操作系统简介嵌入式操作系统与开源文化.ppt
第一章,操作系统简介_嵌入式OS与开源文化,上章回顾,理解Windows体系结构：事件驱动、基于消息窗口对象与窗口机制Window程序组成Windows消息机制Windows版本Windows下常用术语进程、线程、句柄、GUI、API、Windows API、DLL、SDK、MFC、.NET、.NET Framework Windows下常用开发工具VC+、VB、Delphi、PB、ASP、Visual S,本章目标,常用嵌入式操作系统常用嵌入式开发平台开源发展历程简介开源软件简介开源软件分类开源组织简介,嵌入式操作系统 概述,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与各个行业的具体应用相结合后的产物，显然，嵌入式系统中的操作系统是整个系统的核心部分。嵌入式技术主要应用在通信、信息家电、工业控制、医疗仪器、数控机床、航空航天、智能仪表、消费类电子产品等领域。常用嵌入式操作系统：VxWorksSymbianOSWindows CE.Net嵌入式Linux,VxWorks 1,VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。VxWorks以其可靠性、实时性、可裁减性、开放性、易用性等方面的良好表现以及其可持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，使VxWorks在嵌入式实时操作系统领域占据重要地位。VxWorks操作系统作为嵌入式实时操作系统家族中的高端产品,主要用于工业控制、医疗设备、数据网络、远程通讯、航空电子、专业视频编辑系统、电视会议、航天、航空、国防等嵌入式实时应用领域。卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等均在使用VxWorks操作系统。在美国的 F-16、FA-18 战斗机、B-2 隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器上也使用到了VxWorks。,VxWorks 2,1999年WindRiver公司推出了VxWorks 5.4。从1995年以后，WRS 公司推出了一套实时操作系统开发环境-Tornado。Tornado是嵌入式实时领域里最新一代的开发调试环境。Tornado给嵌入式系统开发人员提供了一个不受目标机资源限制的超级开发和调试环境。Tornado包含三个高度集成的部分：运行在宿主机和目标机上的强有力的 交叉开发工具和实用程序；运行在目标机上的高性能、可裁剪的 实时操作系统VxWorks；连接宿主机和目标机的多 种通讯方式，如：以太网，串口线，ICE或ROM仿真器等。,VxWorks 3,SymbianOS 1,Symbian成立于1998年，由爱立信、诺基亚、摩托罗拉和Psion共同出资筹建，共同开发手机操作系统SymbinaOS。松下、索尼、西门子、三洋、富士通、三星、联想等先后加入。Symbian 是真正的微核操作系统，所谓“微核”，就是说操作系统只有很小的一部分是运行在最高优先级的，其他的功能都是以Client-Server的方式提供。Symbian OS具有以下6大特点：操作系统是运行在ROM上；系统是运行在电池驱动的设备上；完全是面向对象；基于组件的设计；确保用户的数据不会丢失；简单的UI系统。Symbian随着手机的发展得到了越 来越多的市场。在目前手机操作系 统的争夺中，SymbianOS占手机操作系统的主导地位。,SymbianOS 2,Windows CE.Net 1,Windows CE.Net是一个功能强大的实时嵌入式操作系统，也是微软第一个能够全面支持中文的Windows CE操作系统，适用于快速构建新一代内存少体积小的智能设备，例如手持式设备、智能电话、机顶盒、零售点设备和显示器等。Windows CE.NET为构建智能移动设备的开发人员提供了新一代的功能强大嵌入式系统平台，它允许开发人员优化操作系统的内存占用，最小可以降至200K左右。为了使开发人员能构建功能最丰富的移动设备，Windows CE.NET提供了对最新无线技术的支持，例如蓝牙技术和零配置的802.11，而且它还通过Microsoft Internet Explorer 5.5、Windows Media 8 和DirectX 8提供了全面的多媒体和Web浏览体验。Windows CE.NET支持各种处理器产品家族，包括x86、Xscale、ARM、MIPS和SH系列。,Windows CE.Net 2,嵌入式Linux 1,Linux是一个成熟而稳定的网络操作系统。将Linux植入嵌入式设备具有众多的优点。首先，Linux的源代码是开放的，任何人都可以获取并修改，用之开发自己的产品。其次，Linux是可以定制的，其系统内核最小只有约134kB。一个带有中文系统和图形用户界面的核心程序也可以做到不足1MB，并且同样稳定。Linux的众多优点使它在嵌入式领域获得了广泛的应用，并出现了数量可观的嵌入式Linux系统。其中有代表性的包括：uClinux、RT-Linux、ETLinux、ThinLinux等。,嵌入式Linux 2,uCLinux是Lineo公司的主打产品，同时也是开放源码的嵌入式Linux的典范之作。uCLinux主要是针对目标处理器没有存储管理单元MMU(Memory Management Unit)的嵌入式系统而设计的。RT-Linux是由美国墨西哥理工学院开发的嵌入式Linux操作系统。到目前为止，RT-Linux已经成功地应用于航天飞机的空间数据采集、科学仪器测控和电影特技图像处理等广泛领域。ETLinux通常用于在小型工业计算机，尤其是PC104模块。ThinLinux面向专用的照相机服务器、X-10控制器、MP3播放器和其它类似的嵌入式应用。红旗嵌入式Linux由北京中科院红旗软件公司推出的嵌入式Linux。该款嵌入式操作系统重点支持p-Java。系统目标一方面是小型化，另一方面能重用Linux的驱动和其它模块。,嵌入式Linux 3,常用嵌入式开发平台,Java MEWindows MobileBREW,Java ME 1,Java ME原称J2ME，是由SUN公司开发的成为“Java 2 微型版”的开发平台，SUN将Java ME定义为“一种以广泛的消费性产品为目标的的高度优化的 Java 运行时环境，包括寻呼机、移动电话、可视电话、数字机顶盒和汽车导航系统。”Java ME是为了那些使用有限的能源、有限的网络连接(常常是无线连接)以及有限图形用户界面能力的设备开发的。Java ME就像一个没有绑定明显主题的松散的应用程序接口和技术规范。Java ME不是一组单独的技术规范，而是一系列技术规范的总称。这些规范定义了Java技术在资源限制设备中的表现形式。Java ME在适用于小型嵌入式设备的同时保留了java的传统特性：可移植性、部署灵活性、安全的网络传输性以及代码的稳定性。,Java ME 2,Windows Mobile 1,Windows Mobile 是 Microsoft 用于 Pocket PC 和 Smartphone 的软件平台。Windows Mobile 将熟悉的 Windows 桌面扩展到了个人设备中。通过Windows Mobile，可帮助用户存储并检索电子邮件、联系人和约会信息，播放多媒体文件，玩赏电子游戏，借助MSN Messenger交换文本消息，浏览Web内容用户将能够与台式机实现信息交换和同步。Windows Mobile 5.0开发工具为Visual Studio.NET 2005，Windows Mobile开发分为使用本机代码和托管代码的开发，并将所有的开发工作将完全整合在同一环境中。,Windows Mobile 2,BREW 1,BREW（Binary Runtime Environment for Wireless，无线二进制运行环境），是高通公司推出CDMA网络“无线互联网发射平台”上增值业务开发运行的基本平台。它提供一个高效、低成本、可扩展和熟悉的应用程序执行环境（AEE），着重开发可无缝植入任何实际手持设备的应用程序。在应用开发上，BREW为各种手持设备快速、高效、经济地开发和配置新的应用程序提供了方便，BREW SDK开发包提供基于C/C+、Java等编译环境的运行库和面向对象的类结构，包含了各种有效的系统调用、用户接口、多媒体集成和网络套接字等类对象资源，开发者对BREW的开发就好像在Windows平台上编程，有种类繁多、功能强大的库函数调用一样，开发者不必关心低级平台数据结构和设备驱动程序，因为应用程序和设备平台可以完全通过适当定义的类对象进行交互。,BREW 2,开源文化简介,“软件可以改变世界”，自从计算机诞生之日起，软件就在计算机发展史上起着重大的作用，尤其是随着Internet的崛起，软件的发展得到前所未有的繁荣。开放源码软件运动是计算机科学领域的一种文化现象，源自黑客对智慧成果共享、自由的追求。开源运动发展到现在，这种能够积极促进人类文明发展的文化已经渗透到信息、教育、健康等领域，融入了哲学范畴。,开源文化的发展历程 1,在PC机未进入商业化推广之前，在PC机上运行的软件都是由电脑爱好者自由拷贝得来，比如我买了一套BASIC，我可以免费拷贝给别人使用。1976年，比尔.盖茨发表那篇著名的“致电脑爱好者的一封公开信”，在信中，比尔.盖茨称免费拷贝他的BASIC使用的电脑爱好者为窃贼，认为软件应该有版权，并且卖给用户的仅仅是一个拷贝的使用权，用户没有权力让别人使用自己买来的软件。经过以盖茨为首的商业软件厂商的不懈努力，促成了软件业的新规则，这就是将传统出版业的版权体系搬进软件业，开发商牢牢控制源代码，用户之间严禁拷贝，拷贝就是盗版。这个体系确保了软件厂商的利益获取，造就了一大批软件企业迅速成长的神话，例如Microsoft、Oracle等迅速成为国际顶尖企业。在商业软件中，将源代码作为商业机密封锁，将可执行程序卖给PC厂商、直接用户，并且软件专有化，变成越来越多的国家的正统法律。,开源 VS 微软,开源文化的发展历程 2,1983年，为了反对软件所有权私有化的趋势，自由软件之父Richard Stallman 建立了GNU计划来推进免费软件模型，并为此开发了一个免费的操作系统，应用程序以及开发工具。更重要的是，GNU建立了General Public License(GPL)，就是Copyleft，其核心思想简单来讲就是软件源代码属于用户，用户有权更改源代码。它成为许多开放源码软件所采用的模型。具体来说，开放源代码软件（open source software，简称：Oss或开源软件）是一种源代码公开的软件，这种“公开”正是促使人们使用它的原因，因为这意味着用户可以自由的使用、复制、发布以及修改源码（补充 漏洞，按具体需求定制功能）。与其相对 是私有/专属软件，如来自微软和苹果的软 件，这类软件的源代码是保密的，只有公 司的开发人员才可以改动代码。,开源文化的发展历程 3,1989年，芬兰赫尔辛基大学的一名学生Linus Torvalds发布开放源码操作系统Linux。三年后，Linux正式接受GPL。目前，全球约有1000万Linux用户。随着Linux的崛起和Netscape的开源，开源运动轰轰烈烈发展起来，开源软件均秉承“源码开放，服务收费”的精神，将开源模式引入商业世界，短短十几年间，出现了无数精品开源软件，例如Linux、Mozilla、Apache、Perl、MySQL等等。开源发展到今天，不仅仅有数以万计的电脑爱好者在积极地参与，像IBM、HP、CA、SUN等一些软硬件厂商也在加大在开源方面的投入并积极向开源社区贡献优秀开源软件，因为开源催化了软件业快速向服务业蜕变的速度并为IBM这样的硬件和集成服务提供商提供了新的商机。,流行开源软件介绍,提到流行开源开发软件，一般会提到“LAMP”这个缩略词。LAMP是一个缩写，它指一组通常一起使用来运行动态网站或者服务器的自由软件：Linux,操作系统；Apache,网页服务器；MySQL,数据库管理系统（或者数据库服务器）；PHP,Perl,或者Python,脚本语言。虽然这些开放源代码程序本身并不是专门设计成同另几个程序一起工作的，但由于它们的廉价和普遍，这个组合开始流行（大多数Linux发行版本捆绑了这些软件）。当一起使用的时候，它们表现的像一个具有活力的解决方案包。与之对应的其他的方案包有Apple的 WebObjects，Java/J2EE 和 微软的.NET架构。,Linux,Linux是一套开放源码的，类UNIX的操作系统。我们在前文中已有介绍，无疑，Linux是目前开源软件中最成功的明星。一般来讲，一个Linux发行套件包含大量的软件，比如软件开发工具，数据库，Web服务器（例如Apache)，X Window，桌面环境（比如GNOME和KDE），办公套件（比如OpenOffice.org），等等。,Apache HTTP Server 1,Apache Http Server是一个开源的HTTP服务器，可以运行在UNIX、Linux、Windows等主流操作系统上，其目标是提供一个高效、安全、可扩展、符合HTTP标准的HTTP服务器。Apache是互联网上最流行的WEB服务器，目前有超过70%的WEB服务器采用Apache。,Apache HTTP Server 2,eclipse 1,eclipse是一个开放源代码的、基于 Java 的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境，一个成熟的、精心设计的以及可扩展的体系结构。Eclipse 的成功之处在于它提供的核心框架和可扩展的插件机制给广大的程序员提供了无限的想象和创造空间。eclipse是过去五年中 Java 开发领域最重大的突破之一。2001年 IBM 宣称将其已经投入4千万美元开发的eclipse平台捐献给开放源社区，自此便发展成为全球 100 多家软件公司共同研究的独立项目，其中包括 Oracle、BEA 和 Macromedia 等业界领导公司。最重要的是，全球数万名 eclipse开发人员始终致力于改进并扩展这个平台。尽管 eclipse 是使用 Java 语言开发的，但它的用途并不限于 Java 语言。例如，支持诸如 C/C+、COBOL 和 Eiffel 等编程语言的插件已经可用，或预计会推出。eclipse框架还可用来作为与软件开发无关的其他应用程序类型的基础，比如内容管理系统。,eclipse 2,Mozilla Firefox 1,Mozilla Firefox是由Mozilla基金会开发的一个轻便、快速、简单与高扩充性的开放源码的浏览器，由Mozilla基金会与数百名志愿者所维护。Mozilla Firefox是一个跨平台的浏览器，适用于 Windows,Linux 和 MacOS X等主流操作系统平台。Mozilla Firefox 的特点在于采取了小而精的核心，而允许用户根据个人需要去添加各种扩展插件来满足每个人的要求。其主要特性有：标签式浏览，使上网冲浪更快，可以禁止弹出式窗口，自定制工具栏，扩展管理，更好的搜 索特性，快速而方便的侧栏。,Mozilla Firefox 2,MySQL 1,MySQL是一个多用户、多线程的SQL数据库，是一个客户机/服务器结构的应用，它由一个服务器守护程序mysqld和很多不同的客户程序和库组成。MySQL是一个广受Linux社区人们喜爱的半商业的数据库。MySQL可运行在Windows平台、大多数的Linux及UNIX平台。MySQL的快速和灵活性足以满足一个网站的信息管理工作。数据库与用户端之间的接口程序可以使用CGI进行通信。使用PHP和MySQL这两样东西加在一起，对于开发数据驱动的网站这项工作而言是最佳组合。MySQL有一个很有意思的许可规则：在Windows下安装，需要200美元的许可费，而在Linux/UNIX自行安装免费，若是由第三方安装，需要200美元的许可费用。Mysql是数据库领域的中间派。它缺乏一个全功能数据库的大多数主要特征，但却以其简洁快速的特征为许多诸如yahoo、wikipedia、alcatel大型网站所使用。,MySQL 2,软件分类简介 1,自由软件 开放源代码软件 公共软件 GPL软件 免费软件 共享软件 商业软件,软件分类简介 2,自由软件（Free software）自由软件是指允许任何人使用、拷贝、修改、分发（免费/少许收费）的软件。尤其是这种软件的源代码必须是可得到的。从某种意义上说，没有源代码，就称不上是自由软件。如果一个程序是自由的，则它可以被像GNU/Linux这样的自由操作系统所包含。在许多语言中，“free”一词有两种意义：一是自由，二是免费。这里得free指的是“自由”而非“免费”。因为自由软件在分发时，是允许收费的，虽然大部分自由软件是免费的。,软件分类简介 3,开放源代码软件（Open Source software）“开放源代码”软件或多或少有些自由软件的味道，但其限制比自由软件多些，我们可以简单认为开放源码软件与自由软件等同。公共软件（Public domain software）公共软件就是没有版权的软件。它是非copyleft自由软件（non-copylefted free software）的一种特殊情况，意味着某些拷贝或修改版不再是自由的。,软件分类简介 4,GPL软件（GPL-covered software）遵循GNU GPL分发的软件。GNU GPL（GNU公共授权）：是一个针对免费分发程序的具体分发条款。免费软件（Freeware）“freeware”没有一个清晰的定义，但是它通常指那些允许分发不允许修改的软件包（不提供源代码）。这些包不是自由软件，因此不要用“freeware”来指自由软件（自由软件）。,软件分类简介 5,共享软件（Shareware）共享软件是以“先使用后付费”的方式销售的享有版权的软件。共享软件不提供源代码，具有使用期限或功能限制等，任何人想完整使用它需要支付注册费。在中国，共享软件的模式发展较快，例如天网防火墙、超级兔子等。商业软件（Commercial Software）商业软件由商业公司开发，通过收取使用费而牟利。“商业”和“私有”不是一回事，大多数商业软件是“私有的”，但也有商业自由软件，也有非商业、非自由的软件。大部分软件公司都是靠商用软件开发来运营的。,开源组织及其站点介绍 1,SourceF：http:/世界上最大的开源软件开发站点，目前有超过10万的项目与100万以上注册用户。用户在SourceF上可以自由地管理、下载、发布软件。其宗旨是：创建、参与与评估（Create,Participate,Evaluate）。SourceF已成为世界上最大地开源代码与项目地存放基地。gnu.org：http:/由自由软件基金会的网站（FSF）赞助的GUN项目的网站，旨在发展一个类似 Unix，且为自由软件的完整操作系统GNU 系统。此网站提供大量基于GNU的软件文档，及开源文化与哲学的文章。,开源组织及其站点介绍 2,开源促进会：http:/opensource.org/由Open Source Initiative（简称OSI，译作开源促进会）一个旨在推动开源软件发展的非盈利组织所维护的站点。开源促进会OSI是一个非盈利性组织，致力于促进开源运动的发展，并探求开源软件的商业化模式。apache软件基金会：http:/由apache软件基金会维护的网站，apache项目的老家，为apache社区与开源项目提供支持，提供所有apache项目的下载、文档与最新消息。从1999年开始经过几年的发展，apache软件基金会的项目由最初的apache HTTP 服务器发展为最大、最有名的开源项目组织，其中著名的apache项目包括：apache HTTP服务器、Perl、Struts、Tomcat等。,开源组织及其站点介绍 3,Solidot.org：http:/solidot.org/Solidot.org是以国外的著名Geek（奇客）网站Slashdot.org为榜样而建立的中文网站，致力于为所有的电脑和科技爱好者提供一个新闻信息与交流的平台，促进同类内容在中文世界的传播，促进以IT为主的科技类信息的快速交流是其目标。Solidot.org的最大特色就是以其 独特的风格、以较快的速度把IT新闻推向国内读者，供大家来交流讨论。ChinaU：http:/ChinaU（简称CU）是一个以讨论Linux/Unix类操作系统应用技术、自由软件开发应用技术、网络应用技术为主的开源社区网站。CU的宗旨是给所有爱好Linux/Unix技术、开源技术的朋友提供一个自由、开放、免费的交流空间。CU的目标是建成中国最好的一个Linux/Unix技术开源共享社区，为宣传和推动Linux/Unix技术和自由软件在中国的应用发展作出贡献。,开源组织及其站点介绍 4,LinuxAid技术支持中心：http:/LinuxAid技术支持中心成立于1999年，是国内首家专业从事Linux技术支持服务的网站，以专业的技术支持和服务为核心，满足个人及企业用户对 Linux技术的要求。LinuxAid包括业界资讯、文档中心、技术论坛等内容频道。为广大Linux用户提供网上交流、学习 的理想场所，成为中国Linux用户接触、学习Linux的最佳渠道。,总结,常用嵌入式操作系统：VxWorks、SymbianOS、Windows CE.Net、嵌入式Linux常用嵌入式开发平台：Java ME、Windows Mobile、BREW开源文化的发展历程流行开源软件介绍Linux、Apache Http Server、eclipse、Mozilla Firefox、MySQL 开源组织及其站点介绍,
