《嵌入式系统原理》（H班）教学大纲

《嵌入式系统原理》教学大纲课程英文名PrincipleofEmbeddedSystem课程代码03M0193学分3总学时48理论学时32实验/实践学时16课程类别专业课课程性质限选先修课程计算机组成原理、计算机操作系统适用专业计算机科学与技术开课学院信息工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是计算机科学与技术专业的学科基础课，是计算机软、硬件密切结合的课程。本课程需要培养学生理解有关嵌入式系统硬件、软件结构及其基本原理、嵌入式系统的应用和设计方法，以及嵌入式系统的领域相关行业的国际状况和最新动态。通过该课程专业知识的学习可以培养学生初步掌握嵌入式系统开发过程和常用方法。为后续的毕业设计和从事嵌入式系统的设计、开发、维护工作奠定基础。（二）课程目标课程目标毕业要求目标分类1.了解嵌入式系统的定义和组成、嵌入式系统的硬件和软件特征、嵌入式系统的应用领域、嵌入式系统的发展趋势。掌握嵌入式系统的硬件构成、了解ARM微处理器，掌握嵌入式系统的设计流程与方法，具备嵌入式系统设计的能力。3记忆分析评价2.了解嵌入式操作系统主要特点，掌握嵌入式软件开发环境，解嵌入式操作系统的裁剪和系统调用。掌握嵌入式系统的调试方法。4记忆理解应用3.了解嵌入式系统进程间通信、串口通信、网络通信的相关原理，具备嵌入式系统进程间通信、串口通信、网络通信的编程开发能力。4记忆理解应用二、课程目标达成的途径与方法课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第1、2章及作业1.嵌入式系统基础2.嵌入式系统硬件体系结构课程目标2讲授第3、4、5章及作业实验1、2、3、43.嵌入式Linux操作系统4.嵌入式Linux程序开发基础5.嵌入式系统开发环境的建立课程目标3讲授第6、7章及作业实验5、6、7、86.文件处理与进程控制7.嵌入式Linux网络应用开发三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求3毕业要求4课程目标1M课程目标2H课程目标3H四、课程主要内容与基本要求1.嵌入式系统基础了解嵌入式系统的基本概念和组成，了解常见的嵌入式操作系统；了解)嵌入式系统的开发过程；通过实例学习嵌入式系统的应用方案。通过本部分内容的学习，要求学生对嵌入式系统及其应用所了解，为后续章节奠定基础。2.嵌入式系统硬件体系结构理解嵌入式硬件相关基础知识，掌握嵌入式系统硬件平台；掌握ARM微处理器结构体系结构。通过本部分内容的学习，要求学生对嵌入式系统硬件平台及结构所了解。3.嵌入式Linux操作系统掌握Linux文件系统的原理；熟悉Linux常用操作命令；掌握Linux的文本编辑器的使用，了解Linux启动过程。通过本部分内容的学习，要求学生能掌握Linux文件系统的结构、常用命令及文本编辑器的使用。4.嵌入式Linux程序开发基础熟悉Linux操作系统，熟悉gcc编译器的使用；掌握make命令和Makefile工程管理；简单了解嵌入式Linux汇编语言程序设计；熟练掌握LinuxShell编程；了解位运算在嵌入式开发中的作用。通过本部分内容的学习，要求学生熟悉嵌入式Linux编译器gcc的用法，掌握Makefile文件的编写和LinuxShell编程方法。5.嵌入式系统开发环境的建立理解交叉编译的概念，掌握宿主机开发环境的建立；掌握超级终端minicom的使用；掌握建立数据共享服务的方法；了解嵌入式系统开发板的烧写方法。通过本部分内容的学习，要求学生能建立嵌入式系统开发环境。要求学生掌握宿主机开发环境的建立、超级终端minicom的使用；掌握建立数据共享服务及嵌入式系统开发板的烧写方法。6.嵌入式Linux文件处理与进程控制理解嵌入式Linux中文件的抽象概念，掌握嵌入式系统的文件处理；理解进程，掌握进程控制方法；掌握进程间通信方法；掌握嵌入式Linux串口通信技术。通过本部分内容的学习，要求学生对嵌入式系统文件处理函数有所了解。掌握进程及进程间通信的方法和串口驱动程序的编写。7.嵌入式系统网络应用开发理解网络编程的基础知识；掌握Socket网络编程；了解嵌入式系统的Web服务器程序设计。通过本部分内容的学习，要求学生对嵌入式系统Linux网络应用有所了解。掌握嵌入式Linux下Socket网络编程通信的方法。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标1嵌入式系统基础2第一章习题1,2课程目标12嵌入式系统硬件体系结构2第二章习题1,3,4课程目标13嵌入式Linux操作系统4第三章习题1,2,3课程目标24嵌入式Linux程序开发基础4+4第四章习题2,3,4课程目标25嵌入式系统开发环境的建立6+4第五章习题1,3,5课程目标26嵌入式Linux文件处理与进程控制8+6第六章习题2,3,5,6课程目标37嵌入式系统网络应用开发6+2第七章习题1课程目标3六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1熟悉嵌入式系统的开发环境2熟悉嵌入式开发板的硬件和软件系统，使用串口和网络进行开发板的调试正确启动开发板，使用串口和网络进行开发板的调试验证性必做2嵌入式LinuxShell编程2学会使用嵌入式LinuxShell编程进行脚本编程正确编制Shell脚本程序，输入命令并得到结果验证性必做3简单程序的编译、链接和调试2学会使用交叉编译器进行编译，学会使用make命令和编写Makefile正确编写Makefile文件，编译运行得到正确结果验证性必做4嵌入式Linux的NFS2学会使用嵌入式Linux的NFS文件系统正确挂载NFS文件系统验证性必做5嵌入式Linux的管道2学会使用管道方式实现方式进行进程间通信正确编写程序，实现管道方式进程间通信验证性必做6嵌入式Linux的共享内存2学会使用共享内存方式实现方式进行进程间通信正确编写程序，实现共享内存方式进程间通信验证性必做7嵌入式系统的串口通信2学会编写程序进行嵌入式系统的串口通信正确进行串口收发验证性必做8嵌入式系统的网络通信2学会编写程序进行嵌入式系统的Socket网络通信正确完成简单网络收发功能综合性必做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式、成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、平时作业等点名记录作业批改成绩15%实验考核操作及实验报告操作成绩报告批改成绩25%期末考核开卷卷面成绩60%考核类别考查成绩登记方式百分制八、课程目标达成度评价方法课程目标教学环节成绩评定课程目标1讲授作业A10期末考试B10目标达成度1=（A1+B1）/（A10+B10）课程目标2讲授作业A20期末考试B20实验1、2、3、4实验成绩C30目标达成度2=（A2+B2+C2）/（A20+B20+C20）课程目标3讲授作业A30期末考试B30实验5、6、7、8实验成绩C30目标达成度3=（A3+B3+C3）/（A30+B30+C30）九、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：（1）张思民编著：《嵌入式系统设计与应用》，清华大学出版社2016年（二）主要参考书：（1）潘巨龙等编著：《ARM9嵌入式Linu