基于嵌入式实时操作系统的软件开发教学实验的研究与设计

摘要

在现代教育中,实验教学占有非常重要的地位.实验是教学活动中一个必不可少的过程,很多学习科目都是以实验课程为基础的,尤其是对于嵌入式实时系统软件设计和开发这样实践性很强的学科,实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力是至关重要的,学生的大部分实践能力都是通过实验得到的.在教学中,由于嵌入式实时软件的开发环境和它的运行环境不同、程序的验证必须要在特定的应用环境中进行,学生所设计的程序受现有硬件条件的影响很大等等,这些己经成为制约嵌入式教学质量的重要因素.近年来,由于嵌入式技术的飞速发展和广泛应用,中国的许多高等院校和职业技术培训机构也开设了嵌入式系统应用软件设计的课程,这就使实验系统的设计开发成为嵌入式领域教学急需解决的问题.目前针对嵌入式实时软件领域的教学实验研究还是比较少见的,应用于实际嵌入式实时软件教育的实验教学系统更是少之又少.所以对于在嵌入式实时环境下编程的实验教学原理、模式和方法的研究就显得更加具有必要性和紧迫性.嵌入式实时系统软件设计课程涉及实时操作系统分析和应用软件编程等多方面的知识,课程实践性很强,既没有前车之鉴,也没有成熟教材.该论文是在作者研究和开发嵌入式实时应用软件的过程中积累一定经验的基础上作形成的,在此很想与从事嵌入式实时系统教学的各位学者进行探讨.该文首先分析了当前高校实验教学的现状,针对目前实验课程特别是嵌入式实时软件开发这门新兴课程的教学投入不足、学生学习效果不佳的问题,进行了有益的探索,并提出了具体的实验教学解决方案.然后论述了嵌入式实时系统平台下的软件开发和普通软件开发相比的不同特点,介绍了实验系统可能使用的各种环境.并且详细地分析了一些重点实验,给出了这些实验在教学中设计和实现的具体方案.最后对该文所作的研究工作进行了总结,并对嵌入式实时系统平台下教学实验的进一步研究提出了一些自己的设想.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1问题的提出

1.2嵌入式软件教学的分析

1.3嵌入式软件开发教学实验的现状和发展方向

1.3.1嵌入式教学需求背景

1.3.2国内高校嵌入式软件教育的现状和趋势

1.4本文研究的内容、目的和意义

第二章 嵌入式软件开发特点

2.1嵌入式技术的兴起

2.2嵌入式技术基础

2.2.1嵌入式系统基本概念

2.2.2嵌入式系统的特点

2.2.3嵌入式实时系统的分类

2.3嵌入式实时软件的基本特点

2.4嵌入式实时软件开发平台

2.4.1嵌入式时实操作系统

2.4.2嵌入式实时操作系统的特点

2.4.3采用嵌入式实时操作系统开发平台的原因

第三章 系统方案设计

3.1概述

3.2实验平台和开发工具的选择

3.3实验的需求分析与功能模块的设计

3.3.1学生学习需要分析

3.3.2实验辅导教师的角色分析

3.3.3教学内容分析

第四章基于嵌入式实时操作系统的软件开发教学实验的实现

4.1嵌入式应用程序交叉开发环境的建立实验

4.1.1实验目的

4.1.2原理及程序结构

4.1.3实验步骤

4.1.4程序改写练习

4.2任务基本管理实验

4.2.1任务管理原理简述

4.2.2实验目的及内容

4.2.3实验设计实现

4.3任务间的通信与同步

4.3.1信号量管理实验

4.3.2消息队列管理实验

4.3.3事件管理实验

4.3.4异步信号机制实验

4.4中断与异步事件实验

4.4.1中断管理概述

4.4.2实验内容

4.4.3实验设计实现

4.5网络接口编程实验

4.5.1嵌入式网络编程简述

4.5.2实验内容

4.5.3实验设计实现

4.6文件系统实验

4.6.1文件系统(file system)概述

4.6.2实验内容

4.6.3实验设计实现

4.7项目开发

第五章 全文总结

致谢

参考文献