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Linux Programming With Raspberry Pi

사물인터넷을 위한 Linux Programming With Raspberry Pi(2nd Edition)

출판사 제이펍을 통해 출판한 "사물인터넷을 위한 리눅스 프로그래밍 with 라즈베리 파이(2nd Edition)"의 소스 코드 사이트입니다.

• Raspberry pi 4를 기준올 하고 있습니다
• 라즈비안(Raspbian)Buster 2019년 9월 26일 버전을 기준으로 소스 코드가 작성되어 있습니다.
• 3장은 새로운 하드웨어로 Sense HAT을 추가하였습니다.
• 4/5/6장은 Single UNIX Specification를 적용했습니다.
• 7장은 32비트 프레임 버퍼와 Sense HAT을 지원합니다.
• 8장은 OpenCV 2/3 버전을 기준으로 소스 코드가 작성되어 있습니다.
• 9장은 라즈베리 파이 4를 기준으로 소스 코드가 작성되어 있고 라즈베리 파이 3 이전에 대한 설명과 소스 코드도 들어 있습니다.
• 10장은 Qt 5.11 이후 버전을 기준으로 소스 코드가 작성되어 있습니다.
• 11장은 Caffe 1.0 버전을 기준으로 소스 코드가 작성되어 있습니다.
• 12장은 리눅스 커널 5.3.x 버전을 기준으로 소스 코드가 작성되어 있습니다.
• 13장은 GStreamer 1.0 버전을 기준으로 소스 코드가 작성되어 있습니다.

1부. 라즈베리 파이 사용하기

1장. 사물인터넷과 라즈베리 파이

1.1. 사물인터넷과 오픈 소스 하드웨어 플랫폼

  1.1.1 제4차 산업혁명과 사물 인터넷

  1.1.2 오픈 소스의 발전과 오픈 소스 하드웨어의 등장

  1.1.3 아두이노

1.2. 라즈베리 파이 한 입 베어 물기

  1.2.1 라즈베리 파이

  1.2.2 라즈베리 파이의 모델 및 구조

1.3. 라즈베리 파이를 위한 주변 장치

  1.3.1 컴퓨터 시스템을 위한 주변 장치

  1.3.2 라즈베리 파이를 위한 주변 장치

  1.3.3 라즈베리 파이와 SD 카드

  1.3.4 라즈베리 파이와 주변 장치의 연결

1.4 라즈베리 파이를 위한 준비 운동 : 사용 환경 설정

  1.4.1 라즈베리 파이를 위한 운영체제

  1.4.2 라즈베리 파이의 디스크 이미지 설치

  1.4.3 라즈베리 파이의 기본 계정과 부팅 시 환경설정

  1.4.4 라즈베리 파이의 환경설정

  1.4.5 네트워크 설정과 접속

1.5 요약

2장. 리눅스의 기초: 라즈베리 파이와 친해지기

2.1 리눅스의 사용환경과 구조

  2.1.1 리눅스의 시작

  2.1.2 리눅스의 특징

  2.1.3 리눅스의 구조

2.2 리눅스의 기본 명령어

  2.2.1 셸과 프롬프트

  2.2.2 리눅스의 기본 명령어

  2.2.3 사용자 계정과 그룹

2.3 리눅스 텍스트 에디터

  2.3.1 텍스트 에디터

  2.3.2 vi 에디터

  2.3.3 nano 에디터

2.4 리눅스의 프로그래밍 도구

  2.4.1 GCC

  2.4.2 gcc 컴파일러

  2.4.3 make 유틸리티

  2.4.4 gdb 유틸리티

  2.4.5 라이브러리 만들기

2.5 요약

3장. 라즈베리 파이와 GPIO: 하드웨어 제어

3.1 GPIO의 개요

  3.1.1 컴퓨터 구조

  3.1.2 라즈베리 파이와 GPIO

  3.1.3 하드웨어의 스케치와 fritzing

3.2 LED 제어 프로그래밍

  3.2.1 전자 부품

  3.2.2 전자 블록

  3.2.3 GPIO와 LED

  3.2.4 echo 명령어와 LED의 점멸

  3.2.5 gpio 명령어

3.3 wiringPi를 이용한 GPIO 프로그래밍

  3.3.1 wiringPi

  3.3.2 wiringPi를 이용한 프로그래밍

  3.3.3 PWM(Pulse Width Modulation)

  3.3.4 스위치의 사용

  3.3.5 스피커의 사용

  3.3.6 조도 센서의 사용

  3.3.7 DC 모터의 사용

  3.3.8 7세그먼트의 사용

3.4 SenseHAT을 이용한 기상 관측 시스템

  3.4.1 아스트로 파이 프로젝트와 SenseHAT

  3.4.2 SenseHAT의 기압 센서

  3.4.3 SenseHAT의 온습도 센서

  3.4.4 SenseHAT의 가속도/자이로스코프/지자기 센서

3.5 요약

2부. 리눅스 기본 프로그래밍

4장. 리눅스 프로그래밍의 기초

4.1 리눅스의 기본 구조와 파일 시스템

  4.1.1 리눅스 시스템의 구조

  4.1.2 리눅스 파일 시스템

4.2 파일 처리와 표준 입출력

  4.2.1 저수준 파일 입출력

  4.2.2 표준 입출력 라이브러리

  4.2.3 파일 조작 함수

4.3 파일 정보와 권한

  4.3.1 파일 정보와 권한을 위한 리눅스 명령어

  4.3.2 파일 정보

  4.3.3 보안을 위한 권한과 소유자

4.4 디렉터리와 시간 처리

  4.4.1 디렉터리

  4.4.2 유닉스의 시간

4.5 리눅스 시스템 프로그래밍과 라즈베리 파이의 제어

4.6 요약

5장. 프로세스와 스레드: 다중 처리

5.1 프로세스와 시그널

  5.1.1 프로세스

  5.1.2 프로세스 관련 명령어

  5.1.3 시그널

5.2 멀티 프로세스와 다중 처리 프로그래밍

  5.2.1 리눅스의 부팅 과정과 프로세스

  5.2.2 프로세스의 처리

5.3 프로세스 간 통신

  5.3.1 파이프

  5.3.2 FIFO

  5.3.3 유닉스 시스템 V/XSI의 IPC 함수

  5.3.4 POSIX IPC 함수

5.4 POSIX 스레드와 동기화

  5.4.1 POSIX 스레드

  5.4.2 동기화

5.5 다중처리와 라즈베리파이의 제어

  5.5.1 SenseHAT의 조이스틱(Joystick)

  5.5.2 스레드를 이용한 병렬 처리

5.6 요약

6장. 리눅스 네트워크 프로그래밍: 사물인터넷의 연결을 위한 기초

6.1 네트워크의 개요와 BSD 소켓

  6.1.1 네트워크의 개요

  6.1.2 BSD 소켓

6.2 UDP 네트워크 프로그래밍

  6.2.1 소켓의 사용

  6.2.2 서버를 위한 bind() 함수

  6.2.3 바이트 순서 변환

  6.2.4 네트워크 주소 변환

  6.2.5 UDP 데이터의 송수신

  6.2.6 바이트 조작

6.3 TCP 서버와 클라이언트 프로그래밍

  6.3.1 TCP 클라이언트

  6.3.2 TCP 서버

  6.3.3 소켓의 연결 종료 : shutdown( ) 함수

  6.3.4 병행 처리 서버

6.4 HTTP와 웹 서버 프로그래밍

  6.4.1 웹과 HTTP

  6.4.2 웹 브라우저와 웹 엔진

  6.4.3 HTTP의 구조

  6.4.4 HTML과 웹 페이지

  6.4.5 부팅시 웹 서버의 실행

  6.4.6 데몬 프로세스

  6.4.7 인터넷 패킷 모니터링: Wireshark

6.5 웹 서버와 라즈베리 파이의 제어

6.6 요약

3부. 멀티미디어 프로그래밍

7장. 리눅스 멀티미디어 프로그래밍: 현란함과 즐거움

7.1 멀티미디어와 라즈베리 파이

  7.1.1 멀티미디어

  7.1.2 색상 체계

  7.1.3 사운드

  7.1.4 아날로그/디지털 변환

  7.1.5 리눅스 멀티미디어 시스템

  7.1.6 라즈베리 파이의 멀티미디어 시스템

7.2 리눅스 사운드 프로그래밍

  7.2.1 리눅스 사운드 시스템

  7.2.2 ALSA를 이용한 오디오 프로그래밍

  7.2.3 ALSA 사운드 프로그래밍

  7.2.4 ALSA 믹서 프로그래밍

  7.2.5 WAV 파일의 출력과 녹음

7.3 프레임 버퍼를 통한 이미지 출력

  7.3.1 프레임 버퍼의 정보 표시

  7.3.2 프레임 버퍼를 이용한 그래픽

  7.3.3 SenseHAT의 8×8 LED 매트릭스

  7.3.4 BMP 파일 표시하기

  7.3.5 Qt를 이용한 이미지 표시

7.4 Video4Linux2와 Pi Camera

  7.4.1 Video4Linux

  7.4.2 Pi Camera

  7.4.3 Video4Linux2 프로그래밍

  7.4.4 BMP 파일로 이미지 캡처

7.5 라즈베리 파이와 멀티미디어

7.6 요약

8장. OpenCV 프로그래밍: 사진 속 얼굴을 찾아라

8.1 영상 처리와 OpenCV

  8.1.1 영상 처리(Image Processing)

  8.1.2 OpenCV 설치

8.2 OpenCV 기본 프로그래밍

  8.2.1 Hello World 프로그래밍

  8.2.2 OpenCV를 이용한 드로잉

  8.2.3 마우스 이벤트 핸들러를 이용한 페인터

  8.2.4 이미지 파일 저장과 불러오기

8.3 OpenCV와 영상 처리

  8.3.1 Mat 클래스의 산술 연산

  8.3.2 OpenCV의 함수와 색상의 변환

  8.3.3 히스토그램

  8.3.4 영상 기하적 변형

  8.3.5 이미지 스무싱

8.4 OpenCV를 이용한 얼굴 인식

  8.4.1 이미지 경계 검사

  8.4.2 OpenCV와 프레임 버퍼를 이용한 카메라 프로그래밍

  8.4.3 OpenCV를 이용한 얼굴 인식

8.5 라즈베리 파이와 OpenCV

8.6 요약

9장. OpenGL ES를 이용한 3D 프로그래밍: 3차원의 세계로…

9.1 비디오코어(VideoCore) API와 OpenGL

  9.1.1 3D 그래픽스와 OpenGL 그리고 OpenGL ES

  9.1.2 OpenGL ES 1.1과 OpenGL ES 2.0

  9.1.3 라즈베리 파이의 멀티미디어 환경

  9.1.4 라즈베리 파이의 GPU 초기화

  9.1.5 DRM과 GBM

9.2 EGL과 OpenGL ES 1.0

  9.2.1 EGL(Embedded-System Graphics Library)

  9.2.2 EGL의 사용과 프로그래밍

  9.2.3 OpenGL ES 1.x을 이용한 간단한 프로그래밍

  9.2.4 OpenGL의 API 스타일

  9.2.5 OpenGL의 좌표계

  9.2.6 OpenGL의 모델링과 투영(Projection)

  9.2.7 OpenGL의 좌표계 설정

9.3 OpenGL ES 1.1을 이용한 3D 애니메이션

  9.3.1 OpenGL ES 1.1과 3D 객체 표시

  9.3.2 OpenGL과 행렬

  9.3.3 3차원 좌표와 OpenGL ES의 입체 표시

  9.3.4 OpenGL 의 변환(Transform)

  9.3.5 OpenGL 의 색상

  9.3.6 정육면체의 애니메이션

9.4 OpenGL ES 2.0과 셰이딩 언어 (Shading Language)

  9.4.1 OpenGL의 파이프라인

  9.4.2 셰이딩 언어

  9.4.3 텍스처 매핑

  9.4.4 셰이더 언어와 OpenGL ES 2.0

  9.4.5 셰이더 언어를 이용한 GPGPU 프로그래밍

9.5 3D와 라즈베리 파이

9.6 요약

4부. 리눅스 고급 프로그래밍

10장. Qt를 이용한 GUI 프로그래밍: 더 편리한 접근성

10.1 Qt와 라즈베리 파이: Qt on Pi

  10.1.1 X 윈도 시스템

  10.1.2 Qt의 개요

  10.1.3 라즈베리 파이로 Qt 설치하기

10.2 Qt 프로그래밍과 사용자 정의 위젯

  10.2.1 Hello World! 프로그래밍

  10.2.2 Qt의 위젯

  10.2.3 Qt에서의 이벤트 처리

  10.2.4 사용자 정의 위젯

  10.2.5 사용자 정의 시그널과 슬롯

10.3 Qt 위젯과 레이아웃

  10.3.1 Qt의 기본 위젯

  10.3.2 버튼 위젯

  10.3.3 정보 표시 위젯

  10.3.4 문자 입력 위젯

  10.3.5 범위 선택 위젯

  10.3.6 레이아웃

  10.3.7 Qt의 다이얼로그

  10.3.8 Qt와 Video4Linux2

10.4 Qt Creator를 이용한 GUI 디자인

  10.4.1 C 언어를 위한 프로젝트 생성과 실행

  10.4.2 Qt 애플리케이션을 위한 프로젝트

10.5 GUI와 라즈베리 파이

10.6 요약

11장. 라즈베리 파이와 인공지능: Caffe에서 한잔~

11.1 인공지능의 개요

  11.1.1 인공지능의 등장과 발달

  11.1.2 머신러닝과 딥러닝

  11.1.3 인공지능의 분류

  11.1.4 다양한 딥러닝 프레임워크

11.2 Caffe를 이용한 인공지능

  11.2.1 Caffe의 개요와 설치

  11.2.2 Caffe를 이용한 이미지의 분류

  11.2.3 Caffe의 이미지의 분류 코드

  11.2.4 OpenCV를 이용한 카메라와 객체 인식

11.3 Caffe 기본 프로그래밍

  11.3.1 Caffe의 메인 클래스: 블랍, 레이어, 넷, 해결기

  11.3.2 Hello Caffe 프로그래밍

  11.3.3 필러의 사용

  11.3.4 블랍

11.4 Caffe를 이용한 숫자 인식

  11.4.1 숫자 인식을 위한 데이터셋

  11.4.2 Qt에서의 필기체 인식을 위한 이벤트 처리

11.5 Caffe와 라즈베리 파이의 인공지능

  11.5.1 OpenCV를 이용한 카메라 사용

  11.5.2 카메라를 이용한 숫자 인식

11.6 요약

12장. 리눅스 커널과 디바이스 드라이버: 더 깊은 곳으로

12.1 리눅스 커널과 디바이스 드라이버

  12.1.1 리눅스 커널과 모듈

  12.1.2 커널 영역과 사용자 영역

  12.1.3 리눅스 디바이스 드라이버

12.2 리눅스 디바이스 드라이버 프로그래밍

  12.2.1 라즈베리 파이에 리눅스 커널의 설치

  12.2.2 리눅스 커널 프로그래밍

  12.2.3 커널 모듈: Hello Module! 프로그래밍

12.3 시스템 레지스터와 LED 출력

  12.3.1 CPU와 데이터 입출력

  12.3.2 시스템 레지스터

12.4 LED 출력을 위한 GPIO 드라이버 프로그래밍

  12.4.1 리눅스 디바이스 파일과 GPIO

  12.4.2 리눅스 디바이스 드라이버 GPIO 프로그래밍

12.5 스위치를 이용한 커널 이벤트 처리

  12.5.1 스위치 사용을 위한 인터럽트 처리

  12.5.2 커널에서의 타이머 사용

  12.5.3 애플리케이션으로의 시그널 전달

12.6 요약

13. 부록

13.1 임베디드 리눅스 공부하기

  13.1.1 하드웨어

  13.1.2 소프트웨어

13.2 리눅스 셸(Shell) 프로그래밍

  13.2.1 리눅스 셸

  13.2.2 bash의 사용

  13.2.3 bash의 환경 설정

  13.2.4 리눅스 셸 프로그래밍

13.3 GStreamer를 이용한 멀티미디어 프로그래밍

  13.3.1 GStreamer와 멀티미디어

  13.3.2 GStreamer를 이용한 프로그래밍

  13.3.3 GStreamer의 도구들

  13.3.4 GStreamer와 스트리밍

13.4 ARM NEON 기반의 SIMD 프로그래밍

  13.4.1 SIMD와 ARM NEON 기술

  13.4.2 Hello NEON! 프로그래밍

  13.4.3 ARM NEON을 이용한 이미지 처리

  13.4.4 ARM NEON 기반의 카메라 이미지 고속 처리