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| 編輯推薦： |
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随着智能硬件的发展，越来越多的人开始希望了解并使用树莓派这一流行的微型电脑。树莓派不仅适合大人玩，也非常适合孩子。本书按照树莓派背景知识树莓派使用Linux使用操作系统原理树莓派实操项目的顺序展开，使读者在体验玩树莓派的乐趣的同时，可以全面了解操作系统的核心概念和原理，从玩中学。
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| 內容簡介： |
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本书以树莓派基础工具，讲解Linux操作系统。树莓派是近年来流行的微型电脑，能用于各种有趣的硬件开发。树莓派中安装了Linux系统，可以充当操作系统的学习平台。本书按照树莓派背景知识树莓派使用Linux使用操作系统原理实操项目的顺序展开。读者不仅能体验到玩树莓派的乐趣，而且能全面了解操作系统的核心概念和原理。
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| 關於作者： |
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张腾飞，笔名Vamei，从事图像处理和高性能运算方面的科研，现从事智能硬件和畜牧大数据方面的创业。个人的技术博客点击量超600万，写作有Python、 Java、Linux、网络协议和数据科学方面的教程。
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| 目錄：
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第1部分怎样的树莓派
第1章树莓派的诞生2
第2章树莓派的心脏7
第3章树莓派的大脑12
第2部分使用树莓派
第4章开始使用树莓派20
4.1解剖树莓派20
4.2操作系统的安装与启动23
4.3图形化界面24
4.4Scratch26
4.5KTurtle27
第5章贝壳里的树莓派31
5.1初试Shell31
5.2用命令了解树莓派32
5.3什么是Shell35
5.4Shell的选择36
5.5命令的选项和参数37
5.6如何了解一个陌生的命令38
5.7Shell小窍门38
第6章好编辑40
6.1图形化的文本编辑器40
6.2使用nano42
6.3语法高亮44
6.4文件基础操作45
第7章更好的树莓派47
7.1常见初始化配置47
7.2软件升级与安装49
第8章漂洋过海连接你51
8.1局域网SSH登录51
8.2Bonjour53
8.3互联网SSH登录53
8.4文件传输56
第9章时间的故事60
9.1NTP服务60
9.2时区设置61
9.3实时时钟62
9.4date的用法65
第10章规划小能手67
10.1用cron规划任务67
10.2用cron开机启动68
10.3用etcinit.d实现开机启动68
10.4避免使用etcrc.local71
10.5Shell中的定时功能71
第11章GPIO的触手73
11.1GPIO简介73
11.2控制LED灯74
11.3两个树莓派之间的GPIO75
11.4UART编程77
11.5用UART连接PC79
11.6用UART登录树莓派79
第12章玩转蓝牙80
12.1蓝牙介绍80
12.2BLE介绍82
12.3Bluez85
12.4了解树莓派上的蓝牙86
12.5树莓派作为BLE外设87
12.6树莓派作为BLE中心设备88
12.7树莓派作为Beacon89
第13章你是我的眼91
13.1摄像头的安装与设置91
13.2摄像头的基本使用92
13.3用VLC做网络摄像头92
13.4用Motion做动作捕捉93
第3部分进入LINUX
第14章Linux的真身96
14.1什么是内核96
14.2什么是GNU软件98
14.3Linux的发行版99
第15章你好，文件101
15.1路径与文件101
15.2目录102
15.3硬链接103
15.4软链接104
15.5文件操作105
15.6文件搜索106
第16章从程序到进程108
16.1指令108
16.2C程序110
16.3程序编译111
16.4看一眼进程112
第17章万物皆是文本流114
17.1文本流114
17.2标准输入、标准输出、标准错误116
17.3重新定向117
17.4管道118
17.5文本相关命令119
第18章我的地盘我做主121
18.1我是谁121
18.2root和用户创建122
18.3用户信息文件124
18.4文件权限125
18.5文件权限管理127
第19章会编程的bash（上）129
19.1变量129
19.2数学运算131
19.3返回代码132
19.4bash脚本133
19.5函数136
19.6跨脚本调用137
第20章会编程的bash（下）138
20.1逻辑判断138
20.2选择结构140
20.3循环结构143
20.4bash与C语言146
第21章完整架构148
21.1内核模式与系统调用148
21.2库函数149
21.3Shell151
21.4用户程序151
第22章函数调用与进程空间153
22.1函数调用153
22.2跳转155
22.3栈与情境切换157
22.4本地变量158
22.5全局变量和堆159
第23章穿越时空的信号161
23.1按键信号161
23.2kill命令162
23.3信号机制163
23.4信号处理164
23.5C程序中的信号166
第4部分深入Linux
第24章进程的生与死170
24.1从init到进程树170
24.2fork系统调用171
24.3资源的fork172
24.4最小权限原则174
24.5进程的终结174
第25章进程间的悄悄话177
25.1管道177
25.2管道的创建178
25.3其他IPC方式179
第26章多任务与同步185
26.1并发与分时185
26.2多线程186
26.3竞态条件189
26.4多线程同步190
第27章进程调度194
27.1进程状态194
27.2进程的优先级195
27.3On和O1调度器196
27.4完全公平调度器199
第28章内存的一页故事201
28.1内存201
28.2虚拟内存202
28.3内存分页203
28.4多级分页表204
第29章仓库大管家207
29.1外部存储设备207
29.2外部存储器的挂载208
29.3ext文件系统209
29.4FAT文件系统211
29.5文件描述符212
第30章鸟瞰文件树213
30.1boot和树莓派启动213
30.2应用程序相关214
30.3etc与配置215
30.4系统信息与设备216
30.5其他目录217
第31章分级存储219
31.1CPU缓存219
31.2页交换220
31.3交换空间221
31.4外存的缓存与缓冲222
第32章遍阅网络协议225
32.1通信与互联网协议225
32.2协议分层226
第33章树莓派网络诊断229
33.1基础工具229
33.2网络层230
33.3路由231
33.4网络监听231
33.5域名解析232
第5部分树莓派小应用
第34章树莓派平板电脑234
34.1平板电脑234
34.2硬件介绍234
34.3硬件的安装235
34.4配置操作系统236
第35章天气助手238
35.1读取互联网API238
35.2发送邮件242
第36章架设博客245
36.1安装服务器软件245
36.2安装Typecho247
36.3让别人可以访问你的网站248
第37章离线下载250
37.1安装下载工具Aria2250
37.2Aria2的使用251
37.3远程使用Aria2251
37.4安装图形化下载管理工具252
第38章访客登记系统255
38.1编写命令行小程序255
38.2尝试Tkinter257
38.3制作访客登记系统260
38.4访客名片和访客拍照261
第39章节能照明系统263
39.1传感器263
39.2读取传感器数据264
39.3控制照明电路266
第40章树莓派挖矿268
40.1比特币钱包268
40.2在树莓派上挖矿270
40.3区块链存储服务272
第41章高性能计算275
41.1Spark275
41.2树莓派与Spark276
41.3单机版?计算277
41.4树莓派集群278
第42章蓝牙即时通信281
42.1树莓派与蓝牙281
42.2蓝牙服务端282
42.3蓝牙客户端程序284
42.4服务端和客户端通信285
42.5实现文字聊天功能285
42.6数据加密传输286
第43章制作一个Shell291
43.1配置项目291
43.2输入输出设置293
43.3初步的Shell295
43.4文字颜色与其他配置296
43.5部分Shell 功能297
43.6Shell主程序304
第44章人工智能311
44.1树莓派的准备311
44.2YOLO识别313
44.3图形化显示结果316
附录A字符编码318
附录BLinux命令速查320
附录CC语言语法摘要328
附录DMakefile基础332
附录Egbd调试C程序334
附录F参考书目及简介338
后记340
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| 內容試閱：
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我是抱着玩的心态开始用电脑的。自从家里有了电脑之后，我就想方设法抓起鼠标和键盘打一会儿游戏。《金庸群侠传》《仙剑》《星际》《盟军敢死队》，这些老游戏都玩了个遍。父母担心我沉迷游戏，一度没收了我的鼠标和键盘。总之，当时的电脑只是个娱乐平台。
那个时候已经在提20世纪是计算机的世纪。好莱坞电影开始把黑客塑造成孤胆侠客。我经常抱着《电脑报》或《大众软件》，幻想着自己成为一名侠客一般的计算机高手。但对于一个内地小城的孩子来说，深入接触计算机技术的机会很有限。我曾经很认真地找了一套计算机等级考试的书看，把二进制运算、SQL命令、QBasic语法都背得滚瓜烂熟，却因为装不好编译环境，最终没能写出一个可以使用的软件。读那些顶级黑客的传记，讲他们从小如何如何编程，一直很好奇他们是如何度过环境搭建这个难关的。后来发现，这些人都有机会接触一些编程高手，因此在他们的眼里，这根本不是太大的问题。
上大学时，我选择了物理专业。物理专业做数值模拟和数据处理，C语言和Fortran语言编程也是必修课。有了大学里的资源，编程环境的搭建变成了小菜一碟。只是自己的电脑太过老迈，动不动就要死机。当朋友们呼啸着打Dota时，我却在为Word触发的蓝屏头痛。相熟的朋友看不下去，扔给我一张光盘，要我重装Ubuntu系统。Ubuntu是当时最流行的一个Linux版本。死马当活马医，我安装了光盘上的Ubuntu。系统装好了，电脑死机的次数大为减少。不过Linux下的图像化界面确实和Windows有差距，办公软件也比不上Office。我戚戚然地把Linux当作低成本的二等方案。但无论如何，当时正值我做大学生研究计划，运行稳定的Linux还是救我于水火。事后请朋友吃饭，问朋友哪里来的光盘，才晓得Ubuntu的安装光盘可以免费领取。
更让我刮目相看的是Linux下的软件分发。那个时代还没有苹果App Store这样的东西。所谓的在线软件分发，就是上网下载exe安装包。用了Ubuntu之后，我需要的软件基本都可以在软件源中找到。在终端输入一行命令，编译环境就搭建好了。不用担心病毒，而且大部分情况下也不需要付费。再加上学校里有Ubuntu镜像，下载一个软件往往只需要几秒钟。于是，探索Linux下的软件成了我的一大业余爱好，我渐渐习惯了用ImageMagick来做图片处理，用FFmpeg来转换视频，用Wget来做网络下载。这些基于命令行的应用软件，再搭配bash的批处理功能，往往能实现强大的复合功能。
我也越来越享受Linux系统提供的编程环境。在写C语言和Fortran语言作业时，我就开始用vim编写自己的作业，用GCC和GFortran来编译，再用GDB来调试。这个过程要比Windows下的IDE麻烦。但当接触其他语言时，相同的工具可以复用，不用每一次都花费大量时间来熟悉全新的IDE。后来在Linux下学习Python语言时，很容易就可以上手。如果说编程是去游乐园，那么Linux为入园玩耍提供了直通车。想起小时候为编译环境苦恼的自己，真想穿越时空送去一张Ubuntu的安装盘。
我觉得对于一个电脑爱好者来说，Linux最美的地方就是开放。Linux的开放可以分为多个层面。软件层面是开放的，用户可以免费使用。文档也是开放的，你可以在终端下用man命令方便地查询。操作系统是开放的，你可以自由地调整系统，也可以深入了解其原理。代码上亦是开放的，你随时可以看到世界上顶级程序员写的源代码。在Linux系统下，实现和如何实现是合二为一的。吃鱼的同时，钓鱼的本事也可以学到。因此，Linux提供了一个绝佳的学习平台。
后来，太太送给我一部树莓派作为生日礼物。我惊喜地发现，树莓派使用的操作系统正是Linux。更棒的是，树莓派的底层硬件也很开放。它可以方便地通过有线或无线的方式和硬件外设进行连接。它对使用方式没有太多限制。于是，在后来的智能硬件创业项目，我总是在研发版本中使用树莓派。无论是作为硬件的树莓派，还是作为软件的Linux，都遵循了相同的规律：开放战胜了封闭。知识的共享带来了更加活跃的创造力，也给社会带来了协同合作的机会。
几年前，我读到印度的一个公益项目。这个项目募集旧电脑，在电脑上安装Linux系统，再发放给贫困地区的儿童使用。这个项目不仅给孩子们带来了欢乐，还改变了他们的命运。当树莓派发布的新闻出来时，我想到的就是这款微型电脑的社会意义。后来读到树莓派之父厄普顿发明这台小电脑的初衷，果然也是教育。我由此确信，有很多人和我抱着相同的见解。
如今，科技取代人类的言论甚嚣尘上，很多人对技术霸权顶礼膜拜，对人类的未来充满绝望。其实，科技本身是中性的。科技可以取代人们的工作，也可以帮助人们更好地就业。像树莓派和Linux这样的技术，尊重了用户本身的创造力。它们用一种开放协作的态度，提高了社会的温度。我也一直抱着这样的理念，坚持在博客上分享自己的所知。我还记得自己在探索计算机时无路可循的尴尬。即使是出于简单的同理心，我也希望自己的分享能帮助任何一个在门槛上抓耳挠腮的学习者。
借着这股心劲，我克服了写作困难，投入这本书的写作中。我希望这本书能以树莓派硬件为平台，全面讲解Linux原理。全靠昕梓的通力合作，我才能顺利完成这个野心勃勃的目标。杜鹃、陈思为帮我审读了全书，提出了大量的修改意见，让书稿变得真正可读。安娜会在关键的时候给我们提供任何所需的帮助，全程引导了写作过程。最后，这本书还要感谢上海地铁11号线。全靠这班地铁上的空座位，我才能坐着写出大部分文字。
在设计本书内容时，昕梓和我决定尊重读者，不避讳艰深的内容。毕竟，树莓派本身只是一个入口。这个入口的背后有着丰富的操作系统知识。无论是编程，还是深入理解计算机，一定深度的操作系统知识都不可或缺。我们会从树莓派的基本使用讲起，一直深入操作系统原理本身。在第5部分，我们还加入了基于树莓派的实践项目，希望能抛砖引玉，激发用户的创造力。当然，篇幅所限，也不得不舍弃一些细节，但我相信，只要体验到边玩边学电脑的乐趣，那么其他技术的掌握也都可以沿着相同的轨迹重复进行。
那样的话，这本书就没有遗憾了。
Vamei
2018.2.25
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