电子应用系统设计 [Design of Electronic Application System] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李春雷，郭振铎，杨瑞敏 著

图书标签:

• 电子应用系统
• 系统设计
• 电子工程
• 应用技术
• 电路设计
• 嵌入式系统
• 硬件设计
• 软件设计
• 实践案例
• 工程实践

出版社： 中国矿业大学出版社

ISBN：9787564635039

版次：1

商品编码：12146087

包装：平装

外文名称：Design of Electronic Application System

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸

页数：283

正文语种：中文

内容简介

　　《电子应用系统设计》涵盖电子技术、通信技术、自动控制技术等领域。《电子应用系统设计》通过典型案例的分析、工作原理介绍、系统方案选择与论证、软硬件设计、调试以及数据测试与结果分析等，介绍了电子应用系统设计的基本步骤和方法，给出了这些典型案例的具体参考电路和部分软件源程序。
　　《电子应用系统设计》可作为高等院校电子信息类专业本科生和研究生提高型实践教学、挑战杯、大学生电子设计竞赛赛前集训和学生课外科技活动的参考书籍，也可作为工程技术人员的参考用书。

目录

设计实例1 基于大功率白光LED的可见光通信系统
1．1 可见光通信系统
1．2 总体方案设计
1．3 系统硬件设计
1．4 系统软件设计
1．5 系统调试
1．6 总结

设计实例2 基JN516X无线微控制器的家居智能遥控器
2．1 背景与意义
2．2 系统方案设计
2．3 系统硬件设计
2．4 系统软件设计
2．5 系统测试
2．6 总结

设计实例3 便携式心电图仪的设计与实现
3．1 心电信号的产生及特征
3．2 整体方案设计
3．3 系统硬件设计
3．4 系统软件设计
3．5 系统调试
3．6 总结

设计实例4 基于2．4G的无线遥控车设计与实现
4．1 国内外研究现状及发展动态
4．2 整体方案设计
4．3 系统硬件设计
4．4 系统软件设计
4．5 系统调试
4．6 总结

设计实例5 基于单片机的磁悬浮系统设计与实现
5．1 磁悬浮技术综述
5．2 总体方案设计
5．3 系统硬件设计
5．4 系统软件设计
5．5 系统调试
5．6 总结

设计实例6 基于STM32的四轴飞行器控制模块研制
6．1 四轴飞行器概述
6．2 总体方案设计
6．3 系统硬件设计
6．4 系统软件设计
6．5 系统测试
6．6 总结

设计实例7 基于CC2540的防丢器的设计与实现
7．1 防丢器设计概述
7．2 总体方案论证
7．3 硬件设计
7．4 软件设计
7．5 总结

设计实例8 无线数据采集传输系统设计与实现
8．1 本设计的背景
8．2 总体方案设计
8．3 硬件设计
8．4 软件设计
8．5 系统调试及结果
8．6 总结

设计实例9 简单无线组网与定位模块的设计与实现
9．1 无线自组网
9．2 系统总体方案设计
9．3 硬件电路设计
9．4 软件设计
9．5 系统调试
9．6 总结

设计实例10 基于ZigBee的无线定位系统设计与实现
10．1 概述
10．2 开发工具与技术简介
10．3 总体方案选择与规划
10．4 硬件设计
10．5 定位系统软件
10．6 系统调试
10．7 总结
参考文献

电子应用系统设计：洞察与实践 引言 在当今数字化浪潮席卷全球的时代，电子应用系统已成为我们生活中不可或缺的一部分。从智能手机上的各类APP，到复杂的工业自动化控制系统，再到覆盖全球的互联网服务，它们深刻地影响着我们的工作、生活与交流方式。理解电子应用系统的设计原理，掌握其开发流程，是每一个投身于科技创新、追求效率与便捷的个体与组织必须具备的核心能力。 本书《电子应用系统设计》并非简单罗列技术术语或晦涩理论，而是致力于提供一套系统、深入且兼具实践指导意义的电子应用系统设计方法论。它将带领读者穿越复杂的技术迷雾，直抵电子应用系统设计的核心，从宏观的系统架构到微观的模块实现，层层剖析，助您构建出高效、稳定、可扩展且用户友好的电子应用。 第一部分：系统设计的基础 — 架构的基石 任何一个成功的电子应用系统，其背后都离不开坚实可靠的系统架构。本部分将深入探讨系统设计的 foundational elements，为读者构建清晰的系统蓝图。 第一章：理解需求与定义目标 成功的系统设计始于对用户需求和业务目标的深刻理解。本章将引导读者学习如何有效地进行需求分析，识别核心功能、非功能性需求（如性能、安全性、可维护性、可扩展性等），并将其转化为清晰、可执行的设计目标。我们将探讨多种需求获取技术，例如用户访谈、问卷调查、原型演示、场景分析等，并强调在项目初期建立共识的重要性。同时，本章也将触及需求管理，即在系统生命周期中如何跟踪、优先级排序和管理需求变更，以确保项目始终沿着正确的方向前进。 第二章：系统架构模式的选择与演进 系统架构是整个应用的骨架。本章将系统地介绍几种主流的系统架构模式，并分析它们各自的优劣势、适用场景以及在不同类型电子应用中的实践。我们将从传统的单体架构 (Monolithic Architecture) 入手，探讨其优势与局限性，为理解后续的分布式架构奠定基础。随后，我们将深入研究 微服务架构 (Microservices Architecture)，分析其如何通过将大型应用拆分成一组小型的、独立部署的服务来提高可伸缩性、弹性和开发效率。此外，我们还将探讨 事件驱动架构 (Event-Driven Architecture)，理解其在实现系统解耦、实时响应和高吞吐量方面的强大能力。对于需要处理大量并发请求和海量数据的场景，面向服务的架构 (SOA) 及其与微服务架构的关联也将得到阐述。本章强调，架构模式的选择并非一成不变，而是一个动态演进的过程，需要根据业务发展和技术进步进行适时调整。 第三章：数据模型设计与管理 数据是电子应用系统的核心生命线。本章将聚焦于高效、可靠的数据模型设计与管理。我们将从 关系型数据库 (Relational Databases) 的基础概念出发，深入讲解实体-关系模型 (ERM)、范式理论（第一范式到第三范式）及其应用，以及如何设计出规范化、冗余度低的数据表结构。同时，针对日益增长的非结构化和半结构化数据需求，我们将介绍 NoSQL 数据库 的不同类型（键值存储、文档数据库、列族数据库、图数据库），并分析它们在特定应用场景下的优势，例如高性能读写、灵活的数据模式等。本章还将探讨数据一致性、数据完整性、数据安全性以及性能优化等关键问题，并介绍缓存策略、数据库索引、分库分表等常用技术手段，以确保系统在处理海量数据时依然保持卓越的性能。 第四章：接口设计与通信协议 在日益互联的数字世界中，系统间的有效通信是必不可少的。本章将深入探讨接口设计原则与常见的通信协议。我们将详细介绍 RESTful API 的设计理念，包括资源、HTTP 方法、状态码的规范使用，以及如何设计出清晰、易于理解和维护的API。同时，我们还将审视 GraphQL 的兴起，分析其如何解决RESTful API中过度获取 (over-fetching) 和获取不足 (under-fetching) 的问题，为客户端提供更灵活的数据查询方式。在通信协议层面，我们将深入解析 HTTP/1.1、HTTP/2 和 HTTP/3 的演进，理解它们在性能、安全性上的改进。此外，对于需要高效率、低延迟通信的场景， gRPC 的应用和优势也将得到阐述。本章强调，良好的接口设计是系统间无缝集成、高效协作的基础，是提升整体系统可维护性和可扩展性的关键。 第二部分：核心技术与实现 — 功能的落地 在坚实的架构基础之上，本部分将聚焦于实现电子应用系统所需的核心技术与关键技术点，将抽象的设计转化为可执行的代码。 第五章：编程语言、框架与开发环境的选择 合适的工具链是高效开发的前提。本章将对当前主流的编程语言和开发框架进行深入的对比分析。我们将探讨 后端开发语言，如 Java、Python、Go、Node.js 等，分析它们在性能、生态系统、社区支持、学习曲线等方面的差异，并提供选择建议。对于 前端开发，我们将审视 React、Vue、Angular 等主流框架的特点，以及它们如何赋能现代化的用户界面开发。此外，本章还将讨论 集成开发环境 (IDE) 的选择，版本控制系统（如 Git）的最佳实践，以及如何构建高效、自动化的 CI/CD (持续集成/持续部署) 流水线，从而加速开发、提高代码质量和部署效率。 第六章：前端技术栈与用户体验设计 用户体验是衡量一个电子应用系统成功的关键指标之一。本章将深入探讨前端技术栈的设计与用户体验优化。我们将从 HTML5、CSS3 和 JavaScript 的基础出发，进阶到响应式设计、渐进式增强等理念，确保应用在不同设备上都能提供一致且优质的视觉呈现。我们将分析 前端框架 的作用，如何通过组件化开发、状态管理等方式提高开发效率和代码的可维护性。本章还将重点关注 用户界面 (UI) 和 用户体验 (UX) 的设计原则，包括信息架构、交互设计、可用性测试、性能优化（如代码分割、懒加载、资源压缩）等，旨在帮助读者构建出既美观又易用的用户界面。 第七章：后端服务开发与API实现 后端服务是电子应用系统的“大脑”和“心脏”，负责处理业务逻辑、数据存储和与前端的交互。本章将深入讲解后端服务的开发与API实现。我们将从 Web 服务框架 的选择和使用入手，例如 Spring Boot (Java)、Django/Flask (Python)、Express (Node.js) 等，学习如何构建可扩展、高可用的后端服务。本章还将详细阐述 RESTful API 的具体实现，包括路由设计、请求参数校验、数据序列化与反序列化、错误处理等。同时，我们将探讨 微服务 的具体实现策略，包括服务注册与发现、API网关、服务间通信（同步与异步）、容错机制（如熔断、降级）等，以应对复杂业务场景下的挑战。 第八章：并发处理、性能优化与负载均衡 随着用户量的增长和业务复杂度的提升，系统的并发处理能力和性能优化至关重要。本章将系统地讲解如何提升电子应用系统的性能。我们将探讨 多线程、多进程 的并发编程模型，以及如何利用锁、信号量等同步机制保证数据的一致性。在性能优化方面，我们将分析 数据库性能调优（索引优化、SQL优化、查询缓存）、代码级性能优化（算法优化、减少不必要的计算）、缓存策略（内存缓存、分布式缓存）以及 异步处理（消息队列）等技术。对于需要支撑大规模用户访问的系统，负载均衡 的原理与实现（如 Nginx、HAProxy）将得到详细阐述，帮助读者构建高可用、高性能的系统架构。 第九章：安全性设计与实施 在网络安全威胁日益严峻的今天，安全性是电子应用系统设计中不可或缺的一环。本章将全面审视电子应用系统的安全设计与实施。我们将从 认证 (Authentication) 和 授权 (Authorization) 的基本概念入手，讲解 OAuth 2.0、JWT (JSON Web Tokens) 等常用的认证授权方案。数据加密（传输加密、存储加密）、SQL 注入防护、XSS 攻击防护、CSRF 攻击防护 等常见安全漏洞的防范措施也将得到深入讲解。此外，本章还将探讨 安全审计、日志管理、访问控制 以及 安全漏洞扫描与渗透测试 等方面，帮助读者构建起多层次、全方位的安全防护体系。 第三部分：实践与进阶 — 系统的生命力 系统的生命力在于其持续的演进与优化。本部分将聚焦于电子应用系统的部署、监控、维护以及未来发展方向。 第十章：部署、容器化与云原生技术 将开发完成的系统部署到生产环境是系统设计的重要环节。本章将介绍现代化的部署策略和技术。我们将从 传统的部署方式 开始，逐步过渡到 容器化技术，如 Docker，分析其如何实现环境隔离、快速部署和一致性。在此基础上，我们将深入探讨 容器编排工具，如 Kubernetes，理解其在自动化部署、伸缩、管理容器化应用方面的强大能力。云原生技术 的兴起，如微服务、DevOps、持续交付等，也将贯穿本章，帮助读者构建敏捷、可扩展且弹性的云端应用。 第十一章：系统监控、日志管理与故障排查 有效的系统监控和日志管理是保障系统稳定运行的关键。本章将讲解如何构建全面的监控体系。我们将介绍 性能监控指标（CPU、内存、网络、磁盘I/O、响应时间、错误率等），以及 监控工具（如 Prometheus、Grafana）的应用。日志管理（收集、存储、查询、分析）的重要性将得到强调，并介绍 ELK (Elasticsearch, Logstash, Kibana) 等日志处理技术。在 故障排查 方面，本章将提供一套系统性的方法论，包括如何利用监控数据和日志信息快速定位问题，以及常见的排查技巧和工具。 第十二章：持续集成、持续交付与 DevOps 文化 在快速变化的软件开发领域，效率和质量是核心竞争力。本章将深入探讨 持续集成 (CI) 和 持续交付 (CD) 的理念与实践。我们将讲解如何通过自动化构建、自动化测试来确保代码质量，以及如何构建高效的 CI/CD 流水线。DevOps 文化 的推行，强调开发与运维的协作，将贯穿本章，帮助读者打破部门壁垒，实现更快的交付速度和更高的系统稳定性。 第十三章：系统可维护性、可扩展性与未来展望 一个优秀的电子应用系统不仅要满足当前需求，更要具备长远的生命力。本章将从 可维护性 和 可扩展性 的角度，总结和升华本书所讨论的设计原则和技术。我们将回顾如何通过清晰的架构、模块化的设计、良好的代码规范来提升系统的可维护性。对于 可扩展性，我们将讨论水平扩展、垂直扩展等策略，以及如何通过负载均衡、数据库分片等技术应对业务增长。最后，本章将对电子应用系统设计的未来趋势进行展望，例如人工智能在系统设计中的应用、Serverless 计算、边缘计算等前沿技术，启发读者持续学习和探索。 结论 《电子应用系统设计》旨在为读者提供一套全面、深入且实用的知识体系，帮助您理解电子应用系统的设计精髓，掌握关键技术，并具备构建高质量系统的能力。从需求分析到系统架构，从核心技术实现到持续的运维与优化，本书力求以清晰的逻辑、详实的案例，引领您在电子应用系统的设计之路上不断前行，成为一名卓越的系统设计者。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本好的技术书籍，除了要传授知识，更要激发读者的思考和探索的欲望。而《电子应用系统设计》恰恰做到了这一点。它在讲解理论知识的同时，提出了很多开放性的问题，并且鼓励读者去思考不同的解决方案。我特别喜欢书中一些关于“未来趋势”的探讨，比如物联网、人工智能等新兴技术将如何影响电子应用系统的设计，以及我们在设计时需要提前考虑哪些因素。这让我觉得这本书不仅仅是面向当前的实践，更是具有前瞻性的指导意义。它没有给出一个唯一的“标准答案”，而是引导我们去理解设计的本质，去掌握解决问题的通用方法论。读完之后，我感觉自己的思维模式都被打开了，不再局限于已有的框架，而是开始思考如何将新的技术和理念融入到未来的设计中去，这对我个人的职业发展来说，非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本《电子应用系统设计》的出现，着实让我眼前一亮，甚至可以说是带着点小小的惊喜。作为一名在电子应用领域摸爬滚打多年的老兵，我常常在实践中遇到各种各样的挑战，尤其是在系统整体架构设计、模块间交互以及性能优化等方面，总觉得缺少一本能够系统性地梳理和指导的权威教材。市面上不乏一些专注于某个特定技术点或者某个具体应用场景的书籍，但能从宏观到微观，将整个电子应用系统的生命周期、设计理念、关键技术以及最佳实践进行全面解读的，却鲜有听闻。这本书恰恰填补了这个空白。我尤其欣赏其对系统可靠性、可维护性和可扩展性的深入探讨，这不仅仅是理论层面的阐述，更结合了大量工程实践中的案例分析，让我能够清晰地看到在实际项目中，这些原则是如何被贯彻执行的，以及在不同情况下可能遇到的问题和解决方案。它让我对“好”的系统设计有了更深刻的理解，不再仅仅是功能的实现，而是能够经得起时间考验，能够灵活适应未来变化的强大生命力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在翻开这本《电子应用系统设计》之前，我对电子系统设计这块儿的认识还停留在比较基础的层面，总觉得它是个很“硬核”的学科，充满了各种复杂的公式和图表。但这本书给我带来的感觉完全不一样，它用一种非常生动、通俗易懂的方式，把那些看起来高大上的概念讲解得清晰明了。尤其是它在介绍一些核心设计原则时，经常会引用一些贴近生活的例子，比如从一个简单的遥控器到复杂的智能家居系统，都能找到对应的设计思路。这让我这个对电子工程不是特别精通的读者，也能很快地理解其中的逻辑，并且能够举一反三。让我印象深刻的是，书中对于不同技术方案的优劣势进行了非常客观的比较分析，并且给出了如何根据实际需求进行权衡和选择的建议，这对于指导实际项目非常有帮助，避免了盲目追求最新技术而忽略实际应用的风险。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电子系统架构一直感到有些困惑的研究生，我一直在寻找一本能够帮助我理清思路、构建扎实基础的教材。《电子应用系统设计》的出现，对我来说简直是雪中送炭。它不仅仅是罗列了一堆技术术语和公式，更重要的是，它阐述了设计一个电子应用系统背后的一整套逻辑和哲学。书中对于系统模块化设计、接口定义、数据流向的讲解，清晰地展现了一个复杂系统是如何被分解、构建和管理的。我尤其欣赏它在安全性设计方面的论述，这往往是在很多初步的设计中容易被忽视却又至关重要的一环。它详细分析了各种潜在的安全威胁，并提供了相应的防御策略，这对于我们设计更加健壮和可靠的系统非常有指导意义。这本书让我明白，设计一个优秀的电子应用系统，需要具备系统性的思维，能够站在全局的角度去考量每一个细节，并预见潜在的风险。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习一门技术，尤其是像电子应用系统设计这样庞杂的领域，最怕的就是陷入零散的知识点中，缺乏一个清晰的脉络。这本书的优点就在于它构建了一个非常完整的知识体系框架。从最基础的系统需求分析，到硬件选型、软件架构、通信协议的选择，再到用户接口的设计，它都循序渐进地展开。我特别喜欢其中关于“用户体验设计”的部分，虽然这本书的书名是“电子应用系统设计”，但它并没有忽略人这一关键因素。它强调了设计的最终目的是为了用户，因此在技术实现的同时，也要充分考虑用户的使用习惯、认知规律以及情感需求。这种人文关怀与技术深度相结合的视角，让我觉得这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本关于如何“以人为本”进行系统设计的指南。它让我意识到，一个成功的电子应用系统，不仅需要精密的计算和高效的算法，更需要对使用者有深刻的洞察和关怀。