基于Linux操作系统教学设计的应用分析

摘要：文章针对如何提高高职计算机专业的Linux操作系统课程教学质量，提高学生的职业能力、应用能力等问题，讨论了本课程的重点难点及解决措施，并对Linux操作系统教学的改革与创新进行了研究。

关键词：高校教育；Linux操作系统；课程教学

中图分类号：TP311.1 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 12-0000-01

Application Analysis Based on Linux Operating System Teaching Design

Sun Zhanhua

(Shenyang Ligong University,Shenyang100168,China)

Abstract:To train students in software development and design capability of embedded Linux system,and to achieve different levels of the students,experiment is divided into three categories:the elementary knowledge,basic skill sand integrated application on the basis of analyzing some key experiment contents.And the corresponding experimental content is given.The results prove that the experimentation has significance to the embedded system teaching.

Keywords:Universities education;Linux operating system;Course

teaching

嵌入式Linux的开发和研究是操作系统领域中的一个热点，目前已经开发成功的嵌入式系统中，大约有一半使用的是Linux，而在ARM平台上运行嵌入式Linux则更是开发嵌入式设备的主流。然而，除了国内外比较知名的高校外，大部分普通高校实验室的嵌入式实验教学系统基本上是基于8位CPU的单片机，这些系统的技术已经十分成熟且实验内容大多停留在单一的验证性实验，因此只能提供基础知识的教学而不能涵盖基础、综合、提高创新3个层次，也不能培养出市场对嵌入式系统需求的学生。

一、嵌入式Linux系统开发实验课程分析

嵌入式Linux课程设计具有很强的渗透性，与其他专业课程相比，嵌入式Linux课程设计具有独特的特点。该课程对学生的专业知识有较高的要求，课程具有交叉性，并且对学生的动手能力和系统思考解决问题的能力要求较高。通过实验，学生能够掌握嵌入式Linux系统程序设计方面的基本概念和技能，嵌入式软件设计的一般方法和流程，以及基本的实时控制方法、嵌入式网络编程、嵌入式文件系统操作、I／O控制等知识；通过综合实验的学习和模拟，使学生能够达到实际开发能力的目的。

二、嵌入式Linux系统开发实验教学设计

嵌入式系统开发课程涉及操作系统分析和应用软件编程等知识，学生需要能够理解嵌入式实时操作系统的工作原理、掌握基本的开发流程和开发工具的使用方法。在实验的设计上既有简单的基础实验也有复杂的综合实验，每部分的实验环节充分体现了“分层次、分阶段”的教学思想。本文将实验分为三部分：基础性实验、基本技能性实验和综合应用性实验。不同层次的实验项目分布在不同的实践教学环节当中，所起到的作用和性质各有不同。

（一）基础性实验

目的是让学生了解嵌入式软件和硬件的一般开发环境与流程；熟悉实验开发工具，掌握实验开发工具的操作方法及使用，熟悉软件编程环境，为更进一步实验做准备。首先，嵌入式应用程序交叉开发环境的建立。本实验介绍了一般的嵌入式开发流程，以及开发环境中的软件和硬件的安装与调试。目的是让学生了解嵌入式交叉编译的相关知识，以及能够搭建嵌入式Linux系统的开发环境。其次，开发基本的嵌入式应用程序实例。通过嵌入式应用程序Make file与Hello world实验，使学生熟悉Linux开发环境，了解基本的嵌入式开发的基本过程，以及Make file的基本内容，掌握基本的程序设计方法与流程，建立起任务的概念，为后续的应用程序的设计打基础。

（二）基本技能性实验

通过构建嵌入式Linux系统以及内核定制、系统引导、文件系统、接口设计、驱动程序开发、图形界面设计、以及通信应用等实验，学生可以更清楚深刻地理解嵌入式Linux系统的相关术语，体会嵌入式Linux系统的组成要素，提高操作的人性化水平、完成功能完善的应用系统。目的是让学生掌握嵌入式系统特有的编程机制和提供的各种编程接口，使之具备基本的嵌入式程序开发技能。

嵌入式Linux内核、引导系统和文件系统实验通过构建嵌入式Linux系统以及内核定制等实验，学生可以更清楚深刻地理解嵌入式Linux系统的相关术语、体会嵌入式Linux系统的组成要素。目的是让学生了解Linux内核的结构、具有编译Linux内核的能力，以及了解一个操作系统的构造。

（三）综合应用性实验

此阶段实验目的在于运用基础技能部分所学，进行综合应用，独立完成项目开发。由于是综合实验，因此在第二阶段即给出题目，要求学生在整个实验阶段进行构思与准备，最后连接代码。大多数无线点菜系统都是一套基于掌上电脑和802.11b无线局域网技术的实用型系统。从功能上来说，嵌入式开发板端即客户端，包括开台点菜模块和蓝牙数据传输模块；PC机端即服务器端，包括菜单管理模块、消费结账模块和蓝牙数据传输模块。客户端和服务器端的蓝牙传输模块都是通过后台线程实现的，而其他模块都是通过与Qt图形界面的交互实现的。整个点菜系统的通信结构为一个微微网，服务器端位于该微微网的中心节点，利用BTPROTORFCOMM协议与其他的点菜端进行通信。

三、结语

嵌入式Linux系统是一门实践性很强的学科，本文列出多个实验及综合设计环节，构成了一个完整的实验教学体系，目的是让学生由浅入深，循序渐进地去学习、了解和掌握嵌入式Linux系统开发流程，对学生的嵌入式Linux系统设计和研发能力培养起到了积极作用。

参考文献：

[1]李岩.嵌入式系统教学研究[J].电气电子教学学报,2010,28(3):45-47

[2]凌明,王学香.电子类专业嵌入式系统课程体系建设探索[J].电气电子教学学报,2009,29(5):4-6