物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)-應(yīng)用服務(wù)技術(shù)(參考版)
2025-01-20 13:06本頁(yè)面
【正文】 Thank you！ 。 ? 互聯(lián)網(wǎng)的 深度 聯(lián)網(wǎng)和普適計(jì)算 縱向 普及所帶來(lái)的計(jì)算挑戰(zhàn)，將推動(dòng)嵌入式軟件技術(shù)向 縱深 發(fā)展，催生了新型嵌入式軟件技術(shù)。 ? 同時(shí)，以人為中心的普適計(jì)算技術(shù)正推動(dòng)新一輪的信息技術(shù)的革命。 ? 硬件是支撐，軟件是靈魂，幾乎所有的嵌入式產(chǎn)品中都需要嵌入式軟件來(lái)提供靈活多樣、而且應(yīng)用特制的功能。 ? 嵌入式應(yīng)用軟件和普通應(yīng)用軟件有一定的區(qū)別，它不僅要求其準(zhǔn)確性、安全性和穩(wěn)定性等方面能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，而且還要盡可能地進(jìn)行優(yōu)化，以減少對(duì)系統(tǒng)資源的消耗，降低硬件成本。 嵌入式軟件的分類(lèi) 3． 嵌入式應(yīng)用軟件 ? 嵌入式應(yīng)用軟件是針對(duì)特定應(yīng)用領(lǐng)域，基于某一固定的硬件平臺(tái)，用來(lái)達(dá)到用戶預(yù)期目標(biāo)的計(jì)算機(jī)軟件。 嵌入式軟件的分類(lèi) 2． 嵌入式支撐軟件 ? 支撐軟件是用于幫助和支持軟件開(kāi)發(fā)的軟件，通常包括數(shù)據(jù)庫(kù)和開(kāi)發(fā)工具，其中以數(shù)據(jù)庫(kù)最為重要。 嵌入式軟件的分類(lèi) ? 現(xiàn)在國(guó)際上有名的嵌入式操作系統(tǒng)有 Windows CE 、 Palm OS 、 Linux 、 VxWorks 、 pSOS、 QNX、 OS9 、 LynxOS等，已進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的國(guó)外產(chǎn)品有 WindRiver、 Microsoft、 QNX和Nuclear等。 第三個(gè)市場(chǎng)是 掌上電腦（ PDA）。 首先一個(gè)市場(chǎng)是 數(shù)字電視市場(chǎng)。 嵌入式軟件的應(yīng)用 2. 應(yīng)用 ? 我們常見(jiàn)的移動(dòng)電話、掌上電腦、數(shù)碼相機(jī)、機(jī)頂盒、 MP3等都是用嵌入式軟件技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行智能化改造的結(jié)果。 嵌入式軟件的應(yīng)用 1. 概述 ? 嵌入式軟件與嵌入式系統(tǒng)是密不可分的，嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機(jī)器和車(chē)間運(yùn)行的裝置” ? 一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成， ? 用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 嵌入式系統(tǒng) 2. 嵌入式操作系統(tǒng) 目前流行的嵌入式操作系統(tǒng)可以分為兩類(lèi)： ? 一類(lèi)是從運(yùn)行在個(gè)人電腦上的操作系統(tǒng)向下移植到嵌入式系統(tǒng)中，形成的嵌入式操作系統(tǒng)，如微軟公司的 Windows CE 及其新版本，SUN 公司的 Java 操作系統(tǒng)，朗訊科技公司的Inferno，嵌入式 Linux 等。 嵌入式系統(tǒng) 1. 嵌入式系統(tǒng)的定義 ? 嵌入式系統(tǒng)是指 用于執(zhí)行獨(dú)立功能 的 專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 。 ? 這樣一來(lái)，即使存儲(chǔ) RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件或后端應(yīng)用程序增加或改由其他軟件取代，或者讀寫(xiě) RFID讀寫(xiě)器種類(lèi)增加等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不需修改也能處理，省去多對(duì)多連接的維護(hù)復(fù)雜性問(wèn)題。 中間件的分類(lèi) ① 企業(yè)服務(wù)總線（ Enterprise Service Bus） ② 事務(wù)處理（ Transaction Processing）監(jiān)控器 ③ 分布式計(jì)算環(huán)境（ Distributed Computing Environment） ④ 遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用（ Remote Procedure Call） ⑤ 對(duì)象請(qǐng)求代理（ Object Request Broker） ⑥ 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)中間件（ Database Access Middleware） ⑦ 信息傳遞（ Message Passing） ⑧ 基于 XML 的中間件（ XMLBased Middleware） 物聯(lián)網(wǎng)中間件的設(shè)計(jì) ? 目前，物聯(lián)網(wǎng)中間件最主要的代表是 RFID中間件，其他的還有嵌入式中間件、數(shù)字電視中間件、通用中間件、 M2M物聯(lián)網(wǎng)中間件等。 ? 廣義地看 ，中間件的總體作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運(yùn)行與開(kāi)發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開(kāi)發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件。 ? 簡(jiǎn)單地講，中間件是一種 獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序 ，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源，中間件位于客戶機(jī)服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，管理計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)通信。該架構(gòu)通常用于支持分布式應(yīng)用程序并簡(jiǎn)化其復(fù)雜度，它包括 web服務(wù)器、事務(wù)監(jiān)控器和消息隊(duì)列軟件。 中間件概述 ? 中間件 (middleware)是一類(lèi) 連接軟件組件和應(yīng)用的計(jì)算機(jī)軟件 ，它包括一組服務(wù)，以便于運(yùn)行在一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器上的多個(gè)軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互。 （ 7） 典型的云計(jì)算系統(tǒng)及應(yīng)用 ? Amazon將自己的彈性計(jì)算云建立在公司內(nèi)部的大規(guī)模集群計(jì)算的平臺(tái)上，而用戶可以通過(guò)彈性計(jì)算云的網(wǎng)絡(luò)界面去操作在云計(jì)算平臺(tái)上運(yùn)行的各個(gè)實(shí)例 (instance)。 （ 7） 典型的云計(jì)算系統(tǒng)及應(yīng)用 3. Amazon的彈性計(jì)算云 ? Amazon是互聯(lián)網(wǎng)上的大型在線零售商之一，為了應(yīng)付交易高峰，不得不購(gòu)買(mǎi)了大量的服務(wù)器。 ? “藍(lán)云”計(jì)算平臺(tái)由一個(gè)數(shù)據(jù)中心、 IBM Tivoli部署管理軟件和監(jiān)控軟件、 IBM WebSphere應(yīng)用服務(wù)器、 IBM DB2數(shù)據(jù)庫(kù)以及開(kāi)源軟件共同組成。 ? Chubby是一個(gè)高可用、分布式數(shù)據(jù)鎖服務(wù)，當(dāng)有機(jī)器失效時(shí)， Chubby使用 Paxos算法來(lái)保證備份。 （ 7） 典型的云計(jì)算系統(tǒng)及應(yīng)用 1. Google 的云計(jì)算平臺(tái) ? Google的云計(jì)算主要由 MapReduce、 Google文件系統(tǒng) (GFS)、 BigTable組成。 （ 6）典型云計(jì)算平臺(tái) ? 在架構(gòu)中 MapReduce API提供 Map和 Reduce處理、 GFS分布式文件系統(tǒng)和 BigTable分布式數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)存取。 ? MapReduce模式的思想是將要執(zhí)行的問(wèn)題拆解成Map（映射）和 Reduce（化簡(jiǎn)）的方式，先通過(guò)Map程序?qū)?shù)據(jù)切割成不相關(guān)的區(qū)塊，分配（調(diào)度）給大量計(jì)算機(jī)處理達(dá)到分布運(yùn)算的效果，再通過(guò)Reduce程序?qū)⒔Y(jié)果匯整，輸出開(kāi)發(fā)者需要的結(jié)果。 ? 云計(jì)算的先行者 Google的云計(jì)算平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模分布式計(jì)算和應(yīng)用服務(wù)程序，平臺(tái)包括：MapReduce分布式處理技術(shù)、 Hadoop框架、分布式的文件系統(tǒng) GFS、結(jié)構(gòu)化的 BigTable存儲(chǔ)系統(tǒng)以及 Google其他的云計(jì)算支撐要素。 （ 6） 典型云計(jì)算平臺(tái) ? 亞馬遜利用虛擬化技術(shù)提供云計(jì)算服務(wù)，推出：S3（ Simple Storage Service）提供可靠、快速、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù) ? 而彈性可擴(kuò)展的云計(jì)算服務(wù)器 EC2（ Elastic Compute Cloud）采用虛擬化技術(shù)，提供一個(gè)虛擬的執(zhí)行環(huán)境（虛擬機(jī)器），讓用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)執(zhí)行自己的應(yīng)用程序。 （ 5） 云計(jì)算的核心技術(shù) 5. 云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù) ? 云計(jì)算資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同的地點(diǎn)，同時(shí)運(yùn)行著數(shù)百種應(yīng)用，如何有效的管理這些服務(wù)器，保證整個(gè)系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是巨大的挑戰(zhàn)。 （ 5） 云計(jì)算的核心技術(shù) 4. 虛擬化技術(shù) ? 通過(guò)虛擬化技術(shù)可實(shí)現(xiàn) 軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離 ，它包括將單個(gè)資源劃分成多個(gè)虛擬資源的裂分模式，也包括將多個(gè)資源整合成一個(gè)虛擬資源的聚合模式。 （ 5）
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