【正文】 ，在嵌入式 GUI領(lǐng)域也不大可能產(chǎn)生像在 Pc機(jī)領(lǐng)域Windows一支獨(dú)秀的局面，因此對(duì)于 GUI的開(kāi)發(fā)具有十分廣闊的市場(chǎng)前景，將會(huì)大大促進(jìn)嵌入式 GUI的發(fā)展。 嵌入式 GUI 的技術(shù)特點(diǎn) 圖形用戶界面是指計(jì)算機(jī)與其使用者之間的對(duì)話接口，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，他基于操作系統(tǒng) 之上，為用戶提供豐富的圖形編程接口，使其能夠方便快速地編制界面友好的應(yīng)用程序。對(duì)嵌入式 GUI的基本要求有：圖形算法簡(jiǎn)潔、快速，占用資源少；功能強(qiáng)；可靠性高；模塊結(jié)構(gòu)，便于移植和定制 嵌入式 GUI系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式有單進(jìn)程模式或多線程模式、多線程微客戶／服務(wù)西北大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 器模式、多進(jìn)程客戶／服務(wù)器模式。而且 GUI與一般程序的結(jié)構(gòu)不同， 它 采用消息事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制來(lái)管理這些進(jìn)程與線程間的通信，創(chuàng)建消息隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)消息處理函數(shù)的調(diào)用與分派。 嵌入式 GUI構(gòu)成通常由 3個(gè)基本層次組成：顯示模型、窗口模型和用戶模型。如圖 21所示。 桌面管 理系統(tǒng) 用戶模型 窗口模型 顯示模型 操作系統(tǒng) 硬件平臺(tái) 圖 21 GUI的層次結(jié)構(gòu) 3 開(kāi)發(fā)工具 MiniGUI概述 的介紹 北京飛漫軟件技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的 MiniGUI( 是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的幾大國(guó)際知名自由軟件之一。 MiniGUI是面向?qū)崟r(shí)嵌入式系統(tǒng)的輕量級(jí)圖形用戶界面支持系統(tǒng)，其創(chuàng)始人魏勇明先生 將 MjniGUI定義為：“ MiniGUI是Linux控制臺(tái)上運(yùn)行的、基于 SVGALib和 LinuxThread庫(kù)的多窗口圖形用戶界面支持系統(tǒng)。 MiniGUI采用了類 Windows32的 API接口，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化的類 Windows 98風(fēng)格的圖形用戶界面。 MiniGUI的目標(biāo)是保持現(xiàn)有小巧的特點(diǎn) ” 。 MiniGUI是一個(gè)完全遵循 GPL條款的純自由軟件 MiniGUl提供了完備的多窗口機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了類 win32的消息傳遞機(jī)制；能夠支持多字符集和多字體，以及全拼、五筆等漢字輸入法：可以支持常見(jiàn)的圖像文件，西北大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 如 BMP、 GIF、 JPEG、 PCX等；還支持 Windows的資源文件，如位圖、圖標(biāo)、 光標(biāo)等。此外， MiniGUI還具有小巧、可配置、移植性好等優(yōu)點(diǎn)。 (1)提供了完備的多窗口機(jī)制和消息傳遞機(jī)制； (2)對(duì)話框和消息框支持； (3)提供常用的控件類，包括文本框、按鈕、編輯框、列表框等； (4)界面皮膚支持．用戶可以通過(guò)皮膚支持獲得外觀非常華麗的圖形界面； (5)BMP， GIF， JPEG等常見(jiàn)圖像文件的支持； (6)小巧，包含全部功能的庫(kù)文件為 300 kB左右； (7)可配置，可根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行定制配置和編譯； (8)可移植性好。 MiniGUI突出的特點(diǎn)是小巧、可配置。 MiniGUI本身所占 空間非常小，具體如下： Linux內(nèi)核： 300K～ 500K(由系統(tǒng)決定 ) MiniGU1支持庫(kù)： 300K ～ 400K(由編譯選項(xiàng) 確定 ) MiniGUI字體、位圖等資源： 800K 漢字輸入法： 400K 應(yīng)用程序： 1M～ 2M(由系統(tǒng)決定 ) 總計(jì)在 2M 到 4M 左右。如果不需要某些特征．系統(tǒng)容量還可以更少。 MiniGUI的目標(biāo)是保持小的特點(diǎn)，并積極向模塊化方向發(fā)展，為各種嵌入式系統(tǒng)或?qū)崟r(shí)系統(tǒng)提供一個(gè)小型的窗口支持系統(tǒng)。“小”是 MiniGUI的特色，也是它的優(yōu)勢(shì) 結(jié)構(gòu) 從整體結(jié)構(gòu)上看， MiniGUI是分層設(shè)計(jì)的，在最底層， GAL(圖形抽象層 )和 IAL(輸入抽象層 )提供底層圖形接口以及鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的驅(qū)動(dòng)，而 Pfilread(POSIX thread)是用于提供內(nèi)核級(jí)線程支持的 c函數(shù)庫(kù)。中間層是 MiniGUI的核心層，其中包括了窗口系統(tǒng)必不可少的各個(gè)模塊，如圖 31所示：最頂層的 API是提供給用戶的編程接口。 西北大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 圖 31 MiniGUI的體系結(jié)構(gòu) 4Linux操作系 統(tǒng) 概述 的背景介紹 Linux操作系統(tǒng)于 1991年由赫爾辛基大學(xué)的 Linus Torvalds設(shè)計(jì)。從這開(kāi) 始Linux迅速成為用戶增長(zhǎng)較快的操作系統(tǒng)平臺(tái)之一．如今世界上有成千上萬(wàn)的Linux開(kāi)發(fā)人員。 Linux取 得巨大成功的主要原因在于它采用了開(kāi)放源碼的開(kāi)發(fā)方式．并遵從 GPL許可 協(xié)議。 這一許可協(xié)議允許任何開(kāi)發(fā)人員使用 Linux源碼作為個(gè)人式商業(yè)用途。但不允許在不提供修改了源碼的情況下發(fā)布軟件。因此．這一提供源碼的特點(diǎn)。使 Linux及時(shí)響應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的需求，并吸收了來(lái)自于世界各地程序員的最新計(jì) 算機(jī)技術(shù)。通過(guò)讓人們研究這些不斷被修正的源碼．開(kāi)放源碼的開(kāi)發(fā)方式為 Linux操作系統(tǒng)帶來(lái)了高性能和高可靠性?，F(xiàn)在最新的一個(gè)開(kāi)發(fā)趨勢(shì)就是裁減 Linux內(nèi)核以適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的需求。它使得 Linux內(nèi)核及其編譯器支持幾乎所有流行的用于嵌入式系統(tǒng)的 32位微處理器。這些微處理器包括 Intel x8 ARM、Motorola／ IBM PowerPC、 NEC MIPS和 HitachiSH等。許多嵌入式 Linux發(fā)行版本不斷涌現(xiàn)．都可以穩(wěn)定的支持嵌入式應(yīng)用。由于 Linux的源碼公開(kāi)性以及支持現(xiàn)代處理器的特定結(jié)構(gòu)．使它又開(kāi) 辟了一條通向?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的光明大道。 Linux發(fā)行版本的內(nèi)核支持幾乎所有現(xiàn)代 32位處理器所需要實(shí)現(xiàn)的功能和所有在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用。這包括支持內(nèi)存管理、進(jìn)程、線程創(chuàng)建、進(jìn)程間通訊機(jī)制、中斷處理、基于 ROM 的文件系統(tǒng)、和基于 RAM 的文件系統(tǒng)、閃存管理以及 TCP／ IP網(wǎng)絡(luò)。在 GPL許可協(xié)議下．各種內(nèi)核修改都可以得到反映，不同開(kāi)發(fā)組和公司集中于自己特定的方向進(jìn)行改進(jìn)。支持特定處理器結(jié)構(gòu)的內(nèi)核編譯器以及用戶摸API MiniGUI 核心 GAL IAL Pthread 輸入法 虛擬控制臺(tái) 控件類管理 控件 對(duì)話框 光標(biāo) timer 菜單 caret 窗口 事件 消息 GDI 資源 內(nèi)存管理 區(qū)域管理雜項(xiàng) 西北大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 式的應(yīng)用庫(kù)也不斷被包含在新的發(fā)行版本內(nèi)。而且 GUN C編譯項(xiàng)目保持每種處理器的編譯器及時(shí)更新。嵌入式 Linux發(fā)行版本提供基于主機(jī)的支持目標(biāo)平臺(tái)的交叉開(kāi)發(fā)。因?yàn)?GCC編譯器可以運(yùn)行于各種平臺(tái)，所以運(yùn)行于 Linux和 Windows的主機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)都可以得到復(fù)雜開(kāi)發(fā)工具， Mmake程序維護(hù)工具允許在單一命令下實(shí)現(xiàn)交叉編譯和 連接。在開(kāi)發(fā)基于 Linux的應(yīng)用程序時(shí)．使用基于 Linux的主機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的 優(yōu)點(diǎn)在于，一般情況下， 對(duì)于應(yīng)用程序的主要部分必須在建立目標(biāo)硬件設(shè)備時(shí)建立和測(cè)試。而使用圖形窗口環(huán)境如 X Windows和 Microwindows則允許完全圖形模擬目標(biāo)圖形硬件，而不必交叉開(kāi)發(fā)或下載任何程序更新。這些開(kāi)發(fā)方法 對(duì)于 Linux是獨(dú)一無(wú)二的，而且不斷被用于主流嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)又進(jìn)一步推動(dòng)了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 的發(fā)展?fàn)顩r Linux正在走進(jìn)越來(lái)越多人的視線，也已經(jīng)讓無(wú)數(shù)的人為之深深吸引，除了眾多的軟件開(kāi)發(fā)商外，也包括許多軟、硬件廠商，以及分布在不同國(guó)家、不同行業(yè)的企業(yè)及個(gè)人用戶。全球很多國(guó)家 (如新加坡、德國(guó) )已表明有計(jì)劃將服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)由 Windows轉(zhuǎn)向 Linux架構(gòu)。值得注意的是，中國(guó)和印度正在積極培養(yǎng)國(guó)內(nèi)的Linux專業(yè)人才，以便在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，從中也可以預(yù)見(jiàn)這些國(guó)家對(duì)Linux軟件 技術(shù)的需求在逐步增加。 Intel、 IBM、 HP、 Oracle、 Sybase、 BEA、 CA等國(guó)際知名軟硬件廠商紛紛支持 Linux后． Linux具備了架構(gòu)企業(yè)級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ)條件。而刺激企業(yè)采用 Linux架構(gòu)的另一個(gè)重要原因是，在全球經(jīng)濟(jì)不景氣的大環(huán)境下．節(jié)約成本成為很多企業(yè)考慮的重要因素，于是紛紛從小范圍采用 Linttx架構(gòu)開(kāi)始。根據(jù)調(diào)查顯示，采用了 Linux的企業(yè)有超過(guò) 90％愿意繼續(xù)使用 Linux或者加大 Linux方面的投資。隨著越來(lái)越多的企業(yè)采用 Linux， Linux在企業(yè)級(jí)應(yīng)用市場(chǎng)打下一片江山指日可待。據(jù) 市場(chǎng)研究公司 IDC發(fā)表的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，用戶積極購(gòu)買(mǎi)價(jià)格更昂貴和功能更強(qiáng)大的 Linux服務(wù)器。 當(dāng) Linux剛剛在中國(guó)出現(xiàn)時(shí)，人們常常議論的一個(gè)話題就是“制約中國(guó) Linux發(fā)展的重要原因就是支持 Linux的軟、硬件產(chǎn)品缺乏，特別是應(yīng)用軟件的缺乏”。目前，除了 IBM宣布全線產(chǎn)品支持 Linux之外，還有 HP、 SUN等公司也都把發(fā)展 Linux作為公司的重要戰(zhàn)略之一。而且 Linux平臺(tái)上現(xiàn)在已經(jīng)有了相當(dāng)多的應(yīng)用軟件 。西北大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 1999年中國(guó)才有第一家 Linux公司．現(xiàn)在國(guó)內(nèi)成規(guī)模的 IAnUX廠商已有二十多家。Linux進(jìn) 人中國(guó)的這幾年，技術(shù)發(fā)展十分迅速，成功案例也不斷增加。就企業(yè)級(jí)應(yīng)用而言．從第一個(gè)企業(yè)級(jí)應(yīng)用黑龍江郵政的電子化支局建設(shè)開(kāi)始， Linux在企業(yè)級(jí)的應(yīng)用方面開(kāi)始占領(lǐng)一些非關(guān)鍵行業(yè)及非核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域。電子郵件、與 Inter相關(guān)的各種應(yīng)用、防火墻、 DNS、多媒體等領(lǐng)域是中國(guó) Linux在企業(yè)級(jí)應(yīng)用最多的領(lǐng)域。 2020年， Linux開(kāi)始介入銀行、電信等重點(diǎn) IT行業(yè)的核 12,業(yè)務(wù)領(lǐng)域，如網(wǎng)上銀行、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等．說(shuō)明用戶對(duì) Linux在企業(yè)級(jí)的應(yīng)用開(kāi)始逐步認(rèn)可。逐漸成熟的技術(shù)實(shí)力和日益被認(rèn)可的成功案例正成為促進(jìn)中國(guó) Linux迅速發(fā)展的根本原因。 的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 與 Windows相比． Linux在穩(wěn)定性、可靠性方面的優(yōu)勢(shì)使其在近幾年得到了迅速的發(fā)展，從當(dāng)初的興趣小組、社區(qū)的形勢(shì)發(fā)展的今天的企業(yè)推進(jìn)。 Linux最大的優(yōu)勢(shì)是其開(kāi)放性。由于開(kāi)放了源代碼使大家對(duì)系統(tǒng)的工作機(jī)制可以透徹進(jìn)行的了解．發(fā)現(xiàn)其中錯(cuò)誤，并迅速糾正錯(cuò)誤。這樣 Linux本身更加健壯、病毒和漏洞更少．更易于修復(fù)，修復(fù)得更徹底。用戶不必在發(fā)現(xiàn)漏洞之后．仍要等待軟件廠商修改自己封閉的代碼后再發(fā)布補(bǔ)丁，而將服務(wù)器暴露在危險(xiǎn)之中。目前主流的桌面系統(tǒng)仍然是 Windows，使用 Linux作服務(wù)器使得網(wǎng)絡(luò)格局變?yōu)榻诲e(cuò)式網(wǎng)絡(luò)，這也是許多專家非常推崇的一種結(jié)構(gòu)。一旦有病毒或其它不利因素在網(wǎng)絡(luò)上漫延可以有效的制止，不會(huì)迅速傳播 (需要再修改 )。與 Unix系統(tǒng)相比， linux的主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：開(kāi)放源碼，應(yīng)用豐富。選擇 Linux系統(tǒng)還有一個(gè)很重要的的原因還在于成本。 (當(dāng)然，該系統(tǒng)的性能也非常出色，否則價(jià)格再低．也毫無(wú)意義 。 ) 的不利因素 近年來(lái)， Linux憑借其開(kāi)放源碼的特性在操作系統(tǒng)領(lǐng)域中迅速崛起，但它面臨的問(wèn)題仍很突出：首先要解決的是安全問(wèn)題。 Linux是開(kāi)放源碼 軟件，但這個(gè)開(kāi)放源碼好比一把雙刃劍，它的內(nèi)核可以由廠商和愛(ài)好者等集思廣益共同開(kāi)發(fā)，同時(shí)也為黑客留下了可趁之機(jī)?，F(xiàn)在， Linux廠商針對(duì)系統(tǒng)漏洞發(fā)布補(bǔ)丁的反應(yīng)速度還稍嫌不夠。 其次是兼容性問(wèn)題。 Linux廠商數(shù)量近 200， Linux的各種版本無(wú)法統(tǒng)計(jì)，兼容西北大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 性問(wèn)題因此凸現(xiàn)。各家硬件廠商開(kāi)發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品的 Linux驅(qū)動(dòng)程序也主要針對(duì) Red Hat等幾個(gè)主要 Linux廠商．硬件兼容性問(wèn)題不容忽視接下來(lái)是應(yīng)用支持問(wèn)題。由于 Linux發(fā)行的套件很多．各個(gè)產(chǎn)品的細(xì)節(jié)有所不同，所以，經(jīng)?？赡軙?huì)碰到在Linux操作系統(tǒng)之間應(yīng)用 軟件無(wú)法正常工作的問(wèn)題。如果得不到軟件開(kāi)發(fā)商的支持．再好的操作系統(tǒng)也沒(méi)用， Windows的快速發(fā)展就是一個(gè)正面例子．國(guó)內(nèi)原先開(kāi)發(fā)的多套操作系統(tǒng)無(wú)疾而終是反面例子。 最后還有商業(yè)模式的問(wèn)題。 Linux發(fā)展這么迅速．與眾多軟硬件廠商積極推動(dòng)有很大關(guān)系，但是這些軟硬件支持廠商和 Linux廠商各有不同的發(fā)展目標(biāo)。 Linux的發(fā)展受硬件影響很大， Linux廠商未來(lái)到底是依附于硬件廠商．還是獨(dú)立出來(lái)、讓其他的軟硬件來(lái)支持這個(gè)平臺(tái) ?選擇一個(gè)合理的商業(yè)模式成為現(xiàn)在 Linux廠商面臨的問(wèn)題。 嵌入式 Linux 上的 GUI 系統(tǒng)發(fā)展概況 近年來(lái)，嵌人式系統(tǒng)取得了迅猛的發(fā)展，在消費(fèi)類電子產(chǎn)品和工業(yè)控制智能儀表等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而 Linux憑借其開(kāi)放源代碼、幾乎支持所有的主流硬件平臺(tái)、支持大量的周邊硬件設(shè)備、可定制等優(yōu)點(diǎn)，成為構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)的強(qiáng)有力武器，不少公司都推出了基于 Linux的嵌入式產(chǎn)品。由于嵌入式硬件性能的不斷提升，使得在嵌入式設(shè)備上運(yùn)行精美的圖形用戶界面成為可能，同時(shí)智能手持設(shè)備、智能儀表的迅猛發(fā)展也對(duì) GUI產(chǎn)生了極大的市場(chǎng)需求。目前基于 Linux的嵌入式 GUI產(chǎn)品并不是很多，而且由于各種嵌入式平臺(tái)巨大的差異性， 在嵌入式 GUI領(lǐng)域也不大可能產(chǎn)生像在 Pc機(jī)領(lǐng)域 Windows一支獨(dú)秀的局面，因此對(duì)于 GUI的開(kāi)發(fā)具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。 Linux擁有很多的優(yōu)良特性非常適合于嵌入式開(kāi)發(fā)：開(kāi)放源碼，擁有豐富的 軟件資源；健壯、強(qiáng)大的內(nèi)核；支持多種體系結(jié)構(gòu)，包括 x8 AI1M、 MIPS等幾乎所有主流的 CPU；完善的網(wǎng)絡(luò)通信、圖形和文件管理機(jī)制；支持大量的周邊硬件設(shè)備，驅(qū)動(dòng)豐富；大小功能均可定制，充分滿足嵌入式設(shè)備可定制的要求。正是由于“ Linux具有這么多優(yōu)點(diǎn)，使得它在嵌入式領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，因而開(kāi)發(fā)基于 Linux的 GUI系統(tǒng)就顯得尤為必要 ．在桌面