通用操作系统的发展历史、现状、趋势
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发布时间：2022-04-22 00:17
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懂视网
时间：2022-04-14 22:49
很早就有专家提出构件是软件生产工业化的四大基础设施之一，但至今与面向对象一样,基于构件的软件生产工业化进展不理想,原因也一样,构件粒度还不够大、抽象程度不够。前几年网上有上据《构件化带动软件工业化生产》一文介绍“上海构件库已有构件3200多个，其
很早就有专家提出构件是软件生产工业化的四大基础设施之一，但至今与面向对象一样,基于构件的软件生产工业化进展不理想,原因也一样,构件粒度还不够大、抽象程度不够。前几年网上有上据《构件化带动软件工业化生产》一文介绍“上海构件库已有构件3200多个，其中具有自主知识产权的领域构件达到300多个，库中构件被下载超过5500次。有24％的构件被重复用过”。即使按此数据，投入与产出也不成比例。显然需要进一步研究并求进取。
本文提出“软部件”这一设计理念，从“通用管理信息系统”这一实际应用角度去实现，表现数据库的理论与方法，将界面设计与功能设计有机结合到一起，围绕数据管理、数据定义、数据操作展开。
“通用管理信息系统软部件”不以具体的应用系统为目标，而是根据对任意的“数据库”的基本操作进行设计，它就如同电子产品中的智能插件、机械产品中的通用部件一样，只需设定初始参数、拨定若干开关就能用于新的场合。以之为实验工具可以帮助更深入地理解数据库的基本理论与基本概念。“管理信息系统软部件库（JAVA学习版）”介绍了软部件的设计方法，每一个部件都可以用于实际应用系统的设计，初学者可以从中学习利用JAVA语言设计数据库应用系统的基本方法，而对于管理信息系统开发者，可以从中感悟到软部件的设计思路、架构和意义，站在更抽象的层面去考虑数据库应用系统的设计。“JAVA学习版”要求突出管理信息系统一般程序模块的界面要求与设计方法，目标是提高系统易维护性与易扩展性，让一般应用人员也能很容易地学习与使用，降低系统维护费用。强调其在不同应用系统中的通用性，不刻意地强调模块内部的软件复用。要求每一个部件只由一到二个程序文件构成，尽量少用公用的程序库，内部允许用中文词汇作变量名、方法名与对象名，非计算机专业读者也能比较容易地读懂甚至进行维护操作，它们将让读者感觉到学习java与应用系统的设计并不那么难。
“通用管理信息系统JAVA学习版部件库”包括约100个软部件程序和十来个配合部件程序实现各类输出的构件程序，较全面实现从VFP版向（vfp版源码也公开发布）JAVA版的移植，最早实验程序在2005年完成，又经过许多年的补充与完善，完全达到我们03年与04年国家自然基金申请书（均未获批准）的目标。应用该系统中软部件设计应用系统，只需正确设计数据库结构，运行本系统提供的cover.java程序定义封面的属性，再运行HDDMenuCreate.java定义菜单结构，之后进行封装，应用系统就建立完成了。原来需要三个月才能完成的毕业设计，现在在完成需求分析与总体设计后很快就能应用JAVA语言实现。本系统程序中关键内容，已经在《数据库系统原理与应用》一书。从中，读者将不只是学习少数几个假定应用系统的设计方法，而是要实地设计并建立一到多个真实的数据库应用系统，实战式的学习数据库系统设计与实现的方法。对于完整、全面地学习数据库的理论与设计数据库应用系统的方法进而提高动手能力更具有意义。
本系统软部件采用JAVA语言设计，但可以先不管源代码，重点玩转数据库，有条件的回过头再深研程序设计方法。
“通用信息管理系统JAVA学习版部件库”是为学习数据库原理而研制的，只是示意性软件，离商业应用还有比较大的距离，希望对有兴趣的爱好者学习数据库原理与应用有所帮助。也希望对软件复用技术部件有兴趣的仁人志士多多探讨研究，加速真正“软件工业化生产”的到来。
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热心网友
时间：2022-04-14 19:57
1.1 历史与现状
虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的，但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了，从上个世纪70年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用，嵌入式系统少说也有了近30年的历史。纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段：
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无操作系统阶段
嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现，具有监测、伺服、设备指示等功能，通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。这些装置虽然已经初步具备了嵌入式的应用特点，但仅仅只是使用8位的CPU芯片来执行一些单线程的程序，因此严格地说还谈不上"系统"的概念。
这一阶段嵌入式系统的主要特点是：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便、价格低廉，因而曾经在工业控制领域中得到了非常广泛的应用，但却无法满足现今对执行效率、存储容量都有较高要求的信息家电等场合的需要。
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简单操作系统阶段
20世纪80年代，随着微电子工艺水平的提高，IC制造商开始把嵌入式应用中所需要的微处理器、I/O接口、串行接口以及RAM、ROM等部件统统集成到一片VLSI中，制造出面向I/O设计的微控制器，并一举成为嵌入式系统领域中异军突起的新秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的"操作系统"开发嵌入式应用软件，大大缩短了开发周期、提高了开发效率。
这一阶段嵌入式系统的主要特点是：出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU（如Power PC等），各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已经初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，主要用来控制系统负载以及监控应用程序的运行。
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实时操作系统阶段
20世纪90年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速发展，而面向实时信号处理算法的DSP产品则向着高速度、高精度、低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操作系统（RTOS），并开始成为嵌入式系统的主流。
这一阶段嵌入式系统的主要特点是：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化和扩展性。此时的嵌入式操作系统已经具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面（GUI）等功能，并提供了大量的应用程序接口（API），从而使得应用软件的开发变得更加简单。
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面向Internet阶段
21世纪无疑将是一个网络的时代，将嵌入式系统应用到各种网络环境中去的呼声自然也越来越高。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，随着Internet的进一步发展，以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式设备与Internet的结合才是嵌入式技术的真正未来。
信息时代和数字时代的到来，为嵌入式系统的发展带来了巨大的机遇，同时也对嵌入式系统厂商提出了新的挑战。目前，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系统的研究和应用产生了如下新的显著变化：
1. 新的微处理器层出不穷，嵌入式操作系统自身结构的设计更加便于移植，能够在短时间内支持更多的微处理器。
2. 嵌入式系统的开发成了一项系统工程，开发厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还要提供强大的硬件开发工具和软件支持包。
3. 通用计算机上使用的新技术、新观念开始逐步移植到嵌入式系统中，如嵌入式数据库、移动代理、实时CORBA等，嵌入式软件平台得到进一步完善。
4. 各类嵌入式Linux操作系统迅速发展，由于具有源代码开放、系统内核小、执行效率高、网络结构完整等特点，很适合信息家电等嵌入式系统的需要，目前已经形成了能与Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系统进行有力竞争的局面。
5. 网络化、信息化的要求随着Internet技术的成熟和带宽的提高而日益突出，以往功能单一的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功能不再单一，结构变得更加复杂，网络互联成为必然趋势。
6. 精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件成本。
7. 提供更加友好的多媒体人机交互界面。
1.2 体系结构
根据国际电气和电子工程师协会（IEEE）的定义，嵌入式系统是"控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置"（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。一般而言，整个嵌入式系统的体系结构可以分成四个部分：嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件，如图1所示。
图1 嵌入式系统的组成
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嵌入式处理器
嵌入式系统的核心是各种类型的嵌入式处理器，嵌入式处理器与通用处理器最大的不同点在于，嵌入式CPU大多工作在为特定用户群所专门设计的系统中，它将通用CPU中许多由板卡完成的任务集成到芯片内部，从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化，同时还具有很高的效率和可靠性。
嵌入式处理器的体系结构经历了从CISC（复杂指令集）至RISC（精简指令集）和Compact RISC的转变，位数则由4位、8位、16位、32位逐步发展到位。目前常用的嵌入式处理器可分为低端的嵌入式微控制器（Micro Controller Unit，MCU）、中高端的嵌入式微处理器（Embedded Micro Processor Unit，EMPU）、用于计算机通信领域的嵌入式DSP处理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP）和高度集成的嵌入式片上系统（System On Chip，SOC）。
目前几乎每个半导*造商都生产嵌入式处理器，并且越来越多的公司开始拥有自主的处理器设计部门，据不完全统计，全世界嵌入式处理器已经超过1000多种，流行的体系结构有30多个系列，其中以ARM、PowerPC、MC 68000、MIPS等使用得最为广泛。
热心网友
时间：2022-04-14 21:15
通用操作系统的发展历史很残酷、现状很黄、趋势很暴力
