《嵌入式Linux系统开发》课程教学大纲
课程编号：
课程名称：嵌入式Linux系统开发
英文名称：Development of Embedded Linux
课程类型：专业课任选
总学时：48      讲课学时：32      实验学时：16
学分：3
适用对象：计算机科学与技术专业本科生
先修课程：数据结构、操作系统、实用软件工程、JAVA程序设计
一、课程性质、目的和任务
《嵌入式Linux系统开发》课程是计算机科学与技术专业本科生的一门专业选修课。通过本课程的学习要
求学生系统地学习嵌入式操作系统的基本概念和基本理论，能够在理解嵌入式Linux系统的基础知识的前提下，熟悉基于嵌入式Linux的软件系统，能较为熟练地编写嵌入式Linux系统下的常见硬件的驱动，能编写简单基于图形界面的应用程序，增强学生的实践能力。培养学生成为面向嵌入式Linux应用领域从事技术和管理工作的高技能应用型人才。
二、教学基本要求
本课程的基本要求如下：
1．掌握嵌入式操作系统的基本概念。
2．掌握嵌入式Linux的基本知识，能够搭建嵌入式Linux开发环境。
3．掌握嵌入式Linux的I/O与文件系统的开发、进程控制开发、进程间通信开发、网络应用开发、设备驱动程序的开发以及嵌入式图形界面的开发。
4．具备基于嵌入式Linux的完整的应用系统开发的能力。
三、教学内容及要求
1．Linux 入门
①嵌入式Linux基础: 了解Linux的发展，了解Linux作为嵌入式操作系统的优势；
②Linux安装：掌握Linux的安装步骤，能够解决Linux安装过程中常见问题；
③Linux文件及文件系统：掌握Linux下的文件系统类型、目录结构。
2．Linux系统基础命令
①Linux常用操作命令：掌握Shell基本概念，熟练使用Linux中用户管理命令，熟练使用Linux系统相关命令，熟练使用Linux中文件目录相关命令，熟练使用Linux中打包压缩相关命令，熟练使用Linux中网络相关命令；
②Linux启动过程：了解Linux的启动过程，深入了解INIT进程及其配置文件；
③ Linux系统服务：了解Linux中常用的系统服务，并能够定制Linux中的系统服务。
3．Linux下的C编程
① Vi的基本操作：掌握Vi的命令行模式、插入模式及底行模式的操作方法；
②Emacs的基本操作：掌握Emacs的安装、启动操作，掌握在中Emacs进行代码编辑、
编译、调试；
③ Gcc编译器：掌握Gcc的编译流程，熟悉常用编译选项，能够利用Gcc进行开发；
④ Gdb调试技术：掌握Gdb的使用流程，熟悉Gdb的常用命令；
⑤ Makefile技术：理解Make工程管理器的概念，掌握Makefile的基本结构，Makefile 的规则以及Make管理器的使用。
4．嵌入式系统基础
①嵌入式系统概述：掌握嵌入式系统的基本知识，了解嵌入式系统的发展、特点，了解主流的嵌入式操作系统；
② ARM处理器硬件平台：了解ARM处理器的基本知识，ARM处理器的体系结构；
③嵌入式系统软件开发流程：掌握嵌入式软件开发的基本概念，如交叉编译、交叉调试等。
5．嵌入式Linux开发环境的搭建
① 嵌入式开发环境的搭建：掌握嵌入式交叉编译环境的搭建，掌握超级终端和Minicom 的配置及使用，
掌握下载映像到开发板的方法，掌握编译嵌入式Linux内核的技术；
② U-Boot移植：熟悉Bootloader的基本知识，了解U-Boot的源码，熟悉U-Boot移植的主要步骤，熟悉U-Boot的常见命令。
6．I/O编程
①嵌入式Linux中的文件操作：掌握文件描述符的概念，熟悉文件I/O操作；
②嵌入式Linux串口应用开发：掌握串口的基本概念、基本参数设置，串口的编程方法；
③标准I/O开发：掌握常用的I/O操作API函数。
7．进程控制开发
①Linux下进程概述：掌握进程的基本概念，掌握Linux下的进程结构、模式和类型，以及进程的管理；
② Linux进程控制编程：掌握Linux中控制进程的编程技术；
③ Linux守护进程：熟悉守护进程的概念，掌握守护进程的编写方法、出错处理；
嵌入式系统开发是什么
④Linux中进程的通信：掌握Linux中进程的通信方式，以及编程方法。
8．多线程编程
① Linux下线程概述：熟悉线程的基本概念、分类、Linux线程技术的发展；
② Linux线程控制编程：掌握Linux中控制线程的编程技术，掌握线程的控制访问方法。
9．嵌入式Linux网络编程
① TCP/IP概述：熟悉TCP/IP协议的基本知识；
②网络编程基础：掌握socket技术的基本概念，掌握socket基础编程；
③网络高级编程：掌握Linux下网络编程的高级应用，了解常见的网络工具源代码，例如ping的源代码。
10．嵌入式Linux设备驱动开发
①设备驱动概述：掌握设备驱动模块的基本知识，熟悉设备文件的分类、设备驱动程
序与外界的接口；
②字符设备驱动编写：熟悉字符设备驱动编写流程，掌握字符设备驱动编写的基本知识；
③ LCD驱动编写实例：掌握LCD工作原理，熟悉LCD驱动编程；
④块设备驱动编写：掌握块设备驱动程序描述符，掌握块设备驱动编写流程，掌握基本的块设备驱动编程技术。
11．Qt图形编程
①嵌入式GUI简介：熟悉Qt/Embedded、MiniGUI、Microwindows、Tiny X；
② Qt/Embedded开发入门：熟悉Qt/Embedded的基本知识，熟悉Qt/Embedded信号和插槽机制，掌握Qt/Embedded开发环境的搭建，熟练应用Qt/Embedded的窗口部件进行图形界面编程。
四、实践环节
《嵌入式Linux系统开发》是一门实践性很强的课程，不仅仅要注重理解基本知识，更要注重培养实际的操作技能。实践性环节是巩固所学理论知识、使理论与实际相结合、提高嵌入式Linux系统开发能力的一项必不可少的重要环节。因此，习题课、课后习题、上机实验等都是加强软件开发能力训练所必需的。
本课程实验部分提供了8个实验，每个实验应安排在所需要的教学内容学完之后。
1．Linux开发平台的构建与配置    2学时
2. 嵌入式Linux内核编译移植                                    2学时
3．BootLoader实验            2学时
4．Linux系统I/O编程实验2学时
5．Linux系统下多进程编程2学时
6．嵌入式Linux平台中网络编程                                    2学时
7．Linux嵌入式系统设备驱动开发                                  2学时
8．Linux嵌入式系统图形界面开实验                                2学时
五、课外习题及课程讨论
本课程通过课堂讲授例题、课堂练习、课后习题、上机实验等各个实践环节，对学生进行嵌入式Linux
开发训练。所有例题、课后习题、上机实验都是精心挑选的，由浅入深，步步推进，调动学生的主动性和自觉性并培养学生对于嵌入式Linux开发技术的兴趣和能力。
除了课内的教学以外，每个完整的教学单元后都有相关作业，并定期检查学生做作业的情况，作业的数量和质量占平时成绩的一部分。
六、教学方法与手段
本课程的课堂教学采用多媒体课件、板书与电脑操作演示相结合的方式进行。采用电脑操作演示方式的课堂讲授可以配有多媒体课件，也可以不配有多媒体课件。
八、考核方式
本课程为考试课程，期末考试为闭卷笔试。学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%）两部分构成，平时成绩中实验成绩占15%，出勤、作业和学习主动性等占15%。实验成绩根据实验报告质量评定，作业成绩根据习题的数量和质量评定。
九、推荐教材和教学参考书
教材：《嵌入式Linux应用程序开发详解》，孙琼编著，人民邮电出版社，2006
参考书：《入式Linux开发详解--基于AT91RM9200和Linux2.6》，刘庆敏编著，北京航空航天大学出版社，2010
《嵌入式Linux开发技术》，孙天泽编著，北京航空航天大学出版社，2011
《构建嵌入式Linux系统（第二版）》，亚荷毛尔编著，中国电力出版社，2011 十、说明
无。
大纲制订人：
大纲审定人：
制订日期：2011年11月
《嵌入式Linux系统开发》实验教学大纲
一、实验教学目标与基本要求
通过本课程教学实践，使学生掌握嵌入式操作系统的基本概念，掌握嵌入式Linux的基本知识，能够搭建嵌入式Linux开发环境，掌握嵌入式Linux的I/O与文件系统的开发、进程控制开发、进程间通信开发、网络应用开发、基于中断的开发、设备驱动程序的开发以及嵌入式图形界面的开发。最终具备基于嵌入式Linux的完整的应用系统开发的能力。
基本要求：对于每个实验要求能够认真完成，能够独立调试并运行出结果。实验前，要认真预习，设计好实验用例；实验结束后，能够写出实验报告，分析实验结果。
二、本实验课程的基本理论与实验技术知识
《嵌入式Linux系统开发》课程侧重讨论嵌入式Linux系统的基本组成原理、嵌入式系统的硬件构成、软件组成以及嵌入式Linux系统的开发技术。学习本课程前需要学生较好的掌握有关数据结构、操作系统、计算机组成与结构、数字电路等先修课程，并要求学生熟练掌握C语言的编程和调试技术。
三、实验方法、特点与基本要求
实验方法采用在宿主机上编辑、交叉编译源程序，把可执行程序下载到实验箱上运行，通过串口及其它部件观察程序运行结果的方式。
要求学生课前预习实验指导书，指导教师应概述实验的原理、方法及仪器使用等，并作针对性指导。
对于验证性的实验，验证完毕后，指导教师要引导学生对实现原理的思考，并进一步提出问题，在验证的基础上作一些改变。
基本要求：
1．掌握教学实验箱的硬件组成及工作原理。
2．掌握宿主机的配置方法。
3．掌握嵌入式系统程序的编辑、编译、下载及运行方法。
4．掌握嵌入式系统程序的调试方法。
5．能够读懂系统的逻辑框图和各实验电路图。
四、实验主要仪器设备
计算机系统；CVT JXARM9-2410实验系统。
五、实验项目的设置与内容提要

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