2021年湖北自考嵌入式系統程序設計（高級）課程考試大綱

第一部分  課程性質與目標
一、課程性質與特點

嵌入式系統是電子信息的重要發(fā)展方向之一，電子信息類專業(yè)的學生(包含計算機科學與技術、計算機網絡、電子信息工程、通信工程等專業(yè))應該掌握必要的嵌入式系統開發(fā)與應用知識。該課程為兼具理論性和實用性的綜合應用型課程，是計算機網絡專業(yè)的專業(yè)選修課。本課程以理論教學為主，并穿插部分實驗教學，使理論和實踐更好結合。通過本課程的學習，使學生了解有關嵌入式系統的基本原理、設計方法以及嵌入式系統的最新發(fā)展，初步掌握嵌入式系統開發(fā)的過程和常用方法，能夠進行嵌入式系統設備驅動程序設計。

二、課程目標與基本要求
通過本課程的學習，使考生了解嵌入式體系結構及嵌入式系統操作系統、嵌入式產品設計等方面的知識，需要掌握嵌入式系統設計的典型開發(fā)工具，使學生初步具備嵌入式系統軟、硬件的開發(fā)能力?；疽笕缦拢?
1、 了解有關嵌入式系統的基本原理、設計方法以及嵌入式系統的最新發(fā)展；
2、 掌握ARM處理器芯片的基本體系結構、指令系統及其編程方法；
3、 了解和熟悉一些常用的嵌入式系統的開發(fā)工具和開發(fā)方法；
4、 初步掌握嵌入式系統開發(fā)的過程和常用方法，掌握嵌入式操作系統的基本功能和設計方法。
三、本課程與相關課程的關系
本課程是計算機網絡（計算機網絡技術方向）專業(yè)的一門專業(yè)課，與實際結合緊密，應在修完本專業(yè)的基礎課后進行學習。
先修要求: C語言程序設計
第二部分  考核內容與考核目標
第一章  嵌入式系統基礎
（一）學習目的與要求
      通過本章內容的學習，使考生對嵌入式系統及其應用所了解。
（二）課程內容
1．1嵌入式系統簡介
1．1．1嵌入式系統基本概念
1．1．2嵌入式系統的體系結構
1．1．3嵌入式系統的特點
1．2嵌入式系統的發(fā)展和應用領域
1．2．1嵌入式系統的發(fā)展歷史
1．2．2嵌入式系統的發(fā)展前景及趨勢
1．3嵌入式操作系統
1．3．1嵌入式操作系統的發(fā)展
1．3．2幾種有代表性的嵌入式操作系統
1．4嵌入式系統的開發(fā)過程
1．5嵌入式系統應用方案
1．5．1基于嵌入式的視頻網絡監(jiān)控系統
1．5．2基于嵌入式系統的鍋爐控制方案
1．5．3基于嵌入式系統的網關實現方案
（三）考核知識點
1、嵌入式系統；2、嵌入式操作系統；3、嵌入式系統的開發(fā)過程；4、嵌入式系統的應用方案
（四）考核要求      
（1）識    記： 嵌入式系統、嵌入式操作系統的概念；
（2）領    會： 嵌入式系統的應用方案
（3）簡單應用： 嵌入式系統的開發(fā)過程；
第二章 嵌入式系統硬件體系結構
（一）學習目的與要求     
      通過本章內容的學習，使學生對嵌入式系統硬件平臺及結構所了解。
（二）課程內容
2．1相關基礎知識
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
2．1．3寄存器與存儲器
2．1．4總線
2．1．5I/O端口
2．1．6中斷
2．1．7數據編碼
2．2嵌入式系統硬件平臺
2．3ARM微處理器體系
2．3．1ARM公司及ARM體系結構
2．3．2ARM系列微處理器簡介
2．4微處理器的結構
2．4．1RISC體系結構和ARM設計思想
2．4．2ARM11微處理器結構的最小系統設計
2．4．3Cortex微處理器結構
（三）考核知識點
1、嵌入式系統相關基礎知識；2、嵌入式系統硬件平臺；3、微處理器結構
（四）考核要求
（1）識    記： 嵌入式系統硬件平臺的概念；
（2）領    會： 嵌入式微處理器、嵌入式微處理器的流水線技術、寄存器與存儲器、總線、I/O端口、中斷、數據編碼；
（3）簡單應用：ARM微處理器體系；
（4）綜合應用：微處理器結構。
第三章  嵌入式Linux操作系統
（一）學習目的與要求
通過本章內容的學習，要求學生能掌握Linux文件系統的結構、常用命令及文本編輯器的使用。
（二）課程內容
3．1Linux基本概念
3．2嵌入式Linux文件系統
3．2．1基于Flash的文件系統
3．2．2基于RAM的文件系統
3．2．3網絡文件系統NFS
3．3Linux常用操作命令
3．3．1文件目錄相關命令
3．3．2磁盤及系統操作
3．3．3打包壓縮相關命令
3．3．4與網絡相關命令
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啟動過程
3．5．1Linux 系統的引導過程
3．5．2ARM Linux 操作系統
（三）考核知識點
       1、Linux文件系統；2、Linux常用操作命令；3、Linux的文本編輯器；4、Linux啟動過程。
（四）考核要求
（1）識   記：Linux基本概念、基于Flash的文件系統、基于RAM的文件系統、網絡文件系統NFS
（2）領   會： Linux 系統的引導過程；ARM Linux 操作系統；
（3）簡單應用：Linux常用操作命令；
（4）綜合應用：Linux的文本編輯器。
第四章  嵌入式Linux程序開發(fā)基礎
（一）學習目的與要求
通過本章內容的學習，要求學生嵌入式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認識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匯編語言程序設計
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
4．5．2Shell的流程控制語句
4．5．3Shell編程示例
4．6位運算
4．6．1位運算符
4．6．2位表達式
（三）考核知識點
1、嵌入式Linux編譯器；2、Make命令和Makefile工程管理；3、嵌入式Linux匯編語言程序設計；4、Linux Shell編程；5、位運算。
（四）考核要求
（1）識    記： 嵌入式Linux編譯器、文件包含的概念                     
（2）領    會： 位運算；Linux下C語言編譯過程；GCC編譯器
（3）簡單應用： Make命令；Makefile工程管理；嵌入式Linux匯編語言程序設計
（4）綜合應用： Linux Shell編程。
第五章 嵌入式系統開發(fā)環(huán)境的建立
（一）學習目的與要求
通過本章內容的學習，要求學生能建立嵌入式系統開發(fā)環(huán)境。要求學生掌握宿主機開發(fā)環(huán)境的建立、超級終端minicom的使用；掌握建立數據共享服務及嵌入式系統開發(fā)板的燒寫方法。
（二）課程內容
5．1建立宿主機開發(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配置超級終端minicom
5．3建立數據共享服務
5．3．1Linux系統的數據共享——NFS服務
5．3．2串口通信協議
5．3．3在VMware虛擬機中設置WindowsLinux的數據共享
5．4編譯嵌入式Linux系統內核
5．4．1內核裁剪配置
5．4．2內核編譯
5．5文件系統的制作
5．6嵌入式系統開發(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）考核知識點
1、建立宿主機開發(fā)環(huán)境；2、配置超級終端minicom；3、建立數據共享服務；4、嵌入式系統開發(fā)板的燒寫
（四）考核要求      
（1）識    記： 交叉編譯、建立交叉編譯開發(fā)環(huán)境、配置超級終端minicom、串口通信協議、Bootloader的概念；
（2）領    會： 內核裁剪配置；內核編譯；文件系統的制作；
（3）簡單應用： 嵌入式系統開發(fā)板的燒寫；
（4）綜合應用： 建立數據共享服務。
第六章  文件處理與進程控制
（一）學習目的與要求
通過本章內容的學習，使學生對嵌入式系統文件處理函數有所了解。掌握進程及進程間通信的方法和串口驅動程序的編寫。
（二）課程內容
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函數和close函數
6.1.3read函數、write函數和lseek函數
6.2進程與進程控制
6.2.1進程
6.2.2進程控制
6.3進程間通信
6.3.1進程間的通信方式
6.3.2管道
6.3.3共享內存
6.4嵌入式Linux串口通信技術
6.4.1