104學習精靈

此門課是為了進入嵌入式Linux開發的預備課程，要在Linux作業系統開發，對Linux這套作業系統的操作環境須要有一定的熟悉度，包含Linux系統架構、檔案系統結構、指令操作、網路設定、常用伺服器建置等。本課程帶你穩紮穩打基本功，了解遇到問題該怎麼解決，快速上手Linux系統。

本課程說明嵌入式系統架構，軟硬體系統的整合、移植與開發，幫助開發者Debug與分析問題。 帶你瞭解Embedded Linux的主要部份，上手Embedded Linux BSP：在拿到一般嵌入式 BSP後懂得如何開始，會知道如何進行核心組態與編譯，Bootloader , Kernel編譯以及Root File system建立等。能熟悉GNU Toolchain的使用，包含GNU AutoTools與Makefile的撰寫，並理解Open Source程式與函式庫的移植技巧 。 課程利用Raspberry Pi 開源硬體，讓你從空的SD card，從無到有建構自己的嵌入式Linux 系統並能使板子能開機 (Board bring up)。在Linux系統建立完成之後，教你開發 Linux Pthread、Socket及File (Device) I/O的系統程式。最後，以嵌入式Linux常見的產品，如IPCam、Wi-Fi Router、Media Player，手把手教你這些功能是如何被實現的。

Linux系統是目前金融業、大型企業與學術研究單位中最常見的作業系統，具高穩定性、擴充性與安全性的特性，是作為資料庫系統、網路伺服器的最大優勢。目前最多人使用的Linux作業系統發行版本 Ubuntu，相較其他發行版本，它是一個開放原始碼、功能強大且免費的作業系統也最易上手，適合想入門Linux的你

什麼是Raspberry Pi? Raspberry Pi 是由劍橋大學的 Eben Upton及其他幾位老師所設計的，最初只是為了提供一台平價的電腦和自由軟體，讓學生可以輕鬆取得，用來學習跟練習電腦科學的相關知識。 但由於它價格低廉、容易取得、方便攜帶、安裝簡單、運作穩定，而且又可以連接其他週邊設備，不僅在教育界盛行，連創客 (Maker) 圈也非常愛用它來實作各種有趣點子，甚至有些業界的朋友也真的用它來製作產品或是專案。 課程目標 ◆ 學會Raspberry Pi 的基本操作 (本課程適用Raspberry Pi 4/Raspberry Pi 3) ◆ 學會Linux 基礎指令 ◆ 學會基礎I/O控制: 從LED 閃爍, 到讀取按鍵狀態 ◆ 活用Pi : 防盜偵測與家電控制( 使用PIR人體感測器及Relay繼電器) ► 開源硬體發展現況 ► Raspberry Pi 介紹 ► 使用UART Console登入Raspberry Pi ► 使用WiFi連接網際網路 ► Linux 基礎指令 ► 艾鍗Pi I/O擴充板介紹 ► 如何控制 Raspberry Pi I/O ► 我的第一個硬體驅動:LED, Push Button ► Pi連接PIR人體感測器及Relay 控制 ► Pi應用實例: 防盜偵測與家電控制

一般情況，通常整個Linux系統的功能會有你自己寫的程式(可能也會去連結GPL或LGPL函式庫)並整合一些來自Open Source的程式。雖然Linux已存在很多的Open Source，但不可能永遠運氣這麼好都可以找到100%符合需求或規格的原始碼，所以你必須懂得如何修改成你要的功能。不論自己寫或移植Open Source，這些都是基於Linux核心，所以一定會用到Linux核心的能力，包含裝置I/O請求、多行程、同步處理、行程通訊等。若你的系統需要TCP/IP通訊，還得懂Socket網路程式設計。想自己寫並且能改得動Open Source的程式，其實要具備Linux系統程式設計的能力，你可以透過閱讀"Linux Programming Manual"，但是篇幅之廣泛且多元，如果沒有對作業系統有一定的認知，不懂對系統呼叫(System call)所產生Linux背後的運作行為，很難了解真諦。因此若有經驗的人帶你看並且提供範例程式演練，對於學習會相當有幫助。 本數位課程為學習套餐，另外加入了C程式及及資料結構(Data Structures)2門基礎課程，雖是基礎但它卻是資訊學科領域非常重要的核心課程，因為唯有好的程式基礎對於本課程的理解才會事半功倍。 學習目標： 1. 了解Linux system call 及OS作業系統所扮演的功能。 2. Linux 低階I/O輸入輸出 3. Linux 多執行緒與同步控制 4. Linux 行程管理與IPC行程間通訊 5. 了解TCP/IP原理與client server網路架構 6. Socket Programming 網路程式設計 7. 能夠實現Raw Sokcet與UDP Multicast 功能 8. UART Serial 序列程式設計 章節架構 ★ 精通C語言  程式語言導論  C程式介紹  運算式  流程控制  函式與巨集  陣列與指標  字串處理  變數範圍  檔案管理  NEW data Type ★ 資料結構  資料結構導論  ADT 抽象資料型別設計方法  Set 集合 ADT設計  Stack堆疊  Queue 佇列  Linked List鏈結串列  Tree樹狀結構  Graph 圖形結構  Search資料搜尋  Sorting資料排序 ★ Linux系統程式設計  Low Level I/O Routine  File and Directory Manipulation  General Library Interface  Processes  Signals  POSIX Thread  InterProcess Communication  Shell programming  Linux Serial Programming  Linux Sokcet Programming  TCP/IP 網路簡介(1)  TCP/IP 網路簡介(2)  Wireshark 工具使用  TCP Socket程式與Socket API介紹  Socket多工處理  UDP Socket  Unix Domain Socket  Socket Option & Ioctl