2021年湖北自考嵌入式系统程序设计（高级）课程考试大纲

第一部分  课程性质与目标
一、课程性质与特点

嵌入式系统是电子信息的重要发展方向之一，电子信息类专业的学生(包含计算机科学与技术、计算机网络、电子信息工程、通信工程等专业)应该掌握必要的嵌入式系统开发与应用知识。该课程为兼具理论性和实用性的综合应用型课程，是计算机网络专业的专业选修课。本课程以理论教学为主，并穿插部分实验教学，使理论和实践更好结合。通过本课程的学习，使学生了解有关嵌入式系统的基本原理、设计方法以及嵌入式系统的最新发展，初步掌握嵌入式系统开发的过程和常用方法，能够进行嵌入式系统设备驱动程序设计。

二、课程目标与基本要求
通过本课程的学习，使考生了解嵌入式体系结构及嵌入式系统操作系统、嵌入式产品设计等方面的知识，需要掌握嵌入式系统设计的典型开发工具，使学生初步具备嵌入式系统软、硬件的开发能力。基本要求如下：
1、 了解有关嵌入式系统的基本原理、设计方法以及嵌入式系统的最新发展；
2、 掌握ARM处理器芯片的基本体系结构、指令系统及其编程方法；
3、 了解和熟悉一些常用的嵌入式系统的开发工具和开发方法；
4、 初步掌握嵌入式系统开发的过程和常用方法，掌握嵌入式操作系统的基本功能和设计方法。
三、本课程与相关课程的关系
本课程是计算机网络（计算机网络技术方向）专业的一门专业课，与实际结合紧密，应在修完本专业的基础课后进行学习。
先修要求: C语言程序设计
第二部分  考核内容与考核目标
第一章  嵌入式系统基础
（一）学习目的与要求
      通过本章内容的学习，使考生对嵌入式系统及其应用所了解。
（二）课程内容
1．1嵌入式系统简介
1．1．1嵌入式系统基本概念
1．1．2嵌入式系统的体系结构
1．1．3嵌入式系统的特点
1．2嵌入式系统的发展和应用领域
1．2．1嵌入式系统的发展历史
1．2．2嵌入式系统的发展前景及趋势
1．3嵌入式操作系统
1．3．1嵌入式操作系统的发展
1．3．2几种有代表性的嵌入式操作系统
1．4嵌入式系统的开发过程
1．5嵌入式系统应用方案
1．5．1基于嵌入式的视频网络监控系统
1．5．2基于嵌入式系统的锅炉控制方案
1．5．3基于嵌入式系统的网关实现方案
（三）考核知识点
1、嵌入式系统；2、嵌入式操作系统；3、嵌入式系统的开发过程；4、嵌入式系统的应用方案
（四）考核要求      
（1）识    记： 嵌入式系统、嵌入式操作系统的概念；
（2）领    会： 嵌入式系统的应用方案
（3）简单应用： 嵌入式系统的开发过程；
第二章 嵌入式系统硬件体系结构
（一）学习目的与要求     
      通过本章内容的学习，使学生对嵌入式系统硬件平台及结构所了解。
（二）课程内容
2．1相关基础知识
2．1．1嵌入式微处理器
2．1．2嵌入式微处理器的流水线技术
2．1．3寄存器与存储器
2．1．4总线
2．1．5I/O端口
2．1．6中断
2．1．7数据编码
2．2嵌入式系统硬件平台
2．3ARM微处理器体系
2．3．1ARM公司及ARM体系结构
2．3．2ARM系列微处理器简介
2．4微处理器的结构
2．4．1RISC体系结构和ARM设计思想
2．4．2ARM11微处理器结构的最小系统设计
2．4．3Cortex微处理器结构
（三）考核知识点
1、嵌入式系统相关基础知识；2、嵌入式系统硬件平台；3、微处理器结构
（四）考核要求
（1）识    记： 嵌入式系统硬件平台的概念；
（2）领    会： 嵌入式微处理器、嵌入式微处理器的流水线技术、寄存器与存储器、总线、I/O端口、中断、数据编码；
（3）简单应用：ARM微处理器体系；
（4）综合应用：微处理器结构。
第三章  嵌入式Linux操作系统
（一）学习目的与要求
通过本章内容的学习，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。
（二）课程内容
3．1Linux基本概念
3．2嵌入式Linux文件系统
3．2．1基于Flash的文件系统
3．2．2基于RAM的文件系统
3．2．3网络文件系统NFS
3．3Linux常用操作命令
3．3．1文件目录相关命令
3．3．2磁盘及系统操作
3．3．3打包压缩相关命令
3．3．4与网络相关命令
3．4Linux的文本编辑器
3．4．1vi文本编辑器
3．4．2gedit文本编辑器
3．5Linux启动过程
3．5．1Linux 系统的引导过程
3．5．2ARM Linux 操作系统
（三）考核知识点
       1、Linux文件系统；2、Linux常用操作命令；3、Linux的文本编辑器；4、Linux启动过程。
（四）考核要求
（1）识   记：Linux基本概念、基于Flash的文件系统、基于RAM的文件系统、网络文件系统NFS
（2）领   会： Linux 系统的引导过程；ARM Linux 操作系统；
（3）简单应用：Linux常用操作命令；
（4）综合应用：Linux的文本编辑器。
第四章  嵌入式Linux程序开发基础
（一）学习目的与要求
通过本章内容的学习，要求学生嵌入式Linux编译器gcc的用法，掌握Make文件的编写和Linux Shell编程方法。（二）课程内容
4．1嵌入式Linux编译器
4．1．1Linux下C语言编译过程
4．1．2GCC编译器
4．2“文件包含”处理
4．3make命令和makefile工程管理
4．3．1认识make
4．3．2makefile 变量
4．3．3makefile 规则
4．3．4make命令的使用
4．4嵌入式Linux汇编语言程序设计
4．4．1嵌入式Linux汇编语言格式
4．4．2嵌入式Linux汇编程序示例
4．4．3编译嵌入式Linux汇编程序
4．5嵌入式Linux Shell编程
4．5．1Shell语法基础
4．5．2Shell的流程控制语句
4．5．3Shell编程示例
4．6位运算
4．6．1位运算符
4．6．2位表达式
（三）考核知识点
1、嵌入式Linux编译器；2、Make命令和Makefile工程管理；3、嵌入式Linux汇编语言程序设计；4、Linux Shell编程；5、位运算。
（四）考核要求
（1）识    记： 嵌入式Linux编译器、文件包含的概念                     
（2）领    会： 位运算；Linux下C语言编译过程；GCC编译器
（3）简单应用： Make命令；Makefile工程管理；嵌入式Linux汇编语言程序设计
（4）综合应用： Linux Shell编程。
第五章 嵌入式系统开发环境的建立
（一）学习目的与要求
通过本章内容的学习，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。
（二）课程内容
5．1建立宿主机开发环境
5．1．1交叉编译
5．1．2建立交叉编译开发环境
5．2配置超级终端minicom
5．3建立数据共享服务
5．3．1Linux系统的数据共享——NFS服务
5．3．2串口通信协议
5．3．3在VMware虚拟机中设置WindowsLinux的数据共享
5．4编译嵌入式Linux系统内核
5．4．1内核裁剪配置
5．4．2内核编译
5．5文件系统的制作
5．6嵌入式系统开发板的烧写方法
5．6．1Bootloader
5．6．2ARM S3C2410开发板的烧写
5．6．3XSCALE PXA270开发板的烧写
 （三）考核知识点
1、建立宿主机开发环境；2、配置超级终端minicom；3、建立数据共享服务；4、嵌入式系统开发板的烧写
（四）考核要求      
（1）识    记： 交叉编译、建立交叉编译开发环境、配置超级终端minicom、串口通信协议、Bootloader的概念；
（2）领    会： 内核裁剪配置；内核编译；文件系统的制作；
（3）简单应用： 嵌入式系统开发板的烧写；
（4）综合应用： 建立数据共享服务。
第六章  文件处理与进程控制
（一）学习目的与要求
通过本章内容的学习，使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。
（二）课程内容
6.1嵌入式Linux的文件处理
6.1.1文件描述符及文件处理
6.1.2open函数和close函数
6.1.3read函数、write函数和lseek函数
6.2进程与进程控制
6.2.1进程
6.2.2进程控制
6.3进程间通信
6.3.1进程间的通信方式
6.3.2管道
6.3.3共享内存
6.4嵌入式Linux串口通信技术
6.4.1