从 Arduino 到 AVR 微控制器：嵌入式系统原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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从创客应用到嵌入式开发，迈向业界工程师的修鍊捷径！

　　嵌入式系统是软硬体整合的应用，对软体和硬体技术都要有一定的熟悉度才能上手，这也增添了学习的门槛。Arduino 的出现让一切变简单了，透过模组化的元件、容易理解的函式库，初学者可以快速上手，还能进行各种有趣好玩的创客应用，但却也让初学者容易忽略业界在开发嵌入式应用的细节。

　　本书整合了 Arduino 应用的便利性与 AVR 控制的弹性，除了透过 Arduino 与各种输出入元件进行最基础的开发应用外，更逐步带您探入内部核心的 AVR 微控制器，了解 ATmega 暂存器与数位输出/输入脚位的控制，并延伸到通讯控制、中断处理、计时计数功能的应用，最后再介绍业界常用的 Atmel Studio 开发环境，让您成为符合业界需求的嵌入式应用或韧体开发的即战力。

本书特色

　　● 以最普遍的 Arduino UNO 实验板进行实作
　　● Arduino 与基础 I/O 控制实作入门
　　● 嵌入式应用必学的 C 语言撰写技巧
　　● Arduino 和 AVR 范例对照，秒懂不同层级控制方法的差异
　　● 创客的进阶：通讯控制、中断处理、波形信号、计时计数功能的应用
　　● 迈向专业的最后一哩路，嵌入式开发环境 Atmel Studio 介绍

 

好的，这是一份关于另一本虚构图书的详细简介： 深入解析经典算法与数据结构：从理论基石到高效实现 作者： 陆云飞、陈静 出版社： 蓝海科技出版社 页数： 780页 定价： 158.00元 --- 图书概述 《深入解析经典算法与数据结构：从理论基石到高效实现》是一部为计算机科学学习者、软件工程师和算法爱好者量身定制的深度技术专著。本书旨在打破算法学习中“只知其名，不解其理”的困境，通过严谨的数学推导、清晰的逻辑剖析和丰富的实际应用案例，系统地阐述了核心数据结构的设计原理和关键算法的优化策略。 本书的独特之处在于，它不仅停留在算法的描述层面，而是深入探究了每种结构和算法背后的设计哲学、时间/空间复杂度分析的严格证明，以及在不同硬件架构和内存模型下的实际性能考量。全书结构清晰，从基础的线性结构逐步过渡到复杂的图论和高级搜索技术，确保读者能够构建起坚实的理论框架，并具备将理论转化为高性能代码的能力。 目标读者 计算机科学及相关专业的高年级本科生和研究生： 为其在算法设计、操作系统、编译原理等高级课程中提供坚实的理论支撑。 软件开发工程师（初、中级）： 帮助他们理解现有框架和库底层高效实现的奥秘，提升代码的健壮性和性能。 准备技术面试的专业人士： 提供系统化的复习路径，覆盖所有主流技术面试中必考的核心算法和数据结构。 对计算理论和优化感兴趣的工程师： 深入探讨NP完全性、近似算法等前沿理论在工程实践中的意义。 内容结构详解 本书共分为七个主要部分，涵盖了从基础到前沿的全部核心内容： 第一部分：基础结构与复杂度分析的艺术 (约120页) 本部分奠定了全书的理论基础。详细介绍了算法分析的数学工具，包括渐近记号（O, $Omega$, $Theta$）的严格定义与应用。 数组与链表： 探讨静态与动态内存分配机制，深入分析缓存局部性（Cache Locality）对数组性能的影响，以及双向链表、循环链表的内存开销与操作权衡。 栈与队列： 不仅覆盖标准的LIFO和FIFO操作，更详细讲解了基于双端队列（Deque）实现高级数据结构（如滑动窗口最大值问题）的技巧。 哈希表深度探究： 详细对比了链地址法（Separate Chaining）、开放寻址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重哈希）的优缺点。重点分析了一致性哈希（Consistent Hashing）在分布式系统中的应用原理。 第二部分：高效排序与搜索的几何学 (约150页) 排序算法是算法的基石。本部分旨在超越教科书式的实现，聚焦于算法的稳定性、并行化潜力及内存使用效率。 基础比较排序： 详细推导了基于比较的排序算法的理论下限（$Omega(N log N)$）。 高级排序策略： 深入分析了快速排序的枢轴选择（Pivot Selection）策略（如中位数的中位数算法）对最坏情况的规避，以及归并排序的外部存储（External Sort）实现。 线性时间排序： 剖析计数排序、基数排序和桶排序的适用场景，强调其在特定输入分布下的性能优势。 二分查找的变体： 讨论了在旋转数组、有序但有重复元素的数组中进行高效查找的边界条件处理。 第三部分：树形数据结构的精妙结构 (约180页) 树是组织层次化数据的核心。本部分侧重于平衡性、自我调节机制以及空间效率。 二叉搜索树（BST）： 首次引入旋转操作的几何直观理解，解释了左旋和右旋如何维护树的深度。 平衡搜索树的构建： 详尽讲解了AVL树的插入与删除过程，包括单旋和双旋的触发条件和执行步骤。随后，重点攻克红黑树（Red-Black Tree）的五大性质、着色规则以及如何在保持平衡的同时进行高效的节点操作。 B树与B+树： 专门为数据库和文件系统设计，详细分析了多路平衡搜索树如何通过增加分支因子来最小化磁盘I/O操作，对比了B树和B+树在范围查询和精确查找上的差异。 堆结构： 讲解了二叉堆的构建过程（Build-Heap），并深入探讨了斐波那契堆（Fibonacci Heap）的摊还分析（Amortized Analysis），阐明其在Prim和Dijkstra算法中提升性能的关键机制。 第四部分：图论：连接世界的数学 (约170页) 图论是解决网络、路径和依赖关系问题的核心工具。本部分强调算法的路径搜索能力和连通性分析。 图的表示法： 详述邻接矩阵、邻接表、关联列表的内存占用和遍历效率对比。 最短路径算法： 严格推导Dijkstra算法的正确性，并讨论其在存在负权边情况下的局限性。深入分析Bellman-Ford算法如何检测负权环，以及Floyd-Warshall算法的动态规划思想。 最小生成树（MST）： 详细对比Prim算法（基于优先队列优化）和Kruskal算法（基于并查集优化）的性能差异。 拓扑排序与关键路径分析： 讲解如何利用深度优先搜索（DFS）实现拓扑排序，并将其应用于项目调度（如PERT图）中的关键路径识别。 第五部分：高级搜索、回溯与动态规划 (约100页) 本部分聚焦于需要系统化搜索或状态空间优化的复杂问题求解。 深度优先搜索（DFS）与广度优先搜索（BFS）： 不仅限于遍历，更强调它们在连通分量识别、二分图判定中的应用。 回溯法（Backtracking）： 通过“八皇后问题”和“数独求解器”等经典案例，演示剪枝（Pruning）技术的应用，以有效削减搜索空间。 动态规划（DP）核心思想： 强调最优子结构和重叠子问题。系统讲解记忆化搜索（Memoization）与自底向上（Tabulation）两种实现范式，并以最长公共子序列、背包问题为例进行细致的填表分析。 第六部分：字符串匹配与模式识别 (约30页) 该部分聚焦于文本处理中的效率挑战。 朴素匹配与KMP算法： 重点剖析KMP算法中前缀函数（LPS数组）的构造过程，这是算法性能的关键所在。 Rabin-Karp算法： 讲解基于滚动哈希（Rolling Hash）的快速匹配思想及其在避免假阳性（Spurious Hits）方面的处理。 第七部分：计算理论与算法的边界 (约20页) 作为总结，本部分将视角拔高到理论极限。 NP-Hardness简介： 介绍可归约性（Reducibility）的概念，并简要讨论如何识别一个问题是否可能属于NP类。 近似算法： 简述在无法找到精确解时，如何设计具有可证明性能保证的近似算法。 本书特色与实践导向 1. 严格的数学证明： 所有核心算法的正确性和复杂度分析都提供详尽的数学论证，而非简单的描述。 2. 语言无关的伪代码： 算法实现部分统一采用清晰、结构化的伪代码，便于读者将其快速映射到C++, Java或Python等任意目标语言。 3. “性能陷阱”分析： 每一章都设有专门的“陷阱”小节，指出初学者在实际编码中常犯的效率错误（如不必要的内存拷贝、错误的循环边界设置等）。 4. 丰富的图表和可视化： 复杂的结构（如AVL树的旋转、哈希冲突解决）均配有高质量的步骤图解，帮助直观理解抽象过程。 《深入解析经典算法与数据结构：从理论基石到高效实现》不仅是一本参考手册，更是一本引导读者从“编程者”蜕变为“系统架构师”的思维训练指南。掌握本书内容，意味着掌握了软件世界中最具复用性和生命力的核心技术。

作者简介

林圣泉

　　国立中兴大学 农业与自然资源学院
　　生物产业机电工程学系 教授

　　<<最高学历>>
　　美国州立爱荷华大学 土木工程博士

　　<<专长>>
　　最佳化设计、嵌入式程式设计、图控程式设计、机构设计

　　<<经历>>
　　国立中兴大学生物产业机电工程学系 教授
　　国立中兴大学农业机械工程学系 教授
　　国立中兴大学农业机械工程学系 副教授
　　台湾电力公司 协和发电厂机械课 机械工程师
　　国家机械工程高等考试合格
 

评分☆☆☆☆☆

我是在一個工程師朋友的推薦下，才注意到這本書的。他當時在公司專案裡需要處理一些嵌入式相關的程式，就提到說，很多基礎的觀念都可以在這本書裡找到。身為一個半路出家的軟體開發者，我過去主要都是在做網頁後端，對於硬體操作其實涉獵不深。但隨著物聯網（IoT）和一些邊緣運算（Edge Computing）的應用越來越普及，我開始覺得，如果能對底層的硬體有更深入的了解，對我的開發思維會有很大的幫助。這本書從 Arduino 開始，這個我之前聽過但沒實際玩過的平台，慢慢帶到 AVR，我覺得這個路徑設計得非常巧妙。它不是那種一開始就丟給你一堆 datasheet 和指令集的書，而是從一個使用者比較容易上手的工具開始，然後再深入到核心的原理。我特別期待書中對於「嵌入式系統原理」的闡述，希望能了解在一個小型的微控制器上，是如何去管理資源、如何去處理輸入輸出，以及如何去實現一些複雜的功能。如果這本書能讓我對 C 語言在嵌入式開發中的應用有更清晰的認識，並且能透過 AVR 的實踐，體會到軟硬體協同工作的樂趣，那絕對是一本值得我花時間鑽研的好書。

评分☆☆☆☆☆

這本書啊，我大概是從網路上看到有人推薦，說是用 Arduino 入門，然後再深入到 AVR 微控制器，感覺挺紮實的，尤其是我對嵌入式系統一直有興趣，但又不知道從何下手。一般市面上看到的書籍，要嘛就是純粹講 Arduino 的函式庫應用，不然就是直接跳到比較進階的 C 語言或是硬體架構，中間的斷層其實挺大的。這本書的名字就點出了這個關鍵，從大家比較熟悉的 Arduino 環境，一步一步引導讀者去理解背後的 AVR 微控制器原理，這對我來說就是一個非常棒的學習路徑。我過去有買過一些 Arduino 的書，雖然能做出一些小玩意，但對於為什麼這樣寫程式能動，或是底層的硬體是怎麼運作的，其實都霧裡看花。這本書如果能把這些概念講清楚，那絕對是值回票價。我對書中介紹的「原理」部分特別期待，希望能解開我對數位訊號、中斷、計時器等這些基礎但卻很重要的概念的疑惑。畢竟，如果只停留在使用函式庫，那就像只知道怎麼開車，卻不知道引擎是怎麼運轉的一樣。希望這本書能帶我進入更深一層的探索。

评分☆☆☆☆☆

我本身是個電子系的學生，雖然在學校學了不少關於微處理器和數位邏輯的課程，但說實在的，很多時候理論課的東西，跟實際動手做之間總是有一段差距。很多時候，我們學到的都是一些通用的架構，但對於像 AVR 這樣廣泛應用在消費性電子和工業控制的微控制器，實際的應用和除錯技巧，卻是學校比較少深入探討的。這本書以 Arduino 作為切入點，我覺得這個方向非常正確。Arduino 的生態系非常龐大，而且有很多現成的函式庫和社群資源，這對於初學者來說是個很好的平台。但很多時候，為了做出更複雜、更有效率的專案，勢必需要了解 Arduino 背後 AVR 的運作原理，例如中斷向量表、記憶體映射、暫存器操作等等。我希望這本書能夠帶我跳脫「僅僅是調用函式庫」的層級，而是能夠真正理解程式碼是如何被編譯、連結，然後在 AVR 晶片上執行的。如果書中能包含一些進階的應用，例如即時作業系統（RTOS）的基礎概念，或是如何優化程式效能、降低功耗等，那對我來說將會非常有幫助。

评分☆☆☆☆☆

說起來，我之前也買過一些關於單晶片微控制器（MCU）的書，但總覺得它們不是太過理論化，就是範例程式寫得比較陽春，很難真正應用到實際專案裡。我是一個對 DIY 和電子創客（Maker）文化很有興趣的人，一直希望能做出一些比較有意思、有互動性的裝置。Arduino 在這方面確實提供了很大的便利性，它的社群活躍，也有很多現成的感測器和模組可以搭配。然而，當我想進一步去客製化一些功能，或是優化程式的效率時，就常常遇到瓶頸。這本書名「從 Arduino 到 AVR 微控制器：嵌入式系統原理與應用」，聽起來就像是解決我這個痛點的答案。我期望它能把我從一個單純的 Arduino 使用者，引導成一個能夠理解 AVR 微控制器底層運作的開發者。我特別在意書中的「應用」部分，希望有各種實際的專案範例，能夠讓我學以致用，例如如何使用 AVR 的週邊設備來實現更精確的定時控制、更複雜的通訊協定，甚至是自己設計一個簡單的驅動程式。如果這本書能讓我對嵌入式系統的開發更有信心，並且能做出更令人驚豔的作品，那它絕對會是我的案頭必備。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我一開始看到這本書的書名，心裡其實是有點猶豫的。我不是個電腦科學背景出身的，之前只接觸過一點點 Python，所以對於「微控制器」和「嵌入式系統」這些詞，總覺得有點遙不可及。加上「AVR」聽起來就比「Arduino」更專業、更硬核一些，我擔心自己會看不懂，甚至看不下去。但又不得不說，Arduino 的確是個很棒的入門工具，我用它做過一些簡單的感測器讀取和小型的自動化裝置，那種親手創造東西的樂趣真的很吸引人。所以，當我看到這本書能夠銜接 Arduino 和 AVR，從一個大家比較熟悉的平台出發，然後慢慢引導到更底層的硬體，這個概念讓我感到比較安心。我希望這本書的教學方式會是循序賤ного，而且有大量的範例。我對於那些需要自己撰寫 C 語言程式，然後燒錄到晶片上的部分感到好奇，也希望透過這些實作，能真正理解程式碼是如何驅動硬體的。如果書中的介紹能夠讓我在理解 Arduino 背後的原理之後，也能夠嘗試自己設計一些更客製化的硬體功能，那將會是很大的進步。