第一篇：计算机专业嵌入式系统教学研究
摘要：文章通分析计算机专业《嵌入式系统》教学，从系统教学的课程设置、师资队伍发展、教学结构和人才培养四个角度加强分析，探索嵌入式系统教学模式相关思路。
关键词：嵌入式系统；教学模式；计算机专业
对于嵌入式系统来说，应用是它的核心，计算机技术是它的基础。如果应用系统对计算机的型号有严格要求，才适用于嵌入式系统。由于嵌入式系统所占空间较小，有很强的功能，并且运用起来较为方便，所以现在已经被应用到多个领域。每一年，全球嵌入式系统可以带来一万亿多美元的产值。由于市场对于嵌入式系统人才的高需求，所以越来越多的高校加大对于这一专业人才培养。另外，很多高校中的电子专业和通信工程专业都加大对于嵌入式系统课程的研究。文章通过分析现在高校中对于嵌入式系统教学存在的问题，进一步分析加强嵌入式系统教学的相关措施。由于现在的高校对于嵌入式系统是探索阶段，所以主要存在以下问题。
1计算机专业《嵌入式系统》教学存在问题
1.1缺少高质量的教材。通常情况下,由于嵌入式技术与行业背景联系密切，因此在选择课程时，高校必须考虑理论和实际应用有机结合，选择高质量的教材。通过选择高质量的教材，才能实现教学和实践有机结合，才不会使学生迷失在理论中。不过，通过近些年来的教学经验可以得知，因为技术发展速度越来越快，所以如果教材难以与时俱进，那么教学工作就难以和时代相适应，对学生产生一定的负面影响。1.2内容深度不够。对于嵌入式系统来说，它是一门新兴技术，尽管现在很多高校开设对这门课程，但是由于师资力量不足，缺乏对相关教师的专业化培训，导致在一定时间内难以跟随时代变革，所以高校的嵌入式系统教学内容深度不足，教学质量不高。1.3缺少实践性。对于嵌入式系统来说，它的实践性和应用性很强，在教学工作中，实践环节扮演着重要角色。举例来看，对于驱动程序设计和指令编程等环节，只有学生实践增多，才可以掌握知识，真正理解嵌入式系统。不过，对于很多学校来说，尽管开设嵌入式系统课程，但由于设备不足，导致工程和应用难以相结合，很难做出相关的课程设计和毕业设计，所以实践能力较差，难以激发学生学习兴趣。
2计算机专业《嵌入式系统》教学的一些思考
对于嵌入式系统来说，它涉及的知识面宽泛，同时又极强的综合性，在社会上发展较快，学习难度高。事实上，对于任何专业来说，都有其自身特点，所以对于嵌入式系统来说，不能直接抄袭其它专业的教学体系，要切实根据本专业学生特征，分析课程的特点，制定适合自己的教学模式。在近几年，通过教学实践得知，在计算机开设嵌入式系统课程时，如果想实现良好的教学效果，就要解决以下几个问题：第一，在选择芯片时。是选择ARM芯片或是其它芯片；第二，在选择系统时，要选择嵌入式Linux操作系统还是其它操作系统；第三，在选择处理器时，是选择ARM7还是ARM9。
3计算机专业《嵌入式系统》教学措施
综合来看，在对于嵌入式系统进行教学时，不仅要关注课堂教学的实际效果，还要通过多样化的手段进行辅助，以此来提高教学效果。3.1建立开放实验室。通过购买ARM7和ARM9的《嵌入式系统》教学实验设备，实现实验室的组建。对于计算机专业《嵌入式系统》教学中，要设置两个实验层次，第一是基础性实验，第二是综合性实验。对于基础实验来说，通过实验使学生对于嵌入式软件和硬件有基本了解，掌握其开发流程与基本环境，实现基本程序开发。而对于综合应用实验来说，为了让学生对于所学知识展开运用，就要依据一定的题目，自主设计相关应用程序。对于实验室来说，实行全天开放，学生可以通过课余时间加强研究，推动课程时间教学有效实施。3.2充分利用课程设计和毕业设计课程。在嵌入式系统的教学工作里，设计和毕业设计占据重要角色。因为程序设计周期较长，所以要通过课题探讨，使学生完成课题。而在这期间，学生一方面要进行软件设计，还要进行软件编程，同时还要兼顾电路设计，进行硬件和软件的调适。这样一来，学生的知识和实践有机结合，既培养了学生的思考探究能力，又提高了实践能力，最终实现课程建设的目的。3.3成立兴趣小组.对于学生自身来说。要充分按照兴趣爱好，进行嵌入式系统兴趣小组组建。通过小组组建，充分利用实验设施进行小组课题研究，使学生一方面可以更深入的研究嵌入式系统，另一方面还提高了合作意识，进一步培养学生的创新意识和科研能力，实现同学间的交流与合作，把实践和知识有机结合。对于指导老师来说，他们要定期进行专题讨论，推动学生嵌入式系统研究的知识面拓宽，提高教学质量。3.4计算机专业《嵌入式系统》师资团队建设。对于嵌入式系统来说，它是一门新兴学科，所以必须加大对于师资力量建设的关注。通过实践经验的提高，加强学习交流，以此来建立高水平嵌入式系统教学队伍。一方面，教师要有理论经验，另一方面还要有实践经验。对于高校来说，要重视嵌入式系统教师的培养，加大投入来实现培养。另外，对于嵌入式系统教师来说，要加大培训力度，进行师资队伍建设。充分利用好寒暑假等空闲时间，实现到相关企业的项目开发，增加实践经验。只有这样，教师的教学工作才能与时俱进，实现新知识和技术的引入，提高师资水平的同时，实现课堂教学效果的提高。通过开展学术交流，利用讲座的形式进行专题研究，实现学校和学习之间的合作交流，加强师资对于建设，实现合作中的共同提高。3.5以学生为主导,开展“项目化”教学和开辟“学习论坛”。对于嵌入式系统来说，由于其自身的特殊性，所以要实现生产和实践有机结合。另外，对于学院来说，必须按照人才培养需要，实现有目的的教学。在教学方式上，要改变传统教学模式，通过项目化教学实现教学方法的改变，将重心转移到学生身上去，实现从课本教学到项目教学的转化，实现由关注课堂教学变成关注实践经验。另外，在开展项目化教学时，要充分认识学生的重要地位，发挥学生的主观能动性，实施参与式教学以提高其学习积极性。对于学院来说，必须加大对于实践能力的重视力度，实现对学生的强化训练，使老师发挥辅助作用。对于嵌入式系统的老师来说，必须有进行项目开发的经验，有强大的知识基础，引导学生独立思考的同时进行指导。在进行实际的工程实训时，通过成立项目小组的方式实现深度合作，形成别具一格的研发小组，在每个小组中要项目经理，实现人员调配和课题研究工作。另外，研发小组要自主设计和分析，在遇到技术上的难题时，要通过网络、图书馆等方式自行解决。
4结论
在计算机专业里，嵌入式系统发展较晚，发展较快。由于高校的计算机专业里嵌入式系统发展较晚，所以必须通过实践的方式加强对师资力量建设。另外，通过小组学习和实验室的结合，实现教学水平的提高。只有通过多方努力，才可以建设计算机专业的嵌入式系统人才，为社会发展培养人才。
参考文献
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作者：单位：马艳夕 王辉 河南理工大学计算机科学与技术学院 平顶山技师学院
第二篇：计算机嵌入式系统及发展
摘要：随着计算机技术、电子芯片等技术的飞速发展和我国传统产业结构的不断优化升级，人们对于系统应用产品的可靠性、适用性和经济性等方面的要求越来越高。时至今日，嵌入式系统早已与我们的生活密不可分，在包括工业控制、交通管理、智能家居、环境工程等等在内的多个领域中得到了深入的应用，显示出巨大的技术优势和广阔的发展应用前景。
关键词：计算机科学；嵌入式系统；实际应用研究
嵌入式系统在电子电气及自动化控制等领域应用极为广泛，并且有着较深的研究空间和极为广阔的发展前景，嵌入式系统也是当前计算机科学领域研究的热点。目前，世界各国在嵌入式系统开发和应用等方面进行着积极而深入的探索，并取得了较大的成就。但就我国而言，无论在硬件还是软件方面都存在着国产化不足的问题。本文将对其应用领域进行实践性的研究，对嵌入式系统的应用现状和未来发展进行深入的思考。
一、嵌入式控制系统简介
嵌入式系统（Embeddedsystem），顾名思义，是一种完全嵌入到受控器件内部，为特定应用而设计的软、硬件兼备的专用计算机系统。其中的软、硬件可以根据应用系统对使用功能、运行可靠性、维护成本、体积等要求进行裁剪和修改。它主要注重的是以实际应用为中心，与受控器件相适宜、相匹配、相融合，是以如何最便捷、最可靠、最合理地完成控制内容，实现控制目标为主要目的的控制系统。
二、嵌入式系统的组成
嵌入式计算机系统主要由硬件系统、中间层和软件系统构成，其中软件系统又包括系统软件层和应用软件层。1.硬件系统。（1）嵌入式微处理器。嵌入式处理器是硬件层的核心，区别于通用的CPU中央处理器，嵌入式系统是为特定用户群专门设计的系统，有着较强的专用性和个性化。也正是基于此，使微处理可以将任务集成在微小的芯片内部，从而更有利于系统设计的小型化，方便系统搭载使用。（2）存储器。嵌入式系统的存储器包含了Cache、主存和辅助存储器。Cache是一种容量小、速度快的存储器阵列，储存了处理器近期最常使用的数据和程序代码，处理器进行数据读取时，默认优先从Cache读取数据。主存分为内置式和外置式两种，内置式容量小，外置式容量大。辅助存储器多为可扩展存储，具有存储容量大的优点，但其数据读取速度相比主存来说要稍慢一些。（3）通用设备接口。通用设备接口是系统与外界进行信息交互的主要通道。（4）传输线路。信号传输线路是连接系统各部分的桥梁。嵌入式系统总线一般分为内、外两种总线，内总线主要是指连接微处理器CPU与内部其他部件的线路，而外总线则主要用于连接外部设备。2.系统软件层。嵌入式的系统软件层由实时多任务操作系统、文件系统、网络系统及通用组件模块组成。软件又可分为嵌入操作系统、嵌入式支撑软件和嵌入式应用软件。嵌入式操作系统能够通过装卸各种模块来满足系统所需要的不同的功能，从而使系统具有更为独特的实用性和更为灵活的适用性，因而应用极为广泛。3.中间层。硬件层与软件层之间为中间层，又被称为板级支持包。它将底层硬件与系统上层软件相分离，使上层软件开发人员只需根据BSP层提供的接口即可进行软件的设计开发。BSP是一个更类似于介于底层硬件和操作系统之间的软件层次，包括了许多与系统硬件紧密相关的软件模块。
三、嵌入式系统的特点
嵌入式系统是针对满足客户的某一项应用或某一项具体动作进行的特定设计，功能单一，具有极强的专用性，专用性和稳定性较强。这也是嵌入式系统最大的特点。1.系统内核小。目前的嵌入式系统的核心比传统的操作系统小很多，通常只有几K到几十K，微小内核非常适合应用于小型电子装置，内核在实际应用中还可以根据需求进行扩展或裁剪。所以，其系统资源相对来说较为有限。2.个性化和专用性。嵌入式系统的个性化特点，在应用上注定其具有很强的专用性。嵌入式系统中的硬件和软件系统非常紧密地结合在一起，即使在同一品牌、同一系列的产品中，对硬件进行系统的移植和较大的更改也很困难。一旦在应用中为了完成不同的任务需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要紧密结合系统，对系统硬件进行增减，而非通常意义上的简单“升级”。3.系统精简。功能的专用性、设计的简易性和应用的单一性，使得嵌入式系统的系统软件和应用软件没有明显的区分，使系统更为精简。如此一来，系统的设计投入和系统的控制成本都将比传统系统减少很多，更加有利于系统运行的安全性和稳定性。4.软件开发标准化。软件开发标准化能够有效地保证软件开发的质量，缩短软件开发周期，以使得设计的程序运行得更为流畅可靠。使用多任务操作系统，是实现嵌入式软件开发的标准化的必然前提。为了更加合理地利用系统资源和系统函数，用户必须要自行选配RTOS开发平台，使得嵌入式系统的应用程序在没有操作系统的情况下，在芯片上也能自动地直接运行，更合理地实现多任务调动。5.系统开发的配套性。升级能力和自举开发是常用微机系统的基本功能，但是因为嵌入式系统在开发设计时往往简化为只有用于程序的设计主机和具体执行应用的目标机，所以其系统本身并不具备升级和开发能力。因此，如在系统的设计开发完成后，想对其程序进行修改，必须要借助一套相应的开发工具和环境才能进行，而这些基于通用计算机软硬件工具和环境，有助于更加高效准确地完成系统的开发。这就决定了系统开发的配套性。
四、嵌入式系统的发展现状及未来趋势
1.发展现状。20世纪90年代之后，嵌入式系统发展迅速，在硬件及软件系统方面都有了极大的改进。硬件方面，各大公司继续不断推出着性能更佳、功能应有尽有的微处理器芯片和各种用于学习、研发的配套开发包；软件方面，国外商品化的嵌入式实时操作系统已在我国广泛应用，同时，在网上还有各种各样关于嵌入式系统的免费资源。国产化不足是目前我国在嵌入式方面存在的主要问题，因此，未来我们应加强这方面的研发，推出更多成熟的国产化的嵌入式技术产品。2.未来趋势。（1）网络化。网络化是嵌入式系统发展的必然。网络硬件方面，未来的嵌入式系统还必须要配备各种标准化的网络通信接口，并需要相应的TCP/IP协议软件支持和驱动软件；软件方面，系统内核支持网络模块，在设备上嵌入Web浏览器即可实现随时随地上网。（2）节能化。未来的嵌入式产品将会是软硬件紧密结合的设备，这就要求设计者选用最佳的编程模型不断改进算法，优化编译器性能，从而使系统运行更加节能化，能够利用最低的资源完成最佳的功能。（3）人性化。嵌入式系统之所以能够获得广泛的应用，人性化的设计和非常友好的人机交互界面是必不可少的。这就需要设计者充分考虑用户操作使用需求，在多媒体技术和图形界面方面多下功夫，提供多种便捷的输入方式，设计出更为简洁的操作界面，使用户充分体会到使用的自由感。
五、嵌入式系统的应用
嵌入式系统技术的应用前景极为广阔，几乎涵盖了所有电子电气设备的管理和控制相关的应用领域。1.工业控制。工业设备自动化控制水平的不断提高，嵌入式系统技术分别执行不同类型的控制任务，使工业设备的自动化、智能化水平得到提高。基于嵌入式芯片的自动化设备为工业生产带来了巨大的活力，有效保障了设备高效、稳定运行，有效减少了各种生产资源消耗，提高了生产效率和产品质量。2.信息家电和智能家居。信息家电和智能家居将成为嵌入式系统最大的应用领域。通过在家电中植入各种功能的嵌入式系统，可以实现对家电各种类型的自动化控制，如定时开关、温度智能调节、各种状态提醒以及网络远程控制等等。嵌入式系统的应用为人们带来了崭新的、智能化的家居体验，使人们亲身感受到嵌入式系统对我们生活的改变。3.POS网络。POS机是一种配有条码或OCR码的终端阅读器，包括各种智能ATM终端、自动售货机等，通过在内部嵌入应用的控制系统和信号收发器，即可实现对相关信息的接收处理，并进行信号传输，从而实现查询、转账、出货等任务操作。随着POS网络全面进入人们的生活，到时一卡在手就可行遍天下。
六、结语
我国的嵌入式行业起步较晚，但经过技术人员的不懈努力，我国的嵌入式技术也日趋成熟。随着应用范围的不断拓展、市场需求的不断扩大以及各项技术的不断推动，使得我国的嵌入式行业进入了一个飞速发展的黄金时期。我们必须抓住这个发展契机，加强学习，加大研发力度，才能推动我国嵌入式行业更深、更广地发展应用。
作者：秦宇
第三篇：计算机远程嵌入式系统开发技术要点
【摘要】在当今信息时代的背景下，计算机技术更新换代周期逐渐缩短，计算机远程控制的设备也逐渐多种多样，移动通讯设备被普遍应用到空调、电饭煲、电视机，手机、电话电器上。本文分析了计算机远程嵌入式系统的特点，主要探究了集成电路技术以及处理器技术在计算机远程嵌入式系统中的开发，并综合讨论了系统开发中的主要注意事项。
【关键词】计算机远程嵌入式；系统开发；技术要点
引言
计算机远程嵌入式系统在企业、社会乃至国家发展中的地位十分重要，计算机远程嵌入式系统开发可以帮助系统执行代码，控制设备，使其连接的设备进行自动化控制，建立多功能型的技术应用模式，并且根据不同的用户需求开发了不同的功能区域，促进计算机技术的高效化、个性化、现代化的发展。因此，越来越多的企业、国家逐步重视开发计算机远程嵌入式系统，加大对其的资金投入与人才投入，以期利用计算机远程嵌入式系统实现更快速、更高效地超越式发展。
1计算机远程嵌入式系统特点
（1）针对性。过去的通用型计算机设备可以为所有用户使用，在功能和运行上大同小异，极为相似，因此其推广销售更加容易方便，但远程嵌入式系统更具个性化，会针对各种设备、各类人群、各个产业的不同需求、不同功能设计出不同的系统。其中央处理器的体积更小，使用的空间比过去要节省很多。（2）功能优化。过去的通用型计算机系统的功能远不如远程嵌入式系统的丰富多样，而且远程嵌入式系统在执行代码上的速度更快、耗费的时间更短。其之所以运行效率提高，主要在于它对计算机的硬件、软件都有更高水平的标准，比如，它优化配置了各个硬件，添加了复杂的微处理器，使得设备能够自动接收和实施操作指令。
2计算机远程嵌入式系统开发的技术要点探讨
2.1计算机远程嵌入式系统开发中的集成电路技术集成电路即通过半导体操作技术，根据多层以及隧道布线技术、在一小块单晶硅片上配置晶体管、电阻器等，实现电子元器件的关联使用，降低系统硬件的占用空间，缩小系统的体积，同时降低系统的被侵入或盗取信息的风险。集成电路技术主要有以下两种：（1）全定制。在全定制集成电路中，优化各个元器件的方式是技术人员根据晶体管大小的版图、位置来优化芯片，最大限度地使用每一片面积，同时减少系统运行时所耗费的成本、提高芯片的运行效率。（2）半定制。在半定制集成电路中，远程嵌入式系统的设计受到一定的功能模块的制约。该设计方法操作简单，设计周期相对较短，成品率较高。2.2计算机远程嵌入式系统开发中的处理器技术远程嵌入式系统有处理器、硬件、软件、系统、程序等，其中处理器是系统开发的重中之重，各种声音、影像、图文等数据只有通过处理器进行加工、编码、解码，才能准确、真实地被表达出来。而且信息传递过程中的隐秘性、安全性的提高也有赖于处理器技术的高低。处理器技术运用在新系统开发中时应注意以下三点：（1）通用技术。通用型处理器的适用人群更广、适用功能更多，有利于远程嵌入式系统的功能革新。在远程嵌入式系统中使用通用技术，有利于保护信息传输过程，方便寄存器、逻辑单元等对信息的加工利用。（2）单一技术。通用型处理器的功能要求普遍适用，而远程嵌入式系统的功能要求完全不一，它要求做到对不同的群体的不同要求有不同的程序代码，即其设计标准是技术单一，具有个性化、特殊。单一技术更多地被用在解码器上，提高信息传递过程中的精确性、准确性。（3）专用技术。通用型处理器的功能具备普适性，而远程嵌入式系统则要拥有具体功能，能对不同客户、不同设备提供针对性的、专门的服务。这就需要处理器作为数据传输的载体，将程序代码输入到微处理器的芯片里，进而实施该特定的指令，实现直接的、具体的、远程操控。
3计算机远程嵌入式系统开发中的注意事项
计算机远程嵌入式系统是推动国家科学技术发展进步要素中不可获取的一部分，极大地影响着国家高新技术产业的前进效率。相关从业者，要时刻把握计算机发展潮流，向欧美等发达国家学习，同时提高自身的理论素养，用先进的科学技术武装自己，重点利用集成电路技术、微处理器技术等，研究出能满足不同需求的系统。总体来说，系统开发的注意要点有：①硬件是执行远程嵌入式系统代码的设备，硬件在一定程度上直接决定了系统功能能否得到实现，所以，工作人员要将芯片、电路板等硬件作为研发重点，使之能按要求成功地执行任务；②远程嵌入式系统中的软件与硬件共同实现系统功能，工作人员在编写程序代码时要切记使之既符合自然语言也符合计算机语言，否则系统软件不能正常识别语言，进而不能执行代码完成相关任务。
4结论
综上所述，计算机远程嵌入式系统的开发对改变人们生活方式、提高企业生产效率、促进国家高新技术的发展有着重要意义。目前计算机远程嵌入式系统开发的技术要点在于集成电路技术、处理器技术，使系统的硬件、软件能协调统一，顺利执行程序代码，实现系统的功能。
参考文献
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[2]潘加宇.软件工程与项目管理[J].程序员，2005（07）.
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作者：刘翔 单位：四川城市职业学院
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