کتاب صوتی طراحی کامپایلر و بهینه‌سازی کد برای سیستم‌های نهفته: رویکردهای نوین و ابزارهای کاربردی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره طراحی کامپایلر و بهینه‌سازی کد برای سیستم‌های نهفته: رویکردهای نوین و ابزارهای کاربردی

موضوع کلی: سیستم‌های نهفته (Embedded Systems)

موضوع میانی: ابزارها و زبان‌های برنامه‌نویسی سیستم‌های نهفته

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر سیستم‌های نهفته و چالش‌های آن‌ها
• 2. تاریخچه و تکامل سیستم‌های نهفته
• 3. معماری‌های رایج میکروکنترلرها و پردازنده‌های نهفته
• 4. تفاوت سیستم‌های نهفته با سیستم‌های عمومی
• 5. چرخه عمر توسعه نرم‌افزار در سیستم‌های نهفته
• 6. نقش کامپایلرها در توسعه سیستم‌های نهفته
• 7. مفاهیم پایه‌ای زبان‌های برنامه‌نویسی سطح بالا
• 8. معرفی زبان C برای سیستم‌های نهفته
• 9. مبانی زبان C: انواع داده، متغیرها و عملگرها
• 10. ساختارهای کنترلی در زبان C
• 11. توابع و مدیریت حافظه در زبان C
• 12. اشاره‌گرها و آرایه‌ها در زبان C
• 13. ساختارهای داده پیچیده در زبان C
• 14. مفاهیم پیشرفته زبان C: ماکروها، تعریف نوع و مدیریت خطا
• 15. معرفی زبان C++ برای سیستم‌های نهفته
• 16. مفاهیم شی‌گرایی در C++
• 17. کلاس‌ها، اشیاء و ارث‌بری در C++
• 18. چندریختی و بارگذاری بیش از حد در C++
• 19. مدیریت استثناء (Exception Handling) در C++
• 20. قالب‌ها (Templates) در C++
• 21. کتابخانه‌های استاندارد C++ برای سیستم‌های نهفته
• 22. معرفی زبان‌های دیگر برای سیستم‌های نهفته (Rust, Ada, Python)
• 23. مبانی کامپایلرها: مراحل اصلی پردازش
• 24. تجزیه لغوی (Lexical Analysis)
• 25. تجزیه نحوی (Syntax Analysis)
• 26. تجزیه معنایی (Semantic Analysis)
• 27. تولید کد میانی (Intermediate Code Generation)
• 28. بهینه‌سازی کد (Code Optimization)
• 29. تولید کد نهایی (Code Generation)
• 30. ساختمان داده‌های مورد استفاده در کامپایلرها
• 31. ماشین حالت متناهی (Finite State Machines) و کاربرد آن در تجزیه لغوی
• 32. گرامرهای مستقل از متن (Context-Free Grammars) و کاربرد آن در تجزیه نحوی
• 33. تجزیه بالا به پایین (Top-Down Parsing)
• 34. تجزیه پایین به بالا (Bottom-Up Parsing)
• 35. روش‌های پارس کردن LR
• 36. ابزارهای تولید پارسر (Lex/Yacc, Flex/Bison)
• 37. تحلیل معنایی: جدول نمادها (Symbol Tables)
• 38. بررسی نوع (Type Checking)
• 39. تولید کد میانی: نمایش‌های مختلف (AST, Three-Address Code)
• 40. مفاهیم بهینه‌سازی کد: مبانی
• 41. بهینه‌سازی‌های مستقل از برنامه (Machine-Independent Optimizations)
• 42. بهینه‌سازی‌های وابسته به برنامه (Machine-Dependent Optimizations)
• 43. بهینه‌سازی‌های مبتنی بر جریان داده (Data-Flow Analysis)
• 44. بهینه‌سازی‌های مبتنی بر جریان کنترل (Control-Flow Analysis)
• 45. کاهش بیان مشترک (Common Subexpression Elimination)
• 46. حذف کد مرده (Dead Code Elimination)
• 47. تخصیص ثبات (Register Allocation)
• 48. بهینه‌سازی حلقه‌ها (Loop Optimizations)
• 49. تبدیل کد در زمان اجرا (Runtime Code Transformation)
• 50. ابزارهای تحلیل استاتیک کد (Static Code Analysis Tools)
• 51. تکنیک‌های اعتبارسنجی کد (Code Verification Techniques)
• 52. پیچیدگی‌های کامپایلر برای معماری‌های DSP
• 53. نقش کامپایلرها در پردازش سیگنال دیجیتال
• 54. بهینه‌سازی برای دستورالعمل‌هایSIMD
• 55. بهینه‌سازی برای حافظه‌های نهان (Cache)
• 56. مدیریت حافظه در سیستم‌های نهفته
• 57. ساختار حافظه در سیستم‌های نهفته
• 58. مدیریت پشته (Stack Management)
• 59. مدیریت هیپ (Heap Management)
• 60. حافظه‌های محدود و مدیریت آن‌ها
• 61. تکنیک‌های تخصیص حافظه پویا
• 62. محدودیت‌های حافظه و تأثیر آن بر بهینه‌سازی
• 63. کامپایلرهای بومی (Native Compilers) و متقاطع (Cross-Compilers)
• 64. طراحی کامپایلرهای متقاطع
• 65. محیط‌های توسعه یکپارچه (IDE) برای سیستم‌های نهفته
• 66. اشکال‌زدایی (Debugging) در سیستم‌های نهفته
• 67. ابزارهای پروفایلینگ (Profiling Tools)
• 68. شبیه‌سازهای سخت‌افزار (Hardware Simulators)
• 69. شبیه‌سازهای نرم‌افزار (Software Simulators)
• 70. ابزارهای تحلیل زمان‌بندی (Timing Analysis Tools)
• 71. نکاتی در مورد زبان‌های اسمبلی و کاربرد آن در سیستم‌های نهفته
• 72. ترکیب کد C و اسمبلی
• 73. تکنیک‌های تزریق کد (Code Injection)
• 74. تولید کد برای واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) در سیستم‌های نهفته
• 75. برنامه‌نویسی موازی در سیستم‌های نهفته
• 76. مدل‌های همزمانی (Concurrency Models)
• 77. مدل‌های اجرای موازی
• 78. بهینه‌سازی برای پردازنده‌های چند هسته‌ای
• 79. مدیریت پشته در پردازنده‌های چند هسته‌ای
• 80. ارتباط بین هسته‌ها
• 81. سیستم‌های نهفته با منابع بسیار محدود (Tiny Embedded Systems)
• 82. زبان‌های خاص دامنه (Domain-Specific Languages - DSLs)
• 83. طراحی DSL برای سیستم‌های نهفته
• 84. کامپایلرهای DSL
• 85. کاربرد DSL در افزایش بهره‌وری توسعه
• 86. مباحث پیشرفته در بهینه‌سازی کد
• 87. بهینه‌سازی‌های مبتنی بر یادگیری ماشین (Machine Learning-based Optimizations)
• 88. تکنیک‌های هوش مصنوعی در کامپایلرها
• 89. بهینه‌سازی انرژی (Energy Optimization)
• 90. مصرف انرژی و تأثیر آن بر بهینه‌سازی کد
• 91. تکنیک‌های بهینه‌سازی مصرف انرژی
• 92. استانداردها و پروتکل‌های ارتباطی در سیستم‌های نهفته
• 93. نقش کامپایلرها در پیاده‌سازی پروتکل‌ها
• 94. مدیریت زمان‌بندی (Scheduling) در سیستم‌های عامل نهفته (RTOS)
• 95. ارتباط بین کامپایلر و RTOS
• 96. اهمیت تست و اعتبارسنجی در سیستم‌های نهفته
• 97. تست واحد (Unit Testing)
• 98. تست یکپارچه‌سازی (Integration Testing)
• 99. تست سیستم (System Testing)
• 100. اعتبارسنجی مدل (Model Verification)