论文部分内容阅读
嵌入式系统"以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。"本科计算机专业嵌入式课程体系中基本都设置了嵌入式操作系统的教学内容,可是如何教好这门课程,也是大家讨论的焦点。
一、嵌入式操作系统的概念
嵌入式操作系统是一种用途广泛的系统软件,负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作,控制协调并发活动;它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前,已推出一些应用比较成功的嵌入式操作系统产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及嵌入式操作系统的微型化和专业化,嵌入式操作系统开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。
二、嵌入式操作系统的特点
嵌入式操作系统除了具备一般操作系统如任务调度、同步机制、中断处理、文件功能等外,还有以下特点:
(一)可装卸性,以适应嵌入式系统软硬件可裁剪的要求。
(二)强实时性,以适应嵌入式系统实时性要求较高的要求。
(三)统一的接口。提供各种设备驱动接口。
(四)操作方便、简单、提供友好的图形GUI,图形界面,追求易学易用。
(五)提供强大的网络功能。
(六)强稳定性,弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预,这就要负责系统管理的EOS臭有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接日一般不提供操作命令,它通过系统调用命令向用户程序提供服务。
(七)固化代码。在嵌入系统中,嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。辅助存储器在嵌入式系统中很少使用,因此,嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸,而用各种内存文件系统。
(八)更好的硬件适应性,也就是良好的移植性。
三、市场主流的嵌入式操作系统及特点
目前国内市场上较常用的操作系统主要是Linux和WinCE两种。Linux是一个类似于Unix的操作系统。它起源于芬兰一个名为Linus Torvalds的业余爱好,但是现在已经是最为流行的一款开放源代码的操作系统。Linux从1991年问世到现在,短短10年的时间内已发展成为一个功能强大、设计完善的操作系统,伴随网络技术进步而发展起来的Linux OS已成为Microsoft公司的DOS和Windows 95/98的强劲对手。在各种嵌入式Linux OS迅速发展的状况下,Linux OS逐渐形成了可与Windows CE等EOS进行抗衡的局面。目前正在开发的嵌入式系统中,49%的项目选择Linux作为嵌入式操作系统。Windows CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统,是基于掌上型电脑类的电子设备操作。它是精简的Windows 95。Windows CE的图形用户界面相当出色。
嵌入式Linux OS与Windows CE相比有以下优点:第一,Linux是开放源代码的,不在存黑箱技术。第二,Linux的源代码随处可得,注释丰富,文档齐全,易于解决各种问题。第三,Linux的内核小、效率高;而Windows CE在这方面是笨拙的,占用过多的RAM,应用程序庞大。第四,Linux是开放源代码的OS,在价格上极具竞争力,适合中国国情。Windows CE的版权费用是厂家不得不考虑的因素。第五,Linux不仅支持x86芯片,还是一个跨平台的系统。
嵌入式Linux OS与Windows CE相比的弱点:第一,是开发难度较高,需要很高的技术实力;第二,是核心调试工具不全,调试不太方便,尚没有很好的用户图形界面;第三,与某些商业OS一样,嵌入式Linux占用较大的内存。第四,有些Linux的应用程序需要虚拟内存,而嵌入式系统中并没有或不需要虚拟内存,所以并非所有的Linux应用程序都可以在嵌入式系统中运行。
四、嵌入式操作系统教学过程中应该注意的几个要点
(一)教学内容的改变。传统计算机操作系统的教学主要以讲授操作系统的概念和理论为主,主要是以进程管理、存储器管理、设备管理、文件管理和操作系统接口为主线安排。课堂教学中应该重点讲述常见外部设备的工作原理、编程控制方式和设备驱动程序的结构,带领学生分析现成的设备驱动程序源代码,掌握操作系统对外部设备的控制方法。
(二)教学方式的改变。传统计算机教学主要在教室讲授为主,嵌入式操作系统的教学以实验为主,更多的时间可以放在实验室进行。嵌入式系统的系统软件和应用软件的界限模糊,针对具体的开发,都要实行操作系统和应用软件的裁剪,让学生在实验室结合不同操作系统的开发工具,掌握两种操作系统的开发方法。
(三)两种嵌入式操作系统相互比较。两种操作系统各有优缺点,开发方法有各自不同的特点,在教学中要相互比较,参照,使学生能够更加直观的理解其不同的特点,同时也便于学生在以后的工作过程中使用其他的操作系统开发嵌入式系统。
五、结束语
嵌入式操作系统的教学不同与传统计算机操作系统的教学,在教学过程中,要积极探索,理论联系实际,面向市场,使我们的教学能够为更多的学生和社会服务。
参考文献:
[1]周立功. ARM嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航天航空大学出版社,2005.
[2]王树红. 嵌入式系统的现状及发展趋势[J]. 太原大学学报, 200(2).
一、嵌入式操作系统的概念
嵌入式操作系统是一种用途广泛的系统软件,负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作,控制协调并发活动;它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前,已推出一些应用比较成功的嵌入式操作系统产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及嵌入式操作系统的微型化和专业化,嵌入式操作系统开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。
二、嵌入式操作系统的特点
嵌入式操作系统除了具备一般操作系统如任务调度、同步机制、中断处理、文件功能等外,还有以下特点:
(一)可装卸性,以适应嵌入式系统软硬件可裁剪的要求。
(二)强实时性,以适应嵌入式系统实时性要求较高的要求。
(三)统一的接口。提供各种设备驱动接口。
(四)操作方便、简单、提供友好的图形GUI,图形界面,追求易学易用。
(五)提供强大的网络功能。
(六)强稳定性,弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预,这就要负责系统管理的EOS臭有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接日一般不提供操作命令,它通过系统调用命令向用户程序提供服务。
(七)固化代码。在嵌入系统中,嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。辅助存储器在嵌入式系统中很少使用,因此,嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸,而用各种内存文件系统。
(八)更好的硬件适应性,也就是良好的移植性。
三、市场主流的嵌入式操作系统及特点
目前国内市场上较常用的操作系统主要是Linux和WinCE两种。Linux是一个类似于Unix的操作系统。它起源于芬兰一个名为Linus Torvalds的业余爱好,但是现在已经是最为流行的一款开放源代码的操作系统。Linux从1991年问世到现在,短短10年的时间内已发展成为一个功能强大、设计完善的操作系统,伴随网络技术进步而发展起来的Linux OS已成为Microsoft公司的DOS和Windows 95/98的强劲对手。在各种嵌入式Linux OS迅速发展的状况下,Linux OS逐渐形成了可与Windows CE等EOS进行抗衡的局面。目前正在开发的嵌入式系统中,49%的项目选择Linux作为嵌入式操作系统。Windows CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统,是基于掌上型电脑类的电子设备操作。它是精简的Windows 95。Windows CE的图形用户界面相当出色。
嵌入式Linux OS与Windows CE相比有以下优点:第一,Linux是开放源代码的,不在存黑箱技术。第二,Linux的源代码随处可得,注释丰富,文档齐全,易于解决各种问题。第三,Linux的内核小、效率高;而Windows CE在这方面是笨拙的,占用过多的RAM,应用程序庞大。第四,Linux是开放源代码的OS,在价格上极具竞争力,适合中国国情。Windows CE的版权费用是厂家不得不考虑的因素。第五,Linux不仅支持x86芯片,还是一个跨平台的系统。
嵌入式Linux OS与Windows CE相比的弱点:第一,是开发难度较高,需要很高的技术实力;第二,是核心调试工具不全,调试不太方便,尚没有很好的用户图形界面;第三,与某些商业OS一样,嵌入式Linux占用较大的内存。第四,有些Linux的应用程序需要虚拟内存,而嵌入式系统中并没有或不需要虚拟内存,所以并非所有的Linux应用程序都可以在嵌入式系统中运行。
四、嵌入式操作系统教学过程中应该注意的几个要点
(一)教学内容的改变。传统计算机操作系统的教学主要以讲授操作系统的概念和理论为主,主要是以进程管理、存储器管理、设备管理、文件管理和操作系统接口为主线安排。课堂教学中应该重点讲述常见外部设备的工作原理、编程控制方式和设备驱动程序的结构,带领学生分析现成的设备驱动程序源代码,掌握操作系统对外部设备的控制方法。
(二)教学方式的改变。传统计算机教学主要在教室讲授为主,嵌入式操作系统的教学以实验为主,更多的时间可以放在实验室进行。嵌入式系统的系统软件和应用软件的界限模糊,针对具体的开发,都要实行操作系统和应用软件的裁剪,让学生在实验室结合不同操作系统的开发工具,掌握两种操作系统的开发方法。
(三)两种嵌入式操作系统相互比较。两种操作系统各有优缺点,开发方法有各自不同的特点,在教学中要相互比较,参照,使学生能够更加直观的理解其不同的特点,同时也便于学生在以后的工作过程中使用其他的操作系统开发嵌入式系统。
五、结束语
嵌入式操作系统的教学不同与传统计算机操作系统的教学,在教学过程中,要积极探索,理论联系实际,面向市场,使我们的教学能够为更多的学生和社会服务。
参考文献:
[1]周立功. ARM嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航天航空大学出版社,2005.
[2]王树红. 嵌入式系统的现状及发展趋势[J]. 太原大学学报, 200(2).