2016年廣東省高等教育自學考試《嵌入式Linux應用編程》(課程代碼：12730)課程考試大綱

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來源：肇慶市招生辦網閱讀：6274 次日期：2015-10-21 13:57:28

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一、課程性質與設置目的

（一）課程性質與特點

嵌入式Linux應用編程是嵌入式技術專業的核心課程之一。本課程為了適應目前發展迅速的嵌入式Linux需求而設計，課程目標是讓學生達到嵌入式應用軟件開發、嵌入式系統開發或嵌入式驅動開發的基本素質。課程內容基于目前應用最廣泛的軟硬件開發平臺（Linux和Arm），使學生了解嵌入式技術的發展現狀，掌握嵌入式開發的基本技能；掌握嵌入式Linux項目的完整開發流程，能夠完成嵌入式Linux系統的移植和設備驅動程序的編寫，掌握嵌入式Linux應用程序的開發。

（二）課程設置目的與基本要求

Linux作為日漸流行的多用戶、多任務的網絡操作系統，有著開放、穩定、安全、費用低廉等許多其它操作系統無可比擬的優勢，具有越來越廣泛的應用前景。在網絡技術迅速發展的今天，網絡操作系統是網絡中的核心技術。本課程是高等教育自學考試嵌入式技術（?？疲I的一門專業課。本課程的目的在于講授Linux操作系統的基礎和應用知識，使學生掌握Linux系統的安裝、配置、管理維護等技能，對Linux系統有一個全面的了解，奠定在Linux系統上作進一步開發的基礎。

（三）本課程與相關課程的聯系

本課程應該在先學習完計算機組成原理和計算機網絡原理前提下開設的。學習完本課程，后續課程應該及時開設網絡安全與管理等專業課，拓寬學生的知識面，從而強化本課程開設的目的。

本課程共分為十章，分別是Linux系統入門基礎、Linux程序設計基礎——C環境、Linuxshell編程、構建嵌入式Linux系統、嵌入式BootLoader技術、ARM-Linux內核分析、嵌入式文件系統、嵌入式Linux多線程編程、簡單嵌入式Web服務器設計、嵌入式GUI。其中：

1.重點章包括：Linux程序設計基礎——C環境、Linuxshell編程、構建嵌入式Linux系統、嵌入式BootLoader技術、ARM-Linux內核分析。

2.次重點章包括：嵌入式文件系統、嵌入式Linux多線程編程、簡單嵌入式Web服務器設計。

3.一般章包括：Linux系統入門基礎、嵌入式GUI。

二、課程內容與考核目標

第一章Linux系統入門基礎

一、學習目的與要求

本章的學習目的主要是對Linux系統有一個簡單的了解。認識Linux的操作系統、掌握Linux的基本操作命令。

二、課程內容

第一節認識Linux操作系統

一、Linux和Unix的簡明歷史

二、Linux系統的特點和組成

三、Linux的開發過程

第二節基本操作命令

一、字符界面簡介

二、常用命令簡介

第三節Linux文件與目錄系統

一、Linux文件系統類型介紹

二、Linux目錄系統

第四節shell簡介

第五節網絡服務簡介

一、Linux支持的網絡協議

二、Linux的網絡服務

三、考核知識點

1.Linux系統的特點和組成

2.Linux系統的基本操作命令

3.Linux文件系統類型介紹

4.Linux支持的網絡協議

四、考核要求

1.Linux系統的特點和組成

識記：Linux系統主要的特點和4個組成

2.Linux系統的基本操作命令

識記：Linux系統的常用命令

3.Linux文件系統類型介紹

識記：Linux的常用文件類型和目錄系統

4.Linux支持的網絡協議

領會：Linux支持的網絡協議和服務

第二章Linux程序設計基礎—C環境

一、學習目的與要求

本章需要掌握使用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。

二、課程內容

第一節Linux編程環境介紹

一、系統平臺環境

二、開發工具環境

三、基于文本模式的開發平臺

四、集成開發平臺Eclipse+CDT

五、文檔幫助環境

第二節常用編輯器

一、VIM編輯器

二、Emacs編輯器

第三節gcc編譯器的使用

一、gcc的主要選項

二、GNUC擴展簡介

第四節GNUmake管理項目

一、make的簡介

二、編寫Makefile文件的規則

第五節GDB調試

一、GDB命令介紹

二、GDB調試例程

三、基于GDB的圖形界面調試工具

三、考核知識點

1.Linux編程環境

2.VIM編輯器和Emacs編輯器

3.基于GDB的圖形界面調試工具

四、考核要求

1.Linux編程環境

識記：Linux平臺特性

領會：基于文本模式的開發平臺和集成開發平臺

2.VIM編輯器和Emacs編輯器

簡單應用：VIM和Emacs兩種常用的編輯器

3.基于GDB的圖形界面調試工具

領會：GDB命令

簡單應用：基于GDB的圖形界面調試工具

第三章Linuxshell編程

一、學習目的與要求

本章的學習目的是力求使學生掌握LinuxShell編程的特性。Shell是用戶與內核進行交互操作的一種接口，是Linux最重要的軟件之一，目前最流行的Shell稱為bashShell，需要掌握bashShell腳本編程的語法、命令、技巧、調試等內容。

二、課程內容

第一節創建與運行外殼程序

一、創建外殼程序

二、運行外殼程序

第二節使用外殼變量

一、給變量賦值

二、讀取變量的值

三、位置變量和其他系統變量

四、引號的作用

第三節數值運算命令

第四節條件表達式

一、if表達式

二、case表達式

第五節循環語句

一、for語句

二、while語句

三、until語句

第六節shift命令

第七節select語句

第八節repeat語句

第九節函數

第十節shell應用舉例

三、考核知識點

1.外殼變量

2.數值運算

3.條件表達式

4.循環語句

5.select語句和repeat語句

四、考核要求

1.外殼變量

簡單應用：外殼變量的使用

2.數值運算

簡單應用：數值運算的使用

3.條件表達式

簡單應用：if表達式和case表達式

4.循環語句

簡單應用：for、while和until循環的使用

5.select語句和repeat語句

簡單應用：select語句和repeat語句

第四章構建嵌入式Linux系統

一、學習目的與要求

本章的學習目的主要是對構建嵌入式Linux系統的掌握。要求掌握GNU跨平臺開發鏈的建立過程，了解嵌入式Linux內核，了解嵌入式Linux根文件系統，了解BootLoader。

二、課程內容

第一節GNU跨平臺開發工具鏈

一、基礎知識

二、GNU跨平臺開發鏈的建立過程

第二節嵌入式Linux內核

第三節嵌入式Linux根文件系統

第四節BootLoader簡介

三、考核知識點

1.GNU跨平臺開發鏈的建立過程

2.嵌入式Linux根文件系統

四、考核要求

1.GNU跨平臺開發鏈的建立過程

領會：GNU跨平臺開發工具鏈基礎知識

綜合應用：基于ARM+Linux的嵌入式開發工具鏈的建立過程

2.嵌入式Linux根文件系統

簡單應用：文件系統的建立

第五章嵌入式BootLoader技術

一、學習目的與要求

本章的學習目的主要是對嵌入式BootLoader的掌握。要求熟悉BootLoader的概念，了解BootLoader的結構框架，了解典型Blob的運行過程，了解Blob的移植。難點是Blob的具體移植。

二、課程內容

第一節BootLoader的基本概念

一、BootLoader所支持的CPU和嵌入式板

二、BootLoader的安裝點和啟動過程

三、BootLoader的操作模式

四、BootLoader與主機之間的通信方式

第二節BootLoader典型結構框架

一、BootLoader的stage1

二、BootLoader的stage2

第三節典型BootLoader分析和移植

一、Blob簡介

二、Blob的運行過程分析

三、Blob的移植

三、考核知識點

1.BootLoader所支持的CPU和嵌入式板、BootLoader的安裝點和啟動過程、BootLoader的操作模式以及BootLoader與主機之間的通信方式

2.Blob的運行過程分析

四、考核要求

1.BootLoader所支持的CPU和嵌入式板、BootLoader的安裝點和啟動過程、BootLoader的操作模式以及BootLoader與主機之間的通信方式

識記；BootLoader的基本概念

領會：各種BootLoader以及它們所支持的體系結構、BootLoader的安裝點和啟動過程、BootLoader的操作模式以及BootLoader與主機之間的通信方式

2.Blob的運行過程分析

識記：Blob的基本概念

領會：Blob程序啟動流程、Blob的移植

第六章ARM-Linux內核分析

一、學習目的與要求

本章的學習目的主要是對基于ARM體系結構的Linux內核的掌握。要求了解ARM的體系結構，了解ARM-Linux的各個組成部分包括內存管理、中斷管理、系統的啟動和初始化、進程管理和調度以及Linux的模塊機制。重點學習ARM-Linux的各個組成部分。

二、課程內容

第一節ARM微處理器

一、ARM微處理器

二、RISC體系結構

三、ARM微處理器的寄存器結構

第二節ARM-Linux的內存管理

一、內存管理單元MMU

二、ARM-Linux的存儲管理機制

三、ARM-Linux存儲機制的建立

四、ARM-Linux對虛擬空間的管理

第三節ARM-Linux進程管理與調度

一、task_struct數據結構

二、Linux進程的創建、執行和消亡

三、ARM-Linux的進程調度

第四節ARM-Linux中斷響應與處理

一、ARM的異常中斷種類

二、ARM處理器對異常中斷的響應及返回過程

第五節ARM-Linux系統啟動與初始化

一、內核數據結構的初始化

二、外設初始化

三、init進程和inittab文件

四、rc啟動腳本

五、shell的啟動

第六節Linux模塊化機制

一、Linux的模塊化

二、模塊的載入

三、模塊的卸載

第七節ARM-Linux內核裁減

三、考核知識點

1.ARM-Linux的存儲管理機制、ARM-Linux存儲機制的建立和ARM-Linux對虛擬空間的管理

2.task_struct數據結構、Linux進程的創建、執行和消亡和ARM-Linux的進程調度

3.init進程和inittab文件、rc啟動腳本和shell的啟動

四、考核要求

1.ARM-Linux的存儲管理機制、ARM-Linux存儲機制的建立和ARM-Linux對虛擬空間的管理

領會：ARM-Linux的存儲管理機制、ARM-Linux存儲機制的建立和ARM-Linux對進程虛擬空間的管理

2.task_struct數據結構、Linux進程的創建、執行和消亡和ARM-Linux的進程調度

領會：task_struct數據結構、Linux進程的創建、執行和消亡和ARM-Linux的進程調度

3.init進程和inittab文件、rc啟動腳本和shell的啟動

領會：ARM-Linux系統啟動與初始化

第七章嵌入式文件系統

一、學習目的與要求

本章的學習目的主要是對嵌入式Linux文件系統的掌握。文件系統是Linux系統最基本的資源，了解嵌入式Linux文件系統得基本結構和特征，了解常見的嵌入式文件系統JFFS和YAFFS，重點學習嵌入式Linux文件系統的構造過程。

二、課程內容

第一節Linux文件系統結構與特征

一、Linux文件系統概述

二、Linux文件系統布局

三、Linux支持的文件系統

第二節嵌入式文件系統簡介

一、嵌入式文件系統JFFS簡介

二、嵌入式文件系統YAFFS簡介

第三節構建根文件系統

第四節根文件系統設置

第五節BusyBox

一、BusyBox簡介

二、使用BusyBox構建根文件系統

三、考核知識點

1.Linux文件系統概述、Linux文件系統布局和Linux支持的文件系統

2.構建根文件系統和根文件系統設置

四、考核要求

1.Linux文件系統概述、Linux文件系統布局和Linux支持的文件系統

識記：文件系統的概念

領會：Linux文件系統布局和Linux支持的文件系統

2.構建根文件系統和根文件系統設置

領會：嵌入式文件系統設計所遵循的原則

綜合應用：根文件系統的構建

第八章嵌入式Linux多線程編程

一、學習目的與要求

本章的學習目的主要是對嵌入式Linux多線程編程基本內容的掌握。要求了解Linux線程基本概念，多線程同步，生產者-消費者問題模型的實現。重點學習生產者-消費者問題實例的實現。

二、課程內容

第一節線程基本概念

一、Linux線程簡介

二、Linux線程編程基礎

第二節多線程同步

一、互斥鎖

二、條件變量

三、信號量

第三節生產者-消費者問題

一、生產者-消費者問題簡介

二、生產者-消費者問題實例

三、考核知識點

1.Linux線程編程基礎

2.多線程同步

3.生產者-消費者問題的實例

四、考核要求

1.Linux線程編程基礎

識記：Linux線程的基本概念，系統創建線程的順序

簡單應用：多線程編程常用的幾個函數

2.多線程同步

簡單應用：多線程同步

3.生產者-消費者問題的實例

綜合應用：生產者-消費者問題模型的實現

第九章簡單嵌入式Web服務器設計

一、學習目的與要求

本章的學習目的主要是對簡單嵌入式Web服務器設計基本內容的掌握。要求了解基于嵌入式WEB服務器的HTTP協議，嵌入式WEB服務器的系統結構和工作原理，ARM開發板上的Socket網絡編程。重點學習以ARM體系結構與編程課程中所學知識為基礎，對基于ARM的簡單嵌入式WEB服務器系統進行簡單設計。

二、課程內容

第一節HTTP協議基礎

一、HTTP協議概述

二、HTTP協議的方法

三、HTTP協議消息頭

四、HTTP協議使用舉例

第二節socket編程基礎

一、socket描述

二、TCP/IP模型

三、socket描述符

第三節嵌入式Web服務器系統結構

一、協議標準

二、瘦Web服務器

三、嵌入式應用接口技術

四、實現形式

五、EMIT

六、RomPager

第四節Web服務器構建

三、考核知識點

1.HTTP協議概述、HTTP協議的方法和HTTP協議消息頭

2.嵌入式WEB服務器系統結構

3.WEB服務器的構建

四、考核要求

1.HTTP協議概述、HTTP協議的方法和HTTP協議消息頭

識記：HTTP協議的基本概念

領會：HTTP協議中內置的方法、HTTP協議部分消息頭

簡單應用：HTTP協議的使用

2.嵌入式WEB服務器系統結構

領會：典型的嵌入式Web服務器系統模型

3.WEB服務器的構建

綜合應用：WEB服務器的構建

第十章嵌入式GUI

一、學習目的與要求

本章的學習目的主要是對嵌入式系統GUI基本內容的掌握。要求了解比較流行的MiniGUI和Qt/Embedded，了解MiniGUI和Qt/Embedded的程序設計基礎。重點學習基于Qt/Embedded的嵌入式GUI的移植。

二、課程內容

第一節嵌入式GUI簡介

一、MiniGUI

二、Qt/Embedded

第二節MiniGUI程序設計基礎

一、MiniGUI的特點

二、窗口處理過程

三、MiniGUI的線程機制

四、MiniGUI的體系結構

五、MiniGUI底層引擎

六、MiniGUI的三種運行模式

第三節Qt/Embedded程序設計基礎

一、Qt/Embedded的圖形引擎實現基礎

二、Qt/Embedded的事件驅動基礎

三、Qt/Embedded底層支持分析

第四節嵌入式GUI的移植

三、考核知識點

1.MiniGUI和Qt/Embedded的特點

2.基于Qt/Embedded的嵌入式GUI的移植

四、考核要求

1.MiniGUI和Qt/Embedded

識記：MiniGUI和Qt/Embedded的特點

領會：窗口處理過程、MiniGUI的線程機制、體系結構和三種運行模式；Qt/Embedded3.x中底層圖形引擎實現結構、事件驅動基礎和底層支持分析

2.基于Qt/Embedded的嵌入式GUI的移植

綜合應用：基于Qt/Embedded的嵌入式GUI的移植

三、有關說明與實施要求

（一）關于課程內容與考核目標的說明

《嵌入式Linux應用編程》課程自學考試大綱明確了《嵌入式Linux編程應用》課程學習的內容以及深廣度，規定了該課程自學考試的范圍和標準，是進行學習和考核的依據。該課程中各章的內容均由若干知識點組成，在自學考試中成為考核知識點。

本課程的考核目標主要是考核考生對《嵌入式Linux編程應用》課程內容的掌握程度，檢測他們對《嵌入式Linux應用編程》相關理論與方法的認識深度與廣度，以及他們在工作中應用這些理論與方法的能力，處理和解決工作實際問題的能力。

《嵌入式Linux編程應用》課程自學考試大綱要求考生學習和掌握的知識點內容都作為考核的內容。由于各知識點在課程中的地位、作用以及知識自身的特點不同，自學考試將對各知識點分別按四個認知（或叫能力）層次確定其考核要求。四個能力層次從低到高依次是：識記；理解；簡單應用；綜合應用。關于這些用語、概念的解釋如下：

識記：能正確認識和表述科學事實、原理、術語和規律，知道該課程的基礎知識，并能進行正確的選擇和判斷。

理解：能將所學知識加以解釋、歸納，能領悟某一概念或原理與其他概念或原理之間的聯系，理解其引申意義，并能做出正確的表述和解釋。

簡單應用：能用所學的概念、原理、方法正確分析和解決較簡單問題，具有分析和解決一般問題的能力。

綜合應用：能靈活運用所學過的知識，分析和解決比較復雜的問題，具有一定解決實際問題的能力。

（二）關于自考教材

《嵌入式Linux應用編程》許信順、賈智平編著，機械工業出版社出版，2012年1月第1版。

（三）自學方法指導

1.本課程的學習者應根據本大綱規定，認真閱讀指定教材，理解教材中的基本原理，熟悉基本分析方法。為有效地指導個人自學和社會助學，本大綱已指明了課程的重點和難點，在各章的基本要求中也指明了各章內容的重點和難點。本課程的學習者應在全面系統學習的基礎上，掌握重點，有目的的深入學習重點章節的內容，但切忌在沒有全面學習教材的情況下孤立地去抓重點。

2.本課程的學習者在自學時，應根據本大綱在推薦教材和參考書中找出大綱中相關章節知識點的論述，系統做出自學筆記，適當地配合做些練習。本課程中概念性、規則性、理論性內容較多，自學者在學習時，要注重對知識點的理解和掌握，仔細閱讀教材和參考書中的案例內容，并能聯系實際進行思考，做到融會貫通。

（四）對社會助學的要求

1.社會助學者應根據本大綱規定的考試內容和考核目標，認真鉆研指定的教材，明確本課程的特點、學習范圍和學習要求，對自學應考者進行切實有效的輔導，并從學習方法上給予指導，引導他們防止自學中的各種偏向，把握社會助學的正確方向。

2.正確處理重點和一般的關系。課程內容有重點與一般之分，但考試的內容要覆蓋全部課程，而且重點與一般是相互聯系的，不是截然分開的。社會助學者應全面系統地學習教材，掌握全部考試內容和考核知識點，在此基礎上再突出重點?？傊?，要將把全面理解和重點深入探討結合起來，切勿孤立地只抓重點，把自學應考者引向猜題押題的歧途。

3.正確處理基礎知識與應用能力之間的關系。社會助學者既要重視基礎理論知識，又要重視實際應用能力的培養，努力引導自學應考者將識記、領會同應用聯系起來，將基礎知識和理論轉化為應用能力，在全面輔導的基礎上，著重培養和提高自學應考者分析和解決問題的能力。

（五）關于命題考試的若干要求

1.本課程考試采用閉卷筆試方式，考試的時間為150分鐘。本課程考試可以攜帶沒有存儲功能的小型計算器。

2.本大綱各章所規定的基本要求、考核知識點及考核要求下的知識細目，都屬于考核的內容。考試命題既要覆蓋到章，又要避免面面俱到。要注意突出課程的重點、章節重點，加大重點內容的覆蓋度。

3.命題不應有超出大綱中考核知識點范圍的題，考核目標不得高于大綱中所規定的相應的最高能力層次要求。命題應著重考核自學者對基本概念、基本知識和基本理論是否了解或掌握，對基本方法是否會用或熟練。不應出與基本要求不符的偏題或怪題。

4.本課程在試卷中對不同能力層次要求的分數比例大致為：識記占20%，領會占30%，簡單應用占30%，綜合應用占20%。

5.要合理安排試題的難易程度，試題的難度可分為：易、較易、較難和難四個等級。每份試卷中不同難度試題的分數比例一般為：2:3:3:2。

必須注意試題的難易程度與能力層次有一定的聯系，但二者不是等同的概念。在各個能力層次中對于不同的考生都存在著不同的難度，考生切勿混淆。

6.課程考試命題的主要題型一般有單項選擇題、多項選擇題、判斷題、填空題、名詞解釋題、簡答題、編程題等題型。各種題型的具體樣式參見附錄題型舉例。

附錄：題型舉例

一、單項選擇題，要求給出四個備選答案（一個正確答案）

1、下面哪個命令是用來定義shell的全局變量（）。