嵌入式操作系統(tǒng)教學(xué)大綱10頁

1、嵌入式操作系統(tǒng)課程教學(xué)大綱一 課程說明1.課程基本情況課程名稱：嵌入式操作系統(tǒng)英文名稱：Embedded Operating System課程編號(hào)：2413247開課專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)開課學(xué)期：6學(xué)期學(xué)分/周學(xué)時(shí)：5/3+2課程類型：專業(yè)任選課2課程性質(zhì)（本課程在該專業(yè)的地位作用）“嵌入式操作系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)嵌入式方向?qū)I(yè)任選課之一，該課程主要培養(yǎng)學(xué)生具備嵌入式操作系統(tǒng)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)和具有用RTOS構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)的能力。介紹嵌入式系統(tǒng)中實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和其他技術(shù)，通過本課程的學(xué)習(xí)；掌握嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的基本方法；實(shí)踐嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)基本流程；為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)奠定良好的基礎(chǔ)。本課程

2、以介紹嵌入式操作系統(tǒng)知識(shí)為主，但在構(gòu)成一個(gè)嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，還必須具有用匯編語言、C或C+語言及程序設(shè)計(jì)編制源程序的能力，軟硬件結(jié)合是本課程的一個(gè)特點(diǎn)。3本課程的教學(xué)目的和任務(wù)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具有嵌入式操作系統(tǒng)的分析能力和初步設(shè)計(jì)能力。本課程采用課堂教學(xué)和試驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠達(dá)到：（1）較深入地了解嵌入式操作系統(tǒng)的組成及工作原理；（2）具有較高的匯編語言源程序的閱讀能力和一定的程序編寫能力；（3）掌握嵌入式操作系統(tǒng)的使用方法和移植方法；4本課程與相關(guān)課程的關(guān)系、教材體系特點(diǎn)及具體要求本課程屬計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的嵌入式技術(shù)方向的任選課，目前關(guān)于嵌入式操作

3、系統(tǒng)的教材較多，有介紹Linux的，也有介紹UCOS-II的，根據(jù)應(yīng)用范圍廣泛度，一般應(yīng)選用Linux，要求先修課程中操作系統(tǒng)也選用Linux，本課程中實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)部分一般應(yīng)選用UCOS-II。先修課程：匯編語言、計(jì)算機(jī)組成原理、C語言程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)后續(xù)課程：嵌入式開發(fā)與應(yīng)用5教學(xué)時(shí)數(shù)及課時(shí)分配章（專題）主要內(nèi)容學(xué)時(shí)安排理論實(shí)驗(yàn)第一部分概論20第二部分嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)UCOS-II88第三部分Linux Shell程序設(shè)計(jì)88第四部分內(nèi)核相關(guān)基本概念60第五部分多任務(wù)與調(diào)度60第六部分內(nèi)存管理與設(shè)備管理40第七部分Linux驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)1010第八部分嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)平

4、臺(tái)1010合計(jì)學(xué)時(shí)5436 二 教材及主要參考書1楊震倫等編著.嵌入式操作系統(tǒng)及編程.北京:清華大學(xué)出版社，20092周立功等編著. ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005 3. 王田苗編. 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開發(fā). 北京：清華大學(xué)出版社,2002 4杜春雷編著. ARM體系結(jié)構(gòu)與編程. 北京：清華大學(xué)出版社，20035. 32位嵌入式系統(tǒng)編程.北京： 中國電力出版社6. 嵌入式Linux設(shè)計(jì)與應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社7. 坂村健著. 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)T-Kernel. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20058張綺文等編著. ARM嵌入式常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)

5、計(jì)實(shí)例精講.北京：電子工業(yè)出版社，20079. 北京博創(chuàng).UP-CUP S2410經(jīng)典Linux實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.三 教學(xué)方法和教學(xué)手段說明理論講授與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，教學(xué)場地應(yīng)統(tǒng)一安排在機(jī)房，方便程序講解。 四 成績考核辦法閉卷或半開卷考試（以綜合性實(shí)驗(yàn)方式考核）。最終的課程成績可按照考試卷面成績占60，平時(shí)成績（實(shí)驗(yàn)成績）按30，半期成績按10處理。五 教學(xué)內(nèi)容第一部分    概論（理論2學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目的理解嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基本理論。二、教學(xué)重點(diǎn)嵌入式操作系統(tǒng)的選型。三、教學(xué)難點(diǎn)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)原理。四、講授要求理論講授，應(yīng)注意各種操作系

6、統(tǒng)之間的區(qū)別與聯(lián)系，對(duì)“實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)”加以舉例說明。五、講授要點(diǎn)1、嵌入式系統(tǒng)的概念2、嵌入式操作系統(tǒng)的分類3、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用舉例六、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐要求無第二部分    嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)UCOS-II（理論8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)UCOS-II的基本概念及如何在其基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)。二、教學(xué)重點(diǎn)建立嵌入式操作系統(tǒng)UCOS-II上的任務(wù)、實(shí)現(xiàn)UCOS-II的任務(wù)間通信。三、教學(xué)難點(diǎn)信號(hào)量、互斥型信號(hào)量、事件標(biāo)志組、內(nèi)存管理、消息郵箱管理的API應(yīng)用四、講授要求理論講授和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)每個(gè)API函數(shù)的功能及參數(shù)可采用比較教學(xué)方式。五

7、、講授要點(diǎn)1、UCOS-II簡介2、實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建3、任務(wù)管理API應(yīng)用4、信號(hào)量管理API應(yīng)用5、互斥型信號(hào)量管理API應(yīng)用6、事件標(biāo)志組管理API應(yīng)用7、消息郵箱管理API應(yīng)用8、內(nèi)存管理API應(yīng)用六、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐要求實(shí)驗(yàn)一：UCOS-II任務(wù)間通信1、 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：UCOS-II任務(wù)間通信2、 實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性3、 學(xué)時(shí)分配：8學(xué)時(shí)4、 每組人數(shù)：1人5、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求：實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建。編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)量、互斥型信號(hào)量、事件標(biāo)志組、內(nèi)存管理、消息郵箱管理。熟悉各種通信方式API函數(shù)。理解各種通信方式的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。第三部分    Linux Shell程

8、序設(shè)計(jì)（理論8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目的了解Shell的歷史與分類，掌握Linux Shell程序設(shè)計(jì)的語法和執(zhí)行方法。二、教學(xué)重點(diǎn)Linux Shell語法。三、教學(xué)難點(diǎn)Linux Shell實(shí)例講解四、講授要求理論講授和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，可結(jié)合C語言語法結(jié)構(gòu)來講解Linux Shell語法。五、講授要點(diǎn)1、Linux Shell概述2、Linux Shell語法3、Linux Shell應(yīng)用實(shí)例六、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐要求實(shí)驗(yàn)二：Linux Shell腳本編程1、 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：Linux Shell腳本編程2、 實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性3、 學(xué)時(shí)分配：8學(xué)時(shí)4、 每組人數(shù)：1人5、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求：

9、熟悉創(chuàng)建和使用腳本。熟悉bash的控制結(jié)構(gòu)。學(xué)會(huì)簡單的Shell編程。第四部分    內(nèi)核相關(guān)基本概念（理論6學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目的了解內(nèi)核的定位與可裁剪性；相關(guān)基本術(shù)語；理解任務(wù)狀態(tài)、調(diào)度規(guī)則，中斷處理，任務(wù)異常處理；掌握非任務(wù)執(zhí)行時(shí)、任務(wù)無關(guān)部分和準(zhǔn)任務(wù)部分的系統(tǒng)狀態(tài)。二、教學(xué)重點(diǎn)任務(wù)狀態(tài)（用戶態(tài)、內(nèi)核態(tài)）、調(diào)度規(guī)則，中斷處理，任務(wù)異常事件。三、教學(xué)難點(diǎn)中斷處理，系統(tǒng)狀態(tài)。四、講授要求理論講授和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，應(yīng)用操作系統(tǒng)課程所學(xué)知識(shí)理解Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)。五、講授要點(diǎn)1、內(nèi)核的定位與可裁剪性。2、任務(wù)的運(yùn)行、就緒、等待與睡眠和不存在狀態(tài)。3、任務(wù)的優(yōu)先級(jí)與

10、調(diào)度規(guī)則。4、中斷與異常。5、系統(tǒng)狀態(tài)。六、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐要求無第五部分    多任務(wù)與調(diào)度（理論6學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目的了解時(shí)間管理函數(shù)；理解多任務(wù)與調(diào)度的基本概念；掌握任務(wù)管理函數(shù)、同步函數(shù)、異常處理函數(shù)；靈活運(yùn)用各函數(shù)進(jìn)行多任務(wù)管理。二、教學(xué)重點(diǎn)任務(wù)管理、同步管理。三、教學(xué)難點(diǎn)函數(shù)應(yīng)用。四、講授要求理論講授和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。五、講授要點(diǎn)1、任務(wù)管理函數(shù)2、同步管理及異常處理3、同步與通信4、時(shí)間管理六、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐要求無第六部分    內(nèi)存管理與設(shè)備管理（理論4學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目的了解設(shè)備管理，內(nèi)存管理的運(yùn)用；理解設(shè)備管理的

11、基本概念，應(yīng)用程序接口、設(shè)備注冊；地址空間與地址映射；掌握設(shè)備管理、內(nèi)存管理函數(shù)的使用。二、教學(xué)重點(diǎn)設(shè)備管理，端口訪問。三、教學(xué)難點(diǎn)內(nèi)存管理四、講授要求理論講授和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。五、講授要點(diǎn)1、系統(tǒng)內(nèi)存管理2、地址空間管理3、設(shè)備管理4、I/O端口訪問支持六、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐要求無第七部分    Linux驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)（理論10學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目的了解Linux驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的一般方法和步驟，掌握字符設(shè)備、塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)過程。二、教學(xué)重點(diǎn)Linux驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的一般方法和步驟。三、教學(xué)難點(diǎn)字符設(shè)備、塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)過程。四、講授要求理論講授和實(shí)驗(yàn)相

12、結(jié)合。五、講授要點(diǎn)1、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)概述2、字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)3、塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)六、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐要求實(shí)驗(yàn)三：Linux驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：Linux驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2、 實(shí)驗(yàn)類型：綜合性、設(shè)計(jì)性3、 學(xué)時(shí)分配：10學(xué)時(shí)4、 每組人數(shù)：1人5、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求：編寫一個(gè)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，掌握添加設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的方法。編寫一個(gè)應(yīng)用程序測試添加的驅(qū)動(dòng)。第八部分    嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)（理論10學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目的了解建立嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)的概念；理解建立嵌入式軟件開發(fā)平臺(tái)的作用；掌握建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的方法；靈活應(yīng)用操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件的集成與移植。二、教學(xué)重點(diǎn)嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)概述，實(shí)例講解。三、教學(xué)難點(diǎn)實(shí)例講解。四、講授要求理論講授和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。五、講授要點(diǎn)1、集成開發(fā)環(huán)境2、交叉調(diào)試和仿真調(diào)試3、調(diào)試代理、在線調(diào)試器、交叉開發(fā)工具、仿真開發(fā)工具4、嵌入式VC+5、ADS6、實(shí)例講解與設(shè)計(jì)手機(jī)開發(fā)六、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐要求實(shí)驗(yàn)四：嵌入式應(yīng)用