嵌入式系统及应用——第四章-673
嵌入式系统应用教程第四章
图4-2 安装RPM包文件
4.1.2 服务器端设置
TFTP服务默认情况下是关闭的,因此,在启动TFTP服务 前应该先开启该服务,开启该服务的方法有以下三种。 1.使用setup 在命令终端窗口中运行命令“setup”启动文本模式设 置工具,利用键盘上的方向键选择“系统服务”后按回车键, 进入“服务”窗口。在“服务”窗口中,利用键盘上的方向 键移动光标到“TFTP”上,然后按空格键给“TFTP”前面 加上“*”,如图4-3所示。然后按Tab键将光标移到“确定” 按钮,按回车键退回到主菜单界面。在主菜单界面使用 Tab 键将光标移到“退出”按钮,按回车键退出 setup设置工具。
4.1 TFTP服务
图 4-1 查找RPM软件包
4.1.1 检测与安装软件包
(2)安装软件包
4.1 TFTP服务
将RPM包管理工具的显示页面切换为“用户软件包”页 面,单击窗口下面的“安装其他软件包”,通过菜单项“文 件 / 打开”或者“打开”快捷按钮选择要安装的 RPM 文件, 如图4-2所示,然后单击菜单项“文件/安装”或者“安装” 快捷按钮开始安装RPM包文件。
4.1.1检测与安装软件包
通常情况下TFTP服务的软件包在系统安装过程中将进行 自动安装,如果没有自动安装,则需要在第二张安装光盘中 找 到 文 件 “ tftp-server-0.42-3.1.i386.rpm” 和 “ tftp0.42-3.1.i386.rpm”,其中前者为服务器端软件包,后者 为客户端软件包。然后对这些软件包进行手工安装。检测和 安装软件包的方法分为命令行和图形界面两种方式。
4.1 TFTP服务
4.1.2 服务器端设置
4.1 TFTP服务
图 4-3 选择TFTP服务
嵌入式系统及应用_南通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
嵌入式系统及应用_南通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.通常所说的32 位微处理器是指( )。
参考答案:CPU 字长为 32 位2.课程配套实验例程中,工程文件*.uvprojx放在()文件夹中。
参考答案:USER3.本实验中字符 A 对应的八段码为()。
参考答案:0x884.ARM微处理器的运行模式可以通过硬件改变。
参考答案:错误5.在MDK5中,工程中加入新文件夹后,应在工程设置(Option for Target)界面的()页面中的添加路径(Include Paths)栏目内,添加新加入的文件夹路径。
参考答案:C/C++6.在外部中断处理实验例程中,对KEY-UP按键中断检测初始化配置中,设置()型触发方式。
参考答案:上升沿触发7.课程实验教学平台中包含的模块有:()。
参考答案:TFT 3.2屏模块_超声波测距模块(SR04)_继电器模块_温湿度模块(DHT11)8.4*4矩阵按键需采用行列扫描方法来检测是否有按键按下。
参考答案:正确9.如果要设置寄存器的值为32位立即数,可以使用伪指令LDR。
参考答案:正确10.下列属于GPIO特性的是()。
参考答案:复用功能输入/输出选择寄存器_具有上拉或下拉功能的推挽输出_快速翻转,每次翻转最快只需两个时钟周期_从输出数据寄存器或外设输出数据11.启动文件主要完成()工作。
参考答案:异常向量表的初始化_调用C库的__main函数进入基于C语言的主文件中_复位事件处理初始化_堆栈初始化12.四则运算指令的基本加减法运算指令有()。
参考答案:ADD_SUB_SBC_ADC13.若有以下说明语句:struct date { int year;int month; int day; }brithday; 则下面的叙述不正确的是()。
参考答案:brithday是用户定义的结构体类型名14.假设R1=0x31,R2=0x01,执行完ADD R0,R1,R2 LSL #3后R0=( )。
嵌入式系统原理及应用(刘卫光)1-4章 (4)
第四章 嵌入式系统外部设备
(2) 表示SDRAM芯片内部的逻辑存储库,通常称为 内部Bank,或者逻辑Bank。在这种情况下,一个Bank就 是一个存储芯片中的一个存储区。
(3) 表示DIMM(双列直插式存储模块)或SIMM(单列 直插式存储模块)的SDRAM连接插槽或插槽组。它是CPU 与内存之间以数据总线方式相连的物理接口。
第四章 嵌入式系统外部设备
(3) 列读/写:行地址确定之后要对列地址进行寻址。在 SDRAM中,行地址线与列地址线复用。列地址线仍然是行 地址所用的A0~A12。SDRAM没有明确的读操作或写操作 命令,而是通过芯片的nWE信号实现读/写控制。nWE有效 时是写命令,无效时就是读命令。nWE命令与列地址一块发 出。
DRAM的特点与SRAM相反,其存储密度高,读/写速度 较慢,制造成本低。此外,由于读出时电容C上有电荷放电, 原来存储的信息会被破坏,所以需要及时补充电荷,这个操 作称为刷新。电容C上的电荷只能维持几毫秒。为此, DRAM每2 ms内必须进行一次刷新充电,以保持存储信息的 正确性。
第四章 嵌入式系统外部设备
第四章 嵌入式系统外部设备
表4-1给出了S3C44B0X处理器的Bank地址配置表。在 S3C44B0X处理器上连接SDRAM时,利用表4-1可以确定 Bank选择线的连接方法。假如要在S3C44B0X处理器上配接 一个容量为32 MB(256 Mb)的SDRAM,那么根据表4-1和所 选器件的数据手册就可以绘制正确的硬件接线图。图4-2给 出了上述两个芯片的硬件接线图。
第四章 嵌入式系统外部设备
4.1.2 嵌入式处理器上配接SDRAM 在处理器支持SDRAM的情况下,首先应按照处理器数
据手册的说明确定SDRAM地址空间在系统总地址空间的位 置;然后设计系统电路板,完成特定SDRAM芯片和CPU之 间的正确连线。此外,还要在系统的启动代码中设置与 SDRAM相关的特殊寄存器,这样一旦启动完毕,SDRAM就 可以作为主存储器投入运行。
嵌入式系统及应用_徐州工程学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
嵌入式系统及应用_徐州工程学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.S3C2410集成的ADC外设模块模拟量输入信号的范围是0~3.3V答案:正确2.S3C2410集成的10位ADC转换的代码为0x00~0x3ff答案:正确3.在中断服务汇编语言程序中,至少应有一条()答案:中断返回指令4.下列不属于信号量作用范围的是()答案:测试并置位指令5.用户程序一般运行在()答案:用户模式6.ARM工作模式中具有独立的R8-R12寄存器的是()答案:FIQ模式7.ARM中用于保存子程序返回地址的寄存器是()答案:R148.当异常发生时,用于保存CPSR的当前值,从异常退出时用来恢复CPSR的是()答案:SPSR9.在μCOS中,如果统计任务优先级为19,那么空闲任务优先级为()答案:2010.µCOS-II中,中断服务程序退出后一定返回原来被打断的任务。
答案:错误11.ARM指令LDMIA R0,{R1,R2,R3,R4}实现的功能是()答案:R1←[R0],R2←[R0+4],R3←[R0+8],R4←[R0+12]12.arm发生异常后转到地址0x18处运行。
答案:正确13.ARM复位后,进入的工作模式是()答案:管理模式14.ARM公司提供具体的芯片。
答案:错误15.µCOS-II中的统计任务的优先级最低。
答案:错误16.µCOS-II中的空闲任务可以删掉。
答案:错误17.µCOS-II中空闲任务可以抢占用户任务,获得CPU得到运行。
答案:错误18.嵌入式系统采用的一个典型的的四级存储系统,存储级别越高,存取速度越快,而存储容量则越小。
答案:正确19.µCOS-II中任务一旦建立,立刻进入运行态。
答案:错误20.µCOS-II中任务就绪表记录了任务是否处于就绪态。
答案:正确21.嵌入式系统本质上不属于计算机系统。
答案:错误22.在多重循环中,为了提高程序的执行效率,应尽量把循环次数少的循环放在外层。
嵌入式系统教学:嵌入式系统及应用PPT课件
仿真器
用于模拟嵌入式系统的运行环境,便 于开发者在真实硬件之前进行调试和 测试。
调试器
用于在嵌入式系统运行过程中进行实 时调试,帮助开发者定位和解决问题。
交叉编译器
将应用程序代码编译为目标硬件平台 上的可执行文件,实现跨平台开发。
03 嵌入式系统的应用
智能家居
智能家居是嵌入式系统的重要应用领域之一,通过嵌入式系 统可以实现家庭设备的智能化控制和管理,提高生活便利性 和舒适度。
、医学影像设备等。
汽车电子
嵌入式系统用于汽车电 子控制系统,如发动机
控制、车身控制等。
嵌入式系统的发展历程
01
02
03
起源
嵌入式系统的概念起源于 20世纪70年代,主要用于 工业控制领域。
发展
随着微处理器技术的发展, 嵌入式系统逐渐普及,应 用领域不断扩大。
趋势
未来嵌入式系统将朝着智 能化、网络化、低功耗等 方向发展。
RTOS技术具有可移植性和可裁 剪性,可以根据实际需求进行 定制化开发,提高系统的可靠 性和性能。
06 嵌入式系统发展趋势与挑 战
物联网时代的嵌入式系统
嵌入式系统在物联网中的应用
嵌入式系统作为物联网的重要组成部分,广泛应用于智能家居、智能交通、智能制造等领域,实现设备间的互联 互通和智能化控制。
提高实际操作能力。
项目实践
组织学生进行嵌入式系统的项目 实践,将理论知识应用于实际项 目中,提高学生的综合应用能力。
注重培养学生的实际动手能力
提供实验设备和实验环境
学校应提供先进的实验设备和实验环境,满足学生进行实验和实 践的需求。
加强实验课程建设
增加实验课程的比重,设计更多具有挑战性和实用性的实验项目, 引导学生主动实践。
嵌入式系统教学课件:嵌入式系统及应用
包含有计算机,但又不是通用计算机的计算机应用系 统。
通用计算机与嵌入式系统对比
特征 通用计算机 嵌入式系统
•看不见的计算机。 •形式多样,应用领域广泛 ,按应用来分。 •面向应用的嵌入式微处理 器,总线和外部接口多集成 在处理器内部。 •软件与硬件是紧密集成在 一起的。 •采用交叉开发方式,开发 平台一般是通用计算机,运 行 平台是嵌入式系统。 •一般不能再编程 形式 •看得见的计算机。 和类型 •按其体系结构、运算速度和结构 规模等因素分为大、中、小型机 和微机。 组成 •通用处理器、标准总线和外设。 •软件和硬件相对独立。
Hardware Abstraction Layer: BSP & Device Driver SCSI Driver Flash Driver MMU Driver Cache Driver Serial Driver Ethernet Driver Device Drivers
Hardware
硬件抽象层
(2)嵌入式DSP处理器
• DSP的理论算法在70年代就已经出现,但是由于专 门的DSP处理器还未出现,所以这种理论算法只能 通过MPU等由分立元件实现。1982年世界上诞生了 首枚DSP芯片。在语音合成和编码解码器中得到了 广泛应用。DSP的运算速度进一步提高,应用领域 也从上述范围扩大到了通信和计算机方面。
• 嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在 芯片上运行。 • 为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函 数以及和专家库函数接口,用户必须自行选配RTO S(Real-Time Operating System)开发平台, 这样才能保证程序执行的实时性、可靠性,并减 少开发时间,保障软件质量。
嵌入式系统的组成
(完整版)嵌入式系统及其应用
(完整版)嵌入式系统及其应用-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN嵌入式系统及其应用1嵌入式系统的定义根据IEEE(电气和电子工程师协会)的定义,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。
从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等附属装置。
目前国内一个普遍被认同的定义是:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2 嵌入式系统的技术特点嵌入式系统通常包括构成软件的基本运行环境的硬件和操作系统两部分。
嵌入式系统的运行环境和应用场合决定了嵌入式系统具有区别于其它操作系统的一些特点。
(1)嵌入式处理器嵌入式处理器可以分为三类:嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP(Digital Signal Processor)。
嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的CPU。
在应用中,一般是将微处理器装配在专门设计的电路板上,在母板上只保留和嵌入式相关的功能即可,这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。
(2)微内核结构大多数操作系统至少被划分为内核层和应用层两个层次。
内核只提供基本的功能,如建立和管理进程、提供文件系统、管理设备等,这些功能以系统调用方式提供给用户。
一些桌面操作系统,如Windows、Linux等,将许多功能引入内核,操作系统的内核变得越来越大。
内核变大使得占用的资源增多,剪裁起来很麻烦(3)任务调度在嵌入式系统中,任务即线程。
大多数的嵌入式操作系统支持多任务。
多任务运行的实现实际是靠CPU在多个任务之间切换、调度。
每个任务都有其优先级,不同的任务优先级可能相同也可能不同。
(完整版)嵌入式系统及其应用
嵌入式系统及其应用1嵌入式系统的定义根据IEEE (电气和电子工程师协会)的定义,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置” (devices used to control, monitor, or assist the operati on of equipme nt, mach inery or pla nts )。
从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等附属装置。
目前国内一个普遍被认同的定义是:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2嵌入式系统的技术特点嵌入式系统通常包括构成软件的基本运行环境的硬件和操作系统两部分。
嵌入式系统的运行环境和应用场合决定了嵌入式系统具有区别于其它操作系统的一些特点。
(1)嵌入式处理器嵌入式处理器可以分为三类:嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP ( Digital Sig nal Processor )。
嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的CPU在应用中,一般是将微处理器装配在专门设计的电路板上,在母板上只保留和嵌入式相关的功能即可,这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。
(2)微内核结构大多数操作系统至少被划分为内核层和应用层两个层次。
内核只提供基本的功能,如建立和管理进程、提供文件系统、管理设备等,这些功能以系统调用方式提供给用户。
一些桌面操作系统,如Windows Linux等,将许多功能引入内核,操作系统的内核变得越来越大。
内核变大使得占用的资源增多,剪裁起来很麻烦(3)任务调度在嵌入式系统中,任务即线程。
大多数的嵌入式操作系统支持多任务。
多任务运行的实现实际是靠CPU在多个任务之间切换、调度。
每个任务都有其优先级,不同的任务优先级可能相同也可能不同。
作系统对不同优先级的任务米用基于优先级的抢占式调度法,对相同优先级的任务则采用时间片轮转调度法。
《嵌入式系统与应》课件
02
调试工具
调试工具用于在嵌入式系统开发过程 中进行程序调试和问题定位。常见的 调试工具包括JTAG调试器和串口调试 器等。
03
版本控制系统
版本控制系统用于管理嵌入式系统开 发过程中的代码版本,方便多人协作 开发和代码回溯。常见的版本控制系 统有Git和SVN等。
嵌入式软件设计方法
模块化设计
将嵌入式软件划分为多个模块,每个模块具有明确的功能和接口, 便于软件的开发、维护和升级。
微处理器
微处理器概述
微处理器是嵌入式系统的核心,负责执行指 令和处理数据。
微处理器性能指标
处理速度、功耗、集成度等,这些指标直接 影响嵌入式系统的性能。
常见微处理器类型
ARM、MIPS、PowerPC等,这些微处理器 广泛应用于嵌入式系统。
微处理器的选择
根据应用需求选择合适的微处理器,考虑性 能、功耗、成本等因素。
存储器
存储器概述
存储器是嵌入式系统中用于存储数据 和程序的硬件设备。
常见存储器类型
RAM、ROM、Flash等,这些存储 器在嵌入式系统中广泛应用。
存储器性能指标
存储容量、读写速度、功耗等,这些 指标影响嵌入式系统的性能和稳定性 。
存储器的选择
根据应用需求选择合适的存储器,考 虑性能、功耗、成本等因素。
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REPORTING
嵌入式系统的发展趋势与挑战
01
嵌入式系统将向更小、更轻、更低功耗的方向发展 ,满足各种便携式设备和穿戴式设备的需求。
02
嵌入式系统将与云计算、大数据等技术深度融合, 实现更高效的数据处理和分析能力。
03
嵌入式系统的发展面临安全性和可靠性的挑战,需 要加强安全防护和可靠性设计。
《嵌入式系统及应》课件
需求。
系统部署与维护
系统部署
将系统安装到实际运行环境中,并进行必要的 配置和优化。
系统维护
定期对系统进行检查、维护和升级,确保系统 稳定运行。
技术支持与故障排除
为用户提供技术支持,及时处理系统运行中出现的各种问题。
05
嵌入式系统的应用实例
智能家居系统
智能家居系统是嵌入式系统的典型应用之一,通过将各种家电设备、照明、门窗、 环境监测等子系统集成在一个平台上,实现智能化控制和管理。
任务调度
嵌入式操作系统能够 根据任务优先级进行 任务调度,确保高优 先级任务能够及时得 到处理。
设备驱动
嵌入式操作系统提供 设备驱动程序,用于 与硬件设备进行交互 。
嵌入式中间件
数据传输
嵌入式中间件提供数据传输功能,实 现不同设备或系统之间的数据交换和
通信。
消息队列
嵌入式中间件提供消息队列机制,用 于在不同设备或系统之间传递消息。
析仪等。
嵌入式系统在医疗电子设备中发挥着重 要作用,通过高性能的处理器和各种传 感器,实现对病人生命体征的实时监测 和数据分析,为医生提供准确的诊断依
据。
医疗电子设备需要具备高精度、高可靠 性和低功耗等特点,因此对嵌入式系统
的性能和可靠性要求较高。
汽车电子系统
汽车电子系统是嵌入式系统的 又一应用领域,主要用于汽车 发动机控制、车身控制、安全
数据处理
应用软件负责对数据进行处理和分析,满 足用户需求。
业务逻辑
应用软件包含业务逻辑,用于实现具体的 业务功能。
系统软件
系统引导程序
系统软件包含引导程序, 用于初始化硬件设备和加 载操作系统。
网络协议栈
嵌入式系统及应用——第四章
子轮询:结构
F1
F2_1
F2_2
F3
CPU 子轮询结构
子轮询:程序
print_msg(msg) char *msg; {
while (*msg!=END_CHAR){ if (READY_FLAG & input(PRINTER_PORT)){ output(PRINTER_DATA,*MSG++); }else{ poll_others( ); }
4.2 软件体系结构的发展历程
应用规模小 汇编程序
结构化设计 数据流 控制流
高级语言
多侧面设计 类 对象 状态 交互 活动
OO语言
高层抽象结构 独立设计 忽略细节 尚不成熟
体系结构描述
无结构 1970 萌芽阶段 1980
初期阶段 1995
高级阶段
4.3 通用软件体系结构
main
第四章
嵌入式软件体 系结构
核心内容
• 软件体系结构的作用 • 软件体系结构的发展历程 • 通用软件体系结构 • 嵌入式软件体系结构
4.1 软件体系结构的作用
• 是一个系统的设计计划 • 帮助管理复杂系统的抽象框架
设计计划
领域分析 需求分析 风险分析
质量要求 修改需求
软件体系结构设计
修改结构
硬件结构设计
} }
子轮询F2_2程序结构
4.4 嵌入式软件体系结构:前后台
中断 1
中断2
后台
前后台系统运行方式
前台
前后台:重要参数
• 性能指标:响应时间 中断延迟时间 吞吐量
前后台:中断
中断请求
主程序 状态保存 与恢复
响应时间
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应用规模小 汇编程序
结构化设计 数据流 控制流
高级语言
多侧面设计 类 对象 状态 交互 活动
OO语言
高层抽象结构 独立设计 忽略细节 尚不成熟
体系结构描述
无结构 1970 萌芽阶段 1980
if (condition1) {F1( );} if (condition2) {F2( );} if (condition3) {F3( );} ... ... }
轮询程序框架
计算机学院
子轮询:结构
F1
F2_1
F2_2
F3
CPU 子轮询结构
12
计算机学院
子轮询:程序
print_msg(msg) char *msg; {
嵌入式系统及应用
计算机学院 廖勇
sn@
1
计算机学院
第四章
嵌入式软件体 系结构
2
计算机学院
核心内容
• 软件体系结构的作用 • 软件体系结构的发展历程 • 通用软件体系结构 • 嵌入式软件体系结构
3
计算机学院
4.1 软件体系结构的作用
• 是一个系统的设计计划 • 帮助管理复杂系统的抽象框架
while (*msg!=END_CHAR){ if (READY_FLAG & input(PRINTER_PORT)){ output(PRINTER_DATA,*MSG++); }else{ poll_others( ); }
} }
子轮询F2_2程序结构
13
计算机学院
4.4 嵌入式软件体系结构:前后台
初期阶段 1995
高级阶段
7
计算机学院
4.3 通用软件体系结构
main
用
系
户
统
函
函
数
数
整体结构系统示意模型
其他函数
8
计算机学院
4.3 通用软件体系结构
用户 界面层
由
内部抽象层1
各
层
元
素
内部抽象层k
组
成
核心层
硬件环境
层次结构系统模型
9
由 调 用 接 口 组 成
计算机学院
4.3 通用软件体系结构
客户系统1
4
计算机学院
设计计划
领域分析 需求分析 风险分析
质量要求 修改需求
软件体系结构设计
修改结构
硬件结构设计
硬件结构
软件结构 实现限制
详细设计、编码 集成、测试
软件体系结构与其他开发任务的关系
5
计算机学院
抽象管理框架
• 任务的实时性软件体系结构独立于 任何一个现实系统平台,它是一个 抽象:现实系统中的许多细节被提 炼并封装成软件体系结构中的元素。
17
计算机学院
4.5 实时多任务系统
• 任务(Task) 一个程序运行的实体;
资源拥有的基本单位;系统调度的基本 单元(若不含线程)
• 实时任务(Real-time Task) 一个带有实 时性能约束的任务称为
• 实时操作系统(RTOS) 构架系统时从
系统中抽象出一个便于上层应用开发的
平台,为支持实时多任务应用
18
计算机学院
4.5 实时多任务系统
任务1 任务2
任务K
实时多任务操作系统
外设1
外设2 嵌入式微处理器
外设n
实时多任务系统结构
19
计算机学院
4.5 实时多任务系统
• 性能指标:中断响应延迟 中断响应时间
20
计算机学院
4.6 多处理器系统
CPU
CPU
CPU
CPU
MEMORY
(a) 紧耦合
CPU
MEMORY
客户系统2
客户系统M
产生请求
返回结果
请求服务 请求服务
请求服务 返回结果 请求服务
返回结果
服务系统1
服务系统2
服务系统N
完成操作
客户机/服务器体系结构
10
计算机学院
4.4 嵌入式软件体系结构:轮询
F1
F2
F3
CPU
注:Fi代表函数名(i=1,2…)
轮询过程
11
initialize( ); while (TRUE){
中断 1
中断 1
主程序
中断 2
中断 1 中断 2
后台
14
前后台系统运行方式
前台
计算机学院
前后台:重要参数
• 性能指标:响应时间 中断延迟时间 吞吐量
15
计算机学院
前后台:中断
中断请求
主程序 状态保存 与恢复
响应时间
数据变迁
中断服务
延迟时间
中断执行的刻画
恢复时间
16
计算机学院
前后台:交互
• 前后台交互:同步信号 数据交互
MEMORY
(b) 松耦合
CPU
MEMORY
21
© 协处理器耦合
计算机学院
多处理器系统:网络拓扑
(a) 总线
(b) 星型
(c) 环型
22
计算机学院
多处理器系统:网络拓扑
(d) 树型
(f) 网状
23
(e) 阵列型
计算机学院
谢谢!
24
计算机学院