嵌入式软件与Hopen系统

《嵌入式软件与Hopen系统》分为2部分。第1部分即第1章，从操作系统、软件开发环境、窗口系统、网络系统、数据库管理系统及Java虚拟机等不同的角度，对嵌入式软件作了一个综合性的介绍。第2部分由第2～7章组成，从与第1部分相同的视角对一个具体的嵌入式软件系统Hopen作了比较详细的剖析，介绍了其各种API函数的使用方法，并结合实例进行了讲解；此外，在这一部分中还对Hopen系统在PDA、机顶盒、瘦客户机及智能手机等领域的应用情况作了一些概括性的介绍。
《嵌入式软件与Hopen系统》既可作为学习嵌入式软件方面的知识的入门读物，也可供从事嵌入式软件开发的人员参考。

1 嵌入式软件概述
1.1 嵌入式系统和嵌入式软件1
1.1.1 嵌入式系统简介1
1.1.2 嵌入式软件的概念与特点7
1.1.3 嵌入式软件的组成8
1.1.4 嵌入式软件的发展历程9
1.1.5 嵌入式软件的应用领域11
1.2 嵌入式操作系统12
1.2.1 嵌入式操作系统的概念与特点12
1.2.2 嵌入式操作系统的组成13
1.2.3 嵌入式操作系统的类型15
1.2.4 嵌入式操作系统的评价16
1.2.5 几种主要的嵌入式操作系统17
1.2.6 嵌入式操作系统的发展25
1.3 嵌入式软件的开发环境26
1.3.1 嵌入式软件开发的过程26
1.3.2 嵌入式软件的建立及其工具29
1.3.3 嵌入式软件的调试及其工具31
1.3.4 几种主要的嵌入式软件开发环境36
1.4 嵌入式窗口系统43
1.4.1 嵌入式窗口系统的概念与特点43
1.4.2 嵌入式窗口系统的运行原理46
1.4.3 嵌入式窗口系统的主要功能50
1.4.4 几种主要的嵌入式窗口系统51
1.5 嵌入式网络系统55
1.5.1 家庭信息网55
1.5.2 现场总线63
1.5.3 无线数据通信网69
1.6 嵌入式数据库管理系统82
1.6.1 嵌入式数据库管理系统的概念与特点82
1.6.2 嵌入式数据库系统的组成与关键技术85
1.6.3 几种主要的嵌入式数据库管理系统86
1.7 嵌入式系统的Java虚拟机93
1.7.1 Java的家族与成员93
1.7.2 J2ME的组成96
1.7.3 CLDC与MIDP概述99
1.8 Hopen系统简介108
1.8.1 Hopen系统的组成108
1.8.2 Hopen系统的应用软件开发过程109
1.8.3 Hopen系统的应用软件仿真调试工具110
1.8.4 Hopen操作系统简介119
1.8.5 Hopen窗口系统简介121
1.8.6 Hopen网络系统简介123
1.8.7 Hopen文件系统简介124
1.8.8 Hopen的Java虚拟机与类库简介124

2 Hopen系统窗口应用程序的开发
2.1 一个窗口应用程序实例126
2.1.1 程序源码126
2.1.2 程序说明129
2.2 窗口及其使用129
2.2.1 什么是窗口129
2.2.2 什么是窗口类130
2.2.3 窗口的建立130
2.2.4 窗口的显示和更新136
2.2.5 窗口函数136
2.2.6 窗口的输出137
2.2.7 与窗口相关的几个概念138
2.3 消息机制143
2.3.1 消息的产生和处理143
2.3.2 消息循环144
2.3.3 消息的发送144
2.3.4 消息死锁的避免145
2.4 控件及其使用145
2.4.1 什么是控件145
2.4.2 控件的建立146
2.4.3 有关控件的其它操作150
2.4.4 常用的控件152
2.5 对话框及其使用159
2.5.1 什么是对话框159
2.5.2 对话框的建立160
2.5.3 在对话框中使用控件164
2.6 菜单及其使用165
2.6.1 什么是菜单165
2.6.2 定义菜单165
2.6.3 为窗口指定菜单167
2.6.4 菜单输入的处理168
2.6.5 菜单的修改168
2.6.6 几种特殊的菜单173
2.7 图形的显示175
2.7.1 设备描述表175
2.7.2 绘图工具180
2.7.3 图形输出函数182
2.7.4 位图182
2.8 光标、鼠标和键盘191
2.8.1 光标形状的控制192
2.8.2 光标的显示193
2.8.3 光标的隐藏193
2.8.4 鼠标和笔的使用194
2.8.5 用键盘移动光标196

3 Hopen操作系统的功能与应用程序的开发
3.1 线程及其管理与调度199
3.1.1 线程的概念199
3.1.2 线程的管理200
3.1.3 线程的调度203
3.1.4 线程的控制204
3.1.5 一个线程管理和调度的应用程序实例206
3.2 线程的同步208
3.2.1 信号灯208
3.2.2 事件211
3.2.3 互斥锁、条件变量和管程215
3.3 线程间的通信217
3.3.1 邮箱217
3.3.2 队列220
3.3.3 通道223
3.4 Hopen操作系统的其它功能227
3.4.1 内存管理227
3.4.2 系统时钟管理232
3.4.3 超时控制233

4 Hopen系统网络应用程序的开发
4.1 编写网络应用程序的步骤235
4.1.1 系统资源的初始化235
4.1.2 Socket的建立237
4.1.3 连接的建立238
4.1.4 数据的发送和接收242
4.1.5 Socket的关闭243
4.1.6 一个网络应用程序实例243
4.2 网络应用程序的连接方式248
4.2.1 面向连接的服务器程序248
4.2.2 面向连接的客户程序251
4.2.3 无连接的服务器程序252
4.2.4 无连接的客户程序254
4.3 网络应用程序的I/O访问方式255
4.3.1 阻塞、非阻塞、同步和异步的概念255
4.3.2 阻塞同步方式256
4.3.3 非阻塞同步方式257
4.3.4 多路复用方式258
4.3.5 异步方式262

5 Hopen系统文件处理应用程序的开发
5.1 文件系统的结构与类型273
5.1.1 文件系统的结构273
5.1.2 文件系统的类型273
5.2 文件处理功能275
5.2.1 文件的建立和打开275
5.2.2 文件的关闭276
5.2.3 文件的删除276
5.2.4 文件的读/写及读/写指针的移动277
5.2.5 文件的复制与移动279
5.2.6 设置和获取文件的属性与时间279
5.2.7 文件的查找281
5.2.8 文件的锁定与解锁282
5.3 一个文件处理应用程序实例283
5.3.1 程序源码283
5.3.2 程序说明295

6 Hopen系统Java应用程序的开发
6.1 MIDlet程序开发基础296
6.1.1 MIDlet程序的结构296
6.1.2 MIDlet程序的开发步骤298
6.1.3 MIDlet程序的存档文件和描述文件300
6.1.4 MIDlet程序的状态302
6.1.5 MIDlet管理器304
6.2 图形用户界面304
6.2.1 MIDP的用户界面类与界面模型305
6.2.2 高层用户界面类307
6.2.3 低层用户界面类314
6.2.4 事件与事件的处理322
6.3 网络通信327
6.3.1 通用连接框架328
6.3.2 HTTP协议的编程功能330
6.4 记录存储系统335
6.4.1 记录存储系统的概念335
6.4.2 记录存储的基本操作336
6.4.3 记录的基本操作337
6.4.4 记录存储的事件及其处理338
6.4.5 记录存储的索引链表339

7 Hopen系统在嵌入式系统中的应用
7.1 Hopen系统在PDA中的应用341
7.1.1 PDA简介341
7.1.2 Hopen系统的PDA应用软件343
7.1.3 基于Hopen系统的PDA解决方案与PDA344
7.2 Hopen系统在机顶盒中的应用346
7.2.1 机顶盒简介346
7.2.2 Hopen系统的机顶盒应用软件347
7.2.3 基于Hopen系统的机顶盒解决方案与机顶盒348
7.3 Hopen系统在瘦客户机中的应用349
7.3.1 瘦客户机简介349
7.3.2 Hopen系统的瘦客户机应用软件352
7.3.3 基于Hopen系统的瘦客户机解决方案与瘦客户机353
7.4 Hopen系统在智能手机中的应用353
7.4.1 智能手机简介353
7.4.2 Hopen系统的智能手机应用软件354
7.4.3 基于Hopen系统的智能手机解决方案与智能手机355

嵌入式软件上的支撑软件由窗口系统、网络系统、数据库管理系统及Java虚拟机等几部分组成。另外，对于嵌入式系统来说，软件开发环境虽然大部分运行在台式机上，但从逻辑上讲，它仍然应当被认为是支撑软件的一部分。由于嵌入式系统的硬件配置一般都比较低，在它上面开发应用软件几乎是不可能的。为解决这一问题，很多厂商都陆续推出了自己的软件开发环境。这种软件开发环境对应用软件的推广起到了极为重要的作用，使更多的人加入到嵌入式应用软件开发者的行列中，提高了开发工作的效率，也降低了成本。
嵌入式系统的支撑软件近年来发展非常快，几年前它还是一个非常薄弱的部分，但现在支持窗口界面、网络连接和Java虚拟机的嵌入式系统已经很常见。不过总的来说，在嵌入式系统中支撑软件的某些部分还是一个“奢侈”的物品，对一些深度嵌入的嵌人式系统，例如，汽车上的ABS系统和安全气囊系统，是不需要窗口和数据库等支撑软件的。这类支撑软件主要用在一些浅度嵌入的嵌入式系统中，如智能手机和个人数字助理（PDA）等。对于这些嵌入式系统，支撑软件已成为了不可缺少的部分。
3.应用软件
嵌入式系统中的应用软件是整个系统功能的体现。系统的能力总是通过应用软件表现出来的。一个嵌入式系统可简单地没有支撑软件，甚至没有操作系统，但却不能没有应用软件，否则它就不能成为一个系统。
从范围上讲，嵌入式系统上的应用软件涉及到工业控制、家电、商业、金融、交通运输、通信、建筑、环境监测、医疗、军事、安全防御及办公等相当多的领域；从与用户的交互方式上讲，有使用方式与台式机基本相似的应用软件，也有由于嵌入得很深，使得使用者感知不到其存在的应用软件；从实现方法上讲，有在操作系统和支撑软件上开发的应用软件，也有直接在硬件上开发的应用软件；从使用的语言上讲，有基于C语言的应用软件，有基于汇编语言的应用软件，也有基于Java语言的应用软件。

本书的编写目的是向读者介绍一些有关嵌入式软件的基本概念以及一个实际的嵌入式软件系统——Hopen，从而使读者能对嵌入式软件系统有一个初步但比较全面的认识。本书首先给出了嵌入式系统和嵌入式软件的概念、特性，并从操作系统、软件开发环境、窗口系统、网络系统、数据库管理系统及Java虚拟机等几个方面对嵌入式软件作了一个综合性的介绍；然后以Hopen系统为实例对以上几个方面的内容进行了深化。之所以采用通过讲述以上内容来达到向读者介绍嵌入式软件的目的这样一种方法，是出于以下的考虑：
第一，在嵌入式软件这一领域中没有唯一的占绝对主导地位的系统。嵌入式软件的性质和应用范围决定了，在嵌入式软件这一领域中没有出现台式机领域中那种由Microsoft一家公司的WindOWS系统独霸天下的局面。一种嵌入式软件系统只要其功能定位得当，就有可能占有一定的市场份额。所以在讲述嵌入式软件时，就不存在以国外的某种绝对“主流”的系统为蓝本的问题。
第二，以Hopen系统为实例介绍嵌入式系统是比较合适的选择之一。提起Hopen系统，自然会使人们联想起发生在1999年的“维纳斯”计划和“女娲”计划之争。当然“女娲”计划的实施和Hopen系统的研制并不始于1999年。早在1996年初，为了扭转我国的操作系统市场基本被国外厂商所控制的被动局面，在国家科委的支持下，我们承担了“PDA操作系统及开发平台的研究与开发”这一国家“九五”重点攻关项目的研发工作。从那时起，Hopen系统的研制工作就已启动。经过多年的努力，Hopen系统已完成了由研发阶段向产业化阶段的过渡，在PDA、机顶盒、瘦客户机及智能手机等领域中得到了很好的应用，是国内自行研制的嵌入式软件系统中的主要品种之一，而且其构成比较齐全。在本书所介绍的操作系统、软件开发环境、窗口系统、网络系统、数据库管理系统及Java虚拟机等诸方面，除数据库管理系统之外（一些第三方厂商开发的数据库管理系统可在Hopen系统上运行，如人大金仓信息技术公司的“小金灵”系统），它都有对应的部分，比较适合作讲述的实例。