移植是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中非常重要的環(huán)節(jié),需要仔細(xì)研究目標(biāo)平臺(tái)的硬件特性和技術(shù)資料,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配置和調(diào)試,以確保系統(tǒng)能夠正常啟動(dòng)和運(yùn)行。
07.Linux應(yīng)用編程
Linux操作系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)編程、Linux網(wǎng)絡(luò)編程、QT、特殊硬件接口編程、shell編程
Linux應(yīng)用編程指的是在Linux操作系統(tǒng)上開發(fā)應(yīng)用程序的過(guò)程。Linux操作系統(tǒng)具有開放的源代碼和廣泛的軟件支持,為應(yīng)用程序開發(fā)提供了豐富的資源和工具。Linux應(yīng)用編程主要包括以下幾個(gè)方面:
1. 編程語(yǔ)言
Linux支持多種編程語(yǔ)言,如C、C++、Python、Java等。其中,C語(yǔ)言是Linux應(yīng)用編程最常用的語(yǔ)言之一,因?yàn)樗哂懈咝?、可移植等特點(diǎn),能夠很好地滿足嵌入式系統(tǒng)和嵌入式Linux應(yīng)用程序的需求。
2. 應(yīng)用框架
Linux應(yīng)用編程中常用的應(yīng)用框架包括GTK+、Qt、FLTK等。這些框架提供了一些基本的GUI控件和API接口,可以方便地創(chuàng)建各種應(yīng)用程序界面。
3. 軟件工具
Linux應(yīng)用編程中常用的軟件工具包括gcc、make、gdb、valgrind等。其中,gcc是一個(gè)廣泛使用的編譯器,make是一個(gè)常用的構(gòu)建工具,gdb是一個(gè)常用的調(diào)試器,valgrind是一個(gè)常用的內(nèi)存檢測(cè)工具。
4. 庫(kù)文件
Linux操作系統(tǒng)提供了很多庫(kù)文件,如libc、libpthread、librt等。這些庫(kù)文件提供了一些常用的函數(shù)和接口,可以方便地完成各種應(yīng)用程序的開發(fā)和調(diào)試。
5.網(wǎng)絡(luò)編程
Linux操作系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)編程,可以使用TCP/IP協(xié)議棧進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。Linux網(wǎng)絡(luò)編程中常用的庫(kù)文件包括libnet、libpcap、libcurl等。
總之,Linux應(yīng)用編程是Linux系統(tǒng)開發(fā)的重要組成部分,需要掌握相應(yīng)的編程語(yǔ)言、應(yīng)用框架、軟件工具和庫(kù)文件,以及網(wǎng)絡(luò)編程等技術(shù)。
08.項(xiàng)目相關(guān)
主要整理一些能寫在簡(jiǎn)歷上的項(xiàng)目
嵌入式軟件開發(fā)是一個(gè)廣泛的領(lǐng)域,包括了各種嵌入式設(shè)備和系統(tǒng)的開發(fā)。以下是一些嵌入式軟件開發(fā)的具體項(xiàng)目示例:
嵌入式系統(tǒng)開發(fā):包括單片機(jī)、嵌入式Linux系統(tǒng)等的開發(fā),例如嵌入式Linux系統(tǒng)移植、驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、應(yīng)用程序開發(fā)等。
嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開發(fā):包括路由器、交換機(jī)、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開發(fā),例如協(xié)議棧開發(fā)、交換機(jī)芯片驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、應(yīng)用程序開發(fā)等。
嵌入式控制器開發(fā):包括各種工業(yè)控制器、智能家居控制器等的開發(fā),例如控制算法開發(fā)、硬件接口驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、應(yīng)用程序開發(fā)等。
嵌入式嵌入式圖像處理設(shè)備開發(fā):包括監(jiān)控?cái)z像頭、醫(yī)療圖像處理設(shè)備等的開發(fā),例如視頻編解碼器開發(fā)、圖像處理算法開發(fā)、應(yīng)用程序開發(fā)等。
嵌入式嵌入式音頻設(shè)備開發(fā):包括MP3播放器、語(yǔ)音識(shí)別設(shè)備等的開發(fā),例如音頻編解碼器開發(fā)、語(yǔ)音處理算法開發(fā)、應(yīng)用程序開發(fā)等。
以上僅是嵌入式軟件開發(fā)的一些項(xiàng)目示例,實(shí)際上嵌入式軟件開發(fā)適用于各種嵌入式設(shè)備和系統(tǒng),涉及到的項(xiàng)目非常豐富和多樣化。
C++軟件開發(fā)也是一個(gè)廣泛的領(lǐng)域,包括各種類型的應(yīng)用程序和系統(tǒng)的開發(fā)。以下是一些C++軟件開發(fā)的具體項(xiàng)目示例:
游戲開發(fā):包括PC游戲、手機(jī)游戲、游戲引擎等的開發(fā),例如游戲邏輯開發(fā)、圖形渲染開發(fā)、音頻開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通信開發(fā)等。
操作系統(tǒng)開發(fā):包括Windows、Linux、Mac等操作系統(tǒng)的開發(fā),例如系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)、驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、系統(tǒng)服務(wù)開發(fā)、用戶界面開發(fā)等。
軟件工具開發(fā):包括編譯器、解釋器、調(diào)試器、IDE等的開發(fā),例如編譯器前端開發(fā)、代碼分析工具開發(fā)、調(diào)試器插件開發(fā)等。
應(yīng)用程序開發(fā):包括各種類型的桌面應(yīng)用程序、移動(dòng)應(yīng)用程序等的開發(fā),例如文本編輯器、圖像處理軟件、音視頻播放器、社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等。
嵌入式系統(tǒng)開發(fā):與前面提到的嵌入式軟件開發(fā)類似,C++也廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)的開發(fā),例如嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)、工業(yè)控制器開發(fā)、圖像處理設(shè)備開發(fā)等。
以上僅是C++軟件開發(fā)的一些項(xiàng)目示例,實(shí)際上C++適用于各種類型的應(yīng)用程序和系統(tǒng)開發(fā),涉及到的項(xiàng)目非常豐富和多樣化。
五.其他

01.算法
控制算法、AI算法
控制算法和AI算法都是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的重要分支,具有不同的應(yīng)用和特點(diǎn)。
控制算法是指應(yīng)用于控制系統(tǒng)的算法,用于控制系統(tǒng)的輸入和輸出之間的關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精度和響應(yīng)速度等性能指標(biāo)。常見(jiàn)的控制算法包括PID控制算法、LQR控制算法、自適應(yīng)控制算法、模糊控制算法等。這些算法被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制、機(jī)器人控制、電力控制等領(lǐng)域。
AI算法則是指人工智能領(lǐng)域的算法,用于模擬人類智能行為,包括機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹等。這些算法被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、推薦系統(tǒng)等領(lǐng)域,是人工智能技術(shù)的核心部分。
需要注意的是,控制算法和AI算法雖然有所不同,但也有許多相似之處。例如,在自動(dòng)化控制中,可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來(lái)優(yōu)化控制系統(tǒng)的參數(shù),提高控制性能;而在人工智能中,也可以使用控制算法來(lái)控制智能體的行為,提高智能體的效率和穩(wěn)定性。因此,控制算法和AI算法可以相互借鑒、交叉應(yīng)用,推動(dòng)科技進(jìn)步和應(yīng)用創(chuàng)新。
02.圖形學(xué)
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)分支,研究如何使用計(jì)算機(jī)來(lái)生成、處理、顯示和交互圖像和圖形。它的應(yīng)用范圍非常廣泛,涉及電影、游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)影像處理、地理信息系統(tǒng)等領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)主要包括以下幾個(gè)方面:
幾何處理:計(jì)算機(jī)圖形學(xué)需要將物體表面的信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),而幾何處理就是指如何處理和表示這些物體的形狀和位置。常見(jiàn)的幾何處理技術(shù)包括多邊形網(wǎng)格建模、三角剖分、曲線和曲面表示等。
渲染:渲染是將計(jì)算機(jī)中的三維場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為二維圖像的過(guò)程,它包括光線追蹤、光照模型、陰影計(jì)算、紋理映射等技術(shù)。
動(dòng)畫:動(dòng)畫是將一系列靜態(tài)圖像組合在一起形成連續(xù)的運(yùn)動(dòng)效果。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的動(dòng)畫技術(shù)包括關(guān)鍵幀動(dòng)畫、骨骼動(dòng)畫、運(yùn)動(dòng)模糊等。
用戶交互:計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的用戶交互包括鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏等輸入設(shè)備和圖形界面、虛擬現(xiàn)實(shí)等輸出設(shè)備,涉及到圖形界面的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、虛擬現(xiàn)實(shí)的交互技術(shù)等。
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)涉及到多個(gè)學(xué)科,如計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖形學(xué)算法的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)拓展。
03.虛擬化
虛擬化是一種將物理資源抽象化、分割化、組合化的技術(shù),它可以將一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)分割成多個(gè)虛擬計(jì)算機(jī),從而實(shí)現(xiàn)多用戶、多任務(wù)的并發(fā)操作。虛擬化技術(shù)的發(fā)展,為云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)的快速發(fā)展提供了基礎(chǔ)支撐。
虛擬化主要分為以下幾種:
完全虛擬化:在完全虛擬化中,虛擬機(jī)(VM)和主機(jī)系統(tǒng)(Host)之間的交互由虛擬機(jī)監(jiān)控程序(VMM)來(lái)管理,VMM屏蔽了虛擬機(jī)對(duì)硬件的直接訪問(wèn),所有的指令和數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過(guò)VMM的處理,VMM再通過(guò)一定的技術(shù)手段將指令和數(shù)據(jù)映射到物理硬件上。常見(jiàn)的完全虛擬化軟件包括VMware、KVM等。
半虛擬化:半虛擬化相對(duì)于完全虛擬化來(lái)說(shuō),虛擬機(jī)可以直接訪問(wèn)一部分硬件資源,如存儲(chǔ)器和網(wǎng)絡(luò)接口,而不是完全依賴于VMM,這樣可以提高虛擬機(jī)的性能。Xen就是一種半虛擬化軟件。
容器化:容器化是一種輕量級(jí)的虛擬化技術(shù),它利用操作系統(tǒng)的資源隔離和文件系統(tǒng)隔離等特性來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬化,不需要像完全虛擬化一樣需要虛擬硬件,因此比完全虛擬化更輕量級(jí)。常見(jiàn)的容器化軟件包括Docker、Kubernetes等。
虛擬化技術(shù)可以帶來(lái)許多好處,如提高資源利用率、降低系統(tǒng)運(yùn)維成本、提高系統(tǒng)安全性等,因此虛擬化技術(shù)在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
04.高性能計(jì)算HPC
高性能計(jì)算(High Performance Computing, HPC)是一種通過(guò)利用大規(guī)模計(jì)算機(jī)集群、網(wǎng)絡(luò)和并行算法等技術(shù),解決高復(fù)雜度和高計(jì)算量問(wèn)題的計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域。HPC應(yīng)用于科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、天氣預(yù)測(cè)、金融模擬、數(shù)字娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域。
HPC的主要特點(diǎn)包括:
高性能:HPC集群通常由成千上萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)組成,可以提供極高的計(jì)算性能和存儲(chǔ)容量,用于處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和復(fù)雜計(jì)算。
并行計(jì)算:HPC利用并行計(jì)算技術(shù),將計(jì)算任務(wù)分成若干個(gè)子任務(wù),由多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)并行計(jì)算,以提高計(jì)算速度和效率。
分布式存儲(chǔ):HPC集群通常采用分布式存儲(chǔ)技術(shù),將數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上,以提高存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度。
大規(guī)模運(yùn)維:HPC集群通常包含成千上萬(wàn)個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn),需要進(jìn)行大規(guī)模運(yùn)維和管理,保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
HPC技術(shù)的發(fā)展對(duì)于許多領(lǐng)域的科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)都具有重要的意義。例如,在天氣預(yù)測(cè)領(lǐng)域,HPC可以通過(guò)海量數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和處理,提高天氣預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性;在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,HPC可以通過(guò)分析基因序列和模擬分子動(dòng)力學(xué)等技術(shù),加速新藥研發(fā)和疾病治療的進(jìn)程;在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域,HPC可以通過(guò)模擬流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等技術(shù),提高工程設(shè)計(jì)的精度和效率。
終:看到這了,記得關(guān)注