淺析嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展

馮瑋 廖兵 李波濤

摘要：嵌入式操作系統(tǒng)作為一種能夠進(jìn)行控制軟件和硬件之間資源分配、相互協(xié)作的工作系統(tǒng)軟件，被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)發(fā)展、武器制造等專業(yè)性領(lǐng)域，以及個(gè)人電腦、手機(jī)、家用電器等生活領(lǐng)域中，并且隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和人們需求的增加，未來將會(huì)實(shí)現(xiàn)更大的發(fā)展和革新。

關(guān)鍵詞：嵌入式操作系統(tǒng)；發(fā)展過程；應(yīng)用

嵌入式操作系統(tǒng)是電子科技發(fā)展和人們對于操作系統(tǒng)可操作性和便捷性提出了更高的要求之后的產(chǎn)物，是隨著嵌入式系統(tǒng)不斷發(fā)展和進(jìn)化的出現(xiàn)的更加先進(jìn)、更加符合電子科技發(fā)展潮流的操作系統(tǒng)。本文將對嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行探討，并為未來的發(fā)展提出設(shè)想。

1什么是嵌入式操作系統(tǒng)

對于嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)，可以追溯到1970年前后，在世界上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)誕生之后，人們發(fā)現(xiàn)并不斷發(fā)掘著計(jì)算機(jī)為生活帶來的便利。計(jì)算機(jī)最初的設(shè)計(jì)目的僅僅是為了讓人們在進(jìn)行大量和復(fù)雜的演算工作時(shí)能夠更加輕松更加準(zhǔn)確，提高計(jì)算的效率，因此發(fā)明了能夠進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算工作的計(jì)算機(jī)。但是隨著工業(yè)革命的進(jìn)行，人們的生活逐漸擺脫了傳統(tǒng)的手工勞作方式，機(jī)械和機(jī)器逐漸被發(fā)明創(chuàng)造出來并投入到生產(chǎn)工作中，成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的得力助手，緩解了工人們的大量體力勞動(dòng)帶來的壓力。在人們對純機(jī)械化驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)工具熟練操作之后，新的問題和需求就應(yīng)運(yùn)而生，當(dāng)時(shí)的機(jī)器和工具雖然能夠利用電力等發(fā)動(dòng)裝置進(jìn)行工作，但是仍需要有人進(jìn)行控制和操作，尤其是一些大型的機(jī)器設(shè)備，雖然在運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)能夠顯著的提升效率，節(jié)約體力，但是卻需要更多的工人對機(jī)器進(jìn)行實(shí)時(shí)的操作和控制，因此對智能化控制的需求就誕生了。之后人們通過對計(jì)算機(jī)的使用和不斷的研究中，掌握了機(jī)器語言——編程代碼，讓指令變成代碼和算法，轉(zhuǎn)化成機(jī)器能夠識(shí)別的語言，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的交互，人作為指令的發(fā)出者，機(jī)器作為指令的接受者，通過算法的轉(zhuǎn)化，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對機(jī)器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)逐漸代替人工操作和控制的目的。

2嵌入式操作系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

追溯和回顧整個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)的研究歷程和發(fā)展過程，可以主要分為四個(gè)階段：

2.1利用單芯片作為整個(gè)控制器的核心，利用代碼編程實(shí)現(xiàn)對控制器的操作，能夠進(jìn)行監(jiān)控、收發(fā)指令、對內(nèi)嵌的設(shè)備進(jìn)行控制等的作用。由于處于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的早期，許多工作尚未成熟，因此對于其的應(yīng)用范圍也沒有非常廣泛，并且受到當(dāng)時(shí)人力和財(cái)力等資源的限制，此項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于軍方的武器制造和控制以及一些大的工業(yè)生產(chǎn)中。其缺點(diǎn)明顯：計(jì)算和工作的效率不高、存儲(chǔ)空間小等。

2.2改進(jìn)了單芯片的劣勢，改為用CPU作為內(nèi)嵌，并且進(jìn)一步編寫出更加先進(jìn)與快捷的操作系統(tǒng)，但此時(shí)的操作系統(tǒng)任然處于一個(gè)初級(jí)階段，較為簡單，并將操作系統(tǒng)作為控制器的核心。由于操作系統(tǒng)的應(yīng)用和改進(jìn)，以及對單芯片的替換，內(nèi)存明顯增大，靈活性和適用性也明顯提高，因此開始被應(yīng)用于人們的日常生活中，開始實(shí)現(xiàn)一些非專業(yè)性的工作和目的，比如開始將操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備進(jìn)行對接與交互，產(chǎn)生了個(gè)人電腦，電腦能夠?qū)崿F(xiàn)指令和文字、圖片之間的轉(zhuǎn)換，并且能夠提供高效率和方便的計(jì)算手段，這在當(dāng)時(shí)引起了各界的矚目，嵌入式系統(tǒng)逐漸走進(jìn)平常百姓的生活，開始對人們的生活服務(wù)，相比較于第一代具有了明顯的優(yōu)勢，廣受歡迎和支持。

2.3對操作系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新和改革，出現(xiàn)較為成熟的操作系統(tǒng)，并且完全將操作系統(tǒng)作為嵌入核心，實(shí)現(xiàn)了控制器內(nèi)的內(nèi)嵌式操作系統(tǒng)的完成。在這個(gè)發(fā)展階段，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)越來越成熟，在電腦、機(jī)器等方面的應(yīng)用也越來越熟練，兼容性明顯提高。嵌入式操作系統(tǒng)開始逐漸與因特網(wǎng)進(jìn)行對接和聯(lián)合，將人類的歷史推人信息時(shí)代。在此期間，嵌入式的操作系統(tǒng)和處理器都迅猛的發(fā)展和更新，越來越多的新型處理器產(chǎn)生，其體積更小，結(jié)構(gòu)更精巧，更加利于移植和內(nèi)嵌；個(gè)人電腦快速換代，功能越來越強(qiáng)大，交互能力越來越強(qiáng)；代碼不再是珍貴的私有產(chǎn)品，大家開始進(jìn)行代碼的開放和免費(fèi)，促進(jìn)和推動(dòng)了電子信息工程的交流和發(fā)展。

3結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，人們對待科學(xué)愈加重視與支持，以及通信工程和計(jì)算機(jī)應(yīng)用市場的不斷擴(kuò)大，嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛，發(fā)展的空間也將不斷擴(kuò)大。在經(jīng)過了幾十年的發(fā)展之后，無數(shù)的科研工作者通過對市場和技術(shù)的精準(zhǔn)把握與應(yīng)用，將嵌入式操作系統(tǒng)不斷完善成熟，不僅為工業(yè)生產(chǎn)、武器制造提高效率，也為人們的生活帶來便利和快捷的體驗(yàn)。但是科學(xué)沒有止境，嵌入式操作系統(tǒng)依舊存有無限的可能和進(jìn)步的空間，需要更多的人才參與到此項(xiàng)工程的研發(fā)和創(chuàng)新之中，革新科技，及時(shí)了解科技發(fā)展的方向，充分把握時(shí)機(jī)，為嵌入式操作系統(tǒng)再添成績，實(shí)現(xiàn)科技為人類服務(wù)的宗旨和目標(biāo)。