2021年湖北自考嵌入式系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)（高級(jí)）課程考試大綱

第一部分  課程性質(zhì)與目標(biāo)
一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)是電子信息的重要發(fā)展方向之一，電子信息類專業(yè)的學(xué)生(包含計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電子信息工程、通信工程等專業(yè))應(yīng)該掌握必要的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用知識(shí)。該課程為兼具理論性和實(shí)用性的綜合應(yīng)用型課程，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的專業(yè)選修課。本課程以理論教學(xué)為主，并穿插部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使理論和實(shí)踐更好結(jié)合。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解有關(guān)嵌入式系統(tǒng)的基本原理、設(shè)計(jì)方法以及嵌入式系統(tǒng)的最新發(fā)展，初步掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的過程和常用方法，能夠進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。

二、課程目標(biāo)與基本要求
通過本課程的學(xué)習(xí)，使考生了解嵌入式體系結(jié)構(gòu)及嵌入式系統(tǒng)操作系統(tǒng)、嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，需要掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的典型開發(fā)工具，使學(xué)生初步具備嵌入式系統(tǒng)軟、硬件的開發(fā)能力?；疽笕缦拢?
1、 了解有關(guān)嵌入式系統(tǒng)的基本原理、設(shè)計(jì)方法以及嵌入式系統(tǒng)的最新發(fā)展；
2、 掌握ARM處理器芯片的基本體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)及其編程方法；
3、 了解和熟悉一些常用的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工具和開發(fā)方法；
4、 初步掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的過程和常用方法，掌握嵌入式操作系統(tǒng)的基本功能和設(shè)計(jì)方法。
三、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系
本課程是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向）專業(yè)的一門專業(yè)課，與實(shí)際結(jié)合緊密，應(yīng)在修完本專業(yè)的基礎(chǔ)課后進(jìn)行學(xué)習(xí)。
先修要求: C語言程序設(shè)計(jì)
第二部分  考核內(nèi)容與考核目標(biāo)
第一章  嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)
（一）學(xué)習(xí)目的與要求
      通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使考生對(duì)嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用所了解。
（二）課程內(nèi)容
1．1嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1．1．1嵌入式系統(tǒng)基本概念
1．1．2嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
1．1．3嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)
1．2嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域
1．2．1嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史
1．2．2嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展前景及趨勢(shì)
1．3嵌入式操作系統(tǒng)
1．3．1嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展
1．3．2幾種有代表性的嵌入式操作系統(tǒng)
1．4嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程
1．5嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用方案
1．5．1基于嵌入式的視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)
1．5．2基于嵌入式系統(tǒng)的鍋爐控制方案
1．5．3基于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)方案
（三）考核知識(shí)點(diǎn)
1、嵌入式系統(tǒng)；2、嵌入式操作系統(tǒng)；3、嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程；4、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用方案
（四）考核要求      
（1）識(shí)    記： 嵌入式系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)的概念；
（2）領(lǐng)    會(huì)： 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用方案
（3）簡(jiǎn)單應(yīng)用： 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程；
第二章 嵌入式系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)
（一）學(xué)習(xí)目的與要求     
      通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)及結(jié)構(gòu)所了解。
（二）課程內(nèi)容
2．1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)
2．1．1嵌入式微處理器
2．1．2嵌入式微處理器的流水線技術(shù)
2．1．3寄存器與存儲(chǔ)器
2．1．4總線
2．1．5I/O端口
2．1．6中斷
2．1．7數(shù)據(jù)編碼
2．2嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)
2．3ARM微處理器體系
2．3．1ARM公司及ARM體系結(jié)構(gòu)
2．3．2ARM系列微處理器簡(jiǎn)介
2．4微處理器的結(jié)構(gòu)
2．4．1RISC體系結(jié)構(gòu)和ARM設(shè)計(jì)思想
2．4．2ARM11微處理器結(jié)構(gòu)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2．4．3Cortex微處理器結(jié)構(gòu)
（三）考核知識(shí)點(diǎn)
1、嵌入式系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)；2、嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)；3、微處理器結(jié)構(gòu)
（四）考核要求
（1）識(shí)    記： 嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)的概念；
（2）領(lǐng)    會(huì)： 嵌入式微處理器、嵌入式微處理器的流水線技術(shù)、寄存器與存儲(chǔ)器、總線、I/O端口、中斷、數(shù)據(jù)編碼；
（3）簡(jiǎn)單應(yīng)用：ARM微處理器體系；
（4）綜合應(yīng)用：微處理器結(jié)構(gòu)。
第三章  嵌入式Linux操作系統(tǒng)
（一）學(xué)習(xí)目的與要求
通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能掌握Linux文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、常用命令及文本編輯器的使用。
（二）課程內(nèi)容
3．1Linux基本概念
3．2嵌入式Linux文件系統(tǒng)
3．2．1基于Flash的文件系統(tǒng)
3．2．2基于RAM的文件系統(tǒng)
3．2．3網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS
3．3Linux常用操作命令
3．3．1文件目錄相關(guān)命令
3．3．2磁盤及系統(tǒng)操作
3．3．3打包壓縮相關(guān)命令
3．3．4與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)命令
3．4Linux的文本編輯器
3．4．1vi文本編輯器
3．4．2gedit文本編輯器
3．5Linux啟動(dòng)過程
3．5．1Linux 系統(tǒng)的引導(dǎo)過程
3．5．2ARM Linux 操作系統(tǒng)
（三）考核知識(shí)點(diǎn)
       1、Linux文件系統(tǒng)；2、Linux常用操作命令；3、Linux的文本編輯器；4、Linux啟動(dòng)過程。
（四）考核要求
（1）識(shí)   記：Linux基本概念、基于Flash的文件系統(tǒng)、基于RAM的文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS
（2）領(lǐng)   會(huì)： Linux 系統(tǒng)的引導(dǎo)過程；ARM Linux 操作系統(tǒng)；
（3）簡(jiǎn)單應(yīng)用：Linux常用操作命令；
（4）綜合應(yīng)用：Linux的文本編輯器。
第四章  嵌入式Linux程序開發(fā)基礎(chǔ)
（一）學(xué)習(xí)目的與要求
通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生嵌入式Linux編譯器gcc的用法，掌握Make文件的編寫和Linux Shell編程方法。（二）課程內(nèi)容
4．1嵌入式Linux編譯器
4．1．1Linux下C語言編譯過程
4．1．2GCC編譯器
4．2“文件包含”處理
4．3make命令和makefile工程管理
4．3．1認(rèn)識(shí)make
4．3．2makefile 變量
4．3．3makefile 規(guī)則
4．3．4make命令的使用
4．4嵌入式Linux匯編語言程序設(shè)計(jì)
4．4．1嵌入式Linux匯編語言格式
4．4．2嵌入式Linux匯編程序示例
4．4．3編譯嵌入式Linux匯編程序
4．5嵌入式Linux Shell編程
4．5．1Shell語法基礎(chǔ)
4．5．2Shell的流程控制語句
4．5．3Shell編程示例
4．6位運(yùn)算
4．6．1位運(yùn)算符
4．6．2位表達(dá)式
（三）考核知識(shí)點(diǎn)
1、嵌入式Linux編譯器；2、Make命令和Makefile工程管理；3、嵌入式Linux匯編語言程序設(shè)計(jì)；4、Linux Shell編程；5、位運(yùn)算。
（四）考核要求
（1）識(shí)    記： 嵌入式Linux編譯器、文件包含的概念                     
（2）領(lǐng)    會(huì)： 位運(yùn)算；Linux下C語言編譯過程；GCC編譯器
（3）簡(jiǎn)單應(yīng)用： Make命令；Makefile工程管理；嵌入式Linux匯編語言程序設(shè)計(jì)
（4）綜合應(yīng)用： Linux Shell編程。
第五章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的建立
（一）學(xué)習(xí)目的與要求
通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境。要求學(xué)生掌握宿主機(jī)開發(fā)環(huán)境的建立、超級(jí)終端minicom的使用；掌握建立數(shù)據(jù)共享服務(wù)及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板的燒寫方法。
（二）課程內(nèi)容
5．1建立宿主機(jī)開發(fā)環(huán)境
5．1．1交叉編譯
5．1．2建立交叉編譯開發(fā)環(huán)境
5．2配置超級(jí)終端minicom
5．3建立數(shù)據(jù)共享服務(wù)
5．3．1Linux系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享——NFS服務(wù)
5．3．2串口通信協(xié)議
5．3．3在VMware虛擬機(jī)中設(shè)置WindowsLinux的數(shù)據(jù)共享
5．4編譯嵌入式Linux系統(tǒng)內(nèi)核
5．4．1內(nèi)核裁剪配置
5．4．2內(nèi)核編譯
5．5文件系統(tǒng)的制作
5．6嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板的燒寫方法
5．6．1Bootloader
5．6．2ARM S3C2410開發(fā)板的燒寫
5．6．3XSCALE PXA270開發(fā)板的燒寫
 （三）考核知識(shí)點(diǎn)
1、建立宿主機(jī)開發(fā)環(huán)境；2、配置超級(jí)終端minicom；3、建立數(shù)據(jù)共享服務(wù)；4、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板的燒寫
（四）考核要求      
（1）識(shí)    記： 交叉編譯、建立交叉編譯開發(fā)環(huán)境、配置超級(jí)終端minicom、串口通信協(xié)議、Bootloader的概念；
（2）領(lǐng)    會(huì)： 內(nèi)核裁剪配置；內(nèi)核編譯；文件系統(tǒng)的制作；
（3）簡(jiǎn)單應(yīng)用： 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板的燒寫；
（4）綜合應(yīng)用： 建立數(shù)據(jù)共享服務(wù)。
第六章  文件處理與進(jìn)程控制
（一）學(xué)習(xí)目的與要求
通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)文件處理函數(shù)有所了解。掌握進(jìn)程及進(jìn)程間通信的方法和串口驅(qū)動(dòng)程序的編寫。
（二）課程內(nèi)容
6.1嵌入式Linux的文件處理
6.1.1文件描述符及文件處理
6.1.2open函數(shù)和close函數(shù)
6.1.3read函數(shù)、write函數(shù)和lseek函數(shù)
6.2進(jìn)程與進(jìn)程控制
6.2.1進(jìn)程
6.2.2進(jìn)程控制
6.3進(jìn)程間通信
6.3.1進(jìn)程間的通信方式
6.3.2管道
6.3.3共享內(nèi)存
6.4嵌入式Linux串口通信技術(shù)
6.4.1