嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的運用

黃燕飛

摘 要：在電子信息技術飛速發展的今天，網絡信息的急速共享為人們的生活、工作以及社會發展提供了更加優質的服務和便利，然而在科技日新月異的時代里，計算機軟件的設計與應用不僅與社會活動息息相關，更關系著國家科學技術水平能否趨向世界標準，因此，計算機軟件設計必須要以服務為基本原則，利用先進的設計理念加以融合和完善，不斷提高軟件開發技術，才能為科技進步添磚加瓦。文章研究了嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的運用。

關鍵詞：嵌入式實時軟件；計算機；軟件設計

1 嵌入式實時軟件的內涵

嵌入式實時軟件的內涵可分為嵌入式軟件和嵌入式實時操作系統，其中嵌入式軟件是指嵌入在硬件中的操作系統和開發工具軟件，用于執行獨立功能的專用計算機系統；嵌入式實時操作系統廣義上就是以應用為中心，以計算機技術、微電子技術、控制技術和通信技術為基礎，對計算機系統的軟件和硬件系統的可剪裁、功能、可靠性、成本、體積以及功能進行嚴格要求的專用計算機系統軟件，強調硬件與軟件的協同性和整合性，嵌入式軟件和嵌入式操作系統二者密不可分，正是因為嵌入式實時軟件的整合優化能力較強，所以其應用范圍較為廣泛，包括國防、工業控制、商用辦公以及醫療等多個領域，例如手機、電腦、MP3/MP4以及電氣系統中的數碼相機和數字電視等都是利用嵌入式實時軟件對傳統產品進行智能化改造的產物[1]。

由于嵌入式實時軟件是一類應用范圍較廣的計算機軟件，因此，在其具體應用過程中，根據應用的不同價值，可以體現出嵌入式實時軟件的不同技術特征，主要包括以下方面。

首先，可靠性。計算機系統的具體操作要依托于嵌入式軟件系統，系統運行的時間、運行的可靠性都會對嵌入式操作系統產生一定影響，而嵌入式軟件系統的實際應用價值就是對系統運行時間的有效控制和管理，若未在規定時間內完成控制目標的分配和調度，就會影響嵌入式軟件系統的正常運行，系統安全性無法得到保障，軟件系統的可靠性也就無從考察，嚴重后果會直接造成計算機系統的癱瘓或是損壞。

其次，系統可靠性。只有在系統安全運行的基礎上嵌入式軟件系統才能真正發揮作用，若計算機系統運行可靠性得不到保障，嵌入式軟件系統會受外部環境因素的影響，對計算機系統內軟件的運行數據和相關信息資源的分配和調度起到負面作用，造成計算計系統運行秩序混亂，各系統之間產生嚴重沖突，在短時間內產生高溫運行環境，導致計算機設備燒毀的嚴重后果[2]。

最后，時限性。時間限制是嵌入式軟件系統的先決因素之一，對軟件的實際應用起到確定性作用。嚴格來講，嵌入式軟件系統必須在規定時間內完成制定目標的管理，若是超出或是到達時限會直接造成系統的災難性損壞，對計算機系統的整體運行造成嚴重的影響。

2 計算機軟件設計的內涵

計算機系統意指用于數據庫管理的計算機硬件及網絡系統，主要由硬件及硬件子系統和軟件及軟件子系統構成，硬件系統是借助光、電、磁和機械等運作原理構成的各種物理部件之間的有機組合構成，是計算機系統運行的實體；軟件系統是利用各種程序和文件對計算機整個系統按照規定路徑進行控制和指揮。計算機系統的設計實際上就是指對計算機軟件的設計，軟件又包括系統軟件、支撐軟件和應用軟件，系統軟件是指對計算機及其外部設備、支持應用軟件的開發和運行的計算機軟件進行控制和協調，一般包括操作系統、語言處理程序、數據系統和網絡管理系統。應用軟件是指為特定領域開發，并服務于特定目的計算機軟件，所以說計算機軟件設計狹義就是對軟件的各組成部分的運行程序、數據以及相關文檔資料的收集、分析和處理功能進行優化設計，從而實現計算機系統高效、高質運行。

3 嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的具體應用

隨著我國科技水平的不斷飛升，在我國計算機軟件設計中，嵌入式實時軟件的應用有利于推動我國電子計算機軟件開發水平不斷提升，更是電子計算機技術未來發展的必然趨勢。

3.1 嵌入式實時軟件應用于計算機軟件設計的特點

嵌入式實時軟件實際上就是由嵌入式技術和實時操作系統融合使用的一類計算機系統軟件。由于嵌入式軟件的技術特征，將嵌入式實時軟件應用于計算機軟件設計過程中，體現出兼容性和專業性等特點。其中兼容性特點主要表現在嵌入式軟件可以通過在計算機系統嵌入微處理器，保證計算機系統中硬件和軟件系統同時運行，有利于提高計算機系統運行效率，同時系統本身的優化處理能力得到提高。專業性特點表現在其涉及領域廣，應用價值高，主要是因為電子計算技術的普及應用，人們的生活、工作等一切社會活動與其之間的聯系密不可分，嵌入式實時軟件的優化處理能力可以有效提高計算機硬件和軟件系統各自的運行效率和使用功能，同時又能使硬件各軟件系統融合使用，大大提高了電子計算機的運行質量，為人們提供更加暢快、安全的應用環境，專業性尤為突出。此外，嵌入式實時軟件的設計成本相對較低，運行過程中消耗的能量也較少，具有一定的經濟適用特點。

3.2 在計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的具體應用策略

首先，嵌入式實時軟件可以實現計算機軟件功能的劃分。在嵌入式實時軟件設計中，一般情況下，在計算機系統運行過程中，系統內各類軟件的獨立運行會使嵌入式實時軟件超負荷運行，將嵌入式實時軟件投入使用后，計算機系統的內部功能就可以根據性能進行劃分，實現計算機軟件中硬件和軟件之間的交互融合，例如，計算機設備使用中常用到的C語言以及數字信號處理器、危機保護系統等都屬于嵌入式系統軟件的處理成果，有利于提高計算機軟件設計工作效率。另外，嵌入式實時軟件的設計應用，還可以對計算機系統內自帶應用程序的運行情況作出科學分析，并且能夠對系統內各相關軟件之間的協調運作能力進行優化處理，自行將計算機系統運行軟件作出中斷處理的指示，完成軟件使用者切換上寫文的指令，對系統軟件中所有共享資源進行合理分配，增強計算機系統的整體運行效率，提高運行的穩定性和可靠性。

其次，嵌入式實時軟件可以實現計算機軟件的遠程調控。在對計算機嵌入式實時軟件應用中，系統會針對待處理目標利用實時處理技術提高計算機遠程調控的獨立性、安全性以及實用性。在計算機軟件設計過程中，嵌入式實時軟件可以有效地提高軟件產品的質量，對計算機系統內部的存儲區域起到保護作用，從而為軟件的檢測和修復工作提供便利，極大程度地避免了產品存在缺陷問題的發生，可以較好地適應計算機終端使用者對軟件質量的高要求。

再次，在計算機軟件設計中，嵌入式實時軟件可以在系統中對各類軟件發出組織與布局的指令，主要通過在保證計算機軟件正常運行的前提下，在計算機系統中利用FLASH和ROM區域板塊的存儲功能將所有數據收集在一起，集中保管處理，同時嵌入式軟件通過對自身軟件系統的內部構成結構進行組織和布局，實現優化計算機系統的固化軟件。基于此，嵌入式實時軟件的運用全過程就是對設定程序發出的指令及時傳輸到系統的終端控制中心，再由控制中心對系統運行的獨立軟件發出指令代碼，對ROM的運行情況，包括運行速度、運行質量等方面進行優化處理，從而提高計算機系統軟件的數據處理能力，在數據時間、運行效率等方面的優化為計算機系統軟件的運行提供安全、可靠的保障。

最后，嵌入式實時軟件的設計應用可以實現短時間內響應計算機系統的調度指令。在嵌入式實時軟件的設計開發中，可以在軟件內部設置微處理器，例如AT91RM9200處理器，該類處理器的外設接口較多，并且通過處理器中制約器的運行功能可以實現軟件的同步制約，在系統突發事件中，通過在嵌入式實時軟件中設置微處理器，可以還原系統的訪問功能，縮短軟件響應系統的實踐，進而提高計算機系統軟件的運行效率。

4 結語

綜上所述，在“互聯網+”時代，網絡信息技術和電子計算機技術等各類現代科技的不斷發展，計算機系統軟件的種類日漸增多，系統運行的穩定性、可靠性和安全性等方面的要求也隨之越來越高，將嵌入式實時軟件應用在計算機軟件設計中，不僅能夠實現計算機系統的硬件和軟件同時運行，還能大大提升整個系統的運行效率和質量，由此可見，對嵌入式實時軟件的開發和利用進行創新性探索對推動社會發展具有重要意義，將是計算機軟件設計在未來發展的必然趨勢。