【文章內容簡介】 備以及各種邏輯分析儀、混合信號示波器等。 ⑤ 嵌入式 Linux 是將日益流行的 Linux 操作系統(tǒng)進行裁剪修改，使之能在嵌入式操作系統(tǒng)上運行的一種操作系統(tǒng)。嵌入式 Linux既繼承了 Inter上 無限 的開放源代碼資源，又具有嵌入式操作系統(tǒng)的特性。 ⑥ 嵌入式 Linux 的特 點是版權費免費 。購買費用媒介成本技術支持全世界的自由軟件開發(fā)者提供支持網(wǎng)絡特性免費，而且性能優(yōu)異，軟件移植容易，代碼開放，有許多應用軟件支持，應用產(chǎn)品開發(fā)周期短。 QT 的發(fā)展及編程機制 Qt是一個 跨平臺 C++圖形用戶界面 應用程序 開發(fā)框架 ， 由挪威 TrollRech公司開發(fā)，目前包括 Qt/X11， 基于 Framebuffer 的 Qt/Emebedded,快速開發(fā)工具 Qt Designer 以及國際化工具 Qt Linguist 等。 2020 年奇趣科技被諾基亞公司收購， Qt也因此成為諾基亞旗下的編程語言工具。 2020 年， Qt 被 Dialog 收購。 2020 年 4 月，跨平臺繼承開發(fā)環(huán)境 Qt 正式發(fā)布，實現(xiàn)了對 iOSde 的完全支持，新增 WinRT、 Beautifier等插件，至此實現(xiàn)了全面支持 iOS、 Android、 WP。 人們所熟知的 Linux 下面的 KDE 環(huán)境就是基于 Qt開發(fā)而成的， Qt 支持 Unix 和 Linux 系統(tǒng)以及 Windows 系統(tǒng)。 Qt 的主要特點有：面向對象，容易擴展，并且允許真正的組件編程； Qt 對各個模塊進行了良好的封裝，使各模塊可重用性較好；優(yōu)良的跨平臺特性，使用 Qt 類編寫的程序可以實現(xiàn) “ 一次編碼，到處編譯 ” ， 極大的降低了跨平臺的開發(fā)難度；構件支持，對于對象間通信， Qt 沒有采用函數(shù)回 調的方法，而是采用了一種全新并且可選的被稱北京郵電大學畢業(yè)設計 4 為信號與槽的對象間通信機制，通過一個對象信號的發(fā)射，另一個槽函數(shù)的響應，使各個對象之間的通信安全而且高效。 Qt 的這 個 特點使它非常適合于真正的構建編程，同時各個組件之間的協(xié)同工作變得十分簡單，并且 Qt是直接基于 Xlib 的，不依賴 Motif工具包，所以它的執(zhí)行效率比一般的基于平臺的代碼執(zhí)行效率高。 信號 /槽機制是 Qt的一個中心特征并且也 是 Qt與其他工具包最不相同的部分。在圖形用戶界面編程中，我們經(jīng)常希望一個窗口部件的一個變化被通知給另一個窗口部件。更一般地，我們希望任何 一類的對象可以和他其他對象進行通訊。較老的工具包使用一種被稱作回調的通訊方式實現(xiàn)同一 目的 。回調是指一個函數(shù)的指針，所以如果你希望一個處理函數(shù)通知你一些事情，你可以把另一個函數(shù)的指針傳遞給處理函數(shù)。處理函數(shù)在適當?shù)臅r候使用回調?；卣{有兩個主要缺點 ： 首先他們不是類型安全的 ， 我們從來都不能確定處理函數(shù)使用了正確的參數(shù)來調用回調 ， 因此容易造成進程崩潰 ； 另一個問題是，回調這種方式緊緊的綁定了圖形用戶接口的功能元素，因而很難把開發(fā)進行獨立的分類。 Qt 的信號與槽機制是不同的。 Qt的信號與槽均以函數(shù)形式出現(xiàn)， Qt 的窗口部件有很多預定義的信號，但我們也可以通過繼承來加入我們自己的信號。槽就是一個可以被調用處理特定信號的函數(shù)。 Qt 的窗口部件有很多預定義的槽，但是通常的習慣是你可以加入自己的槽，這樣你就可以處理你所感興趣的信號。我們可以用 connect（）函數(shù)對需要的信號和槽進行連接。當對象的內部狀態(tài)發(fā)生改變，信號就被發(fā)射。當一個信號被發(fā)射，它所連接的槽會被立即執(zhí)行就像一個普通函數(shù)調用一樣。信號 /槽機制完全不依賴于任何一種圖形用戶界面的事件回路。當所有的槽都 返回后發(fā)射的信號也將返回。信號與插槽機制不要求類之間互相知道細節(jié)，這樣就可以相對容易的開發(fā)出代碼可高 度重用的類。信號和槽的機制是類型安全的：一個信號的簽名必須與他的接收槽的簽名相匹配?？傮w來看信號和槽構成了一個強有力的組件編程機制。 布局管理類型用于描述一個應用程序的用戶界面中的 Widget 是如何放置。當視窗縮放時，布局管理器會自動調整 widget 的大小、位置或是字號，確保他們相對的排列和用戶界面整體仍然保有可用性。 Qt 內置的布局管理類型有： QHBoxLayout、QVBoxLayout、 QGridLayout和 QFormLayout。這些類型繼承自 QLayout，但 QLayout 非繼承自 QWidget 而是直接源于 QObject。他們負責 widget 的幾何管理。想要創(chuàng)建更復雜的版面配置，可以繼承 QLayout 來自定義版面配置管理員。 其中 QHBoxLayout 是 配置widget 成橫向一列 ， QVBoxLayout 是 配置 widget 成垂直一行 ， QGridLayout 是 配置widget 在平面網(wǎng)格 ， QFormLayout 是用于 配置 widget 用于 2欄標簽 field。 Qt 的圖形用戶界面的基礎是 QWidget。 Qt 中 所有類型的 GUI 組件如按鈕、標簽、工具欄等都派生自 QWidget，而 QWidget 本身則為 QObject 的子類。 Widget 負責接收鼠標，鍵盤和來自窗口系統(tǒng)的其他事件，并描繪了自身顯示在屏幕上。每一個 GUI組件都是一個 widget， widget 還可以作為容器，在其內包含其他 Widget。 QWidget 不是一個抽象類型。并且可以被放置在一個已存在的用戶界面中；若是 Widget沒有指定父 Widget，當它顯示時就是一個獨立的視窗、或是一個頂層 widget。 QWidget 顯示能力包含了透明化及 DoubleBuffering。 Qt提供一種托管機制，當 Widget 于創(chuàng)建時指定父對象，就可把自己的生命周期交給上層對象管理，當上層對象被釋放時，自己也被釋放。確保對象不再使用時都會被刪除。 Qt 的字體引擎能夠在同一時間正確的顯示各種不同的書寫系統(tǒng)。并且 Qt 內部使用Unicode 編碼來存儲文字。 Qt 的多國語言支持技術，可以讓應用程序中的文字全部使用英文撰寫，能夠在完全不需修改程序的狀況下，改變整個應用程序中的文字為另一個語系的文字，并能夠協(xié)助處理不同語言的單、復數(shù)問題。獨立的翻譯文件使得新增支持語北京郵電大學畢業(yè)設計 5 言相當容易，同時翻譯文件（ .ts）為 XML 格式可以直接編輯或使用 Qt Liguist 進行翻譯，可讓無程序開發(fā)能力的翻譯者亦能獨自完成翻譯。 Qt 附帶的工具程序就能夠自動抽取需要翻譯的文字產(chǎn)生翻譯文件。 Qt 的線程支持是獨立于平臺的線程類型，采用信號與槽機制，實現(xiàn)類型安全的線程間通訊。這使得它易于開發(fā)具可移植性的多線程 Qt 應用程序。并能充分利用多核架構，獲得最佳運行性能，還能根據(jù)可用的處理器內核數(shù)自動調整使用的線程數(shù)。多線程程序設計也是一個執(zhí)行耗時操作而不會凍結用戶界面的有效典范。 TCP/IP 協(xié)議簡介 TCP/IP 協(xié)議是 Transmission Control Protocol/Inter Protocol 的簡寫，中譯名為傳輸控制協(xié)議 /因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又名網(wǎng)絡通訊協(xié)議，是 Inter 最基本的協(xié)議、Inter 國際互聯(lián)網(wǎng)絡的基礎，由網(wǎng)絡層的 IP 協(xié)議和傳輸層的 TCP 協(xié)議組成。 TCP/IP 定義了電子設備如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉藴省f(xié)議采用了 4層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡來完成自己的需求。通俗而言：TCP 負責發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴}，一有問題就發(fā)出信號，要求重新傳輸 ，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。?IP 是給因特網(wǎng)的每一臺電腦規(guī)定一個地址。 TCP/IP 字面上代表了兩個 協(xié)議 ： TCP(傳輸控制協(xié)議 )和 IP(網(wǎng)際協(xié)議 )。 但 TCP/IP 協(xié)議不是 TCP 和 IP 這兩個協(xié)議的合稱，而是指因特網(wǎng)整個 TCP/IP 協(xié)議族 。 從協(xié)議分層模型方面來講， TCP/IP由四個層次組成：網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)絡層、傳輸層、應用層。 TCP/IP 協(xié)議并不完全符合OSI 的七層參考模型， OSI(Open System Interconnect)是傳統(tǒng)的開放式系統(tǒng)互連參考模型，是一種通信協(xié)議的 7層抽象的參考模型，其中每一層執(zhí)行某一特定任務。該模型的目的是使各種硬件在相同的層次上相互通信。這 7 層是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層 (網(wǎng)絡接口層 )、網(wǎng)絡層 (網(wǎng)絡層 )、傳輸層、會話層、表示層和應用層 (應用層 )。而 TCP/IP通訊協(xié)議采用了 4層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡來完成自己的需求。由于 ARPANET 的設計者注重的是網(wǎng)絡互聯(lián)，允許通信子網(wǎng) (網(wǎng)絡接口層 )采用已有的或是將來有的各種協(xié)議，所以這個層次中沒有提供專門的協(xié)議。實際上， TCP/IP 協(xié)議可以通過 網(wǎng)絡 接口層連接到任何網(wǎng)絡上，例如 交換網(wǎng)或 IEEE802 局域網(wǎng) 。 TCP/IP協(xié)議族 對應 OSI 如表 21 所示。 TCP/IP 結構對應 OSI 如表 22 所示。 表 21 TCP/IP協(xié)議做對應 OSI OSI中的層 功能 TCP/IP協(xié)議族 應用層 文件傳輸 、 電子郵件 、 文件服務 、虛擬終端 TFTP、 HTTP、 SNMP、 DNS、 Tel等 表示層 翻譯、加密、壓縮 沒有協(xié)議 會話層 對話控制、建立同步點（續(xù)傳） 沒有協(xié)議 傳輸層 端口尋址、分段重組、流量、差錯控制 TCP、 UDP 網(wǎng)絡層 邏輯尋址、路由選擇 IP、 ICMP、 OSPF、 EIGRP、 IGMP、 RIP、 ARP、 RARP 數(shù)據(jù)鏈路層 成 幀、物理尋址、流量、差錯、接入控制 SLIP、 CSLIP、 PPP、 MTU 物理層 設置網(wǎng)絡拓補結構、比特傳輸、位同步 ISO21 IEEE80 北京郵電大學畢業(yè)設計 6 表 22 TCP/IP結構對應 OSI TCP/IP OSI 應用層 應用層 表示層 會話層 主機到住幾層（ TCP）（又稱傳輸層） 傳輸層 網(wǎng)絡層（ IP） 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡接口層（又稱鏈路層） 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 網(wǎng)絡接口層 對應 OSI 的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。其中 物理層是定義物理介質的各種特性：機 械 特性；電子特性；功能特性；規(guī)程特性。數(shù)據(jù)鏈路層是負責接收 IP 數(shù)據(jù)包并通過網(wǎng)絡發(fā)送，或者從網(wǎng)絡上接收物理幀，抽出 IP數(shù)據(jù)包，交給 IP層。 網(wǎng)絡層 負責相鄰計算機之間的通信。其功能包括三方面 ：（ 1） 處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求，收到請求后，將分組裝入 IP 數(shù)據(jù)報，填充報頭，選擇去往信宿機的路徑，然后將數(shù)據(jù)報發(fā)往適當?shù)木W(wǎng)絡接口。 （ 2） 處理輸入數(shù)據(jù)報：首先檢查其合法性，然后進行尋徑 假如該數(shù)據(jù)報已到達信宿機，則去掉報頭，將剩下部分交給適當?shù)膫鬏攨f(xié) 議；假如該數(shù)據(jù)報尚未到達信宿，則轉發(fā)該數(shù)據(jù)報。 （ 3） 處理路徑、流控、擁塞等問題。 傳輸層 提供應用程序間的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠傳輸。為實現(xiàn)后者，傳輸層協(xié)議規(guī)定接收端必須發(fā)回確認，并且假如分組丟失，必須重新發(fā)送，即耳熟能詳?shù)?“ 三次握手 ” 過程，從而提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。 回應層 向用戶提供一組常用的應用程序，比如電子郵件、文件傳輸訪問、遠程登錄等。遠程登錄 TELNET 使用 TELNET 協(xié)議提供在網(wǎng)絡其它主機上注冊的接口。 TELNET 會話提供了基于字符的虛擬終端。文件傳輸訪問 FTP 使用 FTP 協(xié) 議來提供網(wǎng)絡內機器間的文件拷貝功能。 Socket 套接字簡介 應用層通過傳輸層進行數(shù)據(jù)通信時， TCP 和 UDP會遇到同時為多個應用程序進程提供并發(fā)服務的問題。多個 TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個 TCP協(xié)議端口傳輸數(shù)據(jù)。為了區(qū)別不同的應用程序進程和連接，許多計算機操作系統(tǒng)為應用程序與TCP／ IP協(xié)議交互提供了稱為套接字 (Socket)的接口，區(qū)分不同應用程序進程間的網(wǎng)絡通信和連接。 網(wǎng)絡化的應用程序在開始任何 通訊 之前都必需要創(chuàng)建套接字。就像電話的插口一樣，沒有它就完全沒辦法通信。生成套接字，主要有 3個參數(shù)：通信的目的 IP地址、使用的傳輸層協(xié)議 (TCP 或 UDP)和使用的端口號。 Socket 原意是 “ 插座 ” 。通過將這 3個參數(shù)結合起來，與一個 “ 插座 ”Socket 綁定，應用層就可以和傳輸層通過套接字接口，區(qū)分來自不同應用程序進程或網(wǎng)絡連接的通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務。 Socket 可以看成在兩個程序進行 通訊 連接中的一個端點，一個程序將一段信息寫入 Socket 中，該 Socket 將這段信息發(fā)送給另外一個 Socket 中，使這段信息能傳送到北京郵電大學畢業(yè)設計 7 其他程序中。 其過程如圖 21 所示 : 圖 21 socket結構 我們來分析一下上圖， Host A 上的程序 A將一段信息寫入 Socket 中， Socket 的內容被 Host A 的網(wǎng)絡管理軟件訪問，并將這段信息通過 Host A 的網(wǎng)絡接口卡發(fā)送到 Host B， Host B 的網(wǎng)絡接口卡接收到這段信息后，傳送給 Host B 的網(wǎng)絡管理軟件，網(wǎng)絡管理軟件將這段信息保存在 Host B 的 Socket 中，然后程序 B才能在 Socket 中閱讀這段信息。 假設在圖