دوره پیاده‌سازی سیستم‌های مدیریت زمان‌بندی وظایف (Task Scheduling Management Systems) در دستگاه‌های نهفته همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره پیاده‌سازی سیستم‌های مدیریت زمان‌بندی وظایف (Task Scheduling Management Systems) در دستگاه‌های نهفته

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: سیستم‌های نهفته (Embedded Systems)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر سیستم‌های نهفته
• 2. مشخصات و محدودیت‌های دستگاه‌های نهفته
• 3. معماری میکروکنترلرها (CPU، حافظه، I/O)
• 4. آشنایی با انواع حافظه در سیستم‌های نهفته (Flash, RAM, EEPROM)
• 5. پایه‌ها و درگاه‌های ورودی/خروجی (GPIO)
• 6. زبان برنامه‌نویسی C برای سیستم‌های نهفته (مبانی)
• 7. تخصیص حافظه و اشاره‌گرها در C
• 8. ساختار داده‌ها در برنامه‌نویسی نهفته (آرایه‌ها، لیست‌ها، صف‌ها)
• 9. مدیریت بیت‌ها و بایت‌ها
• 10. کامپایل و لینک‌سازی برای میکروکنترلرها
• 11. محیط‌های توسعه یکپارچه (IDE) و ابزارهای مرتبط
• 12. دیباگینگ سخت‌افزاری و نرم‌افزاری (JTAG, SWD)
• 13. تایمرها و کانترها
• 14. وقفه و نحوه عملکرد آن (Interrupts)
• 15. کنترلرهای وقفه برداری (NVIC)
• 16. برنامه‌نویسی مبتنی بر وقفه
• 17. ارتباطات سریال (UART, SPI, I2C)
• 18. درایورنویسی برای سخت‌افزار (سطح پایین)
• 19. مفهوم وظیفه (Task) و فرآیند (Process)
• 20. تفاوت بین Task و Thread
• 21. برنامه‌نویسی همزمان (Concurrency)
• 22. نیاز به مدیریت وظایف در سیستم‌های نهفته
• 23. حالت‌های اجرای وظیفه (Ready, Running, Blocked, Suspended)
• 24. تغییر و تعویض زمینه (Context Switching)
• 25. مفهوم Real-Time و سیستم‌های بلادرنگ
• 26. ویژگی‌های سیستم‌های بلادرنگ (Real-Time Systems)
• 27. سیستم‌های بلادرنگ سخت (Hard Real-Time) و نرم (Soft Real-Time)
• 28. تأخیر (Latency) و لرزش (Jitter)
• 29. مفهوم Deadlines (ضرب‌الاجل)
• 30. معرفی سیستم‌عامل‌های بلادرنگ (RTOS)
• 31. مزایای استفاده از RTOS
• 32. ساختار یک RTOS (Kernel, APIs)
• 33. انتخاب RTOS مناسب برای پروژه
• 34. مفهوم زمان‌بندی (Scheduling)
• 35. اهداف زمان‌بندی وظایف
• 36. معیارهای ارزیابی الگوریتم‌های زمان‌بندی (Throughput, Response Time)
• 37. زمان‌بندی پیشگیرانه (Preemptive) و غیرپیشگیرانه (Non-Preemptive)
• 38. زمان‌بندی چرخشی (Round-Robin)
• 39. زمان‌بندی اولویت‌دار (Priority-Based Scheduling)
• 40. تخصیص اولویت‌ها (Static vs. Dynamic)
• 41. الگوریتم نرخ یکنواخت (Rate Monotonic Scheduling - RMS)
• 42. آنالیز قابلیت زمان‌بندی با RMS
• 43. الگوریتم زودترین ددلاین اول (Earliest Deadline First - EDF)
• 44. آنالیز قابلیت زمان‌بندی با EDF
• 45. مقایسه RMS و EDF
• 46. زمان‌بندی با محدودیت منابع مشترک
• 47. معکوس‌سازی اولویت (Priority Inversion) و راه‌حل‌ها
• 48. وراثت اولویت (Priority Inheritance Protocol - PIP)
• 49. سقف اولویت (Priority Ceiling Protocol - PCP)
• 50. زمان‌بندی بر اساس رویداد (Event-Driven Scheduling)
• 51. زمان‌بندی بر اساس زمان (Time-Triggered Scheduling)
• 52. زمان‌بندی ترکیبی (Hybrid Scheduling)
• 53. مفهوم زمان‌بندی چندپردازنده‌ای (Multiprocessor Scheduling - مقدماتی)
• 54. ایجاد و حذف وظایف (Task Creation/Deletion)
• 55. تغییر اولویت وظایف
• 56. مدیریت حالت‌های وظایف (Suspend, Resume)
• 57. ارتباط بین وظایف (Inter-Task Communication - ITC)
• 58. صف‌ها (Queues) برای ITC
• 59. صندوق‌های پستی (Mailboxes)
• 60. سمافورها (Semaphores) - باینری و شمارشی
• 61. استفاده از سمافورها برای همگام‌سازی (Synchronization)
• 62. انحصار متقابل (Mutexes) و تفاوت با سمافورها
• 63. حل مشکل Deadlock با Mutexes
• 64. پرچم‌های رویداد (Event Flags/Groups)
• 65. مدیریت حافظه در RTOS (Heap, Memory Pools)
• 66. زمان‌سنج‌های نرم‌افزاری (Software Timers)
• 67. مدیریت زمان (Tickless Idle, Low-Power)
• 68. مکانیزم‌های تأخیر (Task Delay)
• 69. مدیریت خطاهای RTOS و Assertها
• 70. معرفی FreeRTOS و معماری آن
• 71. نصب و پیکربندی FreeRTOS برای یک میکروکنترلر خاص
• 72. ایجاد اولین پروژه FreeRTOS (Hello World)
• 73. پیاده‌سازی وظایف ساده در FreeRTOS
• 74. استفاده از صف‌ها در FreeRTOS
• 75. استفاده از سمافورها و Mutexes در FreeRTOS
• 76. پیاده‌سازی Event Groups در FreeRTOS
• 77. مدیریت حافظه در FreeRTOS (pvPortMalloc, vPortFree)
• 78. پیاده‌سازی زمان‌سنج‌های نرم‌افزاری در FreeRTOS
• 79. استفاده از ISRها با FreeRTOS
• 80. پورت کردن FreeRTOS به سخت‌افزارهای مختلف (مقدماتی)
• 81. ابزارهای تحلیل و دیباگ FreeRTOS (Runtime Stats, Trace Recorder)
• 82. مراحل طراحی سیستم‌های نهفته با RTOS
• 83. تجزیه و تحلیل نیازمندی‌های زمان‌بندی
• 84. مدل‌سازی وظایف و ارتباطات
• 85. طراحی سلسله مراتب نرم‌افزاری (لایه‌ها)
• 86. طراحی ضد خطا (Fault-Tolerant Design)
• 87. مدیریت توان در سیستم‌های نهفته
• 88. امنیت در سیستم‌های نهفته و RTOS
• 89. ملاحظات طراحی برای سیستم‌های چند هسته‌ای (Multicore)
• 90. ارتباطات بین هسته‌ای (IPC در Multicore)
• 91. استانداردهای ایمنی عملکردی (Functional Safety) و RTOS (مانند IEC 61508)
• 92. تست و اعتبارسنجی سیستم‌های بلادرنگ
• 93. ابزارهای شبیه‌سازی و اعتبارسنجی زمان‌بندی
• 94. تست بار و استرس (Load and Stress Testing)
• 95. تجزیه و تحلیل کارایی (Performance Analysis)
• 96. بهینه‌سازی مصرف حافظه
• 97. بهینه‌سازی مصرف انرژی
• 98. انتخاب RTOS برای کاربردهای خاص (مثلاً ایمنی یا امنیت)
• 99. آینده سیستم‌های نهفته و زمان‌بندی
• 100. مروری بر چالش‌ها و روندهای نوظهور