C语言程序设计问题

c语言程序设计：知识点累积1.算法的五个要素：其中至少要有一个输出：是说算法必须要有一个 结果，而不是单单指这个算法必须要有输出结果。qqeqqeqqeqqe嵌入式系统的应用领域与其在中国的发展趋势课程名：嵌入式系统基础教程姓名：周浩学号：20097610480班级：09级4班 日期：2012年5月20日一.嵌入式系统概论1.嵌入式系统的特点2.嵌入式系统发展简史3.嵌入式系统的现状与主要制约因素4.一些实例二.嵌入式系统基本组成嵌入式系统的硬件组成嵌入式系统的软件组成2.嵌入式系统的一个实例分析3.嵌入式系统基本分类4.嵌入式操作系统三.嵌入式系统的应用领域1.嵌入式系统的发展方向2.主要应用领域四.嵌入式系统在中国的发展五.总结e一 嵌入式系统概论嵌入式系统：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁 剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机 系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用 程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。1）嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才 会具有生命力、才更具有优势。因此可以这样理解上述三个面向的含义，即嵌入式 系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理 的裁减利用。 2)嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应 用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散 、不断创新的知识集成系统。所以，介入嵌入式系统行业，必须有一个正确的定位 。例如Palm之所以在PDA领域占有70%以上的市场，就是因为其立足于个人电子 消费品，着重发展图形界面和多任务管理；而风河的Vxworks之所以在火星车上得 以应用，则是因为其高实时性和高可靠性。3)嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性 、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发 出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往 是一个只有几K到几十K微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但 是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。 1.嵌入式系统的特点(1) 嵌入式系统的定义按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统应定义 为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专 用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系 统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。(2) 嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点与定义不同，它是由定义中的三个基 本要素衍生出来的。不同的嵌入式系统其特点会有所差异。与“嵌入性”的相关特点：由于是嵌入到对象系统中，必 须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气/气 氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。与“专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象 要求的最小软、硬件配置等。与“计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能满足 对象系统控制要求的计算机系统。与上两个特点相呼应，这 样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。另外，在理解嵌入式系统定义时，不要与嵌入式设备相 混淆。嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备，例 如，内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人 、手机、PDA等。 专门用于特定任务 嵌入式系统一般是专 用系统，而PC是通用 计算平台。 技术融合 集计算机，通信及其 它高新技术于一体。 有实时约束 一般采用实时操作系 统 有功耗约束 软件没有系统和应用的 区别，软件固化。 系统内核小 软硬件可裁剪 高可靠性 资源比PC少得多 嵌入式系统需要专用的 开发工具 非垄断市场2.嵌入式系统发展简史 单片机开创了嵌入式系统独立发展道路嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体 积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此 ，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计 算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代 。在探索单片机的发展道路时，有过两种模式，即“模式”与“创新 模式”。“模式”本质上是通用计算机直接芯片化的模式，它将通用计 算机系统中的基本单元进行裁剪后，集成在一个芯片上，构成单片微 型计算机；“创新模式”则完全按嵌入式应用要求设计全新的，满足嵌 入式应用要求的体系结构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模 式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照创新模式发展起来的 单片形态的嵌入式系统（单片微型计算机）。MCS-51是在MCS-48 探索基础上，进行全面完善的嵌入式系统。历史证明，“创新模式”是 嵌入式系统独立发展的正确道路，MCS-51的体系结构也因此成为单 片嵌入式系统的典型结构体系。 第一阶段：以4位到8位单片机为核心的可编程控制系统，同时具有 检测，伺服，指示设备配合的功能 第二阶段：以8位到16位嵌入式中央处理器为基础，以简单操作系统 为核心的嵌入式系统 第三阶段：以32位RISC嵌入式中央处理器加嵌入式操作系统为标志 的嵌入式系统 第四阶段：以基于INTETNET接入为标志的嵌入式系统e3.嵌入式系统的现状与主要制约因素信息时代，数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机，为嵌入式市场展现了美好的 前景，同时也对嵌入式生产厂商提出了新的挑战，从中我们可以看出未来嵌入式系统的几大 发展趋势：e4.一些实例 工业控制装置 电子书 计算机外部设备 打印机 数码相机 信息家电 汽车电子Palm Zire71型 个人数字助理机器人机器人机器人Palm Zire71型 个人数字助理机器人Palm Zire71型 个人数字助理机器人二.嵌入式系统基本组成 1.嵌入式系统分类：1. 有多种对嵌入式系统的分类方法，以下是部分分类方法： 按用途分类：军用/民用 按载体分类：宇航/车载 按通信性质分类：无线/有线 按网络性质分类：联网/单机 按环境分类：普通/恶劣 按功耗分类：低功耗/普通功耗2.根据控制技术的复杂度可以把嵌入式系统分为三类： 无操作系统控制的嵌入式系统 NOSES，Non-OS control Embedded System； 小型操作系统控制的嵌入式系统 SOSES，Small OS control Embedded System； 大型操作系统控制的嵌入式系统 LOSES，Large OS control Embedded System。3.按照用途可以把嵌入式系统分成以下三类： 工业用 军用 民用el2.嵌入式系统的基本组成 1.嵌入式系统的硬件由嵌入式处理器、外围电路和外部设备三大部分所组成。 嵌入式处理器包括：嵌入式微处理器（MPU）、微控制器（MCU）、数字 信号处理器（DSP）。 外围电路包括：各式存储器（RAM、ROM、FLASH），时钟电路，各种 I/O接口电路，调试接口（JTAG、BDM等）。 外部设备包括：存储卡（CF、SD卡）、LCD屏、触摸屏、手写笔、键盘等 嵌入式系统常用硬件器件嵌入式处理器 MCU, DSP, MPU 可编程逻辑器件 FPGA, CPLD 存储器芯片 电源模块 周边元件和接插件e2.嵌入式系统的软件基本构成e3. 嵌入式操作系统嵌入式操作系统（Embedded Operation System，EOS）是一种用途广泛的系统软件，过 去它主要应用与工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配 、任务调度，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EOS产品系列。随着 Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS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、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统 而言的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，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：(1)可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。(2)强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。(3)统一的接口。提供各种设备驱动接日.(4)操作方便、简单、提供友好的图形GUI，图形界面，追求易学易用.(5)提供强大的网络功能，支持TCP门P协议及其它协议，提供TCP/UDP/IP/PPP协议支 持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口.(6)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。(7)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. (8)更好的硬件适应性，也就是良好的移植 性. 1981年Ready System开发了世界上第1个商业嵌入式实时内核（VTRX32），它包含了许 多传统操作系统的特征，包括任务管理、任务间通讯、同步与相互排斥、中断支持、内存 管理等功能。 后来，出现了如WRS公司的VxWorks、QNX公司的QNX、Symbian公司的Symbian、 Integrated System Incorporation (ISI)的PSOS。 此外，还有Palm OS、WinCE、嵌入式Linux、LynxOS、uCOS、Nucleus、以及国内的 Hopen、Delta OS等嵌入式操作系统e4.实例图：三.嵌入式系统的应用领域1.嵌入式系统主要应用领域嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：工业控制基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32 位嵌 入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业 过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业控 制产品而言，低端型采用的往往是8位单片机。但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐 渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。交通管理在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应 用，内嵌GPS模块，GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。目前 GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位 置。信息家电这将称为嵌入式系统最大的应用领域，冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活 步入一个崭新的空间。即使你不在家里，也可以通过电话线、网络进行远程控制。在这些设备 中，嵌入式系统将大有用武之地。家庭智能管理系统水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替 传统的人工检查，并实现更高，更准确和更安全的性能。目前在服务领域，如远程点菜器等已 经体现了嵌入式系统的优势。POS网络及电子商务公共交通无接触智能卡(Contactless Smartcard, CSC)发行系统，公共电话卡发行系统， 自动售货机，各种智能ATM终端将全面走入人们的生活，到时手持一卡就可以行遍天下。环境 工程与自然水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网 ，水源和空气污染监测。在很多环境恶劣，地况复杂的地区，嵌入式系统将实现无人监测。机 器人嵌入式芯片的发展将使机器人在微型化，高智能方面优势更加明显，同时会大幅度降低机 器人的价格，使其在工业领域和服务领域获得更广泛的应用。这