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ROS的运行架构为一种使用ROS通信模块实现模块间P2P的松耦合的网络连接的处理架构，它执行若干种类型的通讯，包括基于服务的同步RPC（远程过程调用）通讯、基于Topic的异步数据流通讯，还有参数服务器上的数据存储。
ROS（机器人操作系统，RobotOperatingSystem），专为机器人软件开发所设计出来的一套电脑操作系统架构。一个开源的元级操作系统（后操作系统），提供类似于操作系统的服务，包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间消息传递、程序发行包管理，它也提供一些工具和库用于获取、建立、编写和执行多机融合的程序。
ROS的首要设计目标在机器人研发领域提高代码复用率。ROS是一种分布式处理框架（又名Nodes）。这使可执行文件能被单独设计，并且在运行时松散耦合。这些过程可以封装到数据包（Packages）和堆栈（Stacks）中，以便于共享和分发。ROS还支持代码库的联合系统。使得协作亦能被分发。这种从文件系统级别到社区一级的设计让独立地决定发展和实施工作成为可能。上述所有功能都能由ROS的基础工具实现。
为了实现“共享与协作”这一首要目标，人们制订了ROS架构中的其他支援性目标：
“轻便”：ROS是设计得尽可能方便简易。您不必替换主框架与系统，因为ROS编写的代码可以用于其他机器人软件框架中。毫无疑问的，ROS更易于集成与其他机器人软件框架。事实上ROS已完成与OpenRAVE、Orocos和Player的整合。
ROS-agnostic库：【agnostic：不可知论】建议的开发模型是使用clear的函数接口书写ROS-agnostic库。
语言独立性：ROS框架很容易在任何编程语言中执行。我们已经能在Python和C++中顺利运行，同时添加有Lisp、Octave和Java语言库。
测试简单：ROS有一个内建的单元/组合集测试框架，称为“rostest”。这使得集成调试和分解调试很容易。
扩展性：ROS适合于大型实时系统与大型的系统开发项目。
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