Arduino程式設計第一冊

Arduino程式設計第一冊 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

洪國勝
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具体描述

  使用Arduino開發LED、點陣LED、七段顯示器、四位數七段製作字幕機、搶答器、電子鐘、叫號器、電子琴、溫度計、遙控器、球賽計分板等。
好的,这是一份关于其他主题的、详细的图书简介,字数大约1500字,保证不提及您提到的特定图书名称或与该主题相关的内容: 《全球气候变迁下的海洋生态系统:挑战、适应与未来展望》 图书简介 “当我们凝视深海,我们看到的不仅是水,更是地球生命线跳动的脉搏。” 《全球气候变迁下的海洋生态系统:挑战、适应与未来展望》是一部跨学科的权威著作,旨在深入剖析二十一世纪人类活动对地球最大生命支持系统——海洋——所造成的深刻而复杂的影响。本书汇集了海洋生物学家、气候科学家、化学家、生态经济学家和政策制定者的前沿研究成果,构建了一个全面、细致入微的视角,审视气候危机如何重塑海洋环境,以及海洋生物如何挣扎着求存或无可避免地走向衰退。 本书的结构精心设计,循序渐进地带领读者从宏观的全球气候驱动力,深入到微观的物种生理反应,最终落脚于人类社会的应对策略和政策制定。 --- 第一部分:气候驱动力与海洋环境的物理化学巨变 本部分着重于气候变化如何通过基础的物理和化学过程,从根本上改变海洋的“脾气”。 第一章:大气-海洋碳循环的失衡 本章详细阐述了人类活动(主要是化石燃料燃烧和土地利用变化)向大气排放的二氧化碳,有多少被海洋吸收,及其带来的长期后果。我们不仅探讨了气温上升对海洋热容量的影响,更侧重于海洋酸化这一隐形危机。通过对过去数百万年海洋pH值变化模式的古气候学对比,揭示当前酸化速度的史无前例性。重点分析了碳酸钙饱和度的下降,如何影响全球范围内的生物成骨作用。 第二章:全球海洋热含量的再分配与洋流系统紊乱 海洋吸收了地球系统90%以上的额外热量。本章利用卫星遥感数据和深海浮标阵列的观测结果,描绘了热量在不同深度和纬度上的分布变化。关键在于探讨大西洋经向翻转环流(AMOC)的减弱趋势。我们将详尽解析AMOC对区域气候(如欧洲暖冬和北美极端天气)的重要性,并模拟如果AMOC持续减速或停滞,对全球营养物质输送和海洋生物地理分布带来的灾难性后果。 第三章:海平面上升与沿海生态位的挤压 超越传统的海岸侵蚀议题,本章聚焦于海平面上升对潮间带、红树林、盐沼和珊瑚礁礁坡的结构性破坏。通过高分辨率数字地形模型(DTM)的模拟,量化了不同海岸坡度下,关键栖息地被淹没或“迁移受阻”(Coastal Squeeze)的临界点。这不仅是物理空间的丧失,更是生物多样性热点区域的瓦解。 --- 第二部分:生态系统的响应与生物适应的极限 气候变化并非均匀作用于所有物种,本部分将焦点转向生物层面,探讨不同生物如何应对温度、酸度和氧气梯度的变化。 第四章:浮游生物群落的物候错位与食物网基础的重构 浮游生物是海洋食物网的基石。本章深入探讨了因水温上升导致的初级生产者(如硅藻和球石藻)的开花时间(Phenology)提前,以及这如何与更高营养级的消费者(如磷虾和小型鱼类)的繁殖周期产生“时间错位”(Mismatch)。通过对特定海域食物网模型的分析,展示了这种错位如何削弱能量传递效率,并可能导致某些关键渔业资源的衰退。 第五章:珊瑚礁的白化危机与“漂白阈值” 珊瑚礁是海洋生物多样性最丰富的生态系统,也是气候变化最敏感的指标。本章不再停留在现象描述,而是详细分析了热胁迫下,珊瑚虫与其共生藻类(虫黄藻)之间分子信号传导的崩溃机制。我们引入了“累积热应力”(Degree Heating Weeks, DHW)的概念,并结合遗传学证据,讨论了某些“超级珊瑚”群体中潜在的耐热适应性,以及这种适应是否能够跟上气候变迁的速度。 第六章:深海生物的“缺氧幽灵”与物种迁移的“纬度迷宫” 本章关注于溶解氧水平下降(Deoxygenation)的影响。随着海水变暖,氧气溶解度降低,加剧了“氧最小带”(OMZs)的扩张。我们将研究对大型、高代谢需求的物种(如金枪鱼、鲨鱼)的呼吸生理限制,以及它们为了寻找可忍受的氧气环境而被迫进行的深层或向极地的大规模垂直/水平迁移,这无疑加剧了不同生态区之间的竞争。 --- 第三部分:人类社会、经济影响与应对策略 海洋的健康与人类福祉息息相关。本部分将科学发现与社会、经济和治理体系联系起来,探讨实际的解决方案。 第七章:全球渔业的地理重塑与粮食安全挑战 气候变化正在重新划分“鱼的版图”。本章运用生物分布模型预测了未来几十年内,全球主要商业鱼种(如鳕鱼、鲭鱼、沙丁鱼)的潜在捕捞潜力变化。特别关注了对依赖单一鱼类资源发展起来的岛屿国家和沿海社区所带来的生计冲击。讨论了传统区域渔业管理组织(RFMOs)在应对跨界物种迁移和配额重新分配时的制度困境。 第八章:蓝色经济的风险评估与气候韧性投资 海洋经济活动(航运、旅游、水产养殖)同样面临风险。本章采用风险评估框架,量化了极端天气事件(如更强热带气旋)对港口基础设施、海上风电场和近海养殖系统的潜在经济损失。同时,探讨了“蓝色碳汇”的价值——红树林、海草床等沿海生态系统在碳捕集和海岸保护方面的协同效益,并论证了将其纳入国家自主贡献(NDCs)的必要性。 第九章:跨尺度治理与适应性管理的新范式 应对复杂的海洋危机需要超越国家和部门的治理。本章批判性地评估了现有国际海洋法框架(如《联合国海洋法公约》)在应对快速变化的生态系统时的滞后性。重点提出并论证了基于生态系统的管理(EBM)和适应性管理(AM)的结合。最后,对国际生物多样性框架(如“30x30”目标)在公海和管辖区外海的实施障碍提出了建设性的政策建议,强调全球合作与科学数据共享的重要性。 --- 结论:重塑人海关系 本书最终强调,海洋的未来不是一个纯粹的科学预测,而是人类集体选择的结果。它呼吁政策制定者、产业领袖和公众认识到,投资于海洋健康的减缓和适应措施,就是投资于地球系统的长期稳定和人类社会的繁荣。本书提供的数据和分析,正是这场必要对话的坚实科学基础。 目标读者: 气候科学家、海洋生物学家、环境经济学家、政策分析师、可持续发展领域的专业人士,以及所有对地球生命系统未来深切关怀的读者。

著者信息

作者簡介

洪國勝


  洪國勝老師高職資訊科教師退休,程式設計寫作與教學年資35年,在旗標、泉勝、松崗、文魁、台科大、全華著有Python、C#、C/C++、Java、Arduino 與自造、VB6、VB2017、PHP、JavaScript、C++Builder、JBuilder、Delphi、大學物理學等程式設計圖書,詳見泉勝網站(www.goodbooks.com.tw)。

图书目录

第一冊
1、準備工作
2、電腦運算思維的開始與資料的數位化
3、資料的運算與算術運算子
4、霹靂燈與陣列
5、8*8點陣LED與文字顯示
6、跑馬燈與告白板
7、人工智慧的開始-比較運算子、邏輯運算子、決策指令
8、任勞任怨的迴圈指令-for 與while

第二冊
9、七段顯示器與擲骰子
10、指撥開關與表決器
11、按壓開關與叫號器
12、新北110年國中技藝競賽題解
13、博奕程式與倒數計時器
14、搶答器與選秀表決器
15、蜂鳴器與電子琴
16、變頻原理與變頻無段電燈
17、可變電阻與調速器
18、光敏電阻與小夜燈
19、四位數叫號器與球賽計分版
20、電子時鐘與萬年曆
21、電子溫度計
22、遙控器
23、電子琴教學機
24、智慧電子琴


 

图书序言

  • ISBN:9789869963213
  • 叢書系列:程式設計
  • 規格:平裝 / 124頁 / 17 x 23 x 1 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

序言

  因應教育部科技領域課綱「科技領域之教學,實作活動時數宜占整體課程時數的二分之一至三分之二」,翻閱目前中學生「生活科技」課本,課綱內容非常精彩且豐富,包含科技的本質、機構的繪圖、設計與製作、材料的選擇與加工、木工機具的保養與操作、能源與發電動力機械的原理與操作、電子電路的原理與操作、新興科技的發展與操作等。木工與手工具還停留在40年前工藝課的操作,當時我們的工藝課可以製作木工、鐵管小椅子、書架,拿來當作學校週會或家裡用。但現在環境不同了,塑膠一體整形的家具很便宜,所以已經不流行DIY,連帶家庭常備的木工、鐵工的小機具也慢慢消失;能源與動力設備則太大,無法在每個學校購置;電子電路原是不錯的科技實作選項,但目前已經被單晶控制取代。以筆者資訊教學35 年的經驗而言,本人大力推廣機電整合的Arduino 作為生活科技的實作課程。因為Arduino 所占空間最小,設備費最便宜,最適合全班教學。可完成的生活科技產品如字幕機、告白板、叫號器、電子鐘、計時器、溫度計、紅綠燈、霹靂燈、遙控器、電子琴等,都與生活息息相關。做完的產品可以帶回家用,可說是非常真實的生活科技之產品;且本項操作沒有觸電、刀具運轉等危險性,沒有粉塵、也沒有噪音,又可體驗與學習程式設計等運算思維。其次,我們也開發上課用教具,而使用教具教學的優點如下:

  1、教具可放在學校工場重複使用,這樣老師不用向學生收錢,學生也不會因為忘了帶材料而影響進度,學生依序探索後,可依自己的興趣,自己購置材料,完成所需專題。

  2、Arduino具有自我保護電路,學生插錯也不會壞。

  3、操作電路電壓僅為5V,任意觸摸、接錯電路等都不會有任何危險。

  筆者雖然程式教學與著作超過35 年,快樂與熱情不變。儘管不斷的重複讀稿,力求完善,但仍難免有疏漏及錯誤,尚祈各位先進不吝指正,將不當或錯誤詞句回傳給我,如下表,本人不勝感激。每年會選出與抽出精彩回函,寄發紀念品。本書感謝高師大工教系學妹王丹君老師、學弟蔡懷文老師主動加入共筆創作、完稿於蘆洲國中研習時,也感謝王漢卿老師主動幫忙改正很多錯誤,在此致謝。其次,筆者也會在泉勝出版網站(www.goodbooks.com.tw)刊登本書勘誤表。

洪國勝、王丹君、蔡懷文 謹識
www.goodbooks.com.tw

推薦序

  目前國民小學是採用圖形化介面的Scratch當作程式設計工具,高中、大學、業界則採用文字化的程式設計介面,如C/C++與Python。國民中學就有點尷尬,到底要採用哪一種介面?看過洪國勝老師的『國中與高中生活科技實作-使用Arduino』,我也認同國中、高中生都應該使用文字式程式設計,這樣才能快速連結產業需求。

  用Arduino學程式

  國中與高一學生因為數學基礎還太少,老師教程式還要先教數學,真的很費力,所以我也認同使用Arduino的LED實物來學習迴圈與陣列,這樣更能激發與維持學生學習程式設計熱度。其次,Arduino是生活科技、資訊科技最好的補充教材。因為單晶Arduino是目前最新科技主流,簡單的電路與程式就可嵌入目前工業與家用電器,進而簡化控制電路與節省開發的成本,如ABS防鎖死剎車、字幕機、電子琴、溫度計、遙控器、叫號器、電子時鐘等。

  目前校園常用的單晶控制晶片有Macro:Bit、Arduino,Macro:Bit 比較著重在圖形開發介面,主要是來讓小學生玩簡單的聲光控制遊戲; Arduino則是文字形式的開發介面,也是真實工業的嵌入式晶片,可真實改善許多生活與工業控制,適合中學生以上與社會人士學習嵌入式系統控制。Arduino之所以能異軍突起,我認為是因為它主張開源,且軟硬體都是開放的,使用者可以站在巨人的肩膀,繼續接力開發新產品。其次,Arduino輸出電流變大、腳位也變多,這樣可以簡化生活電器的四位數七段與點陣LED顯示。既然單晶電路已經簡化、成本也降低,那麼Arduino程式設計也就更適合拿來當作國高中的生活科技課程的實作教材,讓國中與高中生活科技也能與世界潮流平行接軌。學生學的都是目前新興科技,而且都是簡單的接線與簡單的程式,就可改善與實作目前生活科技產品,這樣的學習可說非常生動與實用,當然可以激發學生自造更多創新科技產品。

  洪國勝老師是我76年高師大工教系畢業高徒,國高中雲縣與省賽工藝競賽科展優勝,所以立志讀工教系。大二全校程式設計第一名、大四全國大學含研究所『微電腦應用創作』優勝第一名,畢業分發高雄市立海青工商資訊科任教。退休後教學熱情不變,自力成立『泉勝出版有限公司』,自費推廣國高中的科技與程式教育,詳見泉勝出版網站。每本著作都是洪國勝老師累積超過40年實作與教學心得。所以,本人不斷推薦其C/C++、Python、APCS與Arduino等程式設計著作,也在此『國中生活科技實作-使用Arduino』寫公開序言推薦。

推薦人:國立高雄師範大學工業科技教育系
溫嘉榮教授
大力推薦
2022/5/12

用户评价

评分

這本號稱「Arduino程式設計第一冊」的書,說實在話,光是書名就讓我有點心頭一緊,因為現在市面上講Arduino的書多如牛毛,內容要嘛太偏理論,硬梆梆的公式一堆,看得我頭昏眼花;不然就是只會教你複製貼上,實際操作起來遇到問題根本無從下手。我買這本的時候,是抱著「姑且一試」的心態,畢竟是電子科系畢業的,對基礎的電學跟邏輯多少有點概念,但面對Arduino這個軟硬體結合的怪獸,還是常常卡關。我特別留意了它對基礎I/O操作的闡述方式,是不是能用比較生活化的例子去帶領讀者理解Digital Write和Analog Read的差別。如果光是照著官方文件那樣枯燥地解釋暫存器什麼的,那跟去讀原廠datasheet沒兩樣,根本不適合想快速入門的玩家。我希望它能像一位經驗豐富的工程師在旁邊指導你,而不是一本冰冷的教科書。尤其對於剛接觸單晶片燒錄的入門者來說,那種初次點亮LED的成就感,絕對是推動學習的最大動力,如果這本書能把這個「儀式感」營造出來,那它就成功了一半。

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對於我們這些從學生時代就接觸電子學的人來說,最怕的就是硬體規格的說明不夠詳盡。Arduino開發板的種類繁多,從Uno到Mega,到後來的ESP32或樹莓派Pico,雖然核心概念相通,但記憶體配置、腳位定義還是有差。如果這本「第一冊」的內容只鎖定在經典的Uno板上,卻沒有提及在不同板子間遷移程式碼時需要注意的細節(像是程式空間限制或特定腳位功能差異),那學生一旦換了板子就會手足無措。我比較看重的是書中對於「除錯(Debugging)」的著墨程度。當程式碼無法如預期運作時,除了使用Serial Monitor輸出訊息之外,有沒有更進階的除錯技巧,比如如何利用軟體或硬體的觀察點來追蹤變數狀態?一個好的除錯章節,勝過十個基礎範例的堆疊,因為程式碼出錯是學習過程中必然發生的常態,學會如何優雅地解決問題,才是真正的核心能力。

评分

總體而言,我看待一本入門書籍的標準,很大程度上取決於它在「抽象概念具象化」的能力上做得如何。Arduino的精髓在於嵌入式系統,它要求你同時思考硬體和軟體的時序關係。如果這本書能提供大量的電路圖,而且電路圖的繪製風格清晰易懂,能清楚標示出信號線和地線(GND)的連接方式,而不是用那種模糊不清、線條糾纏在一起的示意圖,那對新手來說絕對是一大福音。更進一步來說,我希望它能在語法介紹時,就植入「資源限制」的概念。例如,當你宣告一個大型陣列時,你就應該意識到這會佔用寶貴的SRAM空間,而不是等到程式跑不動了才去研究記憶體分配。如果這本書能像一位經驗老到的導師,不斷提醒你「資源是有限的」,並教導你如何編寫出更有效率、更節省資源的程式碼,那麼它就遠遠超越了一般的「教學手冊」,真正成為一本值得反覆閱讀的工具書。

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坦白講,現在的自造者(Maker)文化已經非常興盛,Arduino已經不再是只有學校實驗室裡的專屬玩具,它已經深入到生活應用層面,從智能家居到環境監測,應用範圍廣到嚇人。因此,一本好的入門書籍,絕對不能只停留在「讓LED閃爍」這種初階範疇。我特別關注的是,它在銜接到進階模組(比如感測器、馬達控制)時的過渡是否自然流暢。很多書在基礎講完後,突然就跳到複雜的通訊協定,讓讀者措手不及。如果這本書能像搭積木一樣,先介紹感測器A的接線與基礎讀取,再透過一個小專案串聯起來,讓讀者體會到自己動手做出「有意義」的東西,那才算真正有價值。我個人比較重視程式碼的結構和可讀性,如果作者是用那種長長一串、缺乏註解的C/C++風格寫法,那對於日後除錯絕對是場災難。好的範例程式碼,應該本身就是最好的教學範本,結構清晰、變數命名有意義,這樣才能真正培養出良好的程式設計習慣,而不是學會了「拼湊」。

评分

在台灣的硬體學習圈子裡,網路資源的豐富程度其實非常驚人,YouTube上有大量的教學影片,論壇上的高手更是臥虎藏龍。所以,一本實體書要脫穎而出,必須具備網路資源難以取代的深度和系統性。我個人認為,最好的實體書應該是提供一個「完整且無縫接軌的學習路徑」,而不是零散的知識點集合。比如說,對於中斷(Interrupts)的處理方式,網路上的解釋往往因人而異,描述的層次也不一。我期望這本書能用一種最清晰、最不容易產生歧義的方式來解釋中斷的觸發時機和程式流程的切換,這對於後續進行即時性控制的專案是至關重要的基礎。此外,硬體介面的選擇也是個大學問,例如SPI和I2C的實際應用場景區別,如果只是單純介紹語法,讀者還是搞不懂該用哪個。如果這本書能在實作中穿插這些「為什麼要這樣做」的決策點分析,那就更上一層樓了。

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