網(wǎng)絡計算機中嵌入式Linux操作系統(tǒng)研究

馬偉

摘要：該文主要以嵌入式Linux操作系統(tǒng)為研究中心，以網(wǎng)絡計算機發(fā)展為背景，對嵌入式Linux操作系統(tǒng)進行概述，并詳細對其操作系統(tǒng)設計進行分析。該文研究目的在總結網(wǎng)絡計算機中嵌入式Linux操作系統(tǒng)的應用，對其操作系統(tǒng)進一步完善，以達到優(yōu)化原有開發(fā)系統(tǒng)，改進相關功能的目的。通過本文系統(tǒng)論述，促進網(wǎng)絡計算機中嵌入式Linux操作系統(tǒng)的更廣泛應用，提升其整體性能及應用效果。

關鍵詞：網(wǎng)絡計算機；嵌入式；Linux操作系統(tǒng)；系統(tǒng)開發(fā)

中圖分類號：TP316 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）03-0040-02

近年來我國經(jīng)濟與科技高速發(fā)展，推進信息化網(wǎng)絡時代的到來。目前計算機技術被廣泛應用于各行業(yè)領域中，對人們的工作和生活起到了重要的影響作用。針對現(xiàn)階段網(wǎng)絡計算機應用趨勢以及應用需求來看，應用質(zhì)量要求不斷提升，以嵌入式Linux操作系統(tǒng)來看，對其應用性能、接口管理以及擴展功能等提出了更高的挑戰(zhàn)。下面本文以網(wǎng)絡計算機發(fā)展背景為切入點，對網(wǎng)絡計算機中嵌入式Linux操作系統(tǒng)展開系統(tǒng)研究。

1 網(wǎng)絡計算機發(fā)展背景

隨著計算機技術在各行業(yè)領域中的廣泛普及應用，我國已步入網(wǎng)絡計算機時代，人們工作、生活都與計算機緊密聯(lián)系在一起。在這一趨勢背景對網(wǎng)絡應用技術提出了更高的要求和應用標準，以滿足人們需求。也正是在設備、服務器等質(zhì)量逐漸提升的過程中，使技術的應用與引導促進網(wǎng)絡計算機概念具象化。

網(wǎng)絡計算機及技術的普及發(fā)展有著一定必然性和必要性：

現(xiàn)階段我國網(wǎng)絡技術的研發(fā)應用日趨成熟，目前局域網(wǎng)已經(jīng)成為人們生活工作的常規(guī)配置。與過去我國網(wǎng)絡計算機的應用對比來看，大部分影響因素已得到有效解決，使網(wǎng)絡相關技術更高效、快速普及應用。

目前我國關于網(wǎng)絡計算機技術的相關理論研究已初步形成一定系統(tǒng)。計算機在市場應用中隨著人們需求的不斷提升其應用不斷改革創(chuàng)新，網(wǎng)絡技術、網(wǎng)絡用戶等概念日趨具象化、理性化。同時網(wǎng)絡技術越來越體現(xiàn)服務于人民需求的研發(fā)理念，而網(wǎng)絡用戶對其技術應用的需求也日趨真實性。

另外，加強網(wǎng)絡技術應用是我國經(jīng)濟與科技發(fā)展的必要環(huán)節(jié)。我國網(wǎng)絡技術應用起步相對較晚，且主要以引進國外為主，這也造成網(wǎng)絡技術自主性相對較差。在經(jīng)濟與科技不斷發(fā)展過程中，相關技術研發(fā)手段不斷革新，以及外國引進內(nèi)部技術存在一定應用安全隱患，這些都使得我國網(wǎng)絡計算機技術實現(xiàn)自主研發(fā)成為必然性，以保護信息安全，維護國家及人民利益。

2 嵌入式Linux操作系統(tǒng)概述

現(xiàn)階段嵌入式技術為應用廣泛、效率較高的技術工藝，嵌入式系統(tǒng)應用對計算機硬件要求較為嚴格，這直接造成其投入相對較高。在科技手段不斷創(chuàng)新，網(wǎng)絡技術應用不斷完善的過程中，計算機軟件系統(tǒng)的投入比例逐漸增多，越來越關注技術的改進與完善。

從實踐應用需求角度出發(fā)，嵌入式技術的選擇與應用為軟件技術開發(fā)提供前提保障，改善技術開發(fā)環(huán)境。嵌入式技術應用能夠使系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，軟件運營與維護更加高效。

嵌入式Linux系統(tǒng)是最常見的嵌入式操作系統(tǒng)，被行業(yè)內(nèi)部廣泛研究與應用。嵌入式Linux操作系統(tǒng)具有明顯的操作優(yōu)勢，例如免許可證費用，在較多商業(yè)操作系統(tǒng)中通常要求較高的許可證費用，而該軟件源代碼為開放性，為用戶大大節(jié)省了費用支出。嵌入式Linux的網(wǎng)絡支持功能十分強大，具有Unix特性，在運行與應用過程中支持全部互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議?；谇度胧絃inux公開源代碼，同時具備清晰文檔與注釋，在應用過程中出現(xiàn)相關問題可及時進行有效處理，保障了其應用可靠性和穩(wěn)定性，這也是嵌入式Linux操作系統(tǒng)廣泛應用的重要優(yōu)勢之一。

嵌入式Linux與其他相關嵌入式操作系統(tǒng)相比具有開發(fā)工具豐富的優(yōu)勢。大多數(shù)開發(fā)嵌入式操作系統(tǒng)的程序調(diào)試主要是以仿真器進行操作，但嵌入式Linux的操作則可以避免應用仿真器，通過內(nèi)核調(diào)試器進行完整操作。

嵌入式Linux操作系統(tǒng)在應用過程中尚存在一定不完善之處，主要包括三個方面。其一，嵌入式Linux操作系統(tǒng)在運行應用過程中尚不具備硬實施進程處理機制；其二，嵌入式Linux操作系統(tǒng)受到最大進程數(shù)限制，以及受到最小內(nèi)存控制；其三，嵌入式Linux操作系統(tǒng)的基于模塊機制的內(nèi)核剪裁靈活性相對較差。

3 嵌入式Linux操作系統(tǒng)設計

以Linux操作系統(tǒng)結構相關理論為基礎，充分結合網(wǎng)絡計算機應用需求及用戶要求，進行網(wǎng)絡計算機中的嵌入式Linux操作系統(tǒng)設計。系統(tǒng)設計主要分為五個方面，如下所示：

3.1 系統(tǒng)引導

系統(tǒng)引導主要是系統(tǒng)BIOS將系統(tǒng)內(nèi)核可執(zhí)行代碼按照不同層級需求進行內(nèi)存引入，結合操作系統(tǒng)引導進行執(zhí)行，以系統(tǒng)控制臺顯示“l(fā)ogin：”為提示參考，以完成操縱系統(tǒng)內(nèi)核加載。通常在網(wǎng)絡計算機中的嵌入式Linux操作系統(tǒng)中應用啟動引導程序LILO完成系統(tǒng)引導。

3.2 內(nèi)核定制修改

嵌入式Linux操作系統(tǒng)的設計過程中Linux內(nèi)核定制修改是重要構成部分，主要目的是完成內(nèi)核配置和調(diào)整，目的在于使其性能更優(yōu)，滿足網(wǎng)絡計算機實際應用需求。在Linux內(nèi)核配置過程中要科學進行網(wǎng)絡計算機中嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核編譯配置的設置，進行內(nèi)核編譯的重新定義。另外，還要以網(wǎng)絡計算實際需求進行內(nèi)核源代碼的修改。其中編譯命令如下：

#make clean

完成刪除前面步驟留下的文件，以避免出現(xiàn)錯誤。

#make mrproper

使系統(tǒng)內(nèi)核的配置文件恢復到默認值。

#make menuconFig

用來配置內(nèi)核編譯選項。

#make dep

讀取配置過程生成的配置文件，創(chuàng)建對應于配置的依賴關系樹，從而決定哪些需要編譯。

#make bzImage

開始編譯內(nèi)核。

#make modules

編譯內(nèi)核可加載模塊。

#make modules_install

把可加載模塊拷貝到需要的目錄中。

3.3 根文件系統(tǒng)

該系統(tǒng)是Linux系統(tǒng)中不可或缺的組件，在內(nèi)核系統(tǒng)操作最后一步即實現(xiàn)根文件系統(tǒng)掛載。基于嵌入式Linux系統(tǒng)體積相對較小，因此無法應用大的存儲器，因此根據(jù)系統(tǒng)實際需求情況選擇與構建根文件系統(tǒng)至關重要。

3.4 圖形用戶接口

在本次研究中以網(wǎng)絡計算機中嵌入式Linux操作系統(tǒng)為核心，需要明確的是系統(tǒng)要為用戶提供清晰圖像界面，現(xiàn)階段GUI為圖形用戶接口設計中的主要系統(tǒng)。由于Linux系統(tǒng)缺乏內(nèi)核系統(tǒng)支持，因此在設計過程要通過基礎程序滿足這一需求。從圖形用戶接口構成角度來看，主要包括窗口系統(tǒng)、窗口管理器、工具包、界面行為與風格。根據(jù)實踐應用可知，X-windows憑借其良好的擴展性以及良好的可移植性等優(yōu)勢，作為嵌入式Linux操作系統(tǒng)的GUI。

3.5 應用軟件

用戶客戶端在進行網(wǎng)絡計算機應用的過程中要保證其具備瀏覽器登錄、文檔瀏覽、媒體播放等功能，因此在Linux操作系統(tǒng)設計中要包括各類型開源軟件，本文研究中主要列舉一下幾類：

1）mozilla

mozilla 是 Linux 環(huán)境下免費的跨平臺的功能強大的瀏覽器。該軟件支持HTML4.0，VB Script，Java Script，JPG、GIF 等常用圖像，聲音，F(xiàn)lash 動畫，cookie，通信錄，網(wǎng)頁編輯等功能，適用于 Windows，Linux 和 MacOS、AIX、HPUX、Irix、OpenVMS、OS/2、Solaris SPARC、Solaris x86、Tru64 Unix 等平臺。

2）mplayer

mplayer 是 Linux 的開源媒體播放器，支持多種媒體格式。該軟件支持 MPEG， VOB， AVI，OGG/OGM，VIVO，ASF/WMA/WMV，QT/MOV/MP4， FLI，RM，Nuppel Video， YUV4MPEG，F(xiàn)ILM，RoQ，PVA 等格式的媒體。

3）xpdf

Linux 環(huán)境下開源的 PDF 文檔閱讀器。

4 嵌入式Linux操作系統(tǒng)其他相關問題

網(wǎng)絡計算機的普及應用，成為人們生活與工作的必備工具，在應用過程中要滿足客戶對系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性需求，避免出現(xiàn)突然中止問題，給客戶帶來損失。就現(xiàn)階段網(wǎng)絡計算機中嵌入式Linux操作系統(tǒng)的應用來看，針對計算機突然中斷問題尚未形成有效解決方案。

用戶操作過程中若出現(xiàn)中途斷電問題將直接給系統(tǒng)運行造成阻礙影響，并對文件系統(tǒng)帶來一定影響，文件系統(tǒng)中受影響的位置即故障點。在實踐應用及經(jīng)驗總結中了解到，出現(xiàn)類似問題通常是由于保護措施不夠，當無法對故障點有效控制時將會進一步影響整個系統(tǒng)。因此，嵌入式Linux操作系統(tǒng)應針對類似問題設計出具有針對性的保護程序，即內(nèi)存讀寫過程中的預防機制，通過有效設置保障用戶文件安全。

將嵌入式Linux操作系統(tǒng)應用于其他硬件平臺開發(fā)中，并對其系統(tǒng)操作進行性能測試，通過實踐檢驗證明網(wǎng)絡計算機中嵌入式Linux操作系統(tǒng)在運行過程中性能穩(wěn)定，同時服務器資源消耗、流量消耗等相對合理，將網(wǎng)絡資源存儲于服務器內(nèi)，使得資源存儲得到優(yōu)化，為客戶端運行有效減少了負擔。在今后系統(tǒng)及技術研究中要進一步加強對網(wǎng)絡計算機中嵌入式Linux操作系統(tǒng)的研究，以促進嵌入式Linux技術的進一步完善，促進計算機系統(tǒng)的優(yōu)化，為用戶提供更穩(wěn)定、高效、優(yōu)質(zhì)的服務。

5 結束語

綜上所述，針對網(wǎng)絡計算機中嵌入式Linux操作系統(tǒng)的研究，能夠促進該系統(tǒng)整體性能有效提升，進一步滿足用戶需求。在今后研究中要對嵌入式Linux操作系統(tǒng)的設計研究進一步深入和細化，旨在實現(xiàn)該系統(tǒng)功能優(yōu)化，促進嵌入式Linux操作系統(tǒng)在網(wǎng)絡計算機更穩(wěn)定運行，優(yōu)化其整體結構，使用戶應用更加高效、穩(wěn)定、安全，充分發(fā)揮其應用價值。

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