嵌入式LinuxC高级编程(一).ppt
《嵌入式开发》课件
分类:嵌入式网 络通信技术可以 分为有线网络通 信和无线网络通 信两大类。
有线网络通信: 包括以太网、 USB、串行通信 等,可以实现嵌 入式系统与外部 网络的高速、稳 定、可靠的数据 传输。
无线网络通信: 包括Wi-Fi、蓝 牙、ZigBee等, 可以实现嵌入式 系统与外部网络 的低功耗、远距 离、灵活的数据 传输。
优化方法:对操作 系统进行裁剪和优 化,提高系统性能
移植与优化工具: 使用嵌入式操作系 统移植工具,如 Yo c t o 、 Buildroot等
移植与优化效果: 提高系统稳定性、 降低功耗、提高性 能,满足实际应用 需求。
06
嵌入式网络通信技术
嵌入式网络通信技术的概述与分类
概述:嵌入式网 络通信技术是嵌 入式系统与网络 通信技术相结合 的产物,可以实 现嵌入式系统与 外部网络的互联 互通。
04
嵌入式软件开发基础
嵌入式软件开发流程
需求分析:明确系统需求,确定功能、 性能、接口等要求
系统设计:进行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件和软件设计,包括 芯片选型、电路设计、软件架构设计等
编码实现:编写源代码,进行单元测试 和集成测试
测试验证:进行系统测试和性能测试, 确保系统稳定可靠
发布部署:将系统部署到目标设备上, 进行现场调试和优化
嵌入式系统的应用领域
工业控制:如自动化生产线、机器人等
医疗设备:如医疗仪器、医疗机器人等
智能家居:如智能家电、智能安防等
汽车电子:如车载导航、汽车电子控制单 元等
消费电子:如智能手机、平板电脑等 航空航天:如卫星、航天器等
03
嵌入式硬件平台
ARM处理器架构
ARM处理器架构是一种广泛应用于嵌入式系统的处理器架构 ARM处理器架构的特点是低功耗、高性能、低成本 ARM处理器架构的应用领域包括智能手机、平板电脑、物联网设备等 ARM处理器架构的发展趋势是向高性能、低功耗、高集成度方向发展
Linux平台C及C++软件开发入门共30页PPT资料
– 使用用户可以充分地利用系统资源 – 用户可忽略硬件设备控制细节,只需提出要求
• 操作系统负责操纵设备以完成所希望的工作
– 资源分配策略(如根据优先级) – 通过控制、调度、分配、管理计算机系统资源,
达到对计算机的自动控制
操作系统主要功能
• 存贮管理
– 为每个程序分配足够的存贮空间
• 使用条件
– 编译时要设置-g参数 – 编译结果包含调试信息
• 使用方式
– 利用gdb启动程序 – 指定进程ID,gdb自动attach上去并调试 – 同时调试一个运行程序和core文件
gdb的使用2
• 1、使用gdb启动程序
– gdb myprogram
• 2、设置断点(breakpointb)
短小精悍具有更高的灵活性和适应性linux与windows的不同?linux的应用目标是网络而不是打印纯文本易于跨网络工作linux配置文件和数据都以文本为基础?linux开发更多关注的是其内在功能而非表面的东西?图形环境并没有集成到linux中是运行于系统之上的单独一层可选择?linux不使用文件名扩展来识别文件的类型linux通过文件访问权限来判断文件是否为可执行文件?一旦开始运行将保持运行状态直到受到外来因素的影响除了linux内核之外其他软件的安装启动停止和重新配置都不用重新引导系统?可以远程地完成linux中的很多工作?如果系统中一个特定的服务出现了问题可以在进行故障诊断的同时让其他服务继续运行?命令区分大小写?用户操作没有windows系列方便linux系统的安装分配单独的硬盘分区
• -l(小L)参数
– 添加库文件
• -I(大i)参数
– 添加include文件路径
嵌入式系统C语言编程基础PPT课件
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小测验?
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Quiz 1
• 所有嵌入式系统的主流程最后都进入一个 死循环,怎样用C语言实现一个死循环?
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Quiz 2
• while(){….}和do{….}while()有什么区别?
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Quiz 3
• 用变量a给出下列定义:
a) 一个整型数 b) 一个指向整型数的指针 c) 一个有10个整型数的的数组 d) 一个有10个指针的数组,该指针是指向一个整型
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Quiz 10
• 请评论下面一段程序代码: void test() { char string[10]; char *str = “0123456789”; strcpy(string,str); }
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Quiz 11
• 请评论下面一段程序代码: void GetMemory(char *p){ p = (char *)malloc(0x20); } void Test(void){ char *str = NULL; GetMemory(str); strcpy(str,”Hello World!”); printf(str); }
数的
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Quiz 4
• 关键字static的作用是什么?
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Quiz 5
• 关键字const的作用是什么?
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Quiz 6
• 定义一个标准宏MIN ,这个宏输入两个参 数并返回较小的一个。
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Quiz 7
• 嵌入式系统中经常要对变量或寄存器进行 位操作。给定一个int型变量a,写两段代码, 第一个将a的bit 3置为1,第二个将a的bit 3 置为0。以上两个操作中,要保持其它位不 变。
《嵌入式Linux开发》课件
交叉编译工具链的安装
指导如何安装适用于目标板的交叉编译工具 链。
测试交叉编译环境
提供一种简单的方法来测试交叉编译环境是 否设置成功。
目标板与宿主机的连接方式
串口通信
介绍如何通过串口连接目标板和宿主机 ,以及串口通信的配置和常用命令。
USB连接
介绍如何通过USB连接目标板和宿主 机,以及USB通信的配置和常用命令
02
03
嵌入式系统
是一种专用的计算机系统 ,主要用于控制、监视或 帮助操作机器与设备。
特点
具有实时性、硬件可裁剪 、软件可定制、低功耗、 高可靠性等特点。
应用
汽车电子、智能家居、医 疗设备、工业自动化等领 域。
Linux作为嵌入式操作系统的优势
开源
Linux是开源的,可以免费使用和定制,降 低了开发成本。
路由与交换
介绍路由器和交换机的原理及在网 络中的作用。
03
02
IP地址
解释IP地址的分类、寻址方式以及子 网掩码的作用。
网络安全
简述常见的网络安全威胁和防范措 施。
04
TCP/IP协议栈简介
TCP/IP协议栈结构
详细描述TCP/IP协议栈的层次结构,包括应 用层、传输层、网络层和链路层。
IP协议
解释IP协议的核心功能,如地址解析、路由 选择等。
调试工具
介绍常用的调试工具,如gdbserver和gdb等,并说明如何使用这些 工具进行远程调试。
调试过程
详细描述调试过程,包括启动调试会话、设置断点、单步执行代码等 操作。
调试技巧与注意事项
提供调试过程中的一些技巧和注意事项,以提高调试效率和准确性。
03
嵌入式Linux系统开发基础
ARM嵌入式LINUX应用程序设计PPT课件
嵌入式软件测试中经常用到的测试工具: ➢ 内存分析工具 ➢ 性能分析工具 ➢ 覆盖分析工具 ➢ 缺陷跟踪工具
2021/3/18
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嵌入式Linux面临的挑战
1
2
3
Linux的实时 扩充性
改变Linux内核 体系结构
完善Linux的集 成开发环境
Solution
➢ 扩展 Linux 的实时 性能
向外扩展 向上扩展
页式存储管理机制 页表
硬件无关部分
进程的映射和逻辑内存的对换
硬件相关部分
为内存管理硬件提供了虚拟接口
每个进程保留一张页表,用于将本进程 空间中 的虚拟地址变换成物理地址。
2021/3/18
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进程调度
当需要选择下一个进程运行时,由调度程序选择最值得运行的进程,依 据每个进程的task_struct结构
交叉开 发环境
开放类型
GNU工具链
➢ 常用的交叉开发环
境主要有开放和商
业两种类型。开放 Metrowerks CodeWarrior
嵌入式入门(设计与实例开发)PPT课件
可靠性框图
02
03
故障树分析(FTA)
通过可靠性框图分析嵌入式系统 的可靠性结构,确定关键件和冗 余件。
通过故障树分析找出导致系统故 障的原因和最小割集,评估系统 的可靠性和安全性。
06
嵌入式系统应用案例分 析
智能家居系统案例分析
开源硬件与软件
开源硬件和软件的发展 为嵌入式系统的设计和 开发提供了更多选择和
灵活性。
02
嵌入式硬件设计
ARM处理器
ARM处理器是一种流行的嵌入式处理器架构,广泛应用于各种嵌入式系 统。
ARM处理器具有低功耗、高性能的特点,适用于各种应用场景,如智能 家居、工业控制等。
ARM处理器的选择需要根据具体应用需求来决定,如ARM Cortex-M系 列适用于微控制器应用,ARM Cortex-A系列适用于智能手机、平板电 脑等应用。
工业控制系统发展前景
探讨工业控制系统的发展趋势和未来发展方向。
医疗电子设备案例分析
医疗电子设备概述
医疗电子设备是指用于医疗领域的电子设备, 如监护仪、超声波诊断仪等。
医疗电子设备优势
分析医疗电子设备的优势,如高精度、高可 靠性、实时监测等。
医疗电子设备案例
介绍医疗电子设备的具体应用案例,如远程 医疗监护系统等。
FPGA芯片
FPGA芯片是一种可编程逻辑器件,可以通过编程 实现各种数字逻辑功能。
FPGA芯片具有高度的灵活性,可以根据实际需求 进行定制,实现各种复杂的数字逻辑功能。
FPGA芯片广泛应用于通信、图像处理、雷达等领 域,可以大大提高系统的性能和可靠性。
嵌入式微控制器
嵌入式课件(ppt)
嵌入式系统已经广泛应用于各个科技领域和日常生活的每个角落,由于其本 身的特性,使得我们很难发现它的存在。甚至一些从事嵌入式系统开发的科技人 员也只知单片机,不知道嵌入式系统。本节从嵌入式系统的定义开始,阐述嵌入 式系统的含义、特点等,以使读者加深对嵌入式系统的理解。
§1.1.1 嵌入式系统的定义 §1.1.2 嵌入式系统的组成 §1.1.3 嵌入式系统的特点 §1.1.4 嵌入式系统的应用 §1.1.5 嵌入式系统的发展
由上述可以看出,嵌入式系统是一个外延极广的概念,凡是与产品结合在一起的、 具有嵌入式系统特点的系统都可以称为嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统设计基础
4
嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般有3个主要的组成部分: 硬件。图1.1给出了嵌入式系统的硬件组成。其中,处理器是系统的运算核心; 存储器(ROM、RAM)用来保存可执行代码,以及中间结果;输入输出设备完成 与系统外部的信息交换;其他部分辅助系统完成功能。 应用软件。应用软件是完成系统功能的主要软件,它可以由单独的一个任务来 实现,也可以由多个并行的任务来实现。 实时操作系统(Real-Time Operating System,RTOS)。该系统用来管理应 用软件,并提供一种机制,使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要 求。
由于对嵌入式系统含义的理解因人而异,所以不同的书籍对嵌入式系统的定义也 不尽相同。下面给出了一些文献中对嵌入式系统的定义:
“Computer as Components – Principles of Embedded Computing System Design”一书的作者Wayne Wolf认为:“什么是嵌入式计算系统?如果不严格地定 义,它是任何一个包含可编程计算机的设备,但是它本身却不是一个通用计算机。”
《linux课程》课件
使用 Cron 命令可以设置和管 理定时任务,自动执行脚本和 命令。
Top
Top 命令可以帮助用户查看和 管理系统进程,对系统性能进 行监控。
Linux 系统监控和调优
1
C PU 管理
2
Linux CPU 管理技巧包括进程管理、
CPU 亲和力设置、数据缓存优化等。
3
内存管理
Linux 内存管理是系统性能调优的关 键,可以通过调整内存大小提升系统 速度。
2
容灾和恢复
掌握容灾和恢复技巧,能够保证系统在不同灾难情景下的全面恢复。
3
性能优化
了解性能优化技术,可以识别和解决系统性能瓶颈问题。
Linux 常见问题解决
无法启动系统
检查 BIOS 设置和硬件故障等因素,解决无 法启动进入系统的问题。
驱动问题
检查硬件设备的驱动和系统的兼容性,解决 硬件设备无法正常工作的问题。
应用程序性能问题
使用 top 命令查看进程性能和资源使用情况, 解决应用程序卡顿和占用系统资源过多的问 题。
网络问题
使用网络工具 ping 和 traceroute 等调试网 络连接问题。
ping、traceroute、nslookup 等命令能够帮助用户分析网络 状况。
Linux 网络配置
1
IP 地址和网关
掌握 IP 地址和网关配置方法,能够简单高效地连接网络。
2
DNS 服务器
了解 DNS 服务器的作用和配置方法,可以帮助用户解析 URL 地址和进行网络 通信。
3
网络协议
熟悉 Linux 支持的 TCP/IP 网络协议,可以识别和纠正网络问题。
概念,能够帮助用户管理文件系统的
LINUXC编程
LINUXC编程Linux C编程是指在Linux系统下使用C语言进行开发和编程的过程。
Linux操作系统是一种开源操作系统,它具有高度的稳定性和可靠性,被广泛应用于嵌入式系统、服务器等领域。
而C语言是一种通用的高级编程语言,它能够以高效的方式进行系统级编程和底层开发。
因此,Linux C编程是一门非常重要的技术,并且在软件开发中起着重要的作用。
一、Linux C编程的基础知识1. Linux系统的特点:Linux是一种开源操作系统,它具有高度的稳定性、安全性和可靠性。
Linux系统使用C语言进行开发,同时还支持其他编程语言。
2. C语言的基础知识:C语言是一种通用的高级编程语言,它是以过程化的方式进行编程。
C语言具有简洁、易读、高效的特点,因此在Linux系统下使用C语言进行开发是非常合适的。
3. 开发环境的搭建:在进行Linux C编程之前,需要搭建好相应的开发环境。
常用的开发环境有GCC编译器、GNU调试器(GDB)等。
4. 基本的编程技巧:在进行Linux C编程时,需要掌握一些基本的编程技巧,例如使用makefile进行程序编译、调试程序等。
二、Linux C编程的常用功能和技术1. 进程管理:Linux是一种多进程的操作系统,因此在Linux C编程中需要掌握进程的创建、销毁、切换等操作。
2. 文件操作:Linux系统下的文件操作是一种常见的编程任务。
在Linux C编程中,可以使用标准C库提供的文件操作函数进行文件的打开、读写、关闭等操作。
3. 网络编程:网络编程是一项重要的技术。
在Linux C编程中,可以使用套接字(socket)进行网络连接、数据传输等操作。
4. 并发编程:Linux系统支持多线程编程和进程间通信(IPC)等机制,因此在Linux C编程中可以使用多线程和IPC进行并发编程。
5. 内存管理:在Linux C编程中,需要正确地进行内存分配和释放,以避免内存泄漏和内存溢出等问题。
《嵌入式软件基础》PPT课件
Distributed Objects Fault Tolerance
90%*
Multiprocessing 75%* Multiprocessing
File System
File System
30%*
Networking
Networking
Kernel
Kernel
*Percent of total software supplied by RTOS vendor in a typical embedded device
1
嵌入式软件系统概述
2
嵌入式操作系统
3
嵌入式软件开发方法
嵌入式软件开发需要交叉编译
• 通用计算机程序开发和编译在一台计算机上完
成——直接编译。
• 嵌入式系统采用“宿主机/目标机”方式——交叉编译
。
USB/RS232/以太网
内存小 存储空间有限 计算能力有限
宿主机:通用计算机(PC),开发环境。
目标机:嵌入式系统,运行环境。 33
手机软件 路由器软件 交换机软件 飞控软件等
嵌入式软件系统的分类
从运行平台来分,嵌入式软件可以分为
运行在开发平台上的软件:设计、开发、测试工 具等。
运行在嵌入式系统上的软件:嵌入式操作系统、
应用程序、驱动程序及部分开发工具。
嵌入式软件系统的体系结构
应用 任应用 任务n
任内通中时任…
务存信断间务…
管 理
管 理
同 步
管 理
管 理
扩 展
…
与
…
互
斥
机
制
嵌入式TCP/IP
• TCP/IP 协 议 已 经 广泛地应用于嵌入 式系统中
第7章 嵌入式Linux设备驱动程序开发(inode解释说明)PPT课件
//文件最后修改的时间
time_t
i_ctime;
//结点最后修改的时间
unsigned int
i_blkbits; //位数
unsigned long i_blksize; //块大小
unsigned long i_blocks;
//文件所占用的块数
unsigned long i_version; //版本号
struct address_space i_data;
//数据
struct dquot *i_dquot[MAXQUOTAS];
//索引结点的磁盘限额
struct list_head
i_devices;
//设备文件形成的链表
struct pipe_inode_info
*i_pipe; //指向管道文件
struct semaphore
i_sem;
//用于同步操作的信号量结构
第7章 嵌入式Linux设备驱动程序开发
struct semaphore
i_zombie;
//索引结点的信号量
struct inode_operations
*i_op; //索引结点操作
struct *i_fop; //指向文件操作的指针
loff_t *); ssize_t (*writev) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long,
loff_t *); ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t,
struct { struct module *owner; loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); ssize_t (*read) (struct file *, char *, size_t, loff_t *); ssize_t (*write) (struct file *, const char *, size_t, loff_t *); int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t); unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned
嵌入式Linux设备驱动程序开发ppt课件
.
10.1 嵌入式Linux驱动程序开发基础
② int schedule_work(struct work_struct *work) ③int schedule_delayed_work(struct work_struct *work, unsigned long delay) ④void flush_scheduled_work(void)
Linux将设备按照功能特性划分为三种类型:字符设 备,块设备和网络设备。 10.1.2 最简单的内核模块 1.helloworld模块源代码 2.模块的编译 3.模块的加载和卸载
.
10.1 嵌入式Linux驱动程序开发基础
10.2 嵌入式Linux设备驱动重要技术 10.2.1 内存与I/O端口 (1)内核空间和用户空间 (2)内核中内存分配 内核中获取内存的几种方式如下。 ①通过伙伴算法分配大片物理内存 ②通过slab缓冲区分配小片物理内存 ③非连续内存区分配 ④高端内存映射 ⑤固定线性地址映射
.
10.1 嵌入式Linux驱动程序开发基础
1.原子操作 原子操作主要用于实现资源计数,很多引用计数(refcnt)就是 通过原子操作实现的。
原子类型定义如下: typedef struct { volatile int counter; } atomic_t; 原子操作通常用于实现资源的引用计数 2.信号量
信号量在创建时需要设置一个初始值. 3.读写信号量
读写信号量有两种实现:
一种是通用的,不依赖于硬件架构 一种是架构相关的
.
10.1 嵌入式Linux驱动程序开发基础
读写信号量的相关API有: DECLARE_RWSEM(name) 该宏声明一个读写信号量name并对其进行初始化。 void init_rwsem(struct rw_semaphore *sem); 该函数对读写信号量sem进行初始化。 void down_read(struct rw_semaphore *sem);
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C语言支持的数据类型
C语言提供了以下一些实型(浮点型)
数组类型 数据类型 结构类型 联合类型 枚举类型 struct union enum
单精度实型 float
双精度实型 double
构造类型
指针类型
空类型(无值类型)
void
printf (“This is a }
函数结束
回车换行符 C program!\n"); 函数调用 语句结束标志
函数体
函数运行结果是:This is a C program!
如何实现带参数的主函数 ?
C程序的编译、链接与运行
Linux下,C语言源码文件通过编译、汇编与链接后生成可 执行文件elf文件,由操作系统加载到内存中运行。
常量与符号常量
常量 在程序运行过程中,其值不能被改变的量称为常量 常量分为不同的类型: 整型 100,125,-100,0 实型 3.14 , 0.125,-3.789 字符型 ‘a’, ‘b’,‘2’ 字符串 ‘a’, ‘ab’,‘1232’ 符号常量:用一个标识符代表一个常量 例如: #define PI 3.1415926
整型数据类型
有符号整型 int short [int] long [int] 数据类型
有符号 short(16位) 无符号 unsigned short(16位) 有符号 int (32位) 无符号 unsigned int (32位)
无符号整型 数据长度 unsigned [int] 16或32位 unsigned short [int] 16位 unsigned long [int] 32位 取值范围
-32768 ~ 32767 0 ~ 65535 -2147483648 ~ 2147483647 0 ~ 4294967295
字符型数据类型
字符具有数值特征
'A' 65 0100 0001
int y = 20;
int z = 0; z = max(x,y); printf(“z:%d”,z); return 0; }
课程目标
计算机程序基础及基本概念
数据类型、运算符和表达式
C语言流程控制 C数据的输入与输出
实训项目
变量的定义与使用
C语言中: 变量必须先定义,后使用 定义变量时要指定变量名和数据类型 变量应该先赋值,后引用 例如: int a, b,c; a = 5; b = 3; c = a+b; printf(“%d”,c);
嵌入式Linux C高级编程(一)
报告人:曹国辉
课程目标
计算机程序基础及基本概念
数据类型、运算符和表达式
C语言流程控制 C数据的输入与输出
实训项目
程序的本质
广义的讲,为了实现一个特定的目标而预先设计的一组可操 作的工作步骤就可以称之为一个程序 找工作: 写简历 投简历 笔试 面试 入职 对于计算机系统,简单的说,程序就是系统可以识别的一组 有序的指令 程序存储在磁盘上,被加载到内存中,计算机系统从内存中 逐条读取指令并执行 程序 = 算法 + 数据结构 算法:解决问题的方法和步骤,对操作的描述,是程序设计 的灵魂。 数据结构:对数据的描述,用来指定程序中的数据类型和数 据的组织形式。
程序设计语言概述
程序设计语言:计算机能够识别的语言,人与计算机交流的 语言。 程序设计语言分为:机器语言、汇编语言、高级语言。 机器语言:直接使用机器指令(0,1序列)来设计程序,可以 被计算机系统直接识别。 汇编语言:把机器指令符号化,即通过一组简单的的符号来 表示机器指令,更接近于自然语言,更容易理解和使用。 不 能被计算机系统直接识别,要转化成机器语言后才能执行。 和机器语言一样,开发工作量大,无法移植。 高级语言:和特定的计算机系统无关,更接近于人类自然语 言。一条语句对应多条机器指令,工作量小,开发效率高。 同样需要转换成机器代码后才能被计算机系统识别、执行。 BASIC , FORTRAN, PASCAL, C, C++
模块化程序设计方法
大型的C程序一般由多个源码文件组成,通常把与实现一 个功能相关的函数放在一个源码文件里面,称为一个模块。
/* main.c */ #include <stdio.c> #include <mymax.h> int main(void) { int x = 10; /*mymax.c */ #include <mymax.h> int max(int a1,int a2) { if(a1 > a2) return a1 return a2; } /*mymax.h */ extern int max(int a1,int a2)
变量
变量:在程序运行过程中,其值可以被改变的量称为变量; 变量代表内存中具有特定属性的一个存储单元。它用来存 放数据,这就是变量的值,在程序运行期间,这些值是可 以改变的。 变量的类型实质就是指存放在变量所代表的存储单元中存 放数据的数据类型,可以是C语言支持所有数据类型。 变量的地址就是它所代表存储单元的地址;
C语言程序结构组成
C语言程序实质是函数的集合。
/* test.c This is the first C program */ #include <stdio.h> 预处理命令
无返回值
注释信息
void main ( {
)
无参数、无返回值的主函数
主函数名 函数开始 内部函数名