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从上面的图中不难看出Linux位于硬件上层与系统API下层。而我们常说的C\C开发屏蔽了硬件层你无须认识各类硬件也能自如的使用这些硬件。这是因为Linux为我们封装好了使用这些硬件的方法。而更上层的应用框架也就是我们后续学习的高端编程都是基于这之上来搭建的。学习框架可以帮我们快速的搭建一个可用的应用。但是缺点是我们很难知道底层的一些细节也就是不断调用写好的函数而不知所以然。值得注意的是越下层的东西原理越固定也就是迭代的速度越慢。而越上层的应用则日新月异我们时常会感受到学习Linux做不出什么东西来这是十分正常的。想要短时间实现应用就该学习一些框架。 举个例子吧想要以linux为操作系统做个人脸识别机器人还能语音播报可以用window控制可以存储视频数据。 考虑一个最小子系统我们需要用一个摄像头来当眼睛需要一个语音模块来当嘴巴需要一颗主控板上面跑着Linux操作系统来当作大脑可以用树莓派。我们可以用Opencv来做图像处理只需要调用几个函数几百行代码就能实现一个简单的人脸识别可以使用FFMPEG来做语音识别和音频处理如果只是简单的语音播报功能学习起来也十分的快。有了这些功能组织起来你的下位机也就是机器人就已经制作完毕了。穿插着学习一下线程和进程的知识简单的组装一下他就可以用几个Linux命实现相应的功能。针对性的去学习相应的函数其它用不上的一概不学的情况下。这大概只需要花费十来个小时 只有下位机显然是不够的如果我们想要用个PC机来作为上位机控制这个机器人呢那我们需要有个前端界面可以是用QtQt可以拖拽生成界面假设不考虑美观性只实现获取摄像头、开始识别、语音播报两个功能。那PC机需要和树莓派进行通信我们需要学习Socket网络编程如果需要存储数据可以学习Sqlite。同样的广度优先学习只学一个皮毛调用相应的API即可。这不会花费特别多的时间现代框架拥有的强大功能可以帮助你快速搭建起一个这样的体系。 让我们回头看看我们做了一个什么东西是不是和我们现在用的产品已经十分类似了完全可以当作一个毕设的级别的小Demo。然鹅做一个这样东西的时间其实不需要花费太久只要你知道有这个函数知道环境怎么搭建你不需要知道太多的底层知识只需要知道个大概流程。长则一个月短则几周完全可以独立的开发出一个这样的东西照猫画虎很多代码网络上都有了跟着视频去做即可。这也是自顶向下学习的第一步从应用层进行学习。 渐入佳境 完成这样的一个机器人我们看似用了很多技术那么这些技术究竟从何而来我们调用的API函数究竟是怎么实现的框架又是怎么搭建的为什么短短几行代码就能实现如此强大的功能如果你有强烈的求知欲而不满足只是在巨人的肩膀上来实现这样一个应用。让我们接着往下走这里假设你已经有了C语言的基础看看Linux到底帮助我们完成了什么工作。 首先我们回忆一下我们开机时候的场景第一步按下电源键屏幕开始显示恭喜你已经成功开机。让我们停下来看看具体发生了什么为什么按下开机键就可以有如此大的威力开机键按下它会产生一个电流一切的一切都可以从这开始。电流进入一个名叫bootloder一个写在单片机里的引导程序的身体bootloder被电流唤醒开始引导Linux内核Kernel喂喂喂开始工作了Kernel按照定义开机的步骤点亮屏幕、输出一些信息、连接鼠标…挂载文件系统。启动成功欢迎用户。这时候你可以自由的使用Linux系统可以敲一些指令。
而那些屏幕、鼠标、键盘称之为IO设备是人和机器沟通的工具。我们可以有一些输入然后得到一些输出。Linux又是怎么来调用这些硬件的呢这些硬件有不同的原理图但是我们可以同一用一个USB接口或者蓝牙之类的来识别然后使用这又是怎么实现的呢答案是驱动程序比如一个鼠标它的产家根据它独有的芯片来设计一个驱动程序然后Linux加载这个驱动程序用户就可以使用这个鼠标了。大部分时候用户都会被屏蔽这个过程有时候操作系统缺少驱动时会提醒你安装或者你需要自己到官网来下载一些驱动程序…
这时候我们大致明白什么是 BootLoader 引导程序什么是 Linux 操作系统内核 Kernel什么是文件系统不同硬件和Linux是怎么进行交互的怎么使用这些硬件的。 让我们回到最初的问题框架是怎么来的框架你也可以认为是一种应用而它调用的就是最基础的Linux提供的API像是我们学习的fopenfwrite的函数。驱动程序则赋予fopen真正的意义因为外设也是一种文件。那么框架通过抽象出大部分的流程封装好繁琐的步骤留下一个薄薄的调用接口可以帮助我们实现各种强大的功能。 ​ 总结 上文我简单的带大家去识别了究竟一个实际的产品的背后涉及到的是什么东西。它到底和我们学习的Linux、C语言有什么关系。可能大部分使用单纯的用C或者Linux我们做不成什么有用的产品这是因为我们没有接触一些现在流行的框架我鼓励大家去接触到底该怎么开发一个产品你大可以根据我上面描述的制作机器人的步骤去一步一步学习。当然你需要善于使用搜索引擎好歹你现在知道该怎么去做了你脑海里面有了清晰的计划只要一个个问题去解决终究是可以实现一个有用的产品。在这一步骤大家可以不求甚解面向需求编程需求是什么就去用什么学习相应的内容不要全学用到什么学什么。可以复制黏贴的绝不自己手敲。大部分培训班干的就是这件事情。 但是完成了一个小项目后我希望你能回过头来静下心的去弄明白这些东西到底是怎么实现的它涉及到哪些我之前学习过的知识点原理是什么?大师们是怎么解决这些难题的其实所有的专业术语都是为了解决一些出现的难题像TCP\IP协议并非无中生有网络的多层模型也是为了解决网络通信的难题。学校学习的知识不会从应用出发常常是自底向上或者从中间往上走让人云里雾里稀里糊涂好像学了又好像没学。实际不会用理论学不懂相信是绝大多数人迷茫的地方。所以在遇到一个新的知识时不妨从另外一个角度来思考问题这个知识它能解决什么实际问题这往往会为你打开一个新世界的大门也可以帮助你将这个知识点领悟的更加深刻。我是一个爱编程的小白今天的文章到这里就结束啦期待和大家下次再见 相关视频https://www.bilibili.com/video/BV1HE411w7by?p1vd_sourced15a0ea5c86399d259f6febe12d6ea1a