2021年湖北自考嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)是電子信息的重要發(fā)展方向之一，電子信息類專業(yè)的學生(包含計算機科學與技術、計算機網(wǎng)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(tǒng)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(wǎng)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(tǒng)的基本原理、設計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，能夠進行嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)操作系統(tǒng)、嵌入式產(chǎn)品設計等方面的知識，需要掌握嵌入式系統(tǒng)設計的典型開發(fā)工具，使學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、 了解有關嵌入式系統(tǒng)的基本原理、設計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構、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)的基本功能和設計方法。
三、本課程與相關課程的關系
本課程是計算機網(wǎng)絡（計算機網(wǎng)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(nèi)容與考核目標
第一章  嵌入式系統(tǒng)基礎
（一）學習目的與要求
      通過本章內(nèi)容的學習，使考生對嵌入式系統(tǒng)及其應用所了解。
（二）課程內(nèi)容
1．1嵌入式系統(tǒng)簡介
1．1．1嵌入式系統(tǒng)基本概念
1．1．2嵌入式系統(tǒng)的體系結構
1．1．3嵌入式系統(tǒng)的特點
1．2嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和應用領域
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
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)應用方案
1．5．1基于嵌入式的視頻網(wǎng)絡監(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)關實現(xiàn)方案
（三）考核知識點
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)的應用方案
（四）考核要求      
（1）識    記： 嵌入式系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)的概念；
（2）領    會： 嵌入式系統(tǒng)的應用方案
（3）簡單應用： 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程；
第二章 嵌入式系統(tǒng)硬件體系結構
（一）學習目的與要求     
      通過本章內(nèi)容的學習，使學生對嵌入式系統(tǒng)硬件平臺及結構所了解。
（二）課程內(nèi)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(shù)據(jù)編碼
2．2嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)設計
2．4．3Cortex微處理器結構
（三）考核知識點
1、嵌入式系統(tǒng)相關基礎知識；2、嵌入式系統(tǒng)硬件平臺；3、微處理器結構
（四）考核要求
（1）識    記： 嵌入式系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(tǒng)
（一）學習目的與要求
通過本章內(nèi)容的學習，要求學生能掌握Linux文件系統(tǒng)的結構、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)絡文件系統(tǒng)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(tǒng)操作
3．3．3打包壓縮相關命令
3．3．4與網(wǎng)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(tǒng)的引導過程
3．5．2ARM Linux 操作系統(tǒng)
（三）考核知識點
       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啟動過程。
（四）考核要求
（1）識   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)絡文件系統(tǒng)NFS
（2）領   會： Linux 系統(tǒng)的引導過程；ARM Linux 操作系統(tǒng)；
（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(nèi)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(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(tǒng)開發(fā)環(huán)境的建立
（一）學習目的與要求
通過本章內(nèi)容的學習，要求學生能建立嵌入式系統(tǒng)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(shù)據(jù)共享服務及嵌入式系統(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(shù)據(jù)共享服務
5．3．1Linux系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享——NFS服務
5．3．2串口通信協(xié)議
5．3．3在VMware虛擬機中設置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(shù)據(jù)共享服務；4、嵌入式系統(tǒng)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(xié)議、Bootloader的概念；
（2）領    會： 內(nèi)核裁剪配置；內(nèi)核編譯；文件系統(tǒng)的制作；
（3）簡單應用： 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板的燒寫；
（4）綜合應用： 建立數(shù)據(jù)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(nèi)容的學習，使學生對嵌入式系統(tǒng)文件處理函數(shù)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(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(nèi)存
6.4嵌入式Linux串口通信技術
6.4.1