nesC Language Reference Manual.

### nesC编程语言概述与特性 #### 一、引言 nesC是一种基于C语言的扩展编程语言，专门设计用于实现TinyOS的操作系统结构和执行模型。TinyOS是一款为资源极其有限的传感器网络节点（例如，仅有8K字节程序内存和512字节RAM）设计的事件驱动型操作系统。为了更好地理解和使用nesC，本文档将详细介绍该语言的关键概念及其在TinyOS中的应用。 #### 二、nesC的核心概念 nesC的核心概念包括构造与组合的分离、组件行为的接口定义以及组件间的静态链接。 ##### 1. 构造与组合的分离 - **构造**: 指组件的内部实现，即组件如何被编写和编译。 - **组合**: 指多个组件如何通过其接口相互连接形成一个完整的程序。 - **组件**: 程序的基本构建单元，包含其接口实例的规格和实现两个作用域。 - **内部并发**: 组件内部可以有并发任务运行。 - **控制线程**: 可以通过组件的接口进入组件，这些线程可能源于任务或硬件中断。 ##### 2. 组件行为的接口定义 - **接口**: 定义了组件提供给其他组件的功能和服务。 - **提供的接口**: 表示组件向外部暴露的功能。 - **使用的接口**: 表示组件为了完成任务所需的服务。 - **双向性**: 接口既包含由接口提供者实现的命令，也包含由接口使用者实现的事件，这使得单个接口能够表示复杂的组件间交互。 ##### 3. 组件间的静态链接 - **静态链接**: 组件通过其接口与其他组件静态地连接起来，这种连接方式提高了运行时效率，并鼓励稳健的设计方法。 - **硬件中断绑定**: 特定的基本事件被绑定到硬件中断上，但具体的绑定方式取决于系统本身，在此不进一步描述。 #### 三、nesC中的命令与事件 nesC中的命令和事件是组件间通信的基础。 ##### 1. 命令 - **定义**: 接口中定义的函数，由组件的使用者调用，通常是从应用程序组件向下调用至更接近硬件的组件。 - **非阻塞**: TinyOS中的所有命令都是非阻塞的，这意味着调用方不会等待命令完成。 ##### 2. 事件 - **定义**: 接口中定义的函数，由组件的提供者触发，通常是由低层组件向上层组件发送通知。 - **事件触发**: 当某个条件满足时触发事件，如数据包发送完成时触发`sendDone`事件。 #### 四、nesC在TinyOS中的应用 nesC的设计理念与TinyOS的架构紧密相关，TinyOS使用事件驱动模型，其中所有的操作都是非阻塞的，这要求组件之间的通信必须高效且低开销。nesC通过接口机制实现了这一点，它允许组件之间通过静态链接的方式进行高效通信，同时保持了良好的模块化特性。在TinyOS中，nesC的应用使得开发人员能够轻松构建可扩展和可维护的传感器网络应用。 #### 五、总结 nesC是一种专为资源受限的传感器网络设计的语言，它通过构造与组合的分离、接口定义以及静态链接等核心概念，提供了一种高效的编程模型。通过学习nesC，开发者能够更好地理解TinyOS的工作原理，并利用这些知识来开发高性能、低功耗的传感器网络应用。