《嵌入式操作系統(tǒng)》課程教學大綱

嵌入式操作系統(tǒng)（EmbeddedOperatingSystem）課程基本信息課程編號：04021539課程總學時：32實驗學時：8學時課程性質：選修課程屬性:專業(yè)深化類開設學期：第6學期適用專業(yè)：電子信息工程對先修的要求：C語言編程基礎、數據結構基礎、計算機基礎對后續(xù)的支撐：實踐機會：學生可以通過實習、參加科技比賽等途徑獲取實踐經驗，進一步鞏固和擴展嵌入式系統(tǒng)的應用能力。研究和開發(fā)：嵌入式系統(tǒng)技術在各個領域都有廣泛的應用，學生可以通過參與研究開發(fā)項目，將所學知識應用到實踐中，提高實際應用能力。一、課程的教學理念、性質、目標和任務嵌入式操作系統(tǒng)是電子信息工程專業(yè)的選修課，該課程主要培養(yǎng)學生具備嵌入式操作系統(tǒng)基礎知識和具有用RTOS構建嵌入式系統(tǒng)的能力。主要講述嵌入式系統(tǒng)中實時操作系統(tǒng)和其他技術，通過本課程的學習，學生掌握設計、開發(fā)和測試嵌入式系統(tǒng)所需的技術和方法；實踐嵌入式系統(tǒng)項目開發(fā)基本流程；為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)奠定良好的基礎。本課程采用課堂講授的方式進行教學，教學中采用課堂討論和課堂提問等方式與學生進行交流互動，同時課堂上有一定量的實例練習，提高使用專用工具進行程序設計的能力，鞏固和加深對理論課中知識的理解，提高對所學知識的綜合運用能力。通過本課程的學習，使學生具有嵌入式操作系統(tǒng)的分析能力和初步設計能力。二、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐序號課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求1較深入地了解嵌入式操作系統(tǒng)的組成及工作原理；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；掌握嵌入式操作系統(tǒng)的使用方法和移植方法。指標點2.122通過分組討論、師生互動等，能夠鍛煉學生溝通交流能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，具有嵌入式操作系統(tǒng)的分析能力。指標點9.29三、教學內容及進度安排（一）理論教學序號教學內容學生學習預期成果課內學時教學方式支撐課程目標1嵌入式系統(tǒng)概論使學生明確學習本課程的目的、意義、任務，掌握嵌入式系統(tǒng)的定義，了解其主要應用領域、研究范圍及發(fā)展方向；了解掌握幾種典型的嵌入式實時操作系統(tǒng)和嵌入式軟實時操作系統(tǒng)的特色、優(yōu)缺點和常見應用領域重點：嵌入式系統(tǒng)的基本組成和分類、發(fā)展趨勢、相關研究領域。VxWorks、WindowsCE、EmbeddedLinux等嵌入式系統(tǒng)的特點與應用領域。難點：嵌入式系統(tǒng)體系結構；嵌入式操作系統(tǒng)選型方法了解嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史和應用現狀、嵌入式系統(tǒng)的定義、體系結構與基本特征和嵌入式系統(tǒng)的常見種類。2本部分推薦多媒體教學，進行理論講授，應注意各種操作系統(tǒng)之間的區(qū)別與聯系，對實時操作系統(tǒng)加以舉例說明目標12嵌入式實時操作系統(tǒng)——UCOS-II嵌入式實時系統(tǒng)UCOS-II的基本概念及如何在其基礎上進行應用程序開發(fā)重點：建立嵌入式操作系統(tǒng)UCOS-II上的任務、實現UCOS-II的任務間通信難點：信號量、互斥型信號量、事件標志組、內存管理、消息郵箱管理的API應用了解UCOS-II、實驗環(huán)境的搭建。理解任務管理API應用、信號量管理API應用、互斥型信號量管理API應用，掌握事件標志組管理API應用、消息郵箱管理API應用和內存管理API應用。9本部分推薦多媒體教學，最好使用機房授課。理論講授和實驗相結合，對每個API函數的功能及參數可采用比較教學方式。目標1目標23Linux系統(tǒng)操作基礎學掌握常見的linux操作系統(tǒng)的安裝與定制；掌握嵌入式開發(fā)過程中常用的linux命令；熟練使用VI編輯器重點：linux操作系統(tǒng)的安裝與定制、常用的linux命令的使用難點：linux操作系統(tǒng)的安裝與定制、使用VI編輯器進行文件編輯了解linux系統(tǒng)的安裝以及l(fā)inux常用命令，掌握Linux系統(tǒng)中常見文件類型和常用目錄，文件通配符用法和文件操作權限，應用實例示范常用命令的用法和參數選擇，理解輸入輸出轉向和管道功能，對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中常用的VI編輯器進行較詳細的講解。9本部分推薦多媒體教學，最好使用機房授課。理論講授和實驗相結合。目標1目標24嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建掌握建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，熟悉嵌入式開發(fā)工程中使用的TFTP、Telnet和NFS服務，學會使用minicom終端重點：建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境、TFTP、Telnet和NFS服務、使用minicom終端難點：建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境、TFTP、Telnet和NFS服務理解并掌握如何建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，首先學習與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)相關的linux服務TFTP、NFS服務并如何配置，隨后介紹配置linux里面的超級終端minicom，最后學習如何編譯嵌入式Linux內核。6本部分推薦多媒體教學，最好使用機房授課。理論講授和實驗相結合。目標1目標25linux的C語言程序設計掌握使用GCC編譯C語言程序；理解基本的makefile文件的編寫語法；熟練掌握在linux系統(tǒng)里面使用C語言進行程序設計；掌握ARM匯編和C進行簡單混合編程。重點：C語言程序設計、makefile文件的編寫難點：ARM匯編和C進行簡單混合編程規(guī)則。理解Linux系統(tǒng)下常用的C語言編譯工具GCC，對GCC常用的參數進行了詳細說明，并進行了舉例；隨后介紹C語言調試工具GDB，列舉調試命令及其功能，并以實例說明GDB的用法；掌握介紹C語言項目管理工具make，說明makefile文件的編寫語法，并以實例演示了make工具的使用。熟練掌握ARM匯編和C進行簡單混合編程。。6通過課堂講授與課堂討論，引發(fā)學生對于新技術的理解應用應用。目標1目標2（二）實驗教學序號實驗名稱學時實驗教學內容學習要求支撐課程目標1UCOS-II任務間通信3UCOS-II模塊間的仿真通信，①實驗環(huán)境的搭建。②編程實現信號量、互斥型信號量、事件標志組、內存管理、消息郵箱管理。③熟悉各種通信方式API函數。④理解各種通信方式的實現機制。獨立完成，保存實驗結果目標1目標22Linux系統(tǒng)操作實驗3熟悉linux程序設計，在計算機上面安裝虛擬機，虛擬機里面定制安裝linux操作系統(tǒng)；熟練使用常見的linux命令和VI編輯器。獨立完成，保存實驗結果目標1目標23ARM匯編語言程序設計2ARM匯編語言練習，使用GCC編譯C語言程序，編寫基礎的makefile文件，學會使用ARM匯編和C語言進行基礎的混合編程。獨立完成，保存實驗結果目標1目標2四、課程思政在嵌入式系統(tǒng)課程中，課程思政教育從以下幾個方面展開：一、注重課程內容與國家發(fā)展戰(zhàn)略的結合。在教授嵌入式系統(tǒng)的基礎知識與技術的同時，將其與中國制造2025、工業(yè)4.0等國家發(fā)展戰(zhàn)略相結合，引導學生了解我國產業(yè)升級和轉型的大背景，從中意識到個人發(fā)展與社會發(fā)展的關系，激發(fā)學生的社會責任感和家國情懷。二、加強實踐教學的思想教育功能。在課程實驗、項目設計等環(huán)節(jié)中引入思想教育元素，如關注環(huán)保、遵紀守法、勤儉節(jié)約等方面，幫助學生從實踐中感悟到社會公德、道德情操等思想教育要素。三、提高學生職業(yè)道德意識。將職業(yè)道德的內涵和培養(yǎng)方式滲透到嵌入式系統(tǒng)課程中，引導學生了解職業(yè)操守、工作道德、職業(yè)規(guī)范等方面。同時，幫助學生理解自己在這個行業(yè)中的作用和責任，激發(fā)他們的使命意識。四、促進師生互動，建立良好的教育關系。在嵌入式系統(tǒng)教學中，加強師生互動、同學間互助、團隊協作等環(huán)節(jié)，建立師生之間相互尊重、相互理解、相互幫助的良好教育關系，幫助學生發(fā)展積極向上的人生態(tài)度和積極樂觀的情感穩(wěn)定性。通過以上措施，可以在嵌入式系統(tǒng)課程中有效開展思政教育，提升學生綜合素質和職業(yè)能力，為未來的工作和社會責任做好充分準備。五、教材及參考資料1.選用教材：（1）理論課教材：嵌入式實時操作系統(tǒng)μC\OS-Ⅱ教程，程文娟編著，西安電子科大出版社，2017年，第2版，97875606440042.參考書：（1）嵌入式系統(tǒng)設計師教程（第2版）.崔西寧等.清華大學出版社，2019年（2）嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS原理與實踐，盧有亮編著，電子工業(yè)出版社，2014年（3）嵌入式操作系統(tǒng)風云錄：歷史演進與物聯網未來.何小慶.機械工業(yè)出版社，2016年3.推薦網站（線上資源）：（1）中國慕課，/vemooc（2）技術論壇，/proteus/archive/2011/11/14/2248724.html（3）CSDN，/s?id=1646993060730654331&wfr=spider&for=pc六、教學條件學院配備有嵌入式系統(tǒng)實驗室，有獨立機房。本課程負責人新進年輕老師，常年工作在科研一線，對于專業(yè)當前研究熱點及方向十分熟悉。教室及設備在數量和功能上滿足教學需求，學校有良好的管理、維護和更新機制，方便教師進行教學。七、課程考核、考核方式及成績評定序號課程目標（支撐畢業(yè)要求指標點）考核內容評價依據及成績比例(%)成績比例(%)作業(yè)實驗討論期末1目標1：（支撐畢業(yè)要求指標點2.1）嵌入式操作系統(tǒng)UCOS-II上的任務、實現UCOS-II的任務間通信，常用的linux命令的使用情況。1010040602目標2：（支撐畢業(yè)要求指標點9.2）嵌入式操作系統(tǒng)UCOS-II上的任務、實現UCOS-II的任務間通信，常用的linux命令討論和創(chuàng)新想法。00103040合計10101070100（1）課堂討論與評分標準課程目標考核內容評分標準90-100分80-89分70-79分60-69分<60分課程目標2（10%）考核學生課堂討論參與情況。遵守課堂紀律，積極參與討論，對農業(yè)大數據技術與創(chuàng)新應用領域有創(chuàng)新或獨特見解。遵守課堂紀律，認真參與討論，對農業(yè)大數據技術與創(chuàng)新應用領域有一定理解。遵守課堂紀律，上課狀態(tài)一般，能回應討論，對農業(yè)大數據技術與創(chuàng)新應用領域有一定理解。遵守課堂紀律，上課狀態(tài)一般，能回應討論，對農業(yè)大數據技術與創(chuàng)新應用領域理解不準確。遵守課堂紀律，但不能正常參與課堂討論，不能回應討論。（2）平時作業(yè)評分標準課程目標成績優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標1（10%）按時上交，書寫規(guī)范工整；能夠靈活運用所學知識，對嵌入式系統(tǒng)有創(chuàng)新或獨特見解。按時上交，書寫工整；能夠靈活運用所學知識，對嵌入式系統(tǒng)有創(chuàng)新或獨特見解。按時上交，書寫較工整；能夠運用所學知識，對嵌入式系統(tǒng)有一定理解。按時上交，書寫潦草；能夠運用所學知識，對嵌入式系統(tǒng)有一定理解。不按時上交，書寫潦草；對嵌入式系統(tǒng)理解不準確。（3）實驗環(huán)節(jié)評分標準課程目標成績優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標1（10%）完美解決實驗問題，結題報告好，實驗出勤及時較好解決實驗問題，結題報告好，實驗出勤及時較好解決實驗問題，結題報告較好，實驗出勤一般及時一般解決實驗問題，結題報告一般，實驗出勤一般及時未解決實驗問題，結題報告較差，實驗出勤及時（4）期末考查與評分標準課程目標考核內容評分標準90-100分80-89分70-79分60-69分<60分課程目標1（40%）主要考查對嵌入式系統(tǒng)的認識。論文檢索與嵌入式系統(tǒng)相關，專業(yè)詞匯翻譯正確，語句通順。論文檢索與嵌入式系統(tǒng)相關，專業(yè)詞匯翻譯正確，語句較為通順。論文檢索與嵌入式系統(tǒng)相關，專業(yè)詞匯翻譯大部分正確，語句通順。論文檢索與嵌入式系統(tǒng)相關，專業(yè)詞匯使用大部分正確，語句較為通順。論文檢索與嵌入式系統(tǒng)不相關，專業(yè)詞匯使用不正確，語句不通順。課程目標2（30%）主要考查相互協作，運用課