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《嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)》課程教學(xué)大綱

一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

《嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)》課程是嵌入式方向和物聯(lián)網(wǎng)方向的方向課。該課程主要講述嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)方法與技巧，主要內(nèi)容包括嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)、嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建、文件I/O編程、進(jìn)程控制開(kāi)發(fā)、進(jìn)程間通信開(kāi)發(fā)、多線程編程及網(wǎng)絡(luò)編程等方法與技巧。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)課程，應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)教學(xué)目的:

（1）掌握嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)編程基礎(chǔ)，包括能熟練掌握vi、gcc、gdb、makefile等開(kāi)發(fā)工具的使用，能掌握l(shuí)inux操作系統(tǒng)常用的基本命令的使用。

（2）熟練掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建過(guò)程，包括掌握交叉環(huán)境的搭建，tftp服務(wù)器的使用，nfs文件系統(tǒng)的使用，smb服務(wù)器的使用，常用的燒寫工具的使用等。

（3）掌握l(shuí)inux操作系統(tǒng)下，文件I/O編程方法和技巧，能熟練使用ANSIC標(biāo)準(zhǔn)和POSIX標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)I/O函數(shù)對(duì)文件進(jìn)行操作。

（4）掌握l(shuí)inux下進(jìn)程控制編程方法和技巧。能熟練掌握進(jìn)程的創(chuàng)建、進(jìn)程的等待、多進(jìn)程、守護(hù)進(jìn)程的編程方法和技巧。

（5）掌握l(shuí)inux下進(jìn)程通信編程的方法和技巧。熟練掌握管道通信、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存，信號(hào)及信號(hào)量等通信機(jī)制的原理和編程方法。

（6）掌握l(shuí)inux下線程編程的方法和技巧。

（7）掌握l(shuí)inux下網(wǎng)絡(luò)編程的方法和技巧，能夠使用socket通信原理編寫TCP程序。

二、課程教學(xué)基本內(nèi)容與要求

第一章 Linux快速入門

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

1.1嵌入式Linux基礎(chǔ)

1.2 Linux安裝

1.3 Linux文件及文件系統(tǒng)

1.4文件類型及文件屬性

1.5 Linux目錄結(jié)構(gòu)

（二）基本要求

教學(xué)目的：掌握嵌入式Linux的基本概念、理解嵌入式linux的文件系統(tǒng)及目錄結(jié)構(gòu)和掌握l(shuí)inux系統(tǒng)的安裝。

教學(xué)重點(diǎn)：Linux安裝、linux文件系統(tǒng)及文件屬性和Linux目錄結(jié)構(gòu)。

教學(xué)難點(diǎn)：Linux的安裝和Linux的目錄結(jié)構(gòu)。

第二章 Linux基礎(chǔ)命令

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

2.1 Linux常用命令

2.2 Linux啟動(dòng)過(guò)程詳解

2.3 Linux系統(tǒng)服務(wù)

（二）基本要求

教學(xué)目的：掌握l(shuí)inux下常用命令的使用、理解linux啟動(dòng)過(guò)程和能使用linux提供的系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)命令完成常用的服務(wù)的設(shè)定。

教學(xué)重點(diǎn)：linux常用命令的使用。

教學(xué)難點(diǎn)：linux系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程。

第三章 Linux下C編程基礎(chǔ)

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

3.1 Linux下C語(yǔ)言編程概述

3.2常用編輯器

3.3 gcc編譯器

3.4 gdb調(diào)試器

3.5 make工程管理器

（二）基本要求

教學(xué)目的：掌握l(shuí)inux下常用GNU工具vi編輯器、gcc編譯器和gdb調(diào)試器的使用，能編寫簡(jiǎn)單的make file配置文件。

教學(xué)重點(diǎn)：vi編輯器、gcc編譯器、gdb調(diào)試器和make工程管理器。

教學(xué)難點(diǎn)：gcc編譯器編譯選項(xiàng)的分析、makefile文件的編寫。

第四章 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

4.1嵌入式系統(tǒng)概述

4.2 ARM處理器硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)

4.3嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程

（二）基本要求

教學(xué)目的：了解嵌入式系統(tǒng)概述、熟悉ARM處理器硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)、掌握嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程。

教學(xué)重點(diǎn)：嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)、嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、ARM9體系結(jié)構(gòu)、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程。

教學(xué)難點(diǎn)：ARM9體系結(jié)構(gòu)、S3C2410處理器。

第五章 嵌入式Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

5.1嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建

5.2 U-Boot移植

（二）基本要求

教學(xué)目的：掌握嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建和U-Boot移植主要步驟。

教學(xué)重點(diǎn)：嵌入式交叉編譯環(huán)境的搭建、編譯嵌入式Linux內(nèi)核、制作文件系統(tǒng)、U-Boot移植主要步驟。

教學(xué)難點(diǎn)：編譯嵌入式Linux內(nèi)核、制作文件系統(tǒng)、U-Boot移植主要步驟。

第六章 文件I/O編程

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

6.1 Linux系統(tǒng)調(diào)用及用戶編程接口(API)

6.2 Linux中文件及文件描述符概述

6.3底層文件I/O操作

6.4嵌入式Linux串口應(yīng)用編程

6.5標(biāo)準(zhǔn)I/O編程

（二）基本要求

教學(xué)目的：理解系統(tǒng)調(diào)用及用戶編程接口、了解Linux中文件及文件描述符概述、掌握底層文件I/O操作、掌握嵌入式Linux串口應(yīng)用編程、掌握標(biāo)準(zhǔn)I/O編程。

教學(xué)重點(diǎn)：Linux系統(tǒng)調(diào)用及用戶編程接口(API)、inux中文件及文件描述符概述、底層文件I/O操作、嵌入式Linux串口應(yīng)用編程、標(biāo)準(zhǔn)I/O編程。

教學(xué)難點(diǎn)：文件鎖、多路復(fù)用式串口操作。

第七章 進(jìn)程控制開(kāi)發(fā)

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

7.1 Linux進(jìn)程概述

7.2 Linux進(jìn)程控制編程

7.3 Linux守護(hù)進(jìn)程

（二）基本要求

教學(xué)目的：理解Linux進(jìn)程概述、掌握Linux進(jìn)程控制編程方法和技技巧、掌握Linux守護(hù)進(jìn)程編程的方法。

教學(xué)重點(diǎn)：Linux下的進(jìn)程結(jié)構(gòu)、Linux下的進(jìn)程管理、編寫守護(hù)進(jìn)程。

教學(xué)難點(diǎn)：Linux下的進(jìn)程結(jié)構(gòu)、守護(hù)進(jìn)程的出錯(cuò)處理。

第八章 進(jìn)程間通信

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

8.1 Linux下進(jìn)程間通信概述

8.2管道

8.3信號(hào)

8.4信號(hào)量

8.5共享內(nèi)存

8.6消息隊(duì)列

（二）基本要求

教學(xué)目的：理解Linux下進(jìn)程間通信概述，掌握管道、信號(hào)、信號(hào)量、共享內(nèi)存和消息隊(duì)列等通信方式的應(yīng)用和編程方法。

教學(xué)重點(diǎn)：管道、信號(hào)、信號(hào)量、共享內(nèi)存和消息隊(duì)列等通信方式的應(yīng)用和編程方法。

教學(xué)難點(diǎn)：信號(hào)的處理、信號(hào)量的應(yīng)用。

第九章 進(jìn)程間通信

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

10.1 TCP/IP概述

10.2網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)編程

10.3網(wǎng)絡(luò)高級(jí)編程

（二）基本要求

教學(xué)目的：理解Linux線程概述、掌握Linux線程編程。

教學(xué)重點(diǎn)：線程的創(chuàng)建、線程等待、線程之間的同步與互斥。

教學(xué)難點(diǎn)：線程之間的同步與互斥。

第十章 嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò)編程

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

9.1 Linux線程概述

9.2 Linux線程編程

（二）基本要求

教學(xué)目的：理解TCP/IP概述、掌握網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)編程、掌握網(wǎng)絡(luò)高級(jí)編程。

教學(xué)重點(diǎn)：TCP/IP協(xié)議族、TCP和UDP、地址及順序處理、socket基礎(chǔ)編程。

教學(xué)難點(diǎn)：地址及順序處理、網(wǎng)絡(luò)高級(jí)編程。

三、課程各章節(jié)學(xué)時(shí)分配

四、本課程課外學(xué)習(xí)與修學(xué)指導(dǎo)

該課程是一門綜合性的課程，運(yùn)用到操作系統(tǒng)原理、C編程基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等先行課程的內(nèi)容，所以要多參考相關(guān)書籍，做到能系統(tǒng)的撐握相關(guān)知識(shí)；該課程是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，在有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)以外，多實(shí)踐練習(xí),鍛煉嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的基本技能、基本設(shè)計(jì)思路，另外嵌入式系統(tǒng)源代碼，大多是開(kāi)源的。所以在進(jìn)行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中，課外多下載閱讀分析相關(guān)應(yīng)用程序源代碼，做到個(gè)性化應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

五、本課程考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

考核方式：閉卷考試

成績(jī)?cè)u(píng)定方法：本課程的考核是平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期終考試成績(jī)相結(jié)合。具體比例為：上課出勤、作業(yè)占20%，實(shí)驗(yàn)占20%，期末考試成績(jī)占60%。

其中期未考試總分100分，基礎(chǔ)題占50%，中等難度題占40%，較難題占10%。考試題型主要有：選擇題、填空題、判斷題、程序填空題、程序設(shè)計(jì)題等。

六、教材及參考書

教材：《嵌入式Linux應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)教程(第2版)》.華清遠(yuǎn)見(jiàn)嵌入式培訓(xùn)中心,人民郵電出版社，2009.

主要參考書：

[1] 劉洪濤,孫天澤.嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)計(jì).北京:人民郵電出版社,2008

[2] Daniel P.Bovet;Marco Cesati著.陳莉君,張瓊聲,張宏偉譯,深入linux內(nèi)核(第三版).北京:中國(guó)電力出版社,2007

[3] [美]Christopher Halinan.嵌入式Linux開(kāi)發(fā)(英文版).北京:人民郵電出版社,2008

[4] 羅克露,陳云川.嵌入式軟件調(diào)試技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,2009

[5] [英]Neil Matthew;Richard Stones著.陳健,宋健建譯.linux程序設(shè)計(jì)(第三版).北京:人民郵電出版社,2009

大綱撰寫人： 劉澤平

大綱審閱人： 劉偉群

教學(xué)副主任： 易葉青

編寫日期：2012.6