嵌入式操作系统-课程教学大纲
《嵌入式操作系统》教学大纲
《嵌入式操作系统》教学大纲一、课程基本信息1．课程代码：211197002．课程中文名称：嵌入式操作系统课程英文名称：Embedded Operating System3．面向对象：信息工程专业4．开课学院（课部）、系（中心、室）：信息工程学院信息工程系5．总学时数：48讲课学时数：48，实验学时数：06．学分数：37．授课语种：中文，考试语种：中文8．教材：操作系统设计与实现(第三版),Tanenbaum，.电子工业出版社，2007年二、课程内容简介本课程将要求学生掌握操作系统的核心模块与组成，结合嵌入式系统的特性和需求，从操作系统的角度讲解嵌入式软件的基本设计原理与方法；能够结合实际，分析嵌入式操作系统结构，分析讲解软件开发中的内存管理、数据存储、任务管理、可视化等核心的技术的实现原理，让学生从系统层进行严谨科学的分析和思考，能够从系统级进行软件的分析与设计；最后，基于主流嵌入式操作系统，引导学生进行嵌入式应用软件的分析、设计与实践。
三、课程的地位、作用和教学目标嵌入式硬件及各类移动应用发展迅速，种类不同的嵌入式操作系统正是其繁荣发展的重要基础，基于嵌入式软件设计和开发业已成为当今软件产业的一个重点发展方向。
操作系统原理是系统级软件设计和开发重要理论基础，因此对嵌入式操作系统原理的学习和掌握是进行嵌入式应用开发的重要环节。
嵌入式操作系统从原理出发，将嵌入式操作系统和移动应用开发的关键底层实现原理进行讲解，帮助学生理解移动开发的系统架构、分层设计、应用模块开发、跨平台软件设计等核心业务主流研发技能的关键本质，帮助学生能够从事深入的理论学习，同时也可以进行系统的移动软件系统设计和开发。
《嵌入式操作系统》是信息工程专业本科生必修的一门专业基础课程，且为主干课程，面向信息工程专业以及其他相近专业的低年级学生，《嵌入式操作系统》课程从过本课程的学习，掌握操作系统的基本原理，针对嵌入式应用需求，具备系统的软件的设计分析能力，能够适应最新技术的快速发展，在以后工作中，能够灵活使用相关理论和技术进行移动应用软件开发。
《嵌入式操作系统》教学大纲
《嵌入式操作系统》理论课教学大纲一、课程基本信息二、课程目标与任务通过学习本课程，使学生掌握嵌入式系统的基础理论、嵌入式系统的软件组成、嵌入式系统的软件开发方法和基本流程，使学生具有初步的关于嵌入式系统的基本概念，明确嵌入式系统的主要应用领域，并掌握嵌入式系统的软件开发和测试方法，培养学生的实际工程能力。
三、课程主要内容、要求及学时分配四、主要教学组织形式与方法手段为了提高学生对于嵌入式操作系统的认识，并针对大三学生对专业知识的渴求的特点，本门课程应采取由面到点、从使用到设计、突出重点、强调难点、强化实际操作能力的教学方法，力求是学生对于嵌入式系统、Linux操作系统有一个直观和专业化的认识。
1.组织形式采用教学为主，结合实际系统演示为辅，强化学生对Linux操作系统的认识。
结合适当的课外调研课题，加强学生对嵌入式系统在生活中广泛应用的认知。
2.教学方法在本门课程中，应充分应用提问方法促进学生对嵌入式系统的认识，利用交流与分享了理解嵌入式Linux系统在手机等嵌入式设备上的应用，倡导小组合作来进行嵌入式的开发（如手机App）。
3.教学手段在教学手段上，应充分应用多媒体技术，在有条件的情况下尽量使用Linux 操作系统进行教学，以增强学生对Linux系统的直观认识。
同时，应采用现场编写代码的形式引领学生进行Linux下的程序设计。
五、课程考核和成绩评定《嵌入式操作系统》实验课教学大纲一、课程基本信息二、课程目标与任务通过本课程的实验教学，让学生能够加深对课程内容的理解，增加感性认识，提高嵌入式Linux的程序编写能力，熟悉嵌入式系统的软件开发方法和基本流程，掌握嵌入式系统的软件测试方法。
三、实验教学的组织和安排（见附表）四、教学方法和手段1.教学方法采用提前演示，独立操作，鼓励交流，提倡提问等方法进行教学。
2.教学手段运用屏幕展示，及时检查等手段督促学生上机。
五、实验考核和成绩评定《嵌入式操作系统》理论课教学大纲附表实验项目及教学组织实施情况表- 10 -《嵌入式操作系统》理论课教学大纲- 11 -。
《嵌入式Linux操作系统》教学大纲
《嵌入式Linux操作系统》教学大纲一、课程的性质、目的与任务本课程是计算机科学与技术与软件工程专业的选修课，主要讲授Linux嵌入式操作系统的内核结构、引导程序、图形库、内核构建和移植技术，讲授在嵌入式开发环境下设计开发设备驱动程序、嵌入式应用程序的基本技术，培养学生进行嵌入式设计和开发的应用能力和实践技能，增强就业能力，为学生今后学习和从事嵌入式系统研究与开发积累初步的经验。
二、课程教学基本要求及基本内容第1章LINUX概述（一）基本教学内容1. Linux的特点2．Linux的结构3．Linux内核版本4．Linux发行版本5．Linux软件资源及发展方向（二）基本要求教学目的：掌握LINUX的内核版本号规则、LINUX的发行商、GNU/GPL的含义等；理解LINUX与其他操作系统的优缺点；了解LINUX的发展历程；教学重点：Linux的发展历史，Linux内核的概念及内核版本编号的涵义，Linux常见的发行套件。
教学难点：Linux套件的涵义，Linux内核版本与Linux套件的区别与联系。
第2章LINUX的安装与启动（一）基本教学内容1．安装的基本知识2．安装的过程3．GRUB引导4．引导过程（二）基本要求教学目的：掌握LINUX的安装与启动、虚拟机的安装；理解LINUX的引导过程；了解LINUX 的工作原理；教学重点：虚拟机安装与设置，Linux操作系统的安装。
教学难点：GRUB引导的过程，Linux的启动过程。
第3章图形界面（一）基本教学内容1．X WINDOW2．KDE桌面环境3．GNOME桌面环境4.桌面环境的使用（二）基本要求教学目的：掌握GUI界面环境设置方法、KDE工作环境及工作组件；教学重点：KDE桌面环境与GNOME桌面环境的概念以及两者的安装与使用的异同，桌面环境常用功能的使用。
教学难点：X WINDOW服务器与客户端的理解。
第4章LINUX基础（一）基本教学内容1.使用LINUX2．用户界面3．基础命令4．文件系统5．文件属性6．文件备份与压缩7．进程管理（二）基本要求教学目的：掌握linux的启动与登陆、Linux系统的目录结构与几种文件类型、文件属性的含义并掌握设置方法等；理解LINUX的权限与权限的表示方法；教学重点：常用Linux命令的使用，文件系统的目录结构以及每个目录的具体作用，文件属性的含义与设置。
《嵌入式系统》课程教学大纲
《嵌入式系统》课程教学大纲学分：3学时：64适用专业：电子信息、通信技术前导课程：电路分析基础、模拟电路、数字电路、高频电路、单片机原理、C语言后续课程：一、课程的性质和任务本课程围绕目前流行的32位ARM处理器和嵌入操作系统，讲述嵌入式系统的概念、软硬件组成、开发过程以及嵌入式应用程序和驱动程序的开发设计方法。
《嵌入式系统》是培养学生具有嵌入式系统的应用知识、嵌入式系统的初步分析能力和具有使用RTOS （实时操作系统）构成嵌入式系统的应用能力等方面的学科，是电子信息与计算机类或相关工科专业的一门专业课。
二、课程的教学基本要求本课程是一门综合性、实践性、应用性很强的专业课。
课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构，嵌入式处理器结构（ARM架构为主），异常处理、系统控制过程、存储处理、ARM内部资源、各种I/O接口；嵌入式系统开发应用方法；实时多任务操作系统。
本课程将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。
三、教学内容和要求（一）理论教学内容和要求第一章：嵌入式系统的概况1、讲授内容：主要讲解嵌入式系统的定义、嵌入式系统的分类、嵌入式系统的组成及嵌入式系统的应用领域和发展趋势。
2、基本要求：使学生明确学习本课程的目的。
第二章：嵌入式系统的硬件基本知识1、讲授内容：1、ARM体系的硬件架构2、冯.诺依曼体系结构和哈佛体系结构3、RISC体系结构4、流水线技术2、基本要求：了解嵌入式系统的硬件基础。
第三章：嵌入式操作系统1、讲授内容：1、嵌入式操作系统的分类2、嵌入式操作系统的特点3、实时操作系统4、目前市场上流行的嵌入式操作系统2、基本要求：掌握嵌入式操作系统的分类和特点，明确实时操作系统的内核特点第四章：ARM架构的嵌入式微处理器1、讲授内容：目前基于ARM架构的嵌入式微处理器：I44B0，2410，LPC2000的架构及特点。
2、基本要求：要求掌握不同处理的的特点及使用场合。
嵌入式系统教学大纲
嵌入式系统教学大纲一、引言嵌入式系统是现代科技领域中的重要组成部分，它广泛应用于各个领域，如通信、汽车、医疗等。
本教学大纲旨在为学习者提供系统而全面的嵌入式系统知识，帮助他们掌握相关技能和理论知识。
二、课程目标该课程旨在使学习者能够：1. 理解嵌入式系统的基本概念和原理；2. 掌握嵌入式系统的设计和开发方法；3. 学会使用嵌入式系统开发工具和软件；4. 培养良好的嵌入式系统编程能力；5. 能够解决嵌入式系统开发中的实际问题。
三、教学内容1. 嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义与特点1.2 嵌入式系统在各个领域中的应用1.3 嵌入式系统的发展趋势2. 嵌入式系统硬件平台2.1 嵌入式处理器的选择与介绍2.2 嵌入式系统的外设和接口设计2.3 嵌入式系统的电源管理3. 嵌入式系统软件平台3.1 嵌入式操作系统的选择与概念3.2 嵌入式系统的驱动程序开发3.3 嵌入式应用程序开发4. 嵌入式系统开发工具与环境4.1 嵌入式系统开发工具的选择与使用 4.2 嵌入式系统仿真与调试技术4.3 嵌入式系统的固件更新与维护5. 嵌入式系统设计与开发5.1 嵌入式系统设计流程与方法5.2 嵌入式系统的硬件设计与布局5.3 嵌入式系统的软件架构与开发6. 嵌入式系统应用案例分析6.1 通信领域中的嵌入式系统应用案例6.2 汽车领域中的嵌入式系统应用案例6.3 医疗领域中的嵌入式系统应用案例四、教学方法1. 理论授课：通过讲解理论知识，帮助学习者掌握嵌入式系统的基本概念和原理。
2. 实践操作：通过实际操作，让学习者亲自动手实践嵌入式系统的设计和开发过程。
3. 案例分析：通过分析实际应用案例，帮助学习者理解嵌入式系统在不同领域中的应用。
4. 小组讨论：通过小组讨论，促进学习者之间的交流和合作，增强学习效果。
五、教学评估1. 课堂作业：布置与课程内容相关的任务，通过完成作业评估学生的理论掌握情况。
2. 实验报告：要求学生完成实验并撰写实验报告，评估学生的实践操作能力。
《嵌入式操作系统》教学大纲
GDOU-B-11-213《嵌入式操作系统》教学大纲课程简介教学内容了解部分：嵌入式操作系统的分类，不同嵌入式操作系统使用的场合；市场上常用的操作系统；掌握部分：实时操作系统的概念，内核结构，任务管理，时间管理，事件控制块，信号量控制；实际应用：UC/OS-II操作系统的简单移植，ARM的操作系统移植。
修读专业：软件工程先修课程：《计算机操作系统原理》教材：《嵌入式实时操作系统》，Jean brosse主编，北京航空航天工业大学出版社（第2版）一、课程的性质与任务该课程是对前诉课程《操作系统原理》深入理解和综合应用，对操作系统的原理要求掌握并有深入的理解。
本课程又是一门工程实践性很强的应用类课程，是市场上广泛应用的一个实例的课堂教学化，是学生进入就业市场的有力工具。
本课程的任务是在前面课程的基础上加深学生对操作系统的理解，并能独立完成操作系统的移植与能够在操作系统的基础上进行一般程序的开发。
二、课程的基本要求基本要求掌握的部分有：实时操作系统的概念，多任务环境，系统优先权，互斥条件，中断延时，任务状态；要求理解的内容有:内核结构，任务管理，时间管理，事件控制块，信号量管理，互斥型信号量管理，事件标志组管理，消息邮箱挂历；消息队列管理。
要求综合应用的有：基本移植UC/OS-II,X86平台UC/OS-II移植，ARM平台移植。
三、修读专业软件工程四、本课程与其它课程的联系嵌入式操作系统与《操作系统原理》关系极为密切，由于《操作系统原理》主要从理论角度描述操作系统构造，受到了教学内容的限制，无法使学生对操作系统的工作原理有具体真实的理解，而本课程提供了一个操作系统的实例，有利于加深学生对操作系统的认识和提高对操作系统的综合应用能力。
五、教学内容安排、要求、学时分配及作业第一章实时操作系统概念(4学时)1.1. 任务，内核，优先级，互斥条件的概念 (A)1.2. 同步，消息队列，事件，中断的概念(A)1.3. 实时操作系统的优点和缺点(B)第二章内核结构(4学时)2.1. 任务控制块(A)2.2. 任务调度(A)2.3. 空闲任务(A)2.4. UC/OS-II的中断(B)2.5. UC/OS的初始化(B)2.6. UC/OS的启动(B)第三章任务管理(4学时)3.1. 建立任务(A)3.2. 任务栈堆(A)3.3. 改变任务优先级(A)3.4. 恢复任务(B)第四章事件控制块(4学时)4.1. 事件任务列表(A)4.2. 空余事件控制块链表(A)4.3. 初始化任务控制块列表(B)4.4. 超时任务管理(B)4.5. 事件发生(A)4.6. 事件任务优先级(A)第五章消息管理(8学时)5.1. 消息邮箱管理(A)5.2. 消息队列管理(A)5.3. 邮箱实现(B)5.4. 消息队列建立(B)5.5. 消息队列应用实例(B)第六章操作系统移植(4学时)6.1.基本移植(A)6.2 X86移植 (A)6.3.ARM移植(A)6.4 移植稳定性测试(A)6.5.X86浮点移植(A)六、实验内容与要求教材与参考书七、教材与参考书本课程选用教材：1. brosse 嵌入式实时操作系统UC/OS-II. 北京航空航天工业大学出版社. 2003.2. 本课程推荐参考书：1 周立功深入浅出ARM7. 北京航空航天工业大学出版社,2005执笔：审核：批准人：时间：。
嵌入式学习教学大纲
标题：嵌入式学习教学大纲导言嵌入式系统是现代计算机科学与工程领域中的一个重要领域，它涵盖了硬件和软件开发、嵌入式系统架构和设计、实时系统以及嵌入式系统编程等方面。
为了引导学生全面了解嵌入式系统以及相关技术，本文档将提供一份嵌入式学习教学大纲，旨在为教师和学生提供指导。
第一部分：课程介绍1.1 学习目标- 介绍嵌入式系统的定义和基本概念- 引导学生认识嵌入式系统的重要性和应用领域- 激发学生对嵌入式系统领域的兴趣和热情1.2 基本知识储备- 需要具备一定的计算机科学和工程基础知识- 对计算机体系结构、操作系统和编程语言有基本了解1.3 教学方法- 理论课讲授：通过讲解原理和概念，帮助学生建立嵌入式系统的基本框架- 实践训练：通过作业和实验，培养学生动手能力和解决问题的能力第二部分：课程内容2.1 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的定义和特点- 嵌入式系统的分类和应用领域- 嵌入式系统与传统计算机系统的区别2.2 嵌入式系统硬件体系结构- 嵌入式系统的硬件组成要素- 嵌入式系统的处理器选择与配置- 嵌入式系统的存储器选择与管理2.3 嵌入式系统软件体系结构- 嵌入式系统操作系统的选择与特点- 嵌入式系统软件开发工具与环境- 嵌入式系统软件开发流程与方法2.4 嵌入式系统编程- 嵌入式系统的编程语言选择与适配- 嵌入式系统的程序设计与调试- 嵌入式系统的高效算法和优化技术2.5 嵌入式系统实时系统设计- 实时系统的概念和特点- 实时系统的调度算法与策略- 实时系统的性能优化与分析第三部分：教学进度安排3.1 教学时长- 本课程共计36学时，每周2学时，共计18周3.2 教学进度安排- 第1周：课程介绍和嵌入式系统概述- 第2-5周：嵌入式系统硬件体系结构- 第6-9周：嵌入式系统软件体系结构- 第10-14周：嵌入式系统编程- 第15-18周：嵌入式系统实时系统设计3.3 实践训练- 每周安排2学时的实践训练，包括编程作业和实验设计结语本文档旨在提供一份嵌入式学习教学大纲，将嵌入式系统的基本概念与实践相结合，帮助学生全面了解嵌入式系统的设计与开发。
嵌入式系统课程教学大纲
课程编号：“嵌入式系统设计”课程教学大纲Embeded System Design Course Outline50学时 3学分一、课程的性质、目的及任务嵌入式系统设计是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程。
随着后PC时代的到来，以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入，嵌入式系统设计在计算机科学与技术专业课程体系中的地位愈发重要。
通过本课程的学习，掌握嵌入式系统的组成和基本原理、ARM体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等。
二、适用专业——计算机科学与技术三、先修课程——计算机组成原理、微型计算机技术、汇编语言、C语言程序设计四、课程的基本要求通过本课程的学习，学生应能达到下列要求：1.掌握嵌入式系统的概念、体系结构、系统组成及设计方法；2.掌握ARM7的微处理器结构和指令系统以及嵌入式系统的分析与设计方法，了解嵌入式操作系统和嵌入式网络技术；3.掌握以S3C44B0系列嵌入式微处理器的硬件资源、指令系统，并以它为核心，能够进行实际系统的设计与分析；4.通过实例学习，重点掌握嵌入式系统的应用开发。
五、课程的教学内容(一)课堂讲授的教学内容0．绪论嵌入式系统开发基础（基本概念、组成结构、硬件组成、操作系统、应用软件开发、嵌入式系统开发流程）1．ARM体系结构及汇编指令集ARM技术概述；ARM处理模式和状态、ARM存储器组织、ARM异常中断；ARM寻址方式；ARM指令集、Thumb指令集、ARM汇编程序规范、ARM汇编程序特点2．基于ARM的嵌入式系统程序设计基础ARM汇编语言程序设计、嵌入式C语言程序设计及技巧、C语言与汇编语言混合编程、基于ARM的软件开发环境3．基于ARM核微处理器S3C44B0X的扩展接口技术S3C44B0X微处理器及其硬件开发平台、基于S3C44B0X的嵌入式系统体系结构；存储器扩展接口、UART异步串行接口、USB设备接口、通用I/O口应用、A/D和D/A接口应用。
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嵌入式操作系统课程教学大纲
课程名称：嵌入式操作系统
英文名称：Embedded Operating System
课程类型：专业选修课
总学时及学分：32
适应对象：物联网工程、软件工程、计算机科学技术、网络工程
主要先修课程：C语言程序设计、汇编语言程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络、计算机组成
执行日期：
一、课程的性质与任务
课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构，了解典型嵌入式处理器架构，学习嵌入式操作系统内核包括进程调度、进程通信、文件系统、存储管理、网络管理等，了解常见嵌入式操作系统特点及其环境支持下的嵌入式软件开发与应用。
二、课程的教学目标
课程教学所要达到的目的是：让学生学习嵌入式操作系统，了解嵌入式操作系统内核组成；
使学生的获取知识能力、系统认知能力得到提升，培养学生的团队协作能力，锻炼和培养学生锲而不舍、百折不挠的科研品质。
三、教学内容及其基本要求
在学生掌握操作系统知识的基础上，以嵌入式软件的核心——嵌入式操作系统为重点，以应用为目的，使学生对嵌入式系统及开发有一个完整把握，深入理解嵌入式操作系统。
结合嵌入式系统知识掌握嵌入式内核，包括进程管理与调度、同步互斥与通信、中断和时间管理、存储管理和适用于嵌入式的文件系统，为学生在嵌入式系统开发中能对内核进行灵活地裁减奠定基础，进而掌握嵌入式软件应用开发。
1嵌入式系统导论
1.1嵌入式系统概述
1.1.1嵌入式系统的发展历程
1.1.2嵌入式系统的特点
1.1.3嵌入式系统的分类
1.2嵌入式系统的应用领域
1.3嵌入式系统的实时性与可靠性1.3.1嵌入式系统的可靠性
1.3.2嵌入式系统的实时性
1.4嵌入式系统的发展趋势
2嵌入式硬件系统
2.1基本组成
2.2嵌入式微处理器
2.3总线
2.4存储器
2.5输入/输出接口设备
3嵌入式软件系统
3.1嵌入式软件系统概述
3.2嵌入式操作系统
3.3嵌入式软件开发工具
4嵌入式操作系统基础
4.1嵌入式操作系统的发展历史4.2嵌入式操作系统的体系结构4.3嵌入式操作系统的构成元素5进程管理与调度
5.1概述
5.2进程管理
5.3进程调度
5.4优先级反转
5.5多处理器调度
6进程通信
6.1概述
6.2信号量
6.3消息队列
6.4管道
6.5共享内存空间
6.6socket
7文件系统
7.1虚拟文件系统
7.2典型嵌入式文件系统jffs与yaffs
7.3cramfs与Romfs
8存储管理和I/O管理
8.1内存管理
8.2I/O管理
9Android系统
9.1Android系统构架
9.2Android平Android系统台开发环境
9.3Android的Linux内核与驱动程序
9.4AndroidARM平台移植
9.5基于Android的应用程序开发
四、各教学环节学时分配
序号教学内容参考课时数
1嵌入式系统导论2
2嵌入式硬件系统2
3嵌入式软件系统4
4嵌入式操作系统基础4
5进程管理与调度4
6进程通信4
7文件系统4
8存储管理和I/O管理4
9Android系统4
合计32
五、教学建议
1、授课形式以课堂授课与研讨相结合，课堂授课的方式以课件为主，课程资源利用手机等嵌入式产品作为教具，项目教学为主线，课内外时间比为1：1。
2、采用开源系统培养学生对系统的认知过程中，并能通过创新实验等环节深化课程教学内容。
3、采用CDIO模式设计教学案例和项目，以项目小组方式因材施教，以学生为主体完成项目，提高学生的参与程度，通过小项目研发激发学生学习的积极性和主动性。
六、考核评价方法及要求
考查，开卷考试，平时成绩占30%，考试成绩占70%。
七、教材与主要教学参考资源
教材：
孙鹤旭，林涛等.嵌入式控制系统，北京：清华大学出版社，2007年5月
参考资源：
[1]严海蓉等.嵌入式操作系统原理及应用(电子信息科学与工程类专业规划教材).北京：电子工业出版社，2012年6月；
[2]徐英慧马,忠梅,王磊等.ARM9嵌入式系统设计：基于S3C2410与Linux.北京：北京航空航天大学出版社，第二版，2010年9月；
[3]俞辉,李永,刘凯,王晓虹等.ARM嵌入式Linux系统设计与开发.北京：机械工业出版社，2010年5月。