为您找到与嵌入式课程设计论文相关的共200个结果:
仿真器是指以某一系统复现另一系统的功能。与计算机模拟系统(Computer Simulation)的区别在于,仿真器致力于模仿系统的外在表现、行为,而不是模拟系统的抽象模型。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于仿真器的嵌入式测试平台相关软件比较相关论文。内容仅供阅读与参考!
关于仿真器的嵌入式测试平台相关软件比较全文如下:
常见的有在线仿真器和逻辑分析仪。在线仿真器可以完全仿真目标芯片的行为,准确度高,运行速度快,但工艺设计复杂,价格昂贵。逻辑分析仪通过监控和采样总线数据执行测试,完备性受限于采样频率,而提高采样频率则会大幅提高成本。基于硬件的测试工具通常用于计算机硬件的设计和测试,很少用于嵌入式软件的测试。
包括插桩和软件仿真两种典型方法。插桩向被测程序的特定位置插入探针,据此获得程序的运行信息。优点是实现简单,缺点是改变了被测程序,无法得到被测程序的精确执行轨迹和执行时间。软件仿真通过构建目标机的虚拟仿真环境,在宿主机上加载待测程序执行测试(目标机指嵌入式软件的运行环境,宿主机指嵌入式软件的开发环境,下同)。优点是可获得待测程序的精确执行轨迹,缺点是速度较慢。
综合了纯硬件和纯软件形式的特点,代表工具是 CodeTEST。测试环境接近于真实环境,准确性较高。缺点是硬件依赖性强,灵活性及可移植性差,成本昂贵。
理论上讲,嵌入式软件测试应在目标机进行,毕竟软件最终运行在目标机上。但嵌入式系统多采用软硬件协同开发,在软件开发过程中,目标机环境很有限,甚至不可用,无法满足软件测试的需要。此外,由于目标机的专用性,目标机下的测试工具比宿主机下的同类工具往往昂贵得多。考虑到上述因素,应将尽可能多的测试工作放在宿主机进行。但由于体系结构的差异,目标机软件一般不能在宿主机直接运行,这就需要建立目标机的仿真环境,即通过软件仿真进行测试。
软件仿真是一种经济灵活的测试策略,可在没有目标机硬件的情况下测试,准确性高,可以获取精确的运行时间,能灵活控制程序的运行状态。采用软件仿真测试也可以避免将程序烧录到目标机 ROM 造成的测试困难,降低开发成本。
3.1 当前嵌入式测试工具的不足
不少嵌入式测试工具采用软件仿真测试。传统仿真工具的测试流程是:编译获得被测程序的可执行程序,加载到仿真器运行,获得测试结果。这些工具对集成测试和系统测试支持较好,对单元测试的支持不佳,看一个具体例子。
通过例 1 可得到以下结论:单元测试时很多模块尚未编写完毕,若采用传统的嵌入式软件测试方法,需要编写大量的桩函数,工作量大。
测试者需熟悉嵌入式软件的开发语言,这样才能编写桩函数。软件开发者通常会参与单元测试,这类人员可满足要求。但为提高软件质量,一般需安排专门的测试人员测试。嵌入式开发通常采用汇编等底层语言,种类繁多且较难学习,对测试者要求较高。修改桩函数和外部变量后,需重新编译生成可执行程序,重新加载到仿真器测试。每做一点修改,均需重复上述步骤,测试过程繁琐。测试的针对性不强,只能加载整个可执行程序测试,无法针对特定的关注单元测试。
以航天某院为例,尽管购置了CodeTEST、Logiscope等昂贵的测试工具,但上述测试问题仍非常突出,其它工具也普遍存在类似的局限性。
本文介绍了一种新的嵌入式软件测试方法,可以弥补上述不足。其特色和创新体现在三方面:
1) 通过自行构建链接器,而不采用缺省的链接器完成链接,生成“内存映像”(此处的“内存映像”与可执行程序类似,但并不完全一致,本文采用该术语以区分二者),可在程序代码不完备的情况下执行测试,能更好地支持单元测试。
2) 构建软件仿真器,加载内存映像测试。除具备传统仿真测试的优点外,还增加了交互式脚
本处理能力,运行过程中可直接修改桩函数和变量,无需频繁地编译、加载,测试更加便捷。普通测试人员可以通过高级脚本语言编写测试用例,无需精通嵌入式平台的专用开发语言。
3) 能对指定的关注单元进行测试,支持设定源代码断点,支持设定仿真的起止范围,测试更有针对性,测试效率较高。
2 基于仿真器的嵌入式测试平台
1) 编译被测程序生成目标文件(x86 平台的.obj 文件就属于典型的目标文件)和链接描述文件(link description file,后文简称 LDF 文件)。
2)利用自行构建的链接器分析目标文件和库文件,提取符号表、数据段、代码段、可重定位段、行号信息等,按照 LDF 文件的说明进行链接,生成内存映像、总符号表和行号信息表。
3) 将内存映像加载到仿真器测试。测试过程中,可以修改内存变量、寄存器值、桩函数等。结合测试用例注入,可实现单元测试和动态测试。
3.2 链接器构造
链接器根据 LDF 文件的说明,提取并拼装目标文件中的各个段,得到内存映像、符号表和行号信息表(图 3)。其中,内存映像和可执行程序功能类似;符号表定义了各个符号(包括函数、变量、标号等)的名称、地址、文件、作用域等信息;行号信息定义了源文件中行号与内存映像中地址的映射关系。关于行号信息的更多介绍,请参考2.3节。
目标文件中的未定义符号在链接时会以UNDEF 标记,只分析本文件无法解析,需要进一步分析其它文件。如果在所有文件中都没有找到该符号,该符号就无法解析,使用标准的链接器无法链接,不能生成可执行程序进行仿真测试。
SimAD 自行设计了链接器,可以有效控制链接过程。对于未定义符号,自动分配特殊的内存地址,使得这些符号可以通过“解析”,进而构造可被仿真器执行的内存映像。这是实现本文测试方法的关键所在。这样的设计思路有以下优点:1) 单元测试时很多模块不完备,可避免使用嵌入式开发语言编写大量桩函数。即使存在未定义符号,也可以正常链接,提升了测试效率。
仿真器执行时可以检测到未定义符号,并检查是否定义了桩函数或者进行了变量赋值。这样,就把桩函数和外部变量的绑定由编译期调整到了运行期。这带来了两个好处:可通过脚本语言设计桩函数,进行变量赋值,避免了学习嵌入式开发语言的代价。 可实现交互式的桩函数声明和变量赋值,避免了传统的“修改桩函数和外部变量→编译→加载运行”的繁琐测试流程。
3.3 仿真器实现
仿真器完成对目标机的模拟,其基本特征是行为等价,注重对目标机行为功能的仿真,对内部结构的仿真要求不高。重点关注:真实性、全面性、运行速度、通用性和可扩展性等指标。
SimAD 仿真器实现了以下模拟:①译码:包括运算指令译码,移位指令译码,地址寄存器译码,通用寄存器译码等;②运算模拟:包括加法器模拟、乘法器模拟及移位器模拟;③控制流处理:包括中断、循环、跳转、调用等;④ 地址产生模拟; 内存访问模拟; ⑤ 模拟:包括外部内存方式和串口 DMA 方式;定时器模拟。
在实现功能模拟的同时,仿真器还提供了测试接口和外部交互接口,包括内存映像的加载接口、内存和寄存器的查看/修改接口、桩函数的设定/修改接口、数据的输入/
输出接口等。
对单元测试的良好支持是 SimAD 仿真器的特色之一。单元测试中不可避免地会用到桩函数,仿真器提供了 setstub 桩函数设置接口。设置桩函数后,仿真器查询其内存地址,连同函数名一并保存到桩函数表中。在运行过程中,仿真器检查调用的函数名是否存在于桩函数表中,若存在则不执行内存映像中的函数代码,而转去执行测试脚本中设定的桩函数。为便于理解上述过程,看一下例2。.......
本文方法已在 SimAD 测试工具中实现。该工具目前支持 AD21060 和 AD21020两类芯片,可实现静态分析和动态测试。已实现的功能包括:集成测试环境(图 6)、链接器、仿真器、测试脚本解释执行、测试报表生成等。
图6 SimAD 集成测试环境对测试脚本的良好支持是 SimAD 的特色。
支持新建和保存测试脚本,双击运行测试脚本(图5 中的右侧窗口),批量执行测试脚本,从而提高了回归测试[10]的执行效率。SimAD 还提供了控制台交互窗口,支持在仿真过程中输入交互式的测试命令,即时控制测试过程。
图7 交互式执行测试命令SimAD 还支持其它测试功能,如语句覆盖率报表、控制流着色、函数调用图生成等,这些措施对提高测试效果也有裨益。
在嵌入式软件测试领域,国内外使用较多的测试工具是 CodeTEST和 Logiscope。它们与SimAD 的比较见表。
3 种工具中 CodeTEST 功能最强。动态内存分析和性能分析是其主要特点,采用软硬件结合形式实现,准确度较高,缺点是价格昂贵。使用CodeTEST 必须具备目标机硬件,必须生成执行程序,对单元测试的支持不佳。
Logiscope 主要用于软件的质量分析和测试,其突出特点是对软件全生命周期的支持。采用插装方式测试,对执行速度和运行结果会造成一定影响,无法获得精确的执行时间和运行轨迹。
SimAD 通过软件仿真测试,不依赖目标机硬件,自行构造的链接器可处理未定义符号,可通过高级语言脚本编写测试用例和桩函数,对单元测试的支持较好。.....
目前的嵌入式软件测试工具对单元测试的支持不佳,本文对此进行了研究和探索,提出了相应的解决思路,相关方法已在 SimAD 测试工具中实现,并在航天某院的项目测试中得到实际应用,得到了该院的高度评价。与成熟的嵌入式软件测试工具相比,SimAD仍有很多地方需要完善。
未来的主要工作包括:完善仿真器和测试框架的接口,方便第三方仿真器接入,以支持更多的嵌入式平台软件测试;针对 COFF、PE 等常用目标文件开发链接器,使之能分析链接多种平台的目标文件;增加自动生成测试脚本功能,目前纯手工编写脚本,使用不太方便;增强覆盖率分析。目前只支持语句覆盖,需进一步支持判定覆盖、条件覆盖等。
[1] 国家安全生产监督管理总局.“7 23”甬温线特别重大铁路交通事故调查报告[EB/OL]. 北京: 国家安全生产监督管理总局网站, 2011 .
[2] 薛伟. 利用在线仿真器(ICE)设计微机故障自动诊断系统[J]. 小型微型计算机系统, 1988, 9(6): 40-44
[3] 师奕兵, 王厚军. 高速逻辑分析仪产品化设计的关键技术[J].仪器仪表学报, 2002, 23(5): 38-40
[4] 李跃飞, 郭君红, 白成刚, 等. 飞行控制软件测试中的插桩技术[J]. 北京航空航天大学学报, 2009, 35(5): 580-583
[5] 周庆, 刘斌, 余正伟, 等. 综合模块化航电软件仿真测试环境
研究[J]. 航空学报, 2012, 33(4): 722-733
[6] Rihar Marjan. www.51lunwen.com/software/ Software Simulator as an Effective Tool for TestingControl Algorithms [J]. Simulation, 1994, 63(1): 6-14
浏览量:3
下载量:0
时间:
实时系统的正确性不仅依赖系统计算的逻辑结果,还依赖于产生这个结果的时间。实时系统能够在指定或者确定的时间内完成系统功能和外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。因此实时系统应该在事先先定义的时间范围内识别和处理离散事件的能力;系统能够处理和储存控制系统所需要的大量数据。以下是读文网小编今天为大家精心准备的计算机专业毕业论文范文:嵌入式实时系统开发的正确选择,内容仅供参考,欢迎阅读!
随着嵌入式实时系统复杂度的提高,设计工程师在定义和分析系统初始要求时必须认真考虑软硬件的协同关系。通常设计工程师还必须权衡系统的灵活性、速度、成本、计划和可用工具之间的关系。本文打算描述嵌入式系统和实时系统的关键特性,并探讨在选择或开发硬件和软件组件的基础上开发高效嵌入式系统的解决方案,同时详细说明嵌入式系统和实时系统开发所特有的关键工艺技术。
嵌入式系统通常是一个包含微处理器的特殊计算机系统,是一个较大系统或设备的组成部分,它在很大程度上决定了设备的功能特性。许多具备数字接口的设备如微波设备、录像机(VCR)和汽车等都会用到嵌入式系统。有些嵌入式系统需要使用操作系统,有些则用单个程序实现整个逻辑,但所有嵌入式系统提供的功能都要比通用计算系统更专业些。嵌入式系统功能包括:
1. 监视环境-从输入传感器读取数据,然后处理数据并显示结果。
2. 控制环境-产生并向激励器发送命令。
3. 转换信息-转换并处理收集到的数据。
虽然通过传感器和激励器完成与外部世界的交互是嵌入式系统的重要特点,但这些嵌入式系统还提供适合它们所在设备的特殊功能。嵌入式系统一般用来执行控制程序、有限状态机和信号处理算法。这些系统还必须检测内部计算环境和周围电磁系统中发生的故障并对此做出响应。
嵌入式系统的设计挑战是使嵌入式系统的独特性能与设备的特殊约束条件相一致。以下是一些嵌入式系统的重要特性:
1. 特殊应用系统-嵌入式系统不同于通用处理器,它针对特殊应用进行了优化。
2. 反应性系统-反应性计算的意思是系统(主要是软件部分)根据传感器信息对环境作出响应,并利用激励器控制环境,同时系统速度能与环境速度同步。
3. 分布式-嵌入式系统的一般特征是多个通信进程在多个通过通信链路链接的CPU或ASIC上运行。
4. 异类性-不同的嵌入式系统一般具有不同的结构,以便在处理严格设计约束的嵌入式系统时能够提供更好的设计便利性。
5. 苛刻环境-许多嵌入式系统并不工作在受控的环境中,因此它们必须能够经受过热、振动、冲击、电源波动和其它恶劣的物理环境条件的考验。
6. 系统安全性和可靠性-由于嵌入式系统复杂度和运算量的不断增长,需要更多地考虑系统安全因素。
7. 小型化、重量轻-为了达到便携目的,许多嵌入式系统的重量必须设计得很轻。
8. 成本敏感性-不同的嵌入式系统对成本的敏感性有很大的不同。
实时系统要求在外部环境指定的时间间隔内对来自环境的激励信号作出响应(包括物理时间的过渡)。从输入时间到输出时间的延迟必须足够小,以满足可以接受的时间值。通常实时系统需要对环境作出连续及时的响应。
计算的正确性不仅依赖于结果,而且取决于输出发生的时间。一个实时系统必须满足有限响应时间约束条件,否则会产生严重的后果。如果后果是性能的劣化而不是故障,那么这种系统可以看作是一个软实时系统。如果后果是系统发生故障,那么这种系统就是一种硬实时系统。
实时系统有反应式和嵌入式两种类型。反应式实时系统会与环境发生连续的互作用,而嵌入式实时系统主要用于控制大型系统中安装的特殊硬件。
许多系统设计工程师都会经历硬件/软件协同设计的过程(图1),此过程中硬件与软件将同时进行开发。理解硬件与软件功能相互之间的关系及界限有助于确保设计要求得到完整正确的理解和实现。
早在设计要求的定义与分析阶段,系统开发人员就必须与设计工程师协同分配硬件或/和软件方面的要求。这种分配的依据是早期系统仿真、原型设计和行为建模结果、工程师自己的经验以及上文提及的各种因素权衡结果(图2)。一旦分配结束,就可以立即着手具体的设计和实现。实时系统开发中软硬件的并行设计会使用到各种分析技术,包括:
1. 硬件与软件仿真;
2. 硬件/软件协同仿真;
3. 可调度的建模技术,如速率恒定分析;
4. 原型设计和渐进式开发。
可以在各种抽象层次使用的仿真技术主要用于开展早期的性能评估。低层仿真可以用来为总线宽度和数据流程建模,这对性能评估是非常有用的。高层仿真可以满足功能的交互,并促成硬件/软件权衡研究及有效性设计。利用仿真可以将一个复杂的系统向下抽象成基础组件和行为。仿真还助于解决功能性问题(数据与算法)、行为(进程排序)或性能问题(资源利用、吞吐量和时序)。
在作执行任何类型的处理器评估时,首先要详细理解用户的功能和非功能性要求。功能性要求通常比较容易获得,而非功能性要求较难定量测量。但对于实时系统来说,定义响应时间这样的要求是非常重要的。实时要求可以有以下几种:
1. 激励-激励(S-S):到系统去的两个激励之间的实时关系;
2. 激励-响应(S-R):一个激励与来自系统的一个后序响应之间的实时关系;
3. 响应-激励(R-S):一个响应与到系统去的一个后序激励之间的实时关系;
4. 响应-响应(R-R):来自系统的两个响应之间的实时关系。
S-R和R-R关系定义了对指定系统的时序要求。这种情况下所实现的功能必须足够快(或足够慢)才能满足时序要求。S-S和R-S约束暗示系统必须能够从环境(可能是一个用户或另外一个系统)中检测出特定时序约束的破坏。这些约束与功能的快慢没有关系,相反它们能够检测出某些遭到破坏的时序约束并采取必要的措施。
因此要从最初系统要求设计时就很好地理解这一点,因为S-R和R-R约束可以引导设计工程师进行代码优化,而S-S和R-S约束需要用额外的软件来检测和响应时序冲突。
嵌入式实时系统比较适合用于系统优化。由于这些系统主要用来解决范围相对较窄的问题,因此硬件和软件能够得到最佳优化,并很好地应用于单一设备。这样做的目的是要在软硬件最佳折衷状态下开展系统设计。影响这一阶段设计的主要因素是处理器的选择、软硬件的分割和总体系统集成。
在为嵌入式实时系统选择处理器时需要考虑以下几个方面:
1. 性能:处理器必须有足够的性能执行任务和支持产品生命周期。
2. 实现:根据具体应用情况,处理器可能需要被高度集成。在DSP应用中可以有好几种选择,专用集成电路(ASIC)就是其中的一种。这些器件可以被用作DSP协处理器,但对于许多通用信号处理来说显得不够灵活。另外可以选择精简指令集计算机(RISC)处理器。这些处理器的时钟速度特别快,但可扩展性不是很强,而且会发生其它实时(可预测性)问题。现场可编程阵列(FPGA)是一种快速器件,能够快速高效地完成某些DSP功能,但与DSP相比开发难度比较大,因为在DSP中一个简单的程序就能完成相同的功能。如果是主信号处理应用,则最好采用性能强大功耗也较大的通用处理器。如果需要快速升级信号处理应用,采用DSP等可编程器件比定制的硬件方案要更好些。
3. 工具支持:支持软件创建、调试、系统集成、代码调整和优化工具对整体项目成功与否非常关键。
4. 操作系统支持:嵌入式系统应用需要使用有帮助的抽象来减少其复杂性。针对处理器系列产品作过优化的商用操作系统(OS)能够缩短设备开发周期和上市时间。
5. 过去的经验:拥有处理器或处理器系列产品的开发经验可以减少可观的学习新处理器、工具和技术的时间。
6. 仿真支持:循环精确仿真对某些类型的应用来说非常重要,特别是数字信号处理应用中许多功能正确性验证都是采用仿真技术完成的。嵌入式系统的软硬件协同设计模型也促使处理器仿真器成为开发流程中一个非常有用的工具。
7. 应用支持:应用支持有多种方式,从通过热线或网站取得的应用专家支持,到预打包的软件和应用框架,甚至完好的测试平台。一些DSP处理器能够提供外围器件的驱动器、板级支持包和其它“启动帮助组件”。有了这些软件组件后,应用开发师就无需再编写器件驱动器等“无附加值”的软件,相反,他们可以把精力放在具有附加值的功能开发上,使他们的产品能独树一帜。
8. 成本:嵌入式应用对成本特别敏感,而产品成本的稍许差别都可能导致市场的失败。
9. 功耗:市场上有许多依靠电池工作的便携嵌入式实时系统,此时电池寿命将成为系统的重要参数。这种情况下应该考虑使用针对便携式应用优化的低功耗器件。
10. 传统代码:如果选中的处理器需要设计人员编写与现存代码的接口,将会导致整个设计流程的严重滞后。因此需要选择一款代码兼容的器件来避免或减少这一步骤造成的影响。
11. 算法复杂性:某些处理器能够非常高效地处理某类算法,因此最好选择能够与应用最佳匹配的处理器。例如,具有许多控制代码的有限状态机应用应该映射为类似ARM处理器的RISC器件。编码、解码和回波抵消等信号处理应用应该映射为数字信号处理器,或具有信号处理加速器的某种器件。
12. 上市时间:项目的完成时间会加快处理器的选择过程,这一过程与先前讲述的几个关键事项密切相关,如OS的可用性、其它软件组件以及便携性问题。
是自己设计还是购买成品呢?如果有可能不重新设计,价格也比较合理的话,购买要比自己开发更有利。由于嵌入式系统预算的缩减、实时操作系统(RTOS)和TCP/IP堆栈等商用技术的改进、嵌入式系统要求的扩展,采用商业性现成(COTS)技术正变得越来越普遍。采用COTS技术能够缩短开发周期中编码、调试、单元测试和代码检查阶段的时间。
然而,作出购买而非设计的决定会改变一个组织的基础开发流程。一个组织希望实现的新业务有:供应商调研和评估、产品评估以及实时的供应商交流与关系建立。产品开发的其它活动不会取消,但会作出一些改变。这些变化包括更关注如何将系统硬件与软件更好地组合在一起,而不再把重点放在模块自己内部的运作上。另外必须更侧重于兼容性、可配置性和可集成性等结构上的问题。
必须很好的理解和高效地管理由于决定采用“购买”而非“设计创建”方式所导致的结果。首先,自然是对供应商提出产品要求、产品可靠性、计划和产品文档等依赖请求。这种情况下产品要求中的灵活性会打些折扣。购买商用产品意味着接受现有的产品要求,但这种要求也许不能完美地匹配自身产品的要求,这就需要设计人员把这种缺点与COTS技术提供的成本与上市时间优势作一个理智的权衡。
因此重要的是最终用户与技术人员必须参与COTS供应商的选择,考虑的重点要放在业务需求上而非技术本身。性价比分析所要考虑的因素应包括易学性、易用性、供应商名声和长期稳定性、许可方式和培训。所有与性能有关的声明必须尽可能采用内部或外部基准或演示来到得有效性认证。为了避免可能出现的偏差,评估标准应该在收到供应商建议前就制定好。选择供应商的主要工作包括研究和理解技术标准和相当的文件、采用类似建议请求(RFP)的标准模式征求供应商的建议、对供应商建议进行评估和排序、选择供应商并签署合同。
除了评估技术外,还应对供应商本身进行评审。要充分了解供应商开业时间的长短、供应商的背景和名声、供应商的其它用户对它的评价和意见、供应商人力资源的投入和对你的计划或项目的支持情况,以及供应商对你业务和要求的理解程度,甚至对未来项目的承诺。以前软件团队认为软件开发方案遵循类似于创建架构的特定模式。提供符合一般模式的抽象方法能够使软件团队定制符合他们特殊要求的方案,同时遵循被前人证明是高效和正确的模式。
嵌入式系统供应商已经认识到需要通过提供软件组件和类似于设计模式的框架来加快软件开发进程。在DSP领域,供应商向DSP设计工程师提供包括参考框架(RF)在内的上百个以DSP为核心的软件组件用于产品和系统开发。设计完好的参考框架能够在设备开发的早期阶段让设计人员快速入门。RF内含方便易用并且适合多种应用的源代码。由此可以取消许多早期的低层设计决策,使开发人员能有更多的时间用在真正显示产品特色的代码开发上。设计人员可以选择能够最大程度满足他们系统需要的专业RF,然后集成适配的算法(可以是其它供应商出售的DSP COTS算法,或供应商自己的算法)生成适合各种终端设备的特殊应用,如宽带、语音、视频图像、生物测量和无线设施。这些RF提供百分之百的C语言源码,并且没有版税要求。RF源代码可以从www.ti.com/downloadrfnow网站下载。
许多嵌入式实时系统必须满足一系列性能目标。一般来讲,性能是一个软件系统或组件对时间要求满足程度的一种指示。这里的时间指标可以用响应时间和吞吐量来衡量,该时间值是指响应某种要求所需的时间,而吞吐量用以指示系统在特定时间间隔内能够处理的请求数量。可扩展性是嵌入式实时系统的另外一个重要指标,可以用它来衡量系统要求提高时系统能够继续满足响应时间或吞吐量要求的能力。
如果在整个开发生命周期内得不到正确的性能管理,那么即使选择了正确的处理器和软件也是徒劳的。性能故障的后果是非常严重的,它可能损伤与客户的关系,造成收入下降,甚至导致整个项目失败。因此在整个生命周期内需要随时关注性能问题。性能管理可以被动或主动完成。被动方式需要采用一个较大的处理器解决性能问题,它只在系统完成构架、设计和实现后处理性能问题,在解决问题前一直处于等待状态,直到实际需要测量的事件发生。主动方式是指整个生命周期内一直在跟踪和交流性能问题,同时开发用以识别性能劣化的进程,并在性能处理中培养团队成员。
显然开发嵌入式实时系统是一个相当复杂的过程,本文旨在启发设计人员在分析初始要求时如何权衡硬件与软件之间的关系,要时刻在系统灵活性、速度、成本、计划和可用工具之间作出权衡,并充分考虑各个供应商提供长期可靠支持的可能性。
浏览量:2
下载量:0
时间:
JNI是Java Native Interface的缩写,它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信(主要是C&C++)。从Java1.1开始,JNI标准成为java平台的一部分,它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言,尤其是C和C++而设计的,但是它并不妨碍你使用其他编程语言,只要调用约定受支持就可以了。使用java与本地已编译的代码交互,通常会丧失平台可移植性。但是,有些情况下这样做是可以接受的,甚至是必须的。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈JNI技术在嵌入式软件开发中的应用相关论文,内容仅供参考,欢迎阅读!
嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式软件的基本体系结构包括嵌入式实时操作系统RTOS(RealTime operating Systerrl)、嵌入式设备驱动程序、嵌入式应用程序编程接口(中间件)和嵌入式应用程序。
现阶段,计算机应用的普及、互联网技术的实用以及纳米微电子技术的突破,正有力推动着21世纪的工业生产、商业活动、科学实验和家庭生活等领域自动化和信息化进程。全过程自动化产品制造、大范围电子商务活动、高度协同科学实验以及现代化家居生活,为嵌入式产品造就了崭新而巨大的商机。除了沟通信息高速公路的交换机、路由器和调制解调器,构建计算机集成制造系统(CIMS)所需的数据传输系统DCS(Data Communication System)和机器人以及规模较大的家用汽车电子系统,最有产量效益和时代特征的嵌入式产品应数因特网上的信息家电(information appliances),如网络可视电话、网络游戏机、电子商务、商务通(PDA)、移动电话以及多媒体产品(如电视机顶盒、DVD播放机、电子阅读机)。
众所周知,“一次编程,到处使用”的Java软件概念原本就是针对网上嵌入式小设备提出的,几经周折,目前SUN公司已推出了J2ME(Java 2 P1atform Micro Edition)针对信息家电的Java版本,其技术日趋成熟,开始投入使用。SUN公司Java虚拟机(JVM)技术的有序开放,使得Java软件真正实现跨平台运行,即Java应用小程序能够在带有JVM的任何硬软件系统上执行。加上Java语言本身所具有的安全性、可靠性和可移植性等特点,对实现瘦身上网的信息家电等网络设备十分有利,同时对嵌入式设备特别是上网设备软件编程技术产生了很大的影响。
Java程序也有其本身的缺陷,那就是其效率问题。由于Java是一种介于解释型和编译型之间的语言,其对内存的管理是通过JVM虚拟机来实现的,同样的程序,如果用编译型语言C来实现,其运行速度一般要比Java快得多。因此,提高Java的性能就显得十分重要。
迄今为止,人们为提高Java的运行速度而做出的许多努力,主要集中在程序设计的方法和模式选择方面。但是由于算法和设计模式的优化是通用的,对Java 有效的优化算法和设计模式,对其他编译语言也基本适用,因此不能从根本上改变Java程序与编译型语言在执行效率方面的差异。
另外,JIT(Just In Time,及时编译)技术也是一个比较好的思想。它的基本原理是,首先,通过Java编译器把Java源代码编译成与平台无关的二进制字节码。然后,在 Java程序真正执行之前,系统通过JIT编译器把Java的字节码编译为本地化机器码。最后,系统执行本地化机器码,不用对字节码进行解释。这样做的优点是,大大提高了Java程序的性能,缩短了加载程序的时间;同时,由于编译的结果并不在程序运行期间保存,因此也节约了存储空间。缺点是,由于JIT编译器对所有的代码都想优化,因此同样也占用了很多时间。
动态优化技术即提前编译为机器码的技术(dynamicopttmization,ahead of time technology)是提高Java性能的另一个尝试。动态优化技术充分利用了Java源码编译、字节码编译、动态编译和静态编译的技术。其输入是 Java的源码或字节码。而输出是经过高度优化的可执行代码和动态库(WindoW中是.dil文件,UNIX中是共享库.a.so文件)。其优点是能大大提高程序的性能,缺点是破坏了Java的可移植性,也对Java的安全带来了一定的隐患。
实际上,有一种通常被忽视的技术可以在很大程度上解决这个难题,那就是JNI(Java Native Interface,Java本地化方法)。图l是JNI技术实现的一般步骤。
(1)编写Java类代码
其中,需要JNI实现的方法应当用native关键字声明。在该类中,用System.1oadLibrary()方法加载需要的动态链接库。关键代码如下:
https://Compute.java
public class Compute{
public native double comp (double params);
static{
https://调用动态链接库
System.loadLibrary(“mathlib”);
}
(2)编译成字节代码
在这个过程中,由于采用了native关键字声明,Java编译器会忽视没有代码体的JNI方法部分。
(3)生成相关JNI方法的头文件
这个过程的实现一般是通过利用jlavah-jni * class生成的,也可以手工生成该文件;但是由于Java虚拟机是根据一定的命名规范完成对JNI方法的调用,所以手工编写头文件需要特别小心。
上述文件产生的头文件部分代码如下:
https://Compute.h
;
extern“C”{
JNIEXPORT jdoubleJNICALL Java_Compute_comp(JNI-Env *, jobject, jdoubleArray);
;
JNI函数名称分为三部分:首先是Java关键字,供Java虚拟机识别;然后是调用者类名称(全限定的类名,其中用下划线代替名称分隔符);最后是对应的方法名称,各段名称之间用下划线分割。
JNI函数的参数也由三部分组成:首先是JNIEnv *,是一个指向JNI运行环境的指针;第二个参数随本地方法是静态还是非静态而有所不同一一非静态本地方法的第二个参数是对对象的引用,而静态本地方法的第二个参数是对其Java类的引用;其余的参数对应通常Java方法的参数,参数类型需要根据一定规则进行映射。
(4)编写相应方法的实现代码
在编码过程中,需要注意变量的长度问题,例如Java的整型变量长度为32位,而C语言为16位,所以要仔细核对变量类型映射表,防止在传值过程中出现问题。
(5)将JNI实现代码编译成动态链接库
编译过程是利用C/C++编译器实现的,当要使用生成的动态链接库时,调用者类中需要显式调用该链接库。
经过上述处理,基本上完成了一个包含本地化方法的Java类的开发。
下面通过一个实例来描述运用JNI技术在手机上操纵摄像头,捕捉视频并存储图片的过程。
(1)活动/状态图
图2为捕捉视频并存储图片的活动/状态图
根据图2的活动/状态,具体的对应步骤如下:
①发起该流程。
②发起流程后,建立文件用于存储图片。
③用指针获得分配的缓冲器,用于存储获得的帧。
④将指针压栈(序列化缓冲器)。由于手机的内存较小,为了防止内存泄漏,Symbian操作系统有一个Cleanup stack的要求,即在使用指针时,用PushL把指针压入栈中,使用完后再用Pop弹出栈.如果在中间调用导致崩溃的函数时果真出现了问题,那么 Clean up stack可以通过调用该指针的析构函数回收占用的空间。
⑤操纵摄像头,捕捉视频,并将图像流从摄像头端传到缓冲器。
⑥将摄像头内的图像流存入缓冲器内,并将缓冲器内的流转化为文件流,存为jpg格式的文件,将指向缓冲器的指针弹栈。
⑦在过程⑥中,如果使用完了序列化的缓冲器,则要重新序列化缓冲器,以备后面使用。
⑧当接收到停止视频捕捉的信号后,关闭文件。
⑨流程结束。
(2)运用JNI技术的视频捕捉
子功能捕捉视频的实现是由操纵摄像头、视频播放(解码器准备)以及建立摄像头和手机之间的连接会话三个活动组成的。其中操纵摄像头是通过调用底层设备的驱动来实现的,需要利用JNI来实现,完成的方法包括准备、建立、删除、销毁摄像头等。视频播放的一系列过程也是通过c++代码来实现的,除了准备、建立、删除、销毁解码器外,还有开始、暂停、停止解码等。建立摄像头和手机之间的连接类似建立客户端和服务器连接,视频流从摄像头传到手机界面是通过多媒体会话来完成的。多媒体
会话的建立、关闭、摧毁以及会话建立后的发送、取消、读取数据等也是JNI的应用范畴。
主张采用纯Java的人们通常反对本地化代码的使用,认为JNI技术会影响程序的可移植性和安全性。还有一些人认为,在Java程序执行的过程中调用c/c++程序只是对过去混合编程技术的简单扩展,其实际目的是为了充分利用大量原有的c程序库。
其实,不必拘泥于严格的平台独立性限制,因为采用JNI技术只是针对一些严重影响Java性能的代码段。该部分可能只占源程序的极少部分,所以几乎可以不考虑该部分代码在主流平台之间移植的工作量。同时,也不必过分担心类型匹配问题,完全可以控制代码不出现这种错误。此外,也不必担心安全控制问题,因为 Java安全模型已扩展为允许非系统类加载和调用本地方法,即如果在Java程序中直接调用c/c++语言产生的机器码,该部分代码的安全性就由Java 虚拟机控制。
浏览量:2
下载量:0
时间:
嵌入式 Linux是以Linux为基础的嵌入式作业系统,它被广泛应用在移动电话、个人数字助理(PDA)、媒体播放器、消费性电子产品以及航空航天等领域中。嵌入式linux 是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改,使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:改善嵌入式Linux实时性能的方法研究相关论文,内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:分析了Linux的实时性,针对其在实时应用中的技术障碍,在参考了与此相关研究基础上,从三方面提出了改善Linux实时性能的改进措施。为提高嵌入式应用响应时间精度,提出两种细化Linux时钟粒度方法;为增强系统内核对实时任务的响应能力,采用插入抢占点和修改内核法增强Linux内核的可抢占性;为保证硬实时任务的时限要求,把原Linux的单运行队列改为双运行队列,硬实时任务单独被放在一个队列中,并采用MLF调度算法代替原内核的FIFO调度算法。
关键词:Linux;实时性;调度策略;抢占
目前,无论是在日常生活,还是在工业控制,航空航天,军事等方面,嵌入式系统都有着非常广泛的应用。嵌入式系统目前主要有:Windows CE、VxWorks、QNX等,它们都具有较好的实时性、系统可靠性、任务处理随机性等优点,但是它们的价格普遍偏高。而嵌入式Linux以其非常低廉的价格,可以大大的降低成本,逐渐成为嵌入式操作系统的首选。但是,作为通用操作系统的Linux,由于其在实时应用领域的技术障碍,要应用在嵌入式领域,还必须对Linux内核作必要的改进。许多嵌入式设备都要求与外部环境有硬实时的交互能力,将最初按照分时系统目标设计的Linux 改造成能支持硬实时性的操作系统显得十分重要。幸运的是, Linux 及其相关项目的开放源码特征为深入研究其内核并加以改造提供了可行性, 可以修改Linux 内核中的各个模块以达到满足嵌入式应用的需求,提高软件方面的开发速度。目前,改善Linux内核的设计与实现,使其适用于实时领域吸引了许多研究和开发人员的注意力[1-4]。常用的实时性改造方法是采用双核方法,这种方法的弊端在于实时任务的开发是直接面向提供精确实时服务的小实时核心的,而不是功能强大的常规Linux核心。基于此,近年来修改核的方法越来越受到科研人员的重视,这种方法是基于已有Linux系统对于软件开发的支持,进行源代码级修改而使Linux变成一个真正的实时操作系统。本文分析了标准Linux在实时应用中的技术障碍,参考了修改核方法的思想,从内核时钟管理、内核的抢占性、内核调度算法三方面论述了改善标准Linux实时性能的方法。
2.1 Linux的实时性分析
Linux作为一个通用操作系统,主要考虑的是调度的公平性和吞吐量等指标。然而,在实时方面它还不能很好地满足实时系统方面的需要,其本身仅仅提供了一些实时处理的支持,这包括支持大部分POSIX标准中的实时功能,支持多任务、多线程,具有丰富的通信机制等;同时也提供了符合POSIX标准的调度策略,包括FIFO调度策略、时间片轮转调度策略和静态优先级抢占式调度策略。Linux区分实时进程和普通进程,并采用不同的调度策略。
为了同时支持实时和非实时两种进程,Linux的调度策略简单讲就是优先级加上时间片。当系统中有实时进程到来时,系统赋予它最高的优先级。体现在实时性上,Linux采用了两种简单的调度策略,即先来先服务调度(SCHED-FIFO)和时间片轮转调度(SCHED-RR)。具体是将所有处于运行状态的任务挂接在一个run-queue 队列中,并将任务分成实时和非实时任务,对不同的任务,在其任务控制块task-struct中用一个policy属性来确定其调度策略。对实时性要求较严的硬实时任务采用SCHED-FIFO调度,使之在一次调度后运行完毕。对普通非实时进程,Linux采用基于优先级的轮转策略。
2.2 Linux在实时应用中的技术障碍
尽管Linux本身提供了一些支持实时性的机制,然而,由于Linux系统是以高的吞吐量和公平性为追求目标,基本上没有考虑实时应用所要满足的时间约束,它只是提供了一些相对简单的任务调度策略。因此,实时性问题是将Linux应用于嵌入式系统开发的一大障碍,无法在硬实时系统中得到应用。Linux在实时应用中的技术障碍具体表现在:
(1)Linux系统时钟精度太过粗糙,时钟中断周期为10ms,使得其时间粒度过大,加大了任务响应延迟。
(2) Linux的内核是不可抢占的, 当一个任务通过系统调用进入内核态运行时,一个具有更高优先级的进程,只有等待处于核心态的系统调用返回后方能执行,这将导致优先级逆转。实时任务执行时间的不确定性,显然不能满足硬实时应用的要求。
(3) Linux采用对临界区操作时屏蔽中断的方式,在中断处理中是不允许进行任务调度的,从而抑制了系统及时响应外部操作的能力。
(4) 缺乏有效的实时任务调度机制和调度算法。
针对这些问题,利用Linux作为底层操作系统,必须增强其内核的实时性能,从而构建出一个具有实时处理能力的嵌入式系统,适应嵌入式领域应用的需要。
2.3 当前增强Linux内核实时性的主流技术
近年来,人们对于Linux内核实时性改造提出了一些方法和设想,它们采用了不同的思路和技术方案。归纳总结,支持Linux的硬实时性一般有两种策略[5]:一种是直接修改Linux内核,重新编写一个由优先级驱动的实时调度器(Real-time Scheduler),替换原有内核中的进程调度器sched.c,KURT是采用这一方案较为成功的实时Linux操作系统;另外一种是在Linux内核之外, 以可加载内核模块(Loadable Kernel Module)的形式添加实时内核,确保其高响应特性,实时内核接管来自硬件的所有中断,并依据是否是实时任务决定是否直接响应。新墨西哥科技大学的RT-Linux,就是基于这种策略而开发的。以上两种策略有其借鉴之处,但如果综合考虑任务响应、内核抢占性、实时调度策略等几个影响操作系统实时性能的重要方面,它们还不能很好的满足实时性问题。为了增强嵌入式Linux实时性能,下文将就内核时钟精度、内核的抢占性以及内核调度算法等相关问题重点研究相应的解决方法。
改善嵌入式Linux实时性能的方法研究论文
针对Linux在实时应用中的技术障碍,将Linux改造成为支持实时任务的嵌入式操作系统, 主要从下面三个方面进行着手。
3.1细化时钟粒度
精确的计时是实时调度器正确操作所必须的,调度器通常要求在一个特定的时刻进行任务切换,计时的错误将导致背离计划的调度,引起任务释放抖动。标准Linux系统时钟精度太过粗糙,时钟中断周期为10ms,不能满足特定嵌入式应用领域中对于响应时间精度的要求。因此,在实时Linux应用中,需要细化其时钟粒度,具体有两种方式可以解决时钟粒度问题:一是通过直接修改内核定时参数HZ的初值来细化时钟粒度,如将标准Linux中内核定时参数HZ改为10000, 则时钟粒度可以达到100us,这种方式虽然会增加一些系统开销,但在强周期性环境下,对定时器的设置只需初始化一次,在一定程度上保证了处理效率;二是通过对可编程中断定时器8254或先进的可编程中断控制器进行编程来改进Linux时钟机制,以提高其时钟的分辨率,使毫秒级的粗粒度定时器变成微秒级的细粒度定时器。
3.2 增强Linux内核的抢占性
标准Linux内核是不可抢占的,导致较大的延迟,增强内核的可抢占性能,可提高系统内核对实时任务的响应能力。目前,有两种方法修改Linux内核以提高实时任务抢占非实时任务的能力:一是在内核中增加抢占点的方法;二是直接将Linux内核改造成可抢占式内核。插入抢占点方法是在Linux内核中插入一些抢占点,当一个系统调用执行到抢占点时,如果有更高优先级的实时进程正在等待运行,那么正在执行系统调用的内核进程将会把CPU的控制权转交给等待运行的实时进程;如果没有更高优先级的实时进程等待,则当前进程将继续执行,此时系统增加的开销仅仅是检测一下调度标志。将Linux内核改造成可抢占式内核方法的基本思想是产生运行调度器的机会,缩短任务发生到调度函数运行的时间间隔。这种方法修改了Linux源代码中的自旋锁宏以避免竞争,并在其中引入一个称作抢占锁计数器(PLC)的新的计数信号允许内核代码抢占,当它为0时,允许抢占;当其为大于0的任何值时,禁止抢占。目前,针对这两种修改Linux内核的方法,已经有两种比较成熟的Linux内核补丁被研制出来:抢占式补丁和低时延补丁。其中,抢占式补丁是Monta Vista开发的,它修改了内核代码中的spinlock宏和中断返回代码,使得当前进程可被安全抢占,当自旋锁释放或者中断线程完成时,调度器就有机会执行调度;低时延补丁是由Ingo Malnor提出,该方法只是在执行时间长的代码块上抢占,不采用强制式抢占,因此,如何找到延时长的代码块是解决问题的关键。
3.3 改善Linux内核实时调度器的调度策略
将进入系统的所有任务按实时性分成三类:硬实时、软实时、非实时任务[6]。硬实时要求系统确保任务执行最坏情况下的执行时间,即必须满足实时事件的响应时间的截止期限,否则,将引发致命的错误;软实时是指统计意义上的实时,一般整体吞吐量大或整体响应速度快,但不能保证特定任务在指定时期内完成。针对不同的实时性任务,分别采用不同的调度方法进行处理。
为了严格保证硬实时任务的时限要求,改善的Linux内核实时调度器采用了优先级调度算法,目前最小松弛时间优先调度算法MLF(Minimum-Laxity-First Scheduling Algorithm)是动态优先级调度最常见的实时调度策略。它在系统中为每一个任务设定松弛时间(任务的松弛时间等于任务的截止期减去任务执行时间、当前时间)即: laxity= deadline―current_time―CPU_time_needed,系统优先执行具有最小松弛时间的任务。根据就绪队列的各任务的松弛时间来分配优先级,松弛时间最小的任务具有最高的优先级。为了提高Linux的实时性,我们设计了MLF调度器,并把它作为可加载模块加入Linux内核中,在实现中需对内核进行相应的修改。为了区分任务的类型,对基本Linux的task_struct属性进行改进,在其中增加SCHED_MLF调度策略,并按task_struct中的policy的取值来进行区分, 分别用SCHED_MLF,SCHED_RR,SCHED_OTHER来标识硬实时、软实时、非实时任务。将处于运行状态的三类任务放入两个队列,硬实时任务放入hard_real_queue队列, 采用MLF调度算法,软实时和非实时任务放入non_real_queue队列(空闲任务也在其中),沿用原内核的RR调度算法。这两个队列可以用一个run_queue[2]的指针数组来指向,如图1 所示。
图1 双对列任务运行
双队列任务运行过程与原内核的单运行队列执行流程的主要区别在:首先,各硬实时任务采用了MLF调度算法代替原内核的FIFO调度,提高了Linux系统的实时性能。其次,在判断是否有软中断需要处理之前需判断硬实时任务队列是否为空,如果不为空,即使存在中断的后半部分需要处理,也要先调度硬实时任务投入运行,在硬实时队列为空的条件下才去处理中断的后半部分(因为中断的后半部分没有硬实时任务紧急)。最后,如果没有硬实时任务存在,则说明只有run_queue [1]队列中有软实时或非实时任务存在,这时的处理方法和原内核对单运行队列的处理方法相同。这样改进后,可以明显提高硬实时任务的调度效率,而在没有硬实时任务时,系统性能没有变化。
嵌入式技术具有广阔的应用前景,渗透于社会生活的诸多领域,把Linux应用于嵌入式系统,把Linux自身固有的优越性融入嵌入式技术,是嵌入式技术发展的一个重要方向。然而,由于Linux在实时应用领域的技术障碍,要将其应用在嵌入式领域还必须修改Linux 内核中的各个模块以达到满足嵌入式实时应用的需求。本文在分析Linux实时性的同时,探讨了其本身提供的一些支持实时性的机制以及在实时应用中的技术障碍。而后,基于增强Linux内核实时性的主流技术,从细化时钟粒度、增强内核抢占性及实时调度策略三方面入手,提出了改善Linux实时性能的优化方法。
[1] 赵慧斌, 李小群, 孙玉芳. 改善Linux核心可抢占性方法的研究与实现. 计算机学报, 2004, 27(2): 244-251
[2] 蒋溢, 李琳皓, 陈龙. Linux系统实时性探讨. 重庆大学学报, 2005, 28(3): 61-64
[3] 董晓峰, 顾新. 关于Linux内核可抢占性的研究. 计算机工程, 2005, 31(1): 82-84
[4] 陈敏, 周兴社. 基于嵌入式Linux的实时优化方案. 计算机应用研究, 2005, 22(3): 235-237
[5] 齐俊生, 崔杜武, 黑新洪. 嵌入式Linux 硬实时性的研究与实现. 计算机应用, 2003, 23(6): 34-36
[6] 李凡, 卢杜阶, 邱鹏. 在嵌入式应用中增强Linux实时性的方法研究. 华中科技大学学报, 2005, 33(2):
浏览量:2
下载量:0
时间:
嵌入式技术执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统。嵌入式系统不能使用通用型计算机,而且运行的是固化的软件,用术语表示就是固件(firmware),终端用户很难或者不可能改变固件。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:2004年全国嵌入式技术研讨会观感相关论文,内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:嵌入式技术正在突飞猛进的发展,其带来的巨大的经济效益吸引了越来越多的企业和个人的关注。在2004年全国嵌入式技术研讨会中,各界学者交流了嵌入式领域技术的现状和发展趋势,并对未来的技术发展潮流作了预测,认为在下一个十年中起主导作用的将是以可编程逻辑和系统芯片为代表的可定制技术。此外,会议中还讨论了处理器、操作系统等其他嵌入式系统的关键技术和产品。
关键词:系统芯片 可编程逻辑 嵌入式处理器 嵌入式操作系统
本次嵌入式系统学术交流会主要设计了如下一些嵌入式的产品和技术领域,它们是单片机,嵌入式处理器,可编程逻辑,系统芯片,嵌入式操作系统,嵌入式软件以及相关的系统整合开发方法。从会议主办方的观点看,会议讨论的重点是系统芯片SOC。因此本文着重介绍在会议上得到的对于SOC的现状及将来的认识。
系统芯片SOC的提出已经经历了一段不短的酝酿期,市场和技术人员都认为现在乃至将来的5年,将是SOC迅速发展并且广泛应用的黄金时间。如手机芯片,数码相机芯片是当前SOC产品的代表例子。在这种芯片上实现了具体应用所需要的特殊功能,同时包含处理器、存储器和一些标准接口,使得电子系统布局更加紧凑,功能更加强大。
而我国同时也在强调IC设计能力的提升, 15家国家试点IC设计机构的启动,表明了国家对于IC设计的投入和观点。这些IC设计机构的工作重点也将着眼于SOC设计而决不会是一些简单的常用标准IC。微软亚洲研究院在聘用“深蓝之父”许峰雄之后,也开始了其IC设计的旅程。
随着可编程逻辑器件的迅速发展,使用可编程逻辑器件进行系统设计逐渐成为另一个趋势。现在我们常用的可编程器件来自Altera公司,Altera公司的可编程逻辑器件已经有Flex系列升级到低端Cyclone系列和高端的Statix系列,器件内所包含的逻辑单元已经达到数百万门,时钟频率接近200MHz。同时其应用软件也完全淘汰了MaxPlusⅡ而代替以QuatusⅡ+SOPC Builder。在嵌入式系统的发展中,硬件的发展引领着时代的进步,但是这种进步必须得到开发软件的支持才能叫更多的人(我们)直接的感受到技术进步带来好处。
为积极开发基于可编程逻辑期间的SOC产品,Altera设计开发了基于其可编程逻辑器件的处理器内核——NIOS系列,目前最新产品是NIOSⅡ,其处理能力接近150MPIS,除较高的处理能力外,Altera还希望在其可编程逻辑中同时实现多个NIOSⅡ,以实现并行处理提高运算能力。使用SOPC Builder可以方便的开发含有NIOS的可编程逻辑产品,并且提供了大量的标准外设接口,同时NIOS支持ANSI C标准,还提供了用户可重定义的指令系统。
Altera并不是销售量最大的可编程逻辑期间供应商,业界最大的可编程逻辑期间供应商是Xilinx,因为进入中国市场较晚,并且针对学生的市场开发规模较小,使得我们对他有一些陌生。目前Xilinx正在依托国防科大实施其大学计划。
Xilinx的可编程逻辑中也开发并投产了大量多种类的处理器,从高端的PowerPC到低端的8位处理器核应用尽有,处理能力从十几个MIPS到200个MIPS都可以找到。其中PowerPC采用硬核方式嵌入到可编程逻辑中,其高端的Vertex4中包含了两个硬核的PowerPC。其中档32位可编程逻辑处理器同NIOSⅡ处于同一档次,但由于投放市场较NIOS早半年左右,目前在性能和价格上均受到NIOSⅡ的强烈冲击。Xilinx的可编程逻辑产品线跨度更大,覆盖范围更广,逻辑资源已经达到500万门,其双PowerPC核的处理能力可达400MIPS,已经可以同Intel的Xscale媲美。
除了在可编程逻辑上实现的系统芯片外,其他一些厂商也把目标瞄准了SOC的市场,也带来了一些其它类型的可编程SOC产品,主要包括PSOC和CSOC。下面比较一下这三种器件的特点(包括SOPC)。
1.SOPC(System On a Programmable Chip)
提出SOPC概念的是Altera公司,目前Xilinx也在利用自己FPGA的优势,积极的发展自己的SOPC产品。SOPC结合了SOC和PLD、FPGA各自的优点,一般具备以下基本特征:
至少包含一个嵌入式处理器内核;
具有小容量片内高速RAM资源;
丰富的IP Core资源可供选择;
足够的片上可编程逻辑资源;
处理器调试接口和FPGA编程接口;
可能包含部分可编程模拟电路;
单芯片、低功耗、微封装。
SOPC是PLD和ASIC技术融合的结果,目前0.13微米的ASIC产品制造价格仍然相当昂贵,相反,集成了硬核或软核CPU、DSP、存储器、外围I/O及可编程逻辑的SOPC芯片在应用的灵活性和价格上有极大的优势。
2.PSOC(Programmable System On Chip)
PSOC是Cypress公司的产品,其特征在于将各种处理模拟信号的接口通过可编程元素连接起来。PSOC器件集成有一个快速微控制器(MCU)和SONOSTM(硅/氧化氮/氧化硅)工艺制造的闪速存储器及SRAM,以及具有模拟和数字系统功能的可编程阵列器件(即PSOC blocks),并实现了低成本和小型封装形式供货。PSOC包括多种用户模块,与CPLD的宏单元非常相似,这些用户模块也可由设计师随意配置。不过,需要牢记的是:与CPLD不同,PSOC还包括能够完全以模拟方式(无需使用数字电路或CPU等等)来处理信号的用户模块。
作为通用的器件,PSOC主要是针对嵌入式系统的应用,包括音频、无线、手持、数字通信、互联网、控制和消费类系统。Cypress 微系统公司将提供PSOC设计工具PSOCDesignerTM,它是支持PSOC器件的一种完整的开发系统开发系统,包括有一个C编译器和汇编程序、一个连接和调试工具、一个在线仿真器和器件编辑器(Device EditorTM)。
3.CSOC(Configurable System On Chip)
CSOC的设计初衷是为了回避SOPC在低出货量、高灵活性方面的优势,而将工作重点瞄准了高出货量的ASIC IC市场,因此CSOC的特点也是相似于ASIC的,在设计阶段比SOPC复杂、成本高,而一旦大批量生产,就可以体现出单件产品价格低,资源利用率高的优势。
从另一个角度看,目前的CSOC器件主要提供了51系列或者ARM7系列的硬核处理器,以及其它的逻辑模块,并且可以通过硬件描述语言编程的方式组织管理原有的ASIC资源,也可以实现自己的软核IP,其可编程资源并不比SOPC差。
并且,一旦生产厂商发现市场成熟,可以大量供货后,可以很轻松的将现有的CSOC设计,转换成完全的ASIC设计,以此来最大的降低器件的成本。
目前CSOC的市场还不是很活跃,国内的主要代理商为矽正电子有限公司。
一个值得思考的问题是,CSOC的技术特点并不是很符合牧村定律的观点。依照牧村定律,电子器件以10年为周期在可定制和专用化之间摆动,而从现在到2010年学者认为之可定制的10年,Altera和Xilinx也正在积极地为降低FPGA的每逻辑单元成本而努力,因此是否需要向CSOC投入较大精力仍是值得商榷的问题,也许作为技术研究还是比较合适的。
会议中还介绍了其他一些嵌入式产品,比如ARM、新型的单片机等。由于ARM的迅速兴起,已经严重挤压了单片机的市场,几乎成为32位通用嵌入式处理器的“标准”,各种规模背景的厂商都在开发基于ARM的产品,各式的ARM开发板也充斥着市场。而生产单片机的厂商则开始谋求新的发展。比如高可靠性,低功耗,采用Flash替代Ram等。以及一些专有领域的相对专用的单片机。利用Flash提供了另一种灵活性更高的在线可编程可配制的解决方案,这种技术已经得到了一些应用。本次展会单片机大厂FreeScale(原Motorola)没有出席,但可以确定的是FreeScale依然在进行高性能单片机的研发和制造。目前其针对中国市场正在大力宣传其单片机、DSP和传感器芯片。
在软件方便,包括操作系统和应用软件两大市场。VxWorks发布了6.0版本,而Linux系列也得到众多厂商定推广,但是感觉Linux行列中缺少重量级企业的支持。
开发工具方面除了各期间厂商推行的工具软件外,当提到Altium的Protel2004和Nexar。Protel2004延续了Protel的优良传统,其界面更美观,运行速度更快,也提供了更丰富的元件库支持。而Altium号称其Nexar将是划时代的FPGA设计工具。依个人观点,Nexar类似于VB,令用户不必学习复杂的硬件描述语言也可以开发FPGA产品。Nexar将通用IC模块化以IP的方式提供,使用Nexar的用户可以将这些IP以拖拽的方式加入工程,按照设计PCB的方法连接这些通用元件,形成工程,并有Nexar将这些内容编译综合下载到可编程逻辑器件中。在Nexar中也提供了基于可编程逻辑的处理器,不过目前仅限于低端的51等系列。通过Protel和Nexar的配合还可以实现在同一个IDE中进行软硬件的开发。
一些提供系统集成解决方案的厂商也参加了这次会议,包括研华,立功单片机,Emdoor等。他们代理的WindowsCE.Net和Xscale也得以在展会中露面。
对软件的开发过程管理,系统可靠性的保证,在本次研讨会中都有涉及。
纵观这次展会,32位处理器已经成为嵌入式系统的标准,更大的存储器,更快的处理能力,资源极其丰富的可编程逻辑,方便的开发工具都在刺激着这个令人热血沸腾的领域。如何紧跟时代潮流也许将会成为一个有点棘手的问题而呈现在我们面前。对于从可编程逻辑到操作系统再到应用软件到系统设计和开发管理的广阔研究方向,如何把握自己也十分值得思考。现在,时不我待!
浏览量:3
下载量:0
时间:
毕业设计论文是毕业设计工作的总结和提高,应有一定的实际应用价值,能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。 以下是读文网小编今天为大家精心准备的关于计算机的毕业论文范文:嵌入式移动数据库研究,内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:嵌入式技术已在人们生活中得到广泛应用;移动计算更是给人们的生活带来了极大的方便。有移动计算技术推动发展的新的数据库技术让人耳目一新。嵌入式移动数据库技术因此产生。主要论述了嵌入式移动数据库的特点及应用,嵌入式移动数据库管理系统(EMDB)的功能需求及特点,嵌入式移动数据库的系统结构。
关键字: 嵌入式 移动计算 嵌入式移动数据库 EMDB 系统结构
随着移动计算技术的发展,移动数据库逐步走向应用,在嵌入式操作系统中加入移动数据库,也越来越显示出其重要性。
1.1 嵌入式系统
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
嵌入式系统一般指非PC系统,它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(OS)(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
1.2 移动计算
移动计算是一种新型的技术,它使得计算机或其它信息设备,在没有与固定的物理连接设备相连的情况下,能够传输数据。移动计算的作用在于,将有用、准确、及时的信息与中央信息系统相互作用,分担中央信息系统的计算压力, 使有用、准确、及时的信息能提供给在任何时间、任何地点需要它的任何用户。移动计算环境比传统的计算环境更为复杂和灵活。 典型的移动计算环境有[1]:
(1) 智能计算设备+ 无线网络。通过无线网络,智能计算设备可以随时进入MCE 主网络;
(2) 智能计算设备+ 调制解调器+ 电话网络。在不同地点, 将调制解调器和附近的电话相连接, 通过电话网进入MCE 主网络;
(3) 移动用户+ 传统工作站+ 传统有线网络。移动用户在不同场地使用静态计算机获得MCE 的服务。
1.3 嵌入式移动数据库
数据库技术一直在随着计算的发展而不断进步。凡是有数据的地方,就要用到数据库来协助管理数据。移动计算也是对数据的处理,离开对数据的管理、处理,计算机就毫无意义。移动计算同时又强调其移动性,传统的PC机要做到移动,同时在苛刻的环境下作到良好的运作也是不可能的。此时,嵌入式很好的满足了移动计算对移动客户端计算的要求。三者从这一点上结合就产生了当今数据库的一个新的发展空间:嵌入式数据库技术。移动数据库是指支持移动计算环境的分布式数据库。由于移动数据库系统通常应用在诸如掌上电脑、PDA、车载设备、移动电话等嵌入式设备中,因此,它又被称为嵌入式移动数据库系统。
2.1 嵌入式移动数据库特点
嵌入式移动数据库在实际应用中必须解决好数据的一致性(复制性)、高效的事务处理、数据的安全性等问题。
(1)数据的一致性
移动数据库的一个显著特点是,移动终端之间以及与服务器之间的连接是一种弱连接。即低带宽、长延迟、不稳定和经常性的断开。为了支持用户在弱环境下对数据库的操作,现在普遍采用乐观复制方法(Optimistic replication 或 Lazy replication)允许用户对本地缓存上的数据副本进行操作。待网络重新连接后再与数据库服务器或其它终端交换数据修改信息,并通过冲突检测和协调来恢复数据的一致性。
(2)高效的事务处理
移动事务处理要解决在移动环境中频繁的、可预见的、拆连情况下的事务处理。为了保证活动事务的顺利完成,必须设计和实现新的事务管理策略和算法,方法如下:
根据网络连接情况来确定事务处理的优先级,网络连接速度高的事务请求优先处理。
根据操作时间来确定事务是否迁移,即长时间的事务操作将全部迁移到服务器上执行,无需保证网络的一直畅通。
根据数据量的大小来确定事务是上载执行还是下载数据副本执行后上载。
事务处理过程中,网络断接处理时采用服务器发现机制还是采用客户端声明机制。
事务移动(如:位置相关查询)过程中的用户位置属性的实时更新。
完善的日志记录策略。
(3)数据的安全性
许多应用领域的嵌入式设备是系统中数据管理或处理的关键设备,因此嵌入式设备上的数据库系统对存取权限的控制比较严格。同时,许多嵌入式设备具有较高的移动性、便携性和非固定的工作环境,也带来潜在的不安全因素。同时某些数据的个人隐私性又很高,因此在防止碰撞、磁场干扰、遗失、盗窃等对个人数据安全的威胁上需要提供充分的安全性保证。保证数据安全的主要措施如下:
对移动终端进行认证,防止非法终端的欺骗性接入。
对无线通信进行加密,防止数据信息泄漏。
对下载的数据副本加密存储,以防移动终端物理丢失后的数据泄密[2]。
2.2 嵌入式移动数据库应用
目前,嵌入式移动数据库有两种应用,可划分为水平应用和垂直应用。所谓水平应用,是指应用方案能够用于多种不同行业,只需要极少的定制工作;而垂直应用则针对特定行业的应用,数据处理具有独特性。与水平应用相比,垂直型应用具有明显的行业特殊性,不同领域的应用之间差别较大,结果表示和服务器数据库的管理也有很大不同。主要涉及保险、银行业、航班信息、政府部门等具体的行业领域。如图所示[3]:
图 1 嵌入式移动数据库的应用分类
3.1 嵌入式移动数据库管理系统的功能需求
移动计算环境中的数据库管理系统,是一种动态分布式数据库管理系统。由于嵌入式移动数据库管理系统运行在移动计算的环境之下,应用于嵌入式操作系统之上,所以它有自己的功能需求:
(1)微小内核结构
考虑到嵌入式设备的资源有限,嵌入式移动DBMS应采用微型化技术实现,可在满足应用的前提下,紧缩其系统结构以满足嵌入式应用的需求。
(2)对标准SQL的支持
嵌入式移动DBMS应能提供对标准SQL的支持。支持SQL92 标准的子集,支持数据查询(连接查询、子查询、排序、分组等)、插入、更新、删除多种标准的SQL 语句,以充分满足嵌入式应用开发的需求。
(3)事务管理功能
嵌入式移动DBMS应具有事务处理能力,可自动维护事务的完整性、原子性等特性;支持实体完整性和引用完整性。
(4)完善的数据同步机制
数据同步是嵌入式数据库最重要的特点。通过数据复制,可以将嵌入式数据库或主数据库的变化情况应用到对方,以保证数据的一致性。
(5)支持多种连接协议。
嵌入式移动DBMS应支持多种通信连接协议。可以通过串行通信、T C P /IP、红外传输、蓝牙等多种连接方式,实现与嵌入式设备和数据库服务器的连接。
(6)完备的嵌入式数据库的管理功能
嵌入式移动DBMS应具有自动恢复功能,可进行嵌入式数据库管理,并能够提供数据的备份和恢复,保证用户数据安全可靠。支持多种嵌入式操作系统嵌入式移动DBMS 应能支持Windows CE、Palm OS 等多种目前流行的嵌入式操作系统,这样才能使嵌入式移动数据库管理系统不受移动终端的限制。
3.2 嵌入式移动数据库管理系统的特点
基于以上分析不难得出嵌入式移动数据库的管理系统应具有如下特点:
(1)提供多种数据同步方式。具有上载同步、下载同步和完全同步三种同步方式。
(2)具有完善的冲突检测机制,和灵活的冲突解决方案,具有冲突日志记录功能。企业级应用中冲突是不可避免的,不同的数据库系统认为冲突发生的位置是不一样的。解决冲突的规则可以是系统预定义的也可以是用户自定义的。
(3)支持快速同步。系统同步时,只传递变化的数据,即增量上下载,节省了大量的同步时间。
(4)支持表的水平分割和垂直分割复制,最大限度地降低了嵌入式数据库的大小。
(5)支持异构数据源连接同步。可以用支持ODBC 的异构数据源,作为主数据库和嵌入式设备上的数据库,以进行数据同步。
(6)具有主动同步的功能。允许用户对系统提供的同步事件自定义过程实现,并提供最大灵活度的同步过程。
图2 数据管理模式
嵌入式数据库的应用分为个人应用和企业级应用。在个人应用中,与外界较少交换数据,而且不必考虑多个数据库的数据一致性。在企业级应用中,嵌入式数据库要与企业级数据库交换数据,构成分布式数据库系统,支持复杂的业务活动。
在数据库三级应用模式中,EMDB系统一般采用EMDB+同步/复制服务器+企业级DB,如我们见到的IBM提供的嵌入式设备和移动企业级应用解决方案就是由3部分组成:DB2 Everyplace 嵌入式数据库、DB2 Everyplace Sync Server和Universal Database企业级数据库。在此模式中,EMDBS由移动设备中的EMDBMS和固定节点上的同步/复制服务器这两部分构成。这种方案的指导思想是将DBMS的功能分解,简化移动设备中的功能,进而减少对移动设备资源的需求[4]。
(1) 数据库服务器DBSVR (Database Server)
可以是大型数据库系统, 如: Oracle, Sybase, DB2,SQL Server, 一般为固定结点。每个DBSVR 上维护本地数据库的一个完整的副本, 服务器之间由可靠的高速互联网连接在一起, 构成一个传统意义上的分布数据库系统。
图3 典型嵌入式移动数据库的系统结构
(2)移动支持结点MSS (Mobile Support Station )
进行分布式事务处理, 控制EMDB和DBSVR之间的数据交换并支持一个无线单元(cell),具有无线联网能力和同步功能,MSS也位于高速网络中。服务器可以与MSS为同一台机器。
(3)位置服务器LS(Location Server)
(4)可信部分
由固定网络以及网络上的固定主机组成, 固定主机分为两类: 一类是不带无线通讯的主机, 如DSSVR 和LS; 另一类是带有无线通讯接口MSS。
(5)移动客户机MC (Mobile Client)
MC的处理能力与存储能力相对于服务器来说非常有限, 且具有移动性(即可以出现在任意一个无线单元中) , 在它上面保存一部分数据库副本, 并通过EMDB对本地数据进行管理,可以通过无线链路与一个MSS通信,通过MSS上的ODBC 接口, EMDB可以与DBSVR进行数据交换。从而与整个固定网络连通, 也可以接受由MSS 发送的广播信息。它会经常与服务器断接(指MC无法与任意一个联机通信) 即使在与服务器保持连接时, 由于MC 所处的网络环境多变,MC与服务器之间的网络带宽相差很大,且可靠性较低,网络延迟较大。
(6)本地数据库Rep(Replication) 数据库副本
(7)EMDB
嵌入式移动数据库, 工作方式为: 每当MC发出一个查询请求Q1时,它首先查询本地数据库(移动子集上),若满足查询条件要求则直接返回给MC, 否则就向VS提交查询请求, 由VS代替MC完成查询并将结果返回给MC(前提是两者处于连接状态)。若MC 处于断接状态, 则也只能在MC上执行本地查询。若在断接期间更新了MC上的数据, 则该数据将在VS再次连接时, 进行数据重集成, 通过一致性维护算法来保证一致性。主要EMDB的应用模式都是立足于嵌入式设备作客户端, 在嵌入式设备上运行一个精巧的EMDB,在通过同步或复制技术与企业级数据库连接。这种应用模式在支持嵌入式设备的同时, 还支持移动设备,甚至无线移动设备, 构成基于移动环境的应用[5]。
现在,世界已经进入了后PC机时代。信息电器如个人数字助理、web可视电话、移动电话的GPS或W-CDMA产品、TV机顶盒、电视会议机、数码相机等嵌入式设备已经在人们生活中广泛应用。相信随着科技的发展,嵌入式移动数据库技术也必将给人们的生活带来更大的方便和改变。
[1] 冯玉才李东等.一种移动数据库管理系统的体系结构,计算机研究与发展[J],2001年
[2] 黄军政.蔡瀛捷.移动计算推动数据库移动,中国计算机用户[J],2004年9月第36期
[3] 周克江.嵌入式移动数据库及其应用问题研究,湖南第一师范学报[J],2004年9月第4卷第3期
[4] 王彤.王良.嵌入式移动数据库的综述及评价,计算机工程[J],2001年12月第12期
[5] 朱英.嵌入式移动数据库及其相关问题,桂林电子工业学院学报[J],2003年6月第3期
浏览量:2
下载量:0
时间:
嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化,类似与BIOS的工作方式。具有软件代码小,高度自动化,响应速度快等特点。特别适合于要求实时的和多任务的体系。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于μC/OS的嵌入式系统应用开发研究相关论文,内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:本文介绍了嵌入式系统的概念,分析了μC/OS的内核结构,并详细介绍了在具有ARM体系结构的S3C44B0微处理器上进行μC/OS操作系统的移植和应用程序及驱动程序的开发。
关键词:嵌入式系统 μc/os 微处理器
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物,目前嵌入式系统已经渗透到日常生活的各个方面,其在工业、服务业、消费电子等领域的应用范围都不断扩大,嵌入式计算机系统的正式定义为:以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁减,符合应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗的严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统的主要特征有:系统内核小;专用性强;系统精简;嵌入式软件要求高实时性的操作系统软件;软件要求高质量和高可靠性;嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。
嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成,在本开发应用中,选择ARM7TDMI内核结构的samsung公司的s3c44b0作为微处理器芯片,该芯片具有主频高、运算速度快,超低功耗、价格低廉、结构简单等特点,在该内核基础上扩展了一系列完整的通用外围器件,主要有:片内8KB高速缓存、带有1个专用DMA通道的LCD控制器、2个通用DMA通道、1个多主机I2C总线控制器、5个PWM定时器及1个内部定时器、71个通用I/O口、8个外部中断源、8个10位ADC等资源,主频为66MHZ,系统支持大小端模式,共256MB的地址空间,支持8/16/32位数据总线编程。
开发平台外配与用户交互接口有RS-232串口电路、外扩flash、sdram,USB控制电路、以太网电路、键盘,JTAG接口电路部分。
实时嵌入式操作系统的种类繁多,大体上可以分为两种:商用型和免费型,前者系统功能稳定、可靠,并有完善的技术支持和售后服务,建立应用开发较为容易,但价格昂贵,代表性的有美国WindRiver公司的VxWorks操作系统、Microsoft公司的WinCE操作系统;免费型可以节约成本,且源码公开,便于开发,代表性的有嵌入式Linux系统、μC/OS系统。
由于μC/OS结构简单,编程工具绝大部分是C语言编程,可以在大多数界面友好的编译器中编译生成目标代码,如Borland C、Keil等工具,且其内核最小可以到几十K,可以在多种体系结构的微处理器上移植,用户的工作较小,源代码开放,便于学习。μC/OS-II的几大组成部分有:
核心部分(OSCore.c) 是操作系统的处理核心,包括操作系统初始化、操作系统运行、中断进出的前导、时钟节拍、任务调度、事件处理等多部分。
任务处理部分(OSTask.c)完成任务的操作;包括任务的建立、删除、挂起、恢复等等。
时钟部分(OSTime.c)主要完成任务延时等操作。
任务同步和通信部分 为事件处理部分,包括信号量、邮箱、邮箱队列、事件标志等部分;μC/OS-II的软件体系结构如图1所示。从图1中可以看到,如果要使用μC/OS-II, 必须为其编写OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM三个文件。
μC/OS-II的全部源代码量大约是6000-7000行,一共有15个文件。将 μC/OS-II 移植到ARM处理器上,需要完成的工作也非常简单,只需要修改三个和ARM体系结构相关的文件,代码量大约是500行。以下分别介绍这三个文件的移植工作:
OS_CPU.H 文件 数据类型定义,这部分的修改是与所用的编译器相关的,不同的编译器会使用不同的字节长度来表示同一数据类型,这里采用的编译器为集成可视化开发环境ARM SDT 2.5,相关的数据类型的定义如下:
#define BYTE INT8S /* Define data types for backward compatibility */
#define UBYTE INT8U /* .to uC/OS V1.xx. Not actually needed for . */
#define WORD INT16S /* ... uC/OS-II. */
#define UWORD INT16U
#define LONG INT32S
#define ULONG INT32U
堆栈单位因为处理器现场的寄存器在任务切换时都将会保存在当前运行任务的堆栈中,所以OS_STK 数据类型应该是和处理器的寄存器长度一致的。
typedef unsigned int OS_STK; /* Each stack entry is 16-bit wide */
堆栈增长方向该设置由编译器选项决定,在本开发中设定堆栈由高地址向低地址增长。
#define OS_STK_GROWTH 1 https://define the stack to grow from high to low
2、OS_CPU_C.C 文件
任务堆栈初始化 这里涉及到任务初始化时的一个堆栈设计,也就是在堆栈增长方向上如何定义每个需要保存的寄存器位置,在ARM体系结构下,任务堆栈空间由高至低依次将保存着pc、lr、r12、r11、r10、… r1、r0、CPSR、SPSR。
void *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, void *ptos, INT16U opt)
{
unsigned int *stk ;
opt = opt; /* 'opt' is not used, prevent warning */
stk = (unsigned int *)ptos; /* Load stack pointer */
*--stk = (unsigned int) task; / * lr */
……; /* r12—r0 */
*--stk = ARM_MODE_SYS; /* system mode */
*--stk = ARM_MODE_SYS; /* system mode */
return ((void *)stk);
}
当前任务堆栈初始化完成后,OSTaskStkInit 返回新的堆栈指针stk,在 OSTaskCreate()执行时将会调用 OSTaskStkInit 的初始化过程,然后通过OSTCBInit()函数调用将返回的sp指针保存到该任务的TCB块中。
OSStartHighRdy() 该函数是在主程序OSStart( )多任务启动后执行,负责从最高优先级任务的TCB控制块中获得该任务的堆栈指针sp,通过sp依次将cpu现场恢复,这时系统就将控制权交给用户创建的该任务进程,仅执行一次,此后多任务优先级调度由下面函数执行。
OSCtxSw() 任务级的上下文切换,它是当任务因为被阻塞而主动请求cpu调度时被执行,由于此时的任务切换都是在非异常模式下进行的,它的工作是先将当前任务的cpu现场保存到该任务堆栈中,然后获得最高优先级任务的堆栈指针,从该堆栈中恢复此任务的cpu现场,使之继续执行。
OSIntCtxSw() 中断级的任务切换,它是在时钟中断ISR(中断服务例程)中发现有高优先级任务等待的时钟信号到来,则在中断退出后直接调度就绪的高优先级任务执行。
OSTickISR() 时钟中断处理函数,它的主要任务是负责处理时钟中断,调用系统实现的OSTimeTick函数,如果有等待时钟信号的高优先级任务,则需要在中断级别上调度其执行。其他相关的两个函数是OSIntEnter()和OSIntExit(),都需要在ISR中执行。
移植完以上程序后,用户就可以结合自己的项目要求来编写自己的应用程序了,用户可以添加如打印、空等待等任务,以下给出了一个例程,通过调用OSTaskCreate ( )函数注册了三个任务,由系统根据最优调度原理进行调度。
void main (void)
{
Initialize(); /* Processor specific initialization */
OSInit();
bufferSemaphore = OSSemCreate(BUFFER_LENGTH - 1);
terminalSemaphore = OSSemCreate(1);
OSTaskCreate(Task1, (void*)string1, (void*)&stacks[0][TASK_STK_SIZE - 1], 0);
OSTaskCreate(Task2, (void*)string2, (void*)&stacks[1][TASK_STK_SIZE - 1], 1);
OSTaskCreate(Task3, (void*)string3, (void*)&stacks[2][TASK_STK_SIZE - 1], 2);
OSStart(); /* Start..... */
}
由于UC/OS提供的仅仅是一个任务调度的内核,通过以上移植,要想得到一个相对完整、实时的嵌入式多任务操作系统,还必须进行相当多的扩展工作。主要有:建立文件系统、通过开发如LCD液晶显示、USB通信、键盘、串口等驱动程序从而提供应用程序调用的API函数,还有创建图形用户接口(GUI)函数等,下面主要介绍一下串口驱动程序的开发。
void Uart_Init(int mclk,int baud) { }
该函数主要是初始化串口,设置波特率,其中mclk是系统主时钟频率,band参数传递串口通信波特率。
void Uart_Select(int ch) { }
该函数进行串口选择,ch 传递串口号。
char Uart_Getch(void) { }
该函数从串口读取字符,存放在一数组内。
void Uart_GetString(char *string) { }
该函数读取要发送的字符串,并一个一个字符地从串口发送。
void Uart_SendByte(int data) { }
该函数通过串口发送数据,data是需要发送的字符。
void Uart_SendString(char *pt) { }
该函数通过串口发送字符串,pt是字符串首地址的指针。
通过以上接口函数,系统向用户提供了屏蔽底层硬件的API函数,用户可以通过调用以上函数,方便地对串口进行操作。
目前市场上基于μc/os嵌入式操作系统的产品比较多,应用领域包括工业控制、信息家电、网络设备等方面,而且基于μc/os的应用正潮起云涌,蓬勃发展。随着后PC时代的来临,嵌入式系统理论与应用研究日新月异,μc/os正是我们手中开发嵌入式系统的利器,较好的掌握这门技术可以将理论与实际应用相结合,更好地服务于我们的日常生活和生产中。
1、邵贝贝译.μC/ OS -Ⅱ源码公开的实时嵌入式操作系统[M] . 北京:中国电力出版社, 2001.
2、王田苗 嵌入式系统设计与实例开发 清华大学出版社2003年10月
3、邹思轶 嵌入式Linux设计与应用 清华大学出版社2002年1月
浏览量:2
下载量:0
时间:
在毕业设计期间,尽可能多的阅读文献资料是很重要的,一方面是为毕业设计做理论准备,另一方面是学习论文的写作方法。一篇优秀的论文对启发我们的思维,掌握论文的写作规范很有帮助。 以下是读文网小编今天为大家精心准备的关于计算机的论文范文:嵌入式移动数据库应用研究,内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:随着移动计算技术的发展,移动数据库逐步走向应用,在嵌入式操作系统中移动数据库更显示出其优越性。本文分析移动数据库的特点、体系结构;介绍移动数据库系统中的一些关键性技术,并指出了移动数据库应用方向。
关键词:嵌入式系统;移动数据库;移动计算;事务处理
数据库技术一直随着计算的发展而不断进步,随着移动计算时代的到来,嵌入式操作系统对移动数据库系统的需求为数据库技术开辟了新的发展空间。随着智能移动终端的普及,嵌入式移动数据库技术目前已经从研究领域逐步走向广泛的应用领域。
在数据库系统的研究历史中,传统的分布计算与分布式数据库的研究是基于有线网络和固定主机的。这些都采用了一些默认的隐含假设,例如固定网络连接、对等通信代价、主机节点固定不变等。但进入20世纪90年代以来,随着移动通信技术和网络技术迅速发展,加之移动计算机和移动通信设备的大量普及,许多计算节点可以在移动过程中与网络建立连接,使得上述假设条件不成立。移动计算环境具有移动性、低带宽、频繁断接性、网络通信的非对称性、电源电力的有限性等特点,使得传统分布式数据库中的方法和技术不能直接应用于移动数据库。
从数据库技术的发展过程来看,计算环境和数据库技术基本保持着一种同步发展的态势,互相影响、互相促进。移动计算的概念是对“任何时间、任何地点的立即通讯”的扩展。在分布式计算的基础上,计算环境进一步扩展为包含各种移动设备、具有无线通信能力的服务网络,构成了一个新的计算环境,即移动计算环境。相应地,数据库系统先后出现了集中式数据库系统、分布式数据库系统、B/A/S多层结构的数据库系统、嵌入式数据库和移动数据库。当然,这些系统也可以共存在同一个计算环境中。
一般说来,嵌入式移动数据库可以从系统的体系结构方面来定义:嵌入式移动数据库系统是支持移动计算或某种特定计算模式的数据库管理系统,数据库系统与操作系统、具体应用集成在一起,运行在各种智能型嵌入设备或移动设备上。其中,嵌入在移动设备上的数据库系统由于涉及数据库技术、分布式计算技术,以及移动通讯技术等多个学科领域,目前已经成为一个十分活跃的研究和应用领域——嵌入式移动数据库或简称为移动数据库(EMDBS)。
2.1体系结构
在传统的分布式计算系统中,各个计算节点之间是通过固定网络连接并保持网络的持续连接性的,而移动计算系统改变了这种假设条件。移动计算系统是固定节点和移动节点构成的分布计算系统。
移动计算的网络环境具有鲜明的特点:移动性、断接性、带宽多样性、可伸缩性、弱可靠性、网络通信的非对称性、电源能力的局限性等。移动环境中的分布式数据库就是移动数据库。它是传统分布式数据库系统的扩展,可以看作客户与固定服务器节点动态连接的分布式系统。移动数据库系统的体系结构如图1所示。
其中,移动客户机MC(Mobile Client)包括便携式电脑、PDA等;MSS(Mobile Support Station)支持移动计算的固定节点,具有无线通信接口;FH(Fixed Host)没有无线通信接口,安装有数据库和数据库管理系统。
2.2主要特点
移动数据库的计算环境是传统分布式数据库的扩展,它可以看作客户端与固定服务器节点动态连接的分布式系统。因此移动计算环境中的数据库管理系统是一种动态分布式数据库管理系统。由于移动数据库在移动计算的环境下应用在嵌入型操作系统之上,所以它具有:微小内核结构、对标准SQL的支持、事务管理功能、完善的数据同步机制、支持多种连接协议、完备的数据库管理功能和支持多种嵌入型操作系统的特点和功能需求。
在移动数据库中还需要考虑诸多传统计算环境下不需要考虑的问题,如对断接操作的支持、对位置相关查询的支持、对查询优化的特殊考虑以及对提高有限资源的利用率和对系统效率的考虑等等。为了有效地解决上述问题,诸如复制与缓存技术、移动事务处理、数据广播技术、移动查询处理与查询优化、位置相关的数据处理及查询技术、移动信息发布技术等技术仍在不断的发展和完善,它们会进一步促进移动数据库技术的发展。
移动数据库涉及的理论和技术含盖了当今通信、计算机和嵌入式系统的最新成果,其中在移动环境下如何进行数据管理是实现移动数据库的关键。根据目前国际有关机构研究的研究表明这些关键技术主要集中在以下几个方面。
3.1数据复制与缓存
复制是在多个移动节点上维护数据的备份,包括服务器之间的复制和移动计算机上保存数据库的复制。一般前者称为复制后者称为缓存。复制的主要目的是提高分布式数据库系统的可用性、可靠性和访问性能。首要的问题是如何维护多个复制节点上数据状态的一致性。按照维护复制一致性的方式来划分,现有的复制协议可以分为严格一致协议和弱一致协议两种。严格一致协议要求任何时刻所有数据库的复制都是一致的;而弱一致协议允许各个复制之间存在暂时的不一致,但这种不一致总能够保持在一定的界限之内,而且总是能够趋于一致(收敛性)。目前,针对移动计算特点开展数据复制/缓存技术的研究最具代表性的是:J. Gray的两级复制机制、CODA系统以及缓存失效报告广播技术等,另外,SYBASE公司的移动数据库产品SQL ANYWHERE和SQL REMOTE也采用该技术来支持移动计算环境。
3.2数据广播
通俗地讲,数据广播是指在移动计算环境中,利用客户机与服务器通信的不对称性,以周期性广播的形式向客户机发送数据。其最大的优点是,广播开销不依赖移动用户数量的变化而变化,借助数据广播,可以在一定程度上解决移动数据库系统的断接问题。数据广播的研究可分为服务器和客户机两个方面:服务器主要考虑如何组织广播数据,即数据广播的调度;移动节点主要考虑如何利用本地缓存进一步减少查询广播数据的时间。在国内,长沙国防科技大学的周兴铭院士对数据广播进行了深入研究,提出了数据广播的多盘调度算法。衡量数据广播调度算法好坏的参数是访问时间和调谐时间。
3.3位置相关查询优化
在移动数据库中,存在着与位置相关信息的查询及更新。查询通常是与位置相关的,即使是同一个问题,在不同的地方,所得查询结果是不同的,如“最近的超市在哪里?”。移动查询优化技术是指在传统分布式数据库查询优化技术的基础上,利用多种方法,消除带宽多样性、断接等因素造成的影响,使查询引擎能够根据当前可用网络条件采取恰当的优化策略;同时,针对移动计算机有限电源能力,合理地组织本地数据库管理、远程数据库访问等耗电能较多的操作,达到节能目的,延长关键数据的可用时间。
采用基于分割的地址更新策略时,由位置服务器维护的移动用户对象包含以下数据成员和方法:
分割集合——记录MSS的分割情况,例如{Cell1,Cell2},{Cell3,Cell4,Cell5};
LOC——记录移动用户最近报告的地址(无线单元的ID),例如Cell1 ;
ERR——移动用户当前所在的分割,例如,若LOC= Cell1 ,则ERR={Cell1,Cell2};
loc()——一个方法,用于返回该用户的实际地址,即上面介绍的地址查询过程。
在移动查询的应用中,有各种各样涉及地址的查询,例如“请寻找一家校园附近的超市”,“查找X, Y, Z,这三人都在同一条公路上,且Y在X与Z之间”,等等。一般地,可以把这一类地址相关查询表示为:
SELECT x1 ,x2 ,…, xn
FROM Users
WHERE (x1.loc=l1 ∧…∧ xn.loc=ln ) ∧ C(l1,…,ln ) ∧ W(x1 ,…, xn )
其中C(l1, …, ln )是关于地址l1, …, ln 的n元约束条件,而 W(x1, …, xn ) 是关于对象x1 ,x2 , …, xn 非地址属性的n元约束条件,Users 是所有移动用户的集合。
关于计算机的论文:嵌入式移动数据库应用研究
3.4移动事务处理
事务处理是数据库管理系统的一个基本功能,主要用于维护数据的一致性,支持多用户的并发访问,使用户可以可靠地查询和更新数据库。一般来说,用户对数据库系统的访问都是通过事务来完成的。在传统的数据库系统中,一个事务由一系列读写操作组成。事务处理必须满足四个准则,即原子性、一致性、隔离性和永久性(简称ACID)。移动计算环境的特点,使传统数据库系统中的事务处理技术不能满足移动事务处理的要求。
通常,将移动客户机发出的事务叫移动事务,它属于分布事务。移动事务处理具有以下特点:
1) 移动性。这不仅指移动事务执行期间,发出事务的移动客户机是移动的,而且事务本身也在相应地移动。
2) 长事务。由于无线网络通信的低带宽、高延迟以及移动客户机的频繁断接性,都可能使移动事务成为长事务。
3) 易错性。由于移动客户机不如固定结点可靠,而且无线网络通信也不如固定网络稳定,因此,与一般事务相比,移动事务更容易出错。
4) 异构性。由于客户机的移动性,移动事务可能要访问分布的异构数据库系统。
总之,移动事务不同于传统事务,传统的ACID模型已不能很好地描述移动事务,需要为移动事务寻找更好的模型。维护数据的一致性和解决过区切换(handoff)问题是移动事务管理的重要任务。
移动数据库技术的许多特性都与信息时代的不断进步的需求相吻合, 有着广阔的发展空间。
4.1嵌入式移动数据库在物流领域有着广阔的应用前景
物流的信息化在未来的物流发展中将发挥日益重要的作用,因为及时准确的信息有利于协调生产、销售、运输、存储等业务的展开,有利于降低库存,节约在途资金等。在运输方面,利用移动计算机与GPS/GIS车辆信息系统相连,使得整个运输车队的运行受到中央调度系统的控制。在存储环节,带有嵌入式移动数据库的手持计算机输入的信息通过无线通信网络写入中央数据库,大大提高了工作效率和信息的时效性,有利于物流优化控制。在配送环节,输入手持计算机的数据通过无线网络传入中央数据库。因此,在投递的同时,用户即可查询物品投递的情况。
4.2嵌入式移动数据库为移动银行铺平了道路
在我国,移动用户是最具消费潜力的群体,因此针对移动用户开发的移动银行业务将具有很大的市场潜力,而且能够推动移动电子商务的发展。移动银行可以使客户在异地对自己的帐务进行实时查询、交易,方便、省时,降低成本,同时安全可靠,机动灵活。客户可以在任何时间,任何地点进行交易,节约了去银行的时间。出差或旅游在外仍可享受银行服务。
4.3嵌入式移动数据库非常有助于提高实地调查/工作的效率
煤气、水电等公用事业检查员查验数据就是一个很好的应用实例,目前一般的检查员仍然是将检验的数据记录在纸上。如果利用移动计算机记录和传输数据,遇到纠纷时还可以实时地查询历史记录,这将使得我国的公用事业单位的收费工作大大地改善。
除了上述主要应用之外,移动数据库技术还在零售业、制造业、金融业、医疗卫生等领域展现了广阔的应用前景。随着移动计算、移动数据库和无线数据通信等相关技术迅猛发展,移动数据库将成为信息社会的重要支柱。
本文给出嵌入式移动数据库的定义,描述了嵌入式移动数据库的体系结构并简单分析它的特点,然后详细分析了嵌入式移动数据库的关键技术,最后展望了嵌入式移动数据应用前景。嵌入式移动数据的相关技术研究不断取得进步,这为嵌入式移动数据的成熟应用打下了坚实的基础。
1 李东,曹忠升,冯玉才,等. 移动数据库技术研究综述[J]. 计算机应用研究,2000(10): 4~7
2 Madria S K,Mohania M,et al. Mobile data and transaction management. Information Science 141 (2002) 279~309
3 Antonio Si, Hong va Leng. Query optimization for broadcast database. Data & Knowledge Engineering 29 (1999) 351~380
4 王珊,丁治明,张孝. 移动数据库及应用[J]. 计算机应用, 2000,20(9)
浏览量:2
下载量:0
时间:
现代计算机出现后,在计算机学科中形成了两大学科分支,即通用计算机学科与嵌入式计算机学科。通用计算机学科与嵌入式计算机学科有不同的技术发展方向与技术内涵。由于嵌入式计算机学科与对象学科、微电子学科紧密相关,而嵌入式计算机学科与原有计算机学科内容有较大差异,不能用通用计算机的概念来诠释嵌入式系统,因此、嵌入式计算机要加强与微电子学科、电子学科、对象学科的沟通,共同承担起嵌入式系统新学科的建设任务。
今天读文网小编要与大家分享的是:浅析嵌入式系统支柱学科的交叉与融合相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
【摘要】嵌入式系统的概念源于微型计算机的嵌入式应用。早期的嵌入式系统探索过工控机、单板机、微机单片化的专用计算机的形式,随后走上了独立的发展道路。嵌入式系统不是专用计算机系统。嵌入式系统尚未形成独立的学科体系,它的支柱学科是微电子学科、计算机学科、电子技术学科与对象学科。四个支柱学科形成了平台模式下的交叉与融合。剔除嵌入式系统的“专用计算机”观念,有利于嵌入式系统的健康发展。
【关键词】嵌入式系统;学科体系;平台模式;对象学科
【论文正文】
(一)嵌入式系统的产生
嵌入式系统诞生于微型机时代,经过微型计算机的嵌入式专用化的短暂探索后,便进入到嵌入式系统独立的微控制器发展时代。直接在嵌入式处理器与外围集成电路技术基础上发展的带处理器内核的单片机,即微控制器的智能化电子系统。即便有处理器内核,也是嵌入式处理器而非通用微处理器。
(二)专用计算机探索的失败之路
无论是工控机,还是单板机,都无法彻底地满足嵌入式系统的微小体积、极低价位、高可靠性的要求。人们便直接将微型计算机体系结构进行简化,集成到一个半导体芯片中,做成单片微型计算机。Motolora公司的6801系列就是由6800系列微型机简化后集成的单片微型计算机。单片微型计算机彻底解决了嵌入式系统的极小体积、极低价位,但在高可靠性及对象可控性方面没有本质上的改进。
(三)嵌入式系统的独立发展道路
嵌入式系统的微控制器(MCU)发展道路,是一条摆脱“专用计算机”羁绊,独立发展的道路。这是一条由IntelMCS51单片机、iDCX51实时多任务操作系统开辟的单片机独立发展的道路。MCS51是一个在微电子学、集成电路基础上,按照嵌入式应用要求,原创的嵌入式处理器。MCS51原创的体系结构、控制型的指令系统与布尔空间、外部总线方式、特殊功能寄存器(SFR)的管理模式,奠定了嵌入式系统的硬件结构基础;iDCX51是专门与MCS51单片机配置,满足嵌入式应用要求原创的实时多任务操作系统。
目前,嵌入式系统尚未形成独立的学科体系。从“嵌入式系统”的诞生、独立的单片机发展道路、微控制器技术发展的内涵、嵌入式系统的多种解决方案来看,“嵌入式系统”是四个支柱学科的交叉与融合,并以平台模式进行学科定位与分工。
(一)四个支柱学科的关系
嵌入式系统的四个支柱学科是微电子学科、计算机学科、电子技术学科、对象学科。微电子学科是嵌入式系统发展的基础,对象学科是嵌入式系统应用的归宿学科,计算机学科与电子技术学科是嵌入式系统技术发展的重要保证。
(二)领衔的微电子学科
微电子学科与半导体集成电路的领衔作用,在于它为嵌入式系统的应用提供了集成电路基础。电子技术学科、计算机学科的许多重要成果,最终都会体现在集成电路中,从早期的数字电路集成,到如今的模混合、软/硬件结合、以IP为基础的知识与知识行为集成。
(三)为平台服务的计算机学科
现代计算机出现后,在计算机学科中形成了两大学科分支,即通用计算机学科与嵌入式计算机学科。通用计算机学科与嵌入式计算机学科有不同的技术发展方向与技术内涵。由于嵌入式计算机学科与对象学科、微电子学科紧密相关,而嵌入式计算机学科与原有计算机学科内容有较大差异,不能用通用计算机的概念来诠释嵌入式系统,因此、嵌入式计算机要加强与微电子学科、电子学科、对象学科的沟通,共同承担起嵌入式系统新学科的建设任务。在嵌入式系统中,计算机学科要承担起嵌入式系统应用平台的构建任务,它包括嵌入式系统的集成开发环境、计算机工程方法、编程语言、程序设计方法等内容。
(四)广泛服务的电子技术学科
在嵌入式系统中,电子技术学科提供了最广泛的技术服务。电子技术将微电子领域的集成电路设计,迅速从电路集成、功能集成、技术集成发展到知识集成;为计算机学科提供嵌入式系统的硬件设计技术支持;在对象学科中,广大的应用工程师在嵌入式软硬件平台上实现最广泛的应用。
(五)对象学科的最终出路
对象学科是嵌入式系统的最终用户学科。对象学科几乎囊括了所有的科技领域,形成了嵌入式系统一个无限大的应用领域。对于对象学科来说,嵌入式系统只是一个智能化的工具,对象学科要在嵌入式系统上构建本领域的一个嵌入式应用系统。嵌入式应用系统的技术基础是本学科的基础理论与应用环境、应用要求。同时,在应用中要不断给微电子、集成电路设计、嵌入式计算机学科提出技术要求,以便不断提升嵌入式系统平台的技术水平。
(一)平台模式的由来
平台模式是知识经济时代的一种基本的产业、科技模式,是人类知识分离性规律、集成性规律发展到高级阶段上的必然现象。它将一体化的产业、科技模式变革为知识平台媒介下的平台模式。只要对比上世纪60年代收音机产业与90年代的VCD/DVD产业,就会发现一体化产业模式与平台产业模式的本质差异。
(二)嵌入式系统的平台模式
按照知识的分离性发展规律,知识创新者不从事知识应用,知识应用者不需要了解创新知识原理;按照集成性发展规律要求,知识创新者应该将创新知识成果集成到工具之中,转化为知识平台,知识应用者应该在知识平台基础上实现创新知识应用。对象学科领域是嵌入式系统的最终用户,对象学科领域的电子技术应用工程师应该在一个现成的嵌入式系统平台上实现嵌入式应用系统设计。微电子学科、嵌入式计算机学科、电子技术学科(非对象学科领域中的应用工程师)不是嵌入式系统最终用户,这些学科的重要任务是将创新科技成果转化成形形色色的知识平台。[论*文*网]
(三)平台模式下的学科定位与分工
嵌入式系统中四个支柱学科的定位,除了学科知识结构的定位外,还要体现出在知识平台模式中的定位。这种平台模式的定位,是一种3+1的定位。即微电子学科、计算机学科、电子技术学科为嵌入式应用构筑各种类型的应用平台,不介入嵌入式系统的具体应用;对象学科一定要在嵌入式系统应用平台基础上,实现嵌入式系统在本学科领域中的产品化应用,不必介入嵌入式系统的平台构建。
嵌入式系统是一个无限大的空间,不论是嵌入式系统平台构建还是嵌入式系统平台应用,都有无限广阔的发展空间,关键是把握好自己的“定位”与“分工”,了解学科的“交叉”与“融合”。
浏览量:3
下载量:0
时间:
今天读文网小编要与大家分享的是:嵌入式图形用户界面在S3C44B0X上的移植相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
关键词: μC/GUI 实时操作系统 接口 S3C44B0X 移植
论文正文:
嵌入式图形用户界面在S3C44B0X上的移植
如今随着信息化、智能化、网络化的迅速发展,嵌入式系统已被广泛应用在消费电子、工业应用、军事国防、网络设备等领域。μC/GUI作为一个通用的嵌入式应用的图形模块,它在嵌入式系统中的作用也显得的越来越重要。 μC/GUI是一个源代码开放的图形系统,它提供了丰富的资源,包括二维绘图库、多字体及可扩充字符集、Unicode、位图显示、多级RGB及灰度调整、动画优化显示、具有Windows风格的对话框和预定义控件(按钮、编辑框、列表框等),以及对键盘、鼠标、触摸屏等输入设备和双LCD输出的支持,目前在具有图形界面的嵌入式产品中得到越来越广泛地应用。
μC/GUI是一个通用的嵌入式应用的图形模块,它是美国Micrium公司开发的一种高效的、与处理器和LCD控制器独立的通用GUI,可以适用各种CPU和LCD,在单任务和多任务操作系统中,它都可以工作得很好。它具有驱动接口层和应用层,全部代码采用ANSI _C编写,提供源代码,可以方便的移植到各种平台下。
2.1 μC/GUI特点
(1) 支持任何8位、16位和32位的CPU,只要求CPU具有相应的ANSI_C编译器即可。
(2) 所有硬件接口定义都使用可配置的宏。
(3) 字符、位图可显示与LCD的任意点,并不限制与字节长度的整数倍数地址。
(4) 所有程序在长度和速度方面都进行了优化,结构清晰。
(5) 对于慢速的LCD控制器,可以使用缓冲存储器减少访问时间,提高显示速度。
因为μC/GUI具有这些优点,它越来越受到更多嵌入式设计者的青睐。
2.2 μC/OS-II介绍
在嵌入式系统的开发过程中,选择操作系统与选择开发平台一样的重要。虽然不是一个完整的实时操作系统,只是一个实时内核,但与其它操作系统比起来它具有很多优点因而得到了广泛的应用。首先它是一种结构简单、源代码公开的操作系统,适合所有的开发者使用;它具有可移植性,它的绝大部分源码都是用移植性很强的 ANSI _C编写,与微处理器硬件相关的部分采用汇编语言编写,很容易被移植到各种微处理器上;它还具有可固化和可裁剪等特点,对于嵌入式设计者来讲的,只要拥有固化手段(C编译、连接、下载和固化),就可以很方便将其嵌入到产品中去。设计者还可以根据系统应用程序的需要对μC/OS-II进行相应的裁剪来减少产品中的μC/OS-II所需的存储器空间,这可以通过条件编译来实现。
2.3 μC/GUI接口
μC/GUI 是运行于操作系统之上的程序,它既需要与操作系统的协调,又需要与各种输入输出设备的协调,来实现用户层与应用程序层的联结,即通过输入设备接收用户请求、通过输出设备反映微处理器的响应。因此在这一过程中GUI至少要与3个对象打交道:输入设备、输出设备和操作系统。因此μC/GUI接口主要包括2 个,与操作系统的接口和与输入输出设备的接口,这也正是在移植μC/GUI的过程中所要解决的关键问题。
对于操作系统,GUI作为操作系统的一个显示任务接受操作系统的调度,μC/GUI提供了与操作系统的接口支持。与操作系统的接口主要解决系统实时性的要求。对于用户输入,μC/GUI提供了键盘、鼠标以及触摸屏等支持,对于输出设备GUI反映微处理器的响应给用户是通过LCD输出图像来完成的,对于不同型号和显示原理的LCD要编制相应的驱动程序。
3.1 S3C44B0X 微处理器和开发平台简介
这里硬件开发平台的微处理器选择三星公司的S3C44B0X,实时操作系统选择移植性较强的μC/OS-II。
S3C44B0X 微处理器是三星公司专为手持设备和一般应用提供的一款高性价比的微处理器解决方案,它采用ARM 7TDM I核,工作在66MHz,为减少外围件, 该芯片集成了8KB的Cache、LCD控制器、5通道PWM定时器和一个内部定时器、71个I/O口、8个外部中断源、实时时钟等[3]。
移植的目标平台的液晶模块使用320×240分辨率, 通过总线的形式连接在S3C44B0X的Bank3上, 并在系统的内存区开辟了一块内存作为液晶显示的后台缓存。
要成功将μC/GUI移植到该平台上一般要解决以下几方面的问题。
3.2 μC/GUI与操作系统的接口相关部分的修改
μC/GUI 在与μC/OS-II结合应用时通常被分为几个小的显示任务,由于每个显示任务都共用一个GUI_Context上下文变量,在操作系统进行任务切换时一个GUI任务对上下文的操作可能被另外一个GUI任务打断,此时新的GUI任务对上下文的操作是在被中断任务的上下文基础上进行的,这样前一个任务的信息会被后一个任务所使用,有些基本信息作为公用信息需要被共用,而有些信息在处理过程中是不能被打断的。这就存在资源互斥的问题。
μC/GUI在设计时是通过上锁和解锁来解决此问题。其过程是通过在关键区域入口设置GUI_X_Lock()以获得专一访问权,用完后在出口处设置GUI_X_ Unlock()让出资源,达到多个GUI任务对同一数据在关键区域内访问的互斥。
在μC/GUI移植到μC/OS-II的过程中,则需要利用操作系统实现资源互斥的系统调用对上述宏进行替换,这涉及到3个任务调度函数的重新定义:
void GUI_X_InitOS (void);
/*任务初始化*/
void GUI_X_Lock (void);
/*任务锁定*/
void GUI_X_Unlock (void);
/*任务解锁*/
此外μC/GUI还用到μC/OS-II中的延时调用,通过在GUI_X_Delay()中调用μC/OS-II的OSTimeDly()实现延时和任务切换。这涉及到2个系统时间接口函数的定义:
int GUI_X_GetTime (void);
/*取系统时间*/
void GUI_X_Delay (int ms);
/*延时函数*/
3.3 μC/GUI与输入输出设备驱动接口模块设计
本文以LCD驱动接口模块设计为例介绍在μC/GUI移植过程中LCD驱动程序的编写,以最终实现图形显示。
驱动程序主要是LCD初始化,这个函数完成对44B0X LCD控制器的配置、显存的映射等。这里还是以320×240彩色LCD为例介绍一下初始化程序的编写。具体如下:
void LCD_Init(void)
{int i;LCD_DisplayOpen(FALSE);
/* 关LCD显示 */
for(i=0; i<320*240; i++)
/* 初始化显存 */
*(pLCDBuffer256+i) = 0x0;
rPDATD = 0xff;;
/* PDATD[7 :0]: 此处初始化为0xff */
rPCOND = 0xaaaa;
/* PCOND[15:0]: 配置为功能端 */
rPUPD = 0x00;
/* PUPD [7 :0]: 允许相应位的上拉电阻(0=允许, 1=禁止) */
rLCDCON1 = (0)|(DISMODE<<5)|(WDLY<<8)|(WLH<<10)|(CLKVAL<<12);
/* disable,8B_SNGL_SCAN,WDLY=16clk,WLH=16clk, CLKVAL=10*/
rLCDCON2 = (LINEVAL)|(HOZVAL<<10)|(LINEBLANK<<21);
/* 彩色模式, LCDBANK=0xc000000, LCDBASEU=0x0 */
rLCDSADDR1= (MODESEL<<27) | (((U32)pLCDBuffer256>>22)<<21) |
M5D((U32)pLCDBuffer256>>1);
rLCDSADDR2= M5D(((U32)pLCDBuffer256+(LCDWIDTH*LCDHEIGHT))>>1) |
(MVAL<<21);
rLCDSADDR3= PAGEWIDTH | (OFFSIZE<<9);
rREDLUT = 0xfdb97531;
/* 设置红绿蓝三色的颜色值*/
rGREENLUT = 0xfdb97531;
rBLUELUT = 0xfb73;
rDITHMODE = 0x0;
rDP1_2 = 0xa5a5;
rDP4_7 = 0xba5da65;
rDP3_5 = 0xa5a5f;
rDP2_3 = 0xd6b;
rDP5_7 = 0xeb7b5ed;
rDP3_4 = 0x7dbe;
rDP4_5 = 0x7ebdf;
rDP6_7 = 0x7fdfbfe;
/* enable,8B_SNGL_SCAN,WDLY=16clk,WLH=16clk, CLKVAL=10*/
rLCDCON1 = (1)|(DISMODE<<5)|(WDLY<<8)|(WLH<<10)|(CLKVAL<<12);
Delay(5000);
LCD_BkLight(TRUE);
/* 开背光 */
LCD_DisplayOpen(TRUE);
/* 打开LCD显示 */}
完成如上LCD驱动以后, 再设置相应的中断服务子程序(IS), μC/GU I就可以稳定地运行在μC/OS-II和目标平台之上了。
3.4 μC/GUI配置文件参数的修改
主要是LCDConf.h配置文件的修改,如果LCD选用320×240彩色,就要作如下修改LCDConf.h的内容:
/*LCDConf.h*/
#ifndef LCDCONF_H
#define LCDCONF_H
#define LCD_XSIZE (320)
/* LCD水平分辨率 */
#define LCD_YSIZE (240)
/* LCD竖直分辨率 */
#define LCD_BITSPERPIXEL (8)
#endif
另外,还涉及到LCD寄存器常量的设置等这里不一一详述。
到这里μc/GUI的移植基本完成。本文只介绍了μc/GUI结合LCD在基于S3C44B0X的μC/OS-II上的移植。如果涉及到输入设备键盘、鼠标以及触摸屏的移植还要编写相应的驱动程序和其相关参数的修改。
本文详细介绍了嵌入式图形用户界面在基于μC/OS-II目标平台上的移植过程,实际表明在具有图形界面的嵌入式系统的开发中,采用基于μC/OS-II的图形系统μc/GUI,移植简便、使用方便灵活,目前基于 μC/OS-II的μc/GUI系统已成功移植到了系统效率测试仪上,系统的电能参数(电流、电压、功率)可以实时采集和实时波形显示;参数设置以菜单、编辑框的形式实现,界面的切换以窗口的形式实现。充分利用了μc/GUI强大的图形功能,使人机界面更加丰富、友好。实践表明系统具有良好的实时性和稳定性。
浏览量:3
下载量:0
时间:
旅游管理是随着经济的发展而兴起的一门新兴学科,与工商管理并列管理学下的一级学科,有庞大的发展空间和发展潜力,随着国际经济的全球化,旅游业更加繁荣,因此对旅游的管理要求也随之提高,现在开设旅游管理专业的学校也很多,对专业能力和素质也有一定的要求。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:旅游管理本科课程设计的结构与挑战探讨相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:现有旅游课程研究绝大多数是描述性的,尽管内容广泛,但缺少实证调查。本研究在对7位资深旅游教育专家深度访谈以及对在线收集的48份旅游专业教学大纲内容分析的基础上,对我国旅游课程设计进行了实证性探索研究。研究揭示了目前我国旅游课程设计的主要特征以及面临的主要问题,并在实证研究的基础上对政府部门、教育机构与旅游产业提出了相应的政策建议。
关键词:旅游管理;旅游教育;教学法;课程设计
近三十年来随着中国旅游业的迅速发展,中国旅游教育亦迅速发展,最近的中国旅游统计年鉴表明,中国的旅游教育机构发展迅速,总数从2001年的1152所增加到2008年的1775所,专业数量从2001年的311个迅速增加到2008年的810个,但是不管是业界还是学术界都认为中国对旅游专业人才的需求尚未满足[1]。在学术文献中,针对旅游人才供需不匹配的问题进行了广泛的讨论,得到的共识是:旅游专业数量表面充足与实际旅游人才培养不足,其差距存在的主要原因在于课程设计问题。
中国核心旅游专业期刊《旅游学刊》已经连续多年刊发了旅游教育专刊,其中课程设计相关的话题是讨论最为广泛的一个议题,但是这些旅游课程设计的文章多为思辨性的描述文章,尽管具有一定的广泛性但是缺少扎实的实证调查,所以对中国旅游教育中的课程设计进行探索性的实证研究确有必要。本研究具体探讨中国大学旅游本科课程的内容构成与设计过程;从教育者的角度调查开发旅游本科课程面临的问题;比较中国不同旅游管理本科教学计划,识别中国旅游本科课程在目标、内容与构成方面的异同;为中国旅游本科课程将来的发展提供建议与发展方向。
本研究采用质性方法,分两个阶段展开。第一个阶段,为了解旅游本科专业课程结构,根究中国国家旅游研究院发布的《中国旅游教育机构统计报告》,选定61所在2000年前设置旅游学院的大学为研究样本,从这些大学官方网站收集到48份本科教学大纲,根据Ring[5]与吴必虎和黎筱筱[6]的学科分类对48份旅游教学计划进行内容分析。第二个阶段,为理解中国旅游管理本科课程设计过程及面临的问题,对资深旅游教育者进行深度访谈。首先根据国内外文献设计访谈提纲,涉及专业发展历史、课程开设状况、课程评估机制、专业之间的异同、课程设计存在的问题。
根据大学旅游本科专业开办的历史、学界认可度及其知名度以及区域分布选择北京、天津、大连、上海、广州、重庆等地区10所大学作为便利抽样的样本。首先通过邮件寄发邀请信给这10所大学的旅游学院院长,邀请他们本人或指派一个合适的人接受大约45分钟的面对面的深度访谈,有7个大学愿意接受访谈。本研究所有受访者均为在旅游领域有十余年教研经验的教授,都参与过或者现在仍直接参与所在学院的课程设计,因此本研究的深度访谈仍具有较好的代表性。访谈获得受访者同意后进行了录音。访谈结束后立即对访谈资料进行第一轮的手工编码,把编码的结果与誊录好的访谈文稿发给受访者进行审查,对经过审查的资料进行第二轮的编码作为最终分析使用。深度访谈的同时收集7所大学旅游专业教学计划,旨在比较他们在专业培养目标、课程组成方面的异同。
1. 旅游本科课程的构成与培养目标
我国旅游本科专业课程的内容构成主要分为三大块――管理课程、旅游课程与会展课程(见表1),其中管理课程是主要部分,所占比例最高。在48个旅游管理专业教学计划中,管理课程所占比例达42.8%,所有6个酒店专业中所占比例达到73.8%,10个会议经济管理专业中所占比例为32.8%。像饭店管理、市场营销、会计学、管理学、餐饮管理、人力资源管理、战略管理、危机管理与财务管理等都归为管理课程。
同时,旅游规划、旅行社管理与生态旅游专业核心课程主要为旅游业方面的,其旅游课程在课程总数中所占比例各为53.7%、34.8% 与 88%。但是即使这些课程在旅游课程名目下,有些仍偏向旅游地理学科,比如旅游规划专业开设的区域旅游规划、城乡旅游规划与计算机扶助旅游制图,生态旅游专业开设的旅游生态学、旅游景观生态学与旅游林学等课程。
由于中国旅游管理专业属于工商管理一级学科下的二级学科,工商管理一级学科所要求开设的核心课程必须开设出,所以管理类课程所在比例就非常高。20世纪90年代国家鼓励发展旅游教育,一些历史、地理、语言、社会学等学院为了缓解就业压力并促进学院创收纷纷开设旅游专业,尽管专业名称相同,但是他们的师资基本上没有太大变化,这样就使某些专业开设的课程具有明显的原有学科的痕迹。由课程大纲内容分析可以发现会议展览与奖励旅游是中国旅游本科教育中一个相对较新的领域,在所有旅游专业中占课程总数的比例为0―5.6%。
旅游本科课程培养的基本技能主要包括三种类型――沟通技能、服务礼仪与计算机使用,还有少量的学校培养摄影、茶道与自我阅读等能力,但是其他重要的个人技能,比如个人发展、跨文化交流、团队工作与问题解决能力、社会与个人责任方面的知识很少出现在课程计划中。其次,旅游本科课程强调语言能力。
不管在中国还是其他很多国家旅游课程中都强调语言能力,绝大部分专业都至少提供一门旅游专业英语课程,有些还提供第二外语作为选修课,种类广泛的语言课程也支持了强调外语的观点:很多大学提供涵盖听说读写至少2个方面的英语课程,有些甚至还把口译作为主要选修课。另外,中国旅游课程对科研方法训练不足。72所院校中只有5所院校提供研究方法方面的课程,三所院校是旅游研究外文文献,其他两所是研究方法与设计,在课程总数的比例为0―1.3%。研究方法课程较低的比例反映了中国旅游本科教育中对科研训练的不足。
2.旅游专业课程设计过程
有4位受访者说他们有一定的规定,隔年修改教学计划并且当准备开设新专业或方向的时候或者增删课程的时候需要经过一个组织良好的程序,通常由学院院长与教授组成一个教学委员会,当决定修改专业计划的时候就召开一个会议。有时候,当教师希望开设或取消某一课程的时候,他(她)要提交一个论证报告或申请,并且由教学委员会讨论。教学委员会把会议决议上报给校教学委员会以表明接收了这种修改。另三所大学的受访者说,尽管当他们决定修改教学计划的时候有一定的程序执行,但是往往由院长或教学院长基于他们个人对旅游业发展变化的认识或教学需要进行修改。
对课程设计过程的访谈结果显示,政府与教育者是课程的决策者并且旅游本科课程的其他利益相关者――业界、在校学生或校友――偶尔参与这个决策过程。只有一个受访者提到他们当开始开设一个新专业高尔夫球管理时试着探寻业界的期望并且与业界人士进行沟通,并且最终从这种沟通中获益良多。因为他们认识到业界对本科生的期望是具有更多的运动管理的知识而不是操作知识,否则基于当前的师资与现有资源他们不可能获得这种认识并且不符合学院既有的教学与研究方向。
最终学院考虑到现有的体制与教学资源把业界需要的高尔夫球管理变通为俱乐部管理。三个受访者承认在现有实践下,即使有必要,其他利益相关者也很少能够参与课程设计过程。另一个受访者反映,公立大学甚至没有认识到诸如业界和学生也是利益相关者。因为官方对高等教育机构的评价准则几乎是纯学术的,旅游专业也无不例外,即使旅游学被认为是一种应用性的社会科学并且需要与实践紧密联系。
3. 旅游本科课程设计面临的问题
首先,缺少旅游课程评价与总体质量标准。当问到对中国旅游本科课程的评估与质量标准时,受访者说基本上没有一个专门针对旅游课程的相关标准。
其次,师资紧缺,实习机会缺乏。师资紧缺是7位受访者共同反映的问题,由于没有合格的教员,一些想开设的课程没有开出来。另一个例子就是由于师资缺乏,一名讲师一个学期主讲多门课程,即使有些课程脱离了他们的学术专长。对教师学历的高要求也被认为是师资缺乏的一个原因,有些实践课程或管理层次的课程如果由具有业界经验的教师讲授效果可能更好,但是在我国那些具有实践经验的人通常没有获得较高学历,所以不能在旅游本科教育机构谋取一个教职,这也从某种程度上降低了课程质量。由于用人单位喜欢聘用具有一定实践经验的毕业生,如果旅游本科生在毕业前没有积累足够的实践经验,那么用人单位的这种偏好就会进一步影响到本科生毕业后的就业。
最后,学科定位影响课程设计。现在旅游管理是在管理学目录下,制约了旅游学科的发展,因而也影响旅游本科教育以及课程设计。当旅游业在1978年起步的时候当时中国政府决定促进入境旅游的发展以赚取外汇,旅游专业最初设置在经济学目录下。当兴办旅游企业后如何管理旅游与饭店企业的开始出现,因而教育部1998年高校专业目录调整的时候决定把旅游专业设置在管理学目录下以响应这种需要。但是随着中国旅游业在过去十年里的发展,休闲与游憩开始成为人们日常生活中重要部分,与此同时,休闲研究、旅游社会学与旅游人类学逐渐出现在旅游本科课程中,但是考虑到只有2年的主要课程的学习时间,还要留出来半年到一年给实习与论文写作,其实只剩下一年到一年半的专业课程学习时间,如此短的时间造成很多课程无法开设。
4. 不同高校旅游本科课程设计的比较
专业培养计划显示,绝大部分教学与专业培养目标是按照教育部相关规定与指南制定的。教学计划里面都有相应的运营与管理技能、实务与理论能力方面的类似要求,同样也强调对旅游本科学习打下多学科与跨学科的知识基础。但是,就期望毕业生担任的职位与职业要求的表述方面,每一个专业在某种程度上是有差异的。比如南方某大学的会展专业预期他们的学生毕业后从事会展业的规划、营销与公共关系、谈判、经营与收益管理方面的工作。另一个例子是西南某师范大学旅游管理与酒店管理两个专业在培养目标方面也有差异。
对旅游管理的专业培养要求是了解营销、文化与旅游业,能够从事调查、制作计划与促销,擅长写作、数理统计与信息工作;酒店管理对学生的要求是了解管理、文化与商业,能够制定计划,胜任服务与宣传工作,擅长外语、信息技术与沟通工作。同时,某财经大学旅游管理专业要求他们的学生能够从事定性与定量研究,基本了解国际酒店与旅游业实务,也要求他们的毕业生遵守工作道德规范,这一点在其他的专业目标与要求里面没有发现。东部某师范大学要求他们的毕业生胜任旅游行政与企业管理中的高级职位,同时希望他们的学生能够寻找研究缺口,利用可能的研究方法从事调查并且写出可以汇报的研究结果。
开设课程方面,我国旅游本科课程主要是由两个部分组成――通选课与专业课,尽管在专业课下面可能会有不同的单元,比如专业基础课与专业课。专业课的比例比通选课大,占到所有课程总数的50%以上。在西南某师范大学与某财经大学,将毕业论文、实习与社会实践单列,而东部某师范大学与南方某大学则包括在专业课单元里面。四个专业计划里面毕业论文大约都占到毕业要求学分的3%~4%,而社会实践所占的比例在每个教学计划里面都不同,从2.5%到8.2%不等。西南某师范大学分配给社会实践的学分是毕业论文的2倍多,某财经大学教学计划分配给实习与实地研究的学分也比毕业论文多。南方某大学在实习与毕业论文分配的学分一样多,东部某师范大学分配给毕业论文的学分比实习的更多(6∶4)。在四学年里面,对毕业学分的要求从155―180个学分。
旅游本科课程专业课之间的异同。首先,旅游本科主干课程几乎不一样,有些专业把宏观层次的课程,比如旅游心理学、旅游社会学作为他们的专业必修课或专业基础课,但是其他专业把这些课程归为他们的选修课,而有些大学在他们的旅游管理与会展专业都没有提供这两门课。其次,不同专业之间的必修课与选修课名单中提供的课程也不一样。最后,同样专业方向下的课程也有巨大的差异。但是,就旅游管理涵盖的学科范围来说,旅游本科课程的内容有些类似,并且都强调信息技术与礼仪。
中国旅游本科课程面临的最重要的问题是资源缺乏与学科地位问题,它需要大学与旅游业之间有紧密的沟通与合作。当前中国的旅游本科课程是现有政策规定与资源的产物,因而这种课程仅仅反映了教育政策的趋向与教育者对外部环境的了解,而不是实际开设效果。目前为止中国学术界对旅游学科的核心知识还没有取得一致意见,对旅游学科核心知识缺少共识可能是旅游课程之间有巨大差异的直接原因,也影响旅游专业培养规格的连贯性。由于中国各地区域差异明显,旅游业的人才需求、教育资源的分配与获得也各有不同,专业之间允许有一定程度的差异,能够使专业较好地适应各个区域及专业的具体情况。各具特色的旅游专业才能更好地促进中国旅游高等教育的总体发展。
从文献与上述讨论得出几点启发与建议:政府方面,建议下放课程设计的主导权,给大学自主权设计更灵活的课程来响应旅游业需求与变化;同时要给旅游教育特别是旅游高等教育更多的资源,加大旅游教育的研究投入将会提高旅游教育品质,最终提供给旅游业更优良的人力资源。旅游教育机构方面,建议考虑引入全面质量管理与旅游教育认证;成立旅游教育顾问委员会,推动旅游业对旅游教育的参与,增加旅游教育机构与旅游业密切沟通的机会。旅游产业方面,要考虑平衡社会责任感与生产效率,那些业界知名人士应积极介入旅游教育事业,担当起其社会角色,建立一个好的公司形象。
【情境教学法在高职旅游英语口语教学中的应用】相关
浏览量:2
下载量:0
时间:
嵌入式系统开发就是对于除了电脑之外的所有电子设备上操作系统的开发,开发对象有手机,掌上电脑,机电系统等。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:Linu_嵌入式系统开发平台选型探讨修改论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
Linu_嵌入式系统开发平台选型探讨全文如下:
摘要:使用进行嵌入式产品开发有一个很大的优势,就是开发资源丰富,且成本低廉;但是,技术路线复杂多样,专业人才相对匮乏是Linu_嵌入式系统开发面临的一个难题。本文从实际应用的角度,探讨和研究Linu_嵌入式系统开发中的平台选型问题,以期望对各位Linu_开发研究者有些许裨益。
关键词:嵌入式系统 Linu_开发平台 选型
按照电气工程师协会的一个定义:嵌入式系统是用来控制或监视机器、装置或工厂等的大规模系统的设备。具体说来,它是电脑软件和硬件的综合体;是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。一般来说,嵌入式系统不能使用通用型计算机,而且运行的是固化的软件,终端用户很难或者不可能改变固件。而Linu_也早已成为IT界家喻户晓的一个名字。概括说来,将Linu_应用于嵌入式系统的开发有如下一些优点:
① Linu_自身具备一整套工具链,容易自行建立嵌入式系统的开发环境和交叉运行环境,并且可以跨越在嵌入式系统开发中仿真工具(ICE)的障碍。
② 内核的完全开放,使得可以自己设计和开发出真正的硬实时系统;对于软实时系统,在Linu_中也容易得到实现。
③ 强大的网络支持,使得可以利用Linu_的网络协议栈将其开发成为嵌入式的TCP/IP网络协议栈。
按照嵌入式系统的工程设计方法,嵌入式系统的设计可以分成三个阶段:分析、设计和实现。分析阶段是确定要解决的问题及需要完成的目标,也常常被称为“需求阶段”;设计阶段主要是解决如何在给定的约束条件下完成用户的要求;实现阶段主要是解决如何在所选择的硬件和软件的基础上进行整个软、硬件系统的协调实现。在分析阶段结束后,通常开发者面临的一个棘手的问题就是硬件平台和软件平台的选择,因为它的好坏直接影响着实现阶段的任务完成。
通常硬件和软件的选择包括:处理器、硬件部件、操作系统、编程语言、软件开发工具、硬件调试工具、软件组件等。
在上述选择中,通常,处理器是最重要的,同时操作系统和编程语言也是非常关键的。处理器的选择往往同时会限制操作系统的选择,操作系统的选择又会限制开发工具的选择。
3.1 处理器的选择
嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器。据不完全统计,目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种,流行体系结构有30几个系列。但与全球PC市场不同的是,没有一种微处理器和微处理器公司可以主导嵌入式系统,仅以32位的CPU而言,就有100种以上嵌入式微处理器。由于嵌入式系统设计的差异性极大,因此选择是多样化的。
调查上市的CPU供应商,有些公司如Motorola、Intel、AMD很有名气,而有一些小的公司,如QED(Santa Clara.CA)虽然名气很小,但也生产很优秀的微处理器。另外,有一些公司,如ARM、MIPS等,只设计但并不生产CPU,他们把生产权授予世界各地的半导体制造商。ARM是近年来在嵌入式系统有影响力的微处理器制造商,ARM的设计非常适用于小的电源供电系统。Apple在Newton手持计算机中使用ARM,另外有几款数字无线电话也在使用ARM。
设计者在选择处理器时要考虑的主要因素有:
① 处理性能。一个处理器的性能取决于多个方面的因素,如时钟频率,内部寄存器的大小,指令是否对等处理所有的寄存器等。对于许多需用处理器的嵌入式系统设计来说,目标不是在于挑选速度最快的处理器,而是在于选取能够完成作业的处理器和I/O子系统。如果是面向高性能的应用设计,那么建议考虑某些新的处理器,其价格相对低廉,如IBM和Motorola Power PC。
② 技术指标。当前,许多嵌入式处理器都集成了外围设备的功能,减少了芯片的数量,降低了整个系统的开发费用。开发人员首先考虑的是,系统所要求的一些硬件能否无需过多的胶合逻辑(GL,Glue Logic)就可以连接到处理器上。其次是考虑该处理器的一些支持芯片,如DMA控制器,内存管理器,中断控制器,串行设备、时钟等的配套。
③ 功耗。嵌入式微处理器最大并且增长最快的市场是手持设备、电子记事本、PDA、手机、GPS导航器、智能家电等消费类电子产品。这些产品中选购的微处理器,典型的特点是要求高性能、低功耗。许多CPU生产厂家已经进入了这个领域。今天,用户可以买到一颗嵌入式的微处理器,其速度像笔记本中的Pentium一样快;而它仅使用普通电池供电即可,并且价格很便宜。如果用于工业控制,则对这方面的考虑较弱。
④ 软件支持工具。仅有一个处理器,没有较好的软件开发工具的支持也是不行的,因此选择合适的软件开发工具对系统的实现会起到很好的作用。
⑤ 是否内置调试工具。处理器如果内置调试工具可以大大缩小调试周期,降低调试的难度。
⑥ 供应商是否提供评估板。许多处理器供应商可以提供评估板来验证理论是否正确,决策是否得当。
3.2 硬件部件选择的其它因素
① 生产规模。打算做1套?多套?还是规模生产?如果生产规模比较大,可以自己设计和制备硬件,这样可以降低成本。反之,最好从第三方购买主板和I/O板卡。
② 开发的市场目标。如果想使产品尽快发售,以获得竞争力,此时要尽可能买成熟的硬件;反之,可以自己设计硬件,降低成本。
③ 软件对硬件的依赖性。软件是否可以在硬件没有到位的时候并行设计或先行开发。
④ 只要可能,尽量选择使用普通的硬件。在 CPU 及架构的选择上,一个原则是:只要有可替代的方案,尽量不要选择 Linu_ 尚不支持的硬件平台。
图1所示的嵌入式软件的开发流程,主要涉及到代码编程、交叉编译、交叉连接、下载到目标板和调试等几个步骤,因此软件平台的选择也涉及到以下几个方面。
4.1 操作系统的选择
(1)操作系统选择应考虑的因素
硬件方案确定之后,操作系统的选择就相对轻松了。硬件的不同,会影响操作系统的选择。低端无MMU(Memory Management Unit,存储器管理单元)的CPU,要使用uClinu_ 操作系统;而相对高端的硬件,则可以用普通的嵌入式 Linu_ 操作系统。uClinu_ 和普通的 Linu_ 有各自的优势和缺点。可用于嵌入式系统软件开发的操作系统很多,但关键是如何选择一个适合开发项目的操作系统。经过多年的开发实践,笔者认为应该从以下几点进行考虑:
① 操作系统提供的开发工具。有些实时操作系统(RTOS)只支持该系统供应商的开发工具,因此,还必须向操作系统供应商获取编译器、调试器等;而有些操作系统使用广泛,且有第三方工具可用,因此,选择的余地比较大。
② 操作系统向硬件接口移植的难度。操作系统到硬件的移植是一个重要的问题,是关系到整个系统能否按期完工的一个关键因素。因此,要选择那些可移植性程度高的操作系统,避免操作系统难以向硬件移植而带来的种种困难,加速系统的开发进度。
③ 操作系统的内存要求。均衡考虑是否需要额外花钱去购买RAM或EEPROM来迎合操作系统对内存的较大要求。
④ 开发人员是否熟悉此操作系统及其提供的API。
⑤ 操作系统是否提供硬件的驱动程序,如网卡等。
⑥ 操作系统的可剪裁性。有些操作系统具有较强的可剪裁性,如嵌入式Linu_、Tornado/V_Works等等。
⑦ 操作系统的实时性能。
(2)几类嵌入式Linu_系统的比较
嵌入式Linu_系统方面的产品主要分为三类:
第一类是专门为Linu_的嵌入式应用而做的。如何让Linu_更小、更容易嵌入到体积要求和功能、性能要求更高的硬件中去,是他们的产品开发方向,如MontaVista的MontaVista Linu_等。第二类是专门为Linu_的实时特性设计的产品。将Linu_开发成实时系统尤其是硬实时系统,应用于一些关键的控制场合(不仅仅是信息电器)。如,Fsmlabs公司开发出来的RT-Linu_产品已经用在工业控制的很多方面;葡萄牙的Coimbra大学已经利用RT-Linu_实现了化工生产控制厂里用来控制反应和程序控制的系统。第三类的产品是将实时性和嵌入式方案结合起来的方案。很多公司都这么做,并且提供集成化的开发方案,如Lineo、TimeSys等等。
因此选择操作系统时,要根据自己的嵌入式要求和实时性要求,选择适合自己的嵌入式Linu_;同时,和选择硬件的原则一样,如果可能,尽量选择使用普通的嵌入式 Linu_ 系统。
4.2 编程语言的选择
编程语言的选择主要考虑以下因素:
① 通用性。不同种类的微处理器都有自己专用的汇编语言。这就为系统开发者设置了一个巨大的障碍,使得系统编程更加困难,软件重用无法实现。而高级语言一般和具体机器的硬件结构联系较少,多数微处理器都有良好的支持,通用性较好。
② 可移植性程度。汇编语言和具体的微处理器密切相关,为某个微处理器设计的程序不能直接移植到另一个不同种类的微处理器上使用,移植性差;而高级语言对所有微处理器都是通用的,程序可以在不同的微处理器上运行,可移植性较好。
③ 执行效率。一般来说,越是高级的语言,其编译器和开销就越大,应用程序也就越大、越慢;但单纯依靠低级语言,如汇编语言来进行应用程序的开发,带来的问题是编程复杂、开发周期长。因此,存在一个开发时间和运行性能间的权衡问题。
④ 可维护性。低级语言如汇编语言,可维护性不高。高级语言程序往往是模块化设计,各个模块之间的接口是固定的。当系统出现问题时,可以很快地将问题定位到某个模块内,并尽快得到解决。另外,模块化设计也便于系统功能的扩充和升级。
几种开发语言的比较:
在嵌入式系统开发过程中使用的语言种类很多,比较广泛应用的高级语言有:Ada、C/C++、Modula-2和Java等。Ada语言定义严格,易读易懂,有较丰富的库程序支持,目前在国防、航空、航天等相关领域应用比较广泛,未来仍将在这些领域占有重要地位。C语言具有广泛的库程序支持,目前在嵌入式系统中是应用最广泛的编程语言,在将来很长一段时间内仍将在嵌入式系统应用领域占重要地位。C++是一种面向对象的编程语言,目前在嵌入式系统设计中也得到了广泛的应用,如GNU C++。Visual C++,是一种集成开发环境,支持可视化编程,广泛应用于GUI程序开发。但C与C++相比,C++的目标代码往往比较庞大和复杂,在嵌入式系统应用中应充分考虑这一因素。Modula-2定义清晰,支持丰富,具有较好的模块化结构,在教学科研方面有较广泛的应用。虽然该语言的开发应用一直比较平缓,但近两年在欧洲有所复苏。Java语言相对年轻,但有很强的跨平台特性,目前发展势头较为强劲。Java语言的“一次编程,到处可用”的特性,使得它在很多领域备受欢迎。随着网络技术和嵌入式技术的不断发展,Java及嵌入式Java的应用也将越来越广泛,但是Java消耗硬件资源较大。
4.3 集成开发环境考虑的因素
集成开发环境IDE(Integrated Development Environment)应考虑以下因素:
① 系统调试器的功能。系统调试特别是远程调试是一个重要的功能。
② 支持库函数。许多开发系统提供大量使用的库函数和模板代码,如大家比较熟悉的C++编译器就带有标准的模板库。它提供了一套用于定义各种有用的集装、存储、搜寻、排序对象。与选择硬件和操作系统的原则一样:除非必要,尽量采用标准的 glibc。
③ 编译器开发商是否持续升级编译器。
④ 连接程序是否支持所有的文件格式和符号格式。
4.4 硬件调试工具的选择
好的软件调试程序可以有效地发现大多数的错误,但是如果再选择一个好的硬件调试就会达到事半功倍的效果。常用的硬件调试工具有以下几种:
① 实时在线仿真器(ICE,In-Circuit Emulator)。用户从仿真插头向ICE看,ICE应是一个可被控制的MCU。ICE是通过一根短电缆连接到目标系统上的。该电缆的一端有一个插件,插到处理器的插座上,而处理器则插到这个插件上。ICE支持常规的调试操作,如单步运行、断点、反汇编、内存检查、源程序级的调试等等。
② 逻辑分析仪。逻辑分析仪最常用于硬件调试,但也可用于软件调试。它是一种无源器件,主要用于监视系统总线的事件.
③ ROM仿真器。ROM仿真器用于插入目标上的ROM插座中的器件,用于仿真ROM芯片。可以将程序下载到ROM仿真器中,然后调试目标上的程序,就好像程序烧结在PROM中一样,从而避免了每次修改程序后直接烧结的麻烦。
④ 在线调试OCD或在线仿真(on-chip emulator)
特别的硅基材料以及定制和CPU引脚的串行连接,在这种特殊的CPU芯片上使用OCD (On-Chip Debugging),才能发挥出OCD的特点。用低端适配器就可以把OCD端口和主工作站以及前端调试软件连接起来。从OCD的基本形式看来,它的特点和单一的ROM监测器是一致的,但是不像后者那样,需要专门的程序以及额外的通信端口。
4.5 软件组件的选择
有些软件组件是免费的,有些软件组件是授权的。授权软件组件的费用一般都很高,但大都经过严格的测试,可靠性高,调试时间短。现在也有一些免费的自由软件组件,它们的性能、可靠性也很好。因此开发人员在选择的时候要加以权衡,确定哪种方案更好。
国外的开发已经如火如荼,国内的开发也不甘示弱。Linu_在嵌入式系统中具有强大的生命力和利用价值,很多公司和大学都不同程度地表现出对这个方面的兴趣。有理由相信,嵌入式Linu_的发展将带领我们进入嵌入式系统的新时代!
浏览量:2
下载量:0
时间:
随着国内学者对图书馆嵌入式服务研究的逐渐展开,文献数量随年代的变化而呈逐年上升趋势,而且2012年出现了“井喷”,文献数量达到了20篇,占文献总产出量的46.51%。
今天读文网小编要与大家分享的是:国内图书馆嵌入式服务研究文献的可视化分析相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
国内图书馆嵌入式服务研究文献的可视化分析
嵌入式服务是指嵌入式馆员所提供的服务,是近年来新兴的一种图书馆服务理念,“嵌入式馆员”概念最早由Kearleya和Phillipsa提出[1],并于2007年首次出现在国内的研究文献中[2]。随着国内学者对图书馆嵌入式服务研究的不断深入和文献数量的快速增加,有必要对国内该研究领域的现状作梳理总结,以期为后续研究提供有效参考。目前国内已有一些关于该领域的研究述评[3],但大多数都基于传统文献计量学方法,没有结合一些更适合人类认知习惯和快速处理海量信息需要的信息(知识)可视化工具[4],其研究结果在可理解性、直观性与通俗性方面存在不足。本文运用CiteSpace科学文献可视化分析工具,并结合科学计量学方法对国内图书馆嵌入式服务已有研究进行梳理总结,分别绘制被引期刊、文献共被引等知识图谱,力求全面揭示国内该研究领域的知识网络演化轨迹。
以中文社会科学引文索引(CSSCI)作为研究文献的来源数据库,分别以“嵌入式*服务(馆员、学科服务、学科馆员)”、“嵌入式服务”、“嵌入式馆员”、“嵌入式学科服务”、“嵌入式学科馆员”为检索词,以2007-2012年为检索时间区间,采用“模糊匹配”规则在“所有字段”里检索,经过除重及剔除不相关文献后,共得到研究文献43篇。将这些研究文献合并和保存到一个文本格式文件里,该文件中包括每篇研究文献的题目、作者、机构、关键词、基金、参考文献,年份等题录信息,这些题录信息将被作为本文的主要分析对象。
运用美国德雷塞尔大学(Drexel University)教授陈超美博士研发的科学文献可视化工具CiteSpace[5] (http://cluster.cis.drexel.edu/~cchen/citespace/),并结合大连理工大学刘盛博博士研发的将CSSCI题录格式转换为CiteSpace分析数据对象的工具,对图书馆嵌入式服务的43篇研究文献的年代、被引期刊、主要研究力量、文献共被引、研究热点及研究重点等进行可视化分析。
3.1 年代分布
经过统计梳理,CSSCI收录2007年至2012年6年间国内图书馆嵌入式服务研究文献共计43篇,从图1中可知,随着国内学者对图书馆嵌入式服务研究的逐渐展开,文献数量随年代的变化而呈逐年上升趋势,而且2012年出现了“井喷”,文献数量达到了20篇,占文献总产出量的46.51%。作为一种新的服务理念和研究领域,嵌入式服务已成为国内学者的研究热点,并得到了不同层次基金的资助,其中5个国家级科学基金,6个省级科学基金,10个校级科学基金,1个其他类科学基金。
3.2 期刊共被引分析
对某个学术领域做期刊分析能确定该学科的核心期刊分布, 而对核心期刊的文献共引频次的分析则能反映出该期刊所刊载文献的被利用率及其含金量[6]。图书馆嵌入式服务研究的引用主要来自期刊文献。《图书馆学研究》、《图书馆杂志》、《现代图书馆情报技术》、《情报科学》、《图书情报工作》、《图书馆建设》、《情报资料工作》、《中国图书馆雪豹》、《情报理论与实践》的被引次数均大于4次。
以“被引期刊(Cited Journal)”作为“网络节点(Node Types)”,使用Cosine系数进行标准化,数据抽取对象为Top25,并采用最小生成树(Minimum Spanning Tree)算法进行剪裁,绘制出期刊共被引知识图谱,如图2。从图2可知,与图书馆嵌入式服务研究引用的期刊主要集中在图书情报类期刊和计算机类期刊,即这些期刊是嵌入式服务研究的主要知识源。同时也说明目前国内图书馆嵌入式服务研究已实现了理论、技术与实践相结合。另外,从图2还可以看出N(学位论文)也是国内图书馆嵌入式服务的主要知识来源。
3.3 文献共被引分析
文献共被引是指两篇文献被其他文献同时引用的频次,其值越大,表明两者之间的关系越密切,研究内容的相似度也越高。美国情报学家亨利?斯莫尔(Henry Small)于1973首次提出了“文献共被引”概念。该方法能有效理清某个研究领域的知识基础、研究前沿及经典文献;CiteSpace的“引文(cited reference)”分析功能在对某个研究领域的所有引文分析的基础上,绘制出该研究领域的文献共被引知识图谱,从而直观地展示出该研究领域的知识基础、研究前沿和经典文献,以及它们之间的相互关系;
以“引文(cited reference)”为网络节点,使用Cosine系数进行标准化,数据抽取对象为Top30,并采用最小生成树(Minimum Spanning Tree)算法进行剪裁,绘制出文献共被引知识图谱(见图4)。
(1)李春旺等人的《基于SRU的集成服务平台设计与实现》一文的被引频次及中心度均居首位,是国内图书馆嵌入式服务领域的最重要文献。文中介绍了SRU ( Search and Retrieve via URL) 协议规范及应用现状,以及国家科学图书馆基于SRU集成服务平台的体系结构和实现方案[2]。国家科学图书馆运用该集成服务平台主动为科研用户提供嵌入式服务。该文从技术角度为国内图书馆嵌入式服务的发展指出了方向,并揭开了国内图书馆嵌入式服务研究的序幕。
(2)廖敏秀等人的《嵌入式馆员――高校学科馆员发展的新方向》探讨了嵌入式馆员的起因,并从实践角度分析了嵌入式馆员的主要服务模式及与传统学科馆员的区别,并指出嵌入式学科馆员是高校学科馆员未来发展的新方向[8]。该文从理论与实践角度探讨了与嵌入式馆员相关的问题,丰富了国内图书馆嵌入式服务研究内容。
(3)另外,还有一些重要的经典文献,如:乐小虬等人的《嵌入式桌面信息服务及其系统实现》从技术角度探讨了嵌入式桌面信息服务的基本框架和系统实现,并利用该系统将服务融入到用户的工作流程中。通过具体实例分析,以加深读者对图书馆嵌入式服务的理解;刘颖等人的《嵌入用户环境:图书馆学科服务新方向》探讨了嵌入式学科服务的背景、定位、服务内容和服务模式,并指出如何提供更专深的嵌入式服务将是图书馆馆员面临的新挑战,也是图书馆突破自我的新领域。这些经典文献为国内图书馆嵌入式服务研究奠定了技术与理论基础,为整体了解国内图书馆嵌入式服务研究提供了基础。同时,文献共被引分析结果也显示,超过一半以上的被引文献来自于国外,这既表明国内图书馆嵌入式服务研究者十分关注国外该研究领域的最新成果,紧跟最新研究趋势;另一方面也表明国内图书馆嵌入式服务研究尚未形成自有研究特色,各方面都有待进一步加强和深化。
运用CiteSpace对CSSCI收录的2007-2012年间国内图书馆嵌入式研究文献的分析,并结合文献内容分析得出:
(1)《图书馆学研究》、《现代图书情报技术》、《图书情报工作》、《情报科学》等期刊具有较高的被引频次和中心度,是国内图书馆嵌入式服务研究领域的重要期刊。同时,相关的学位论文也对国内图书馆嵌入式服务研究的发展起到了很大的推动作用;
(2)《基于SRU的集成服务平台设计与实现》、《嵌入式馆员――高校学科馆员发展的新方向》等经典文献为国内图书馆嵌入式服务的研究与发展奠定了良好的技术与理论基础,对该领域的研究演进具有非常重要的意义。
(3)国内图书馆嵌入式服务的研究热点随时间的递增呈逐年增多趋势,研究成果也不断的增长。目前国内图书馆嵌入式服务研究已取得了丰硕的研究成果和实践经验,但与国外还有一定的差距,还需国内学者作进一步深入研究。
浏览量:2
下载量:0
时间:
体育课程是学生以身体练习为主要手段,通过合理的体育教育和科学的体育锻炼过程,达到增强体质、增进健康和提高体育素养为主要目标的公共必修课程;是学校课程体系的重要组成部分;是学校体育工作的中心环节。是我国实现素质教育和促进学生适应社会、培养学生完整个性的有效途径。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:高职院校体育课程设计改革探析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
通过本人的教学实践以及查阅相关资料发现现在的高职体育教育存在一些弊端,对体育课的重视程度普遍不够,体育教材大多是选用普通高校体育教材,没有属于自己的系统体系,不能针对学生的个性特点,因材施教,更无自己的体育教学特色。希望本课程设计能为促进高等职业院校体育课程改革、探寻不同目标导向的课程开发模式,丰富课程理论,以及实现学生身心协调发展提供一定的理论依据和经验借鉴,积极推进高等职业院校的体育课程改革。
以体育课程为研究对象。采用了文献资料法、数理统计法、逻辑分析法、实验法。
要想真正使高职院校的体育教学能与学校的实际、学生的特点、所学专业特色相结合了,在体育锻炼的过程中学会健身的方法,养成良好的锻炼习惯,为将来的工作服务,所以当务之急就是对当前高职院校的体育教学进行改革。本课程设计从尊重学生的个性需求,调动积极性出发,最大限度的与本身所学的专业相结合,这能够对促进学生的专业实践能力有一定的帮助作用。因此可以推断如果实施必定会对教学的效果产生重要的影响,具有一定的实际可行性。
4.1体育课程设计的指导思想
以尊重学生的个性发展为前提,以保证学生的身心健康为主线,以协助培养和提高学生的专业实践能力为辅助,以使学生形成“终身体育”的观念为目标。
4、2、体育课程设计
4、2.1教学目标的确立
根据学校现状和学生的需求进行了重新定位,在满足体育课普通教学目标的同时,适当加入具有针对性的身体训练,使学生的专业技能在专业身体素质的到提高的工程中起到辅助提高学生专业技能的作用,进而能使学生的专业实践技能得到提高。
高职院校体育课程设计改革探析论文
采用了“三结合”的方式,拓展了校外体育项目,增加了体育理论及养成锻炼习惯的讲授,对学生所选的内容进行归类和取舍,具体项目为:篮球、排球、乒乓球、羽毛球、健身操、武术。另根据学生所选专业,提升出了适合的运动项目,增加了钓鱼、射击校外项目,但是由于实施的难度较校内体育课的实施较大,故采用了“业余”上课的方式,上课的次数根据现有的条件确定。
4.2.3课程的组织与实施
课程的组织实施可分为校内和校外两部分。校内体育课程的组织与实施采用原来以往的教学方式,加入了身体调节、伤病的预防、运动后的放松等知识,起到了较为突出的效果;校外体育课程的组织实施的采用了课外活动时间和周末的部分时间进行,利用学院的有利地理位置,学院东侧的鸢都湖距离学院只有500米,且学院有许多教职工都比较喜欢钓鱼,聘请他们作为技术指导,钓鱼设备自备。射击的项目的实施难度较大,教学资源是联系的野战训练的俱乐部,鉴于是收费项目,实施的次数较少,效果不明显。
4.2.4课程评价体系
将过程性评价与终结性评价的适当结合,在教学的过程中采用不定期的测评与最终测评相结合,在每一次的上课过程中教师对学生的学习态度、努力及进步程度以及对学生的技能掌握情况都做一个简单的客观评价,此测评与最终课程结束的终结性评价相结合,过程性评价占最后总分数的70%,终结性评价占总分数的30%,以此来核定最终考核结果,这种方式改变了原来只注重学生的学习结果,使学生的学习过程得到公正的评价,调动他们学习的积极性。
5.1促进了课程的优化
充分体现了学生的个性需求与兴趣爱好,教学内容更加丰富且能够结合学生所学专业对身体素质的要求,课程的组织更有针对性,评价体系得到了完善,变得相对合理,有益于体育教学质量的提高和学生的全面发展。
5.2教师能动性和学生的积极性得到了发挥
根据学生的接受程度不断加以调试与修正,要充分发挥其能动性,学生的积极性得到了很大的发挥,因此整个体育课的氛围较以前有很大的转变。
5.3师生关系变得和谐融洽,学生的学习态度有了转变
教师在整个的授课过程中不再 “死板”对教材内容进行强制性的灌输,创设了一种民主、和谐、宽松的氛围,师生间平等对话,坦诚地交流的机会增多,从而增强了对学习的自信心与渴望感,心理上获得的学习满足感。
5.4实验效果较为突出
通过新课程设计实验前后学生的问卷调查反映看,学生对体育课开设情况、组织形式对授课内容及方式的喜欢程度都有较大幅度的提高,对于体育锻炼的兴趣逐渐浓厚,锻炼的自觉性加强,每周锻炼的次数明显增多,对专业技能的形成产生了一定的促进作用。
高职院校的体育课程授课时间较短,部分高职院校只开设一年的体育课,每周两课时很难达到锻炼身体的目的,建议学校适当增加体育课的开设时间。要想满足学生的个性需求和兴趣爱好,使之产生能够自觉锻炼的意识,加强对体育对身体影响方面的理论引导和宣传教育,使学生形成主动锻炼的意识。在体育课的教学中适当调整每一个项目较高难度技术水平的考核标准,适当增加去如何让学生学会自行锻炼和掌握锻炼方法等内容的讲授比重。积极开发课外和校外体育课程文化资源,挖掘地方和本校的特色体育课程文化资源,举办体育比赛和双休日体育活动等作为体育课的有益补充。
浏览量:3
下载量:0
时间:
高等教育与经济发展的关系密切,一方面,高等教育对经济发展起着推动的作用,另方面,经济发展的一定阶段决定了高等教育发展的阶段。下面是读文网小编为大家整理的高等教育问题论文,供大家参考。
摘要:科学之所以纳入学校课程中,有两个主要原因:首先,学生可以有机会了解身体情况和所处生态环境;其次,各阶段的科学都为更复杂的研究奠定基础。通过学习,部分学生会从事科学或科技的研究工作。学生在学科选择方面的明显不平衡,这是一个需要花费很长时间来改善的问题,存在各种各样的影响因素。科学教育对学生的高等教育,起着至关重要的作用,在性别方面,也有着很长的一段历史。本文通过对社会、政治和智力等因素的分析,对中澳高等教育中科学教育在性别上的不同进行比较。介于比较的重点是性别,本文的研究对象是男女同校。
关键词:性别;高等教育;科学教育;社会;政治;智力
一、澳大利亚的科学教育
高等教育在澳大利亚是一个相对新颖的概念,可追溯到20世纪60年代,中等继续教育取代少数人或特定学生群体的经验,成为受教育的标准,1964年马丁报告(MartinReport)之后,高等教育作为扩展教育进行重组。澳大利亚的高等教育经历一段充满争议的阶段。这其中,社会和政治因素对教育的发展产生巨大的影响,特别是在性别方面。20世纪70年代早期,与男孩相比,大多数的女孩不会完成学业,因此她们接受高等教育的机会少之又少。学校教育习惯性地忽视女孩,教师很少注意她们,学校也不可能分给她们非学术类的课程。同样,在12年级,与男孩相比,女孩也没有机会学习所有的可以获得升学机会的学科,因为当时的校方认为,为女性学生提供这样的机会没有必要,声称“女孩并不会从高等教育中受益”。所以从本质上来讲,女孩的学校教育决定她们所处的社会阶层和身份。因此,关于高等教育中性别平等的政策在1973年出台,联邦学校委员会组建一个临时委员会,以调查学校教育是否影响女性学生的高辍学率。最终,联邦学校委员会在女性学生中间做了一个关于对于学校教育要求的问卷调查,这在澳大利史无前例。这份名为《女孩、学校和社会》(Girls,SchoolsandSociety)的调查报告指出,学校加强了性别模式化教学:采用具有性别歧视的课程材料,不使用可显示出女性重要社会角色的材料,不重视非模式化家庭;低估人际交往能力,不指任女性担任学校校长或加入学校执行委员会。这项政策影响了学校课程的设计和改良。自各种政策施行之后,公众开始广泛关注女性教育,本文称之为“向女性教育的倾斜”。在这种条件下,女孩的学术能力得到一定程度的提高。当然,她们在接受继续教育和职业选择方面就有了更广泛的选择。种种有利条件吸引女性乐于学习很多科学相关科目。澳大利亚国家数据统计显示,女性开始学习与生物相关的课程,且在全国范围内,女性在各个科目报名学习的比例分别为:科学35%,医药40%,牙科30%,但只有7.5%的女性选择工程类。与此同时,国家天主教会委员会报道,天主教会学校正着力解决教育资源分配不均的问题。他们改善女学生在学习科学、技术和体育的设施,以保证资源的平均分配。国家私立学校委员会也分配给女学生更多的教育资源。尽管在当时,女学生逐渐开始进行科学科目学习,但报名上课的很大一部分仍然是男学生。学习科学的主要群体仍然是男学生。
研究表明,当不同年级的学生被要求画出一位想象中的科学家时,95%的学生画的是男性科学家。由此可以得出结论:在大多数学生和教师的观念中,科学家通常是男性。事实上,性别在学校中被重新情境化了,“对男女恰当的行为方式的理念转化为了使之接受恰当的学科教育”。一旦一门科目对参加学习的学生有了性别要求,比如男性报名时,男学生就会得到鼓励,而女学生的积极性则会被削弱。反之亦然,一些如语言和打字之类的学科,则会吸引更多的女学生。就读于中学和大学的学生比例己证实未来科学的前景属于男性。在某种程度上,澳大利亚和西方及北美国家所处的情况相近。在20世纪80年代中期,科学教育的“歧视”现象就己被提出。美国国家评估中心的一项研究表明,中学及高等科学教育中存在一个主要问题:学生成绩下滑和兴趣丧失,是因为很多高中和大学毕业生发现,己掌握的科学知识很难应用于现实生活中。个人来讲,科学课的内容设计己超出实用范围,这导致更少的女学生参与这些科目学习。大约在20世纪90年代中期,澳大利亚学校性别平等政策中对女学生的关注开始向男学生转移。自由国家联盟政府己投入大量资金到教育项目中,例如“男学生的成功”,在当时己不再有针对女学生而采取的投资干预措施。作为澳大利亚政府的门户之一,澳大利亚科学教育部(DEST)网站在2004年11月出现“学校”的图标可供学生进行选择,然而只有“男性教育”却没有相应的“女性教育”,显然说明针对女性的教育己不再得到重视。对政策的接受或妥协,只会让教育各个部门达成一致,但同时“女权保障”办公室(由联邦女性权益办公室资助)对女性教育提出一些建议,如“对女性在校教育的需求”进行评估,这看起来己不再有“性别差异”,特别是评估那些可能没有完成学业,或由于经济等原因无法完成学业的学生对学校教育的需求。纵观公众或政府对性别教育所做出的努力,这是一个曲折且充满未知的过程。在近几十年中,和男性比起来,更多的女性在中学及大学学习科学课程,这一现象被大量报道。但对一些高收入的领域,如物理和化学,女学生并没有很高热情。因此,通过对性别教育的历史和现状的研究,可以得出结论:政策和社会影响可以促进男性教育,而这一结果并不是有意而为之。因为,对女性教育的关注,意味着要指出教育的困难或障碍,如哪里出了错或哪里需要改进,以便向教师提供更好的教材和教学方法,这不可避免地会使男学生接受到更好的教育。例如,教师在课堂上不可以只提问男学生,而是要对不积极的男学生和女学生投入更多的精力。教师也不可以只使用策略提问女学生,而忽视成绩好的男学生,他们同样需要得到教师的注意。所以,实施一种更好的针对女学生的课程,而不使男学生从中受益,是不可能的。除却这些优势,男学生可以意识到他们的女同学在智商、能力和野心方面与他们是相同的。在世界范围内,女性在工作中己经获得很大成就,而且这一趋势会一直持续。因此,更多的女性选择接受大专等高等教育,尽管在20世纪90年代中期出现过短暂的“向男性教育的倾斜”,但这是否意味着未来教育趋势会转向男性?这一项目的成功很可能取决于教师、辅导主任及教育部门的管理人员。
二、中澳科学教育比较
本部分讨论的是中澳中专以上的科学教育在性别差异方面的历史和现状。两国都经历长时间饱受社会、政治和智商等因素影响的斗争。基于研究结果和笔者的经历,本部分会对中国教育现状做简要描述,同时比较两国的教育特征。首先,与澳大利亚的教育历史类似,早年中国无论是小学教育还是高等教育,都存在性别歧视。当中国刚开始施行教育之初,大多数人就坚称只有男孩可以接受学校教育,女孩应该在家里照顾家人。学校的创立始于吴怀旧(音),他支持女性参与公共教育以强国,介于当时为外国势力所利用,及清朝日渐衰落的政治和经济,所以教育的目的是“拯救并复兴中国”,显然这是强调个人对国家的贡献,而澳大利亚课程的设立是以个人发展为目的。其次,两国课程设计覆盖范围很广。尽管中国教育包含道德、中文、外语、算术、历史、地理、绘画和体育,但是学校对“家庭和体育教育”投入更多的精力。与此不同的是,澳大利亚更多地注重自然科学教育。因此,中国教育的中心是提高个人体能,而澳大利亚投入更多精力的是在扩展和加深学生常识和基本知识方面。再次,政治因素在性别教育的发展中产生深远的影响。澳大利亚的科学教育广受无处不在的报道和大事件的影响,而非出于个人想要受教育的愿望。联合国教科文组织(UNESCO)呼吁成员国成立工作小组,作为学校课程设置的重要组成部分,分享各自在科学、科技和数学课程教育方面的经验。中国科学教育同样受到西方文化和政治的影响,在中国,甚至一些由西方传教士所经营的高等教育机构,一些有识之士也提出针对中学及高等教育有远见且有实践意义的想法和理念。1919年,国家教育联合会第五次会议在山西太原召开,会上代表坚持男女学生在教育方面不应存在理论上或实质的差别。然而,由于研究证明,男女的大脑构造不同,知识界对此进行热烈的讨论。一篇发表于当时最前沿的激进期刊《新青年》题为《女性问题》的文章指出,平等教育,并不意味着女孩和男孩学习相同的科目,由于“生理结构区别”,女学生应该学习人文科目,而男学生应该学习科学。
当时社会提供给女性的接受高等教育的机会并不多。澳大利亚的一些专家也持有类似观点:“女孩并不会受益于这种类型的教育”,本文前半部分对此有所提及。由于对女性教育的歧视,整体教育趋势是更多的女性在接受高等教育时选择艺术而非科学,这导致科学教育性别不平衡的现象更为严重。10年前至今,中国教育的领先观念之一己转向女性教育,特别是那些只有极少数女性学习的科目。中国政府发表一篇题为《中国女性现状》的报道,体现对女性高等教育发展的高度重视。这包含大量培养科学家和技术人员并鼓励女性参与其中的意思。这篇报道的目的是提高女性的生活和工作条件,以吸引其从事科学方面的研究。结果是很多女性从大学或职业学校毕业后,在各个领域,如物理、基因工程、微电子和宇宙研究等方面取得显著成功。不到10年的时间,接受高等教育的女性人数增加3倍,从27000增加到183000人。由此看来,中国“向女性教育的倾斜”经历一段相对较长的历史时期,且女性吸引来自社会、政治和知识团体的注意力,她们致力于实施各种方法,以改变女性在高等教育中所处的劣势。这些方法进展顺利,比如调整科学课程设置、教师对男女学生的态度以及用以吸引学生对科学课兴趣的方法等。在这方面,澳大利亚与中国相近。唯一的显著区别是在20世纪90年代中期,澳大利亚自由国家联盟向男性教育提供大额资金支持,而当时中国教育部仍着力提高女学生在科学学科的成绩。最近,两国教育部发布一些针对高等科学教育中性别平衡的政策。但既然一些“生理原因”导致男性在某些领域占有优势,那么未来教育的发展趋势是否会再次倾向男性,还是不同性别在科学学习方面终会平衡?
三、总结
现今社会,社会大众看重基本科学知识,并把它作为从事高科技领域的有效手段。没有性别差异而广泛接受的科学教育,是众望所归,用Cohen的话说:“我们并不清楚未来将会带来什么,但是我们期待会有一个不断丰富的、全球共享的资源和模式以改善科学教育,这种教育易于理解接受且适用于任何人。”
参考文献:
[1]Boyer,E.HighSchool:AReportonSecondaryEducationinAmerica[M].NewYork:Harper&Row,1983.
[2]Cohen,KC.ChangesintheWorldCreatedbytheJournalofScienceEducationandTechnology:FutureDirectionsandNewInitiatives[A].TheJournalofScienceEducationandTechnolo-gy.Vol.15,No.1.March[C].2006.
[3]DEET.(DepartmentofEmployment,EducationandTrain-ing).GirlsinSchools2:ReportontheNationalPolicyfortheEducationofGirlsinAustralianSchools[Z].Canberra,op.cit,p.88,GirlsinSchools3,op.cit,p98,andGirlsinSchools4,op.cit,p.96,1989.
[4]DEET.(DepartmentofEmployment,EducationandTrain-ing).GirlsinSchools3:ReportontheNationalPolicyfortheEducationofGirlsinAustralianSchools,[Z].Canberra,op.cit.,p.110,1990.
[5]Fensham,P.J.ScienceandTechnologyEducation[M].Aus-tralianCouncilforEducationalResearchLtd,1996.
[6]Fraser,BJ&Giddings,GJ.GenderIssuesinScienceEducation[M].CurtinUniversity,1987.
[7]Gill,J.BeyondtheGreatDivide:CoeducationorSin-gle-Sex?[M].Australia:UNSWPress,2004.
[8]Goetz,SG.ScienceforGirls:SuccessfulClassroomStrategies[M].USA:ScarecrowPress,2007.
[9]Kearney,ML&R覫nning,AH.WomenandtheUniversityCurriculum[M].USA:JessicaKingsleyPublishersLtd,1996.
21世纪以来,我国的高等教育事业得到了迅猛发展,根据国家统计局发布的最新统计数据,2014年中国在校大学生有2468.1万人。普通本专科招生699.8万人,毕业生638.7万人,全年研究生招生61.1万人,在学研究生179.4万人,毕业生51.4万人。毫无疑问,我国已经成为一个教育大国,但是教育大国与教育强国之间却不能划上等号。快速发展的高等教育中仍然存在着较多的问题,有相当一部分的高等学校尚未形成完善的教学、科研、管理制度。在新媒体快速发展的今天,应当借助契机,不断更新高等教育教学管理的观念,促进高等教育教学改变的健康发展。
一、高等教育教学管理的发展现状
高等教育教学管理,是在高等教育环境中,管理者通过制定相关制度和其它管理办法,以完成高等学校培训人才目标的过程。高等学校教育教学管理的核心要素就是教学管理,其管理水平的高低直接影响着高校的整体教学质量和人才培养品质,同时也影响学校的整体建设。为了保证教学质量,培养人才,提升学校的品牌形象,打造学校的综合竞争力,必须正视高等学校教育教学的现状,明确存在的问题,在事实的基础上明确目标,制定计划,科学合理地优化教育教学管理模式。总体来说,我国目前高等教育教学的管理机制相对新时期的发展情况,是比较落后的。主要表现在专业设置、课程体系、管理机制和培养模式四个方面。在专业设置方面,屡屡出现教育部公布的“红牌专业”,师资和硬件模式与专业设置完全不匹配,计划经济色彩浓厚。课程体系方面仍然是填鸭式教学,忽视了学生的兴趣和创新思维,教学内容陈旧,甚至远落后于时代发展。体系中的实操部分太少,学生缺少实践的机会。在管理机制方面是比较机械的,学生的自主性受到抑制,缺少人性化的管理。在培养模式方面与市场脱节,很多的学生无法就业,或者所学专业与市场无法对口,缺乏市场导向,高校学生的就业率压力逐渐增大。
二、新媒体对高等教育教学管理的启示——“以人为本”
21世纪是媒体飞速发展的时代,特别是随着电视的空前普及和互联网的快速发展,人类文化的表达方式正在悄然发生着前所未有的变化。特别是视听文化在教育事业上的应用,彻底改变了以往的教育教学方式、信息接受方式和思维方式。英美等发达国家实行数字教材、电子书包与数字课堂对我国的教育事业具有战略性的借鉴意义。我国也应像英国、德国那样重视对新媒体的教育,从学生开始,逐步培育公民的新媒体素养。重视教育对象,做到以人为本,从学生的角度出发,改革教学管理模式。善用新媒体,进行观念创新改革的根本是观念的创新,创新是一切改革的强大动力。从当前情况来看,无论是学生还是老师,其新媒体使用频率都非常高,而管理者也必须要转变思维模式,培养创新理念,注重高校的教学管理工作,注重高校的教学质量,充分利用新媒体的相关特点,集思广益,创新观念。构建开放、公平、透明的新媒体平台,实现以人为本,体现人性、尊重人权,深刻理解和重视人的需要。充分激励广大师生,使教学管理过程和谐而有效。同时,学习发达国家的先进经验,吸纳新媒体的优势元素,注重学生的媒介素养。“微时代”的高校教学管理建设2012年时,新浪微博作为新媒体的代表走进全国高校,启动了校园微博大全评选活动,并推动各高校建立微博协会,加强校园微博建设。由此可见,高校教学教育管投影、音响等设备,打造真正的互联网时代课堂教学氛围。配备电子书包、电子教材,充分学习国外先进经验,利用新媒体所提供的强大技术支撑,开展高等教育的相关工作。第三,学校网站和BBS论坛建设。随着国家科教兴国战略的实施和国民经济的迅速发展,校园网络建设已逐步成为学校的基础建设项目,更成为衡量一个学校教育信息化、现代化的重要标志。在校园网的基础上,建立移动图书馆、网络课程、信息公共平台等,对内我们传递信息,互通有无,对外校园网则是一个学校的窗口。对外界尤其是将要报考的学子来讲,官网是他们接触的第一印象。校园网应当具备先进性、实用性、灵活性、开放性、安全性等特征。为在校学生和教师提供服务,对外塑造学校的形象品牌,展示校园风采。以人为本,做好新媒体与面授的两个课堂高等教育教学管理的核心要素是“教学”,多媒体技术给高校教学带来了电教化手段,而如今新媒体却带来了更新的思路,即建立课上课下两个课堂,除了面授以外,还可以以人为本,建立新媒体课堂,以助于更好地进行教学活动。以MOOC为例,著名大学的教授,将精品课程置于网络之中完成资源共享,不论是哪个地方哪个学校的学生,只要登陆MOOC网站,就能随时观看教授们主讲的课程。我国高等学校也需要将新媒体技术引入到我们的实际教学过程之中,挖掘和开发新媒体课堂,可以通过编制微课程、微视频、手机MOOC视频等,整合知识点,配合官微等公共平台,实现教学效果的最大化。在新形势之下,我国的高等教育教学管理需要创新管理模式,提升管理效率。新媒体的高速发展给人们的生活带来了翻天覆地的变化,人们有机会去了解别的高校,甚至国外其它高校的先进教学管理模式。因此,我国高校应当借鉴,合理运用,结合新媒体的特点,抓住新媒体与高等教育教学管理的切合点,从自身的实际情况出发,打造新媒体视域下高校教育教学管理新模式,促进高等教育的全面和谐发展。
三、新媒体视域下高等教育教学管理的具体策略
建立高校官方微博、微信、公共平台微博、微信等新媒体传播速度快,传播范围广,是时下发展最快的新媒体形式。它以无可替代的便捷性与及时性,远胜于线下活动。同时,微博微信以图文并茂,甚至带有音频和视频的方式,使得传播效果更加丰富和生动。我们完全可以利用这些新媒体,为各高校建立官方传播渠道,定期发布相关教学管理信息和公众活动信息,甚至可以实现不同地区、不同国家之间的合作模式。目前我国大部分高校都已经完成了官微、官博的建设工作。通过微博微信,制定明确的教学管理制度,并实时发布,随时监督,实现全面覆盖,信息畅通。同时,高校还应打造微信公共平台,因为它更加简约、直接,能够精准地推送信息,达到较强的传播效果。高校可以充分利用学生团队,让他们管理微博的原创部分,并做好信息过滤和舆论引导工作,这样官微和官博又呈现出一种青春活泼的语言风格,更加贴近学生,更有利于开展教学管理工作。通过新媒体,实现与教师、学生的日常互动目前很多的学生和教师也多习惯于使用多媒体平台来获取信息,管理者通过现代媒体平台,可以保持与教师、学生的无缝连接,传递信息和实现信息的反馈机制也更加容易。管理者可以第一时间获取一线信息,了解学生和教师的需求,拉近与师生间的距离。而对于老师之间来说,他们可以通过平台开展交流,共享资源,共同提高。实施教学管理的信息化教学管理的信息化,主要是运用多媒体和互联网的数据储存、查询、信息处理等功能,以更好地帮助教师开展教学管理工作,提升教学效果和学生的学习效率。主要从以下几个层面来做:
第一,建立高等教育教学管理系统。无论是教务系统还是教师OA等,高等学校需要和企业一样,建立一个便于内部人员交流和沟通,便于管理者、教师和学生查询和进行信息反馈的网络平台。在这个系统内,管理人员可以发布相关信息、公告,各部门列出各自的事务安排,对各班级、系、院的学生进行教学质量监控,而教师利用这个平台可以管课、备课、提交教案、发布作业、答疑解惑、查询课表。学生登陆这个平台可以随时查询课表,提交作业,发表留言等。
第二,要想提升教学效果,必要的硬件设施投放也非常重要。学校应建立多媒体教室,配备计算机、电视、投影、音响等设备,打造真正的互联网时代课堂教学氛围。配备电子书包、电子教材,充分学习国外先进经验,利用新媒体所提供的强大技术支撑,开展高等教育的相关工作。
第三,学校网站和BBS论坛建设。随着国家科教兴国战略的实施和国民经济的迅速发展,校园网络建设已逐步成为学校的基础建设项目,更成为衡量一个学校教育信息化、现代化的重要标志。在校园网的基础上,建立移动图书馆、网络课程、信息公共平台等,对内我们传递信息,互通有无,对外校园网则是一个学校的窗口。对外界尤其是将要报考的学子来讲,官网是他们接触的第一印象。校园网应当具备先进性、实用性、灵活性、开放性、安全性等特征。为在校学生和教师提供服务,对外塑造学校的形象品牌,展示校园风采。以人为本,做好新媒体与面授的两个课堂高等教育教学管理的核心要素是“教学”,多媒体技术给高校教学带来了电教化手段,而如今新媒体却带来了更新的思路,即建立课上课下两个课堂,除了面授以外,还可以以人为本,建立新媒体课堂,以助于更好地进行教学活动。以MOOC为例,著名大学的教授,将精品课程置于网络之中完成资源共享,不论是哪个地方哪个学校的学生,只要登陆MOOC网站,就能随时观看教授们主讲的课程。我国高等学校也需要将新媒体技术引入到我们的实际教学过程之中,挖掘和开发新媒体课堂,可以通过编制微课程、微视频、手机MOOC视频等,整合知识点,配合官微等公共平台,实现教学效果的最大化。在新形势之下,我国的高等教育教学管理需要创新管理模式,提升管理效率。新媒体的高速发展给人们的生活带来了翻天覆地的变化,人们有机会去了解别的高校,甚至国外其它高校的先进教学管理模式。因此,我国高校应当借鉴,合理运用,结合新媒体的特点,抓住新媒体与高等教育教学管理的切合点,从自身的实际情况出发,打造新媒体视域下高校教育教学管理新模式,促进高等教育的全面和谐发展。
参考文献:
①雷树祥:《柔性管理:大学教学管理的新视角》,《浙江工业大学学报(社科版)》2007年第1期。
②赵忠旋:《非理性主义文化管理——高校教育管理创新之路》,《贵州教育学院学报》2009年第4期。
③余立:《大学管理概论》,上海复旦大学出版社1985年版。
④邬志辉:《中国教育现代化新视野》,东北师范大学出版社2000年版。
⑤高海生、胡桃元、许茂组、熊国良:《高等教育教学质量保障监控体系的构建与实践》,《教育研究》2006年第10期。
浏览量:4
下载量:0
时间:
随着我国科技水平的日益提升,计算机应用技术得到的迅猛发展,在各个行业中均已广泛应用。下面是读文网小编为大家整理的关于计算机教育本科生毕业论文,供大家参考。
【摘要】作为计算机教育过程中的重要环节,学生实践能力的培养是当前计算机教育的有益补充和延伸。本文分析了当前计算机教育中实践能力培养方面存在的问题并有针对性的提出了完善计算机教育中实践能力培养的措施,以期为提高计算机教学实践教学实效提供参考。
【关键词】计算机;实践能力;培养;问题;对策
1.当前计算机教育中实践能力培养方面存在的问题
1.1计算机实践教学方法落后。当前计算机教学过程中所采取的方式多为:教师进行示范,而后学生进行操作。学生看似己经掌握所学的知识,然而学生在这样的学习过程中无法获得发散性的学习方法和能力,熟练掌握计算机的操作方式就更是无从谈起[1]。加之仍有一些计算机教师尚未充分利用多媒体等现代化手段向学生传授实践知识,师生之间缺乏必要的互动,没能通过给学生布置实践任务对学生的计算机实践能力进行培养。在这种情况下,很难提高学生创造性思维,不仅会限制课堂生命力,而且不利于学生探索精神的培养。
1.2计算机实践教学考核不够。部分学校制定的计算机考核标准较低,电脑数量无法满足将学生间隔开来考核的要求,在考核学生计算机实践能力时无法排除作弊行为。还有一些学校为了避免补考的繁杂事务,就大幅降低计算机实践能力考核标准,学生不论能力强弱与否都以及格为标准,大多能顺利通过考试,这就使得学生缺乏学习动力,很难切实提高学生计算机实践能力。
1.3学生计算机实践水平高低不一。学生们所掌握的计算机实践知识程度差距较大,一些学生存在片面注重理论知识而忽视实践操作的现象,学生大多没有意识到计算机技能在其将来工作生活中的重要性,因而认为只需要掌握理论知识用以在计算机考试中获得好成绩即可。许多学生学习计算机实践技能时,缺乏毅力,遇到困难就选择放弃,不仅不具备直面困难解决问题的信心,而且对计算机实践学习产生厌倦,态度十分消极。
1.4计算机实践教学内容滞后。目前许多学校没能充分重视计算机实践教学,大多随意安排计算机教学,采取以教师为中心的传统教学模式,不注重对学生计算机方面潜能的开发与培养,缺乏一套完善的计算机实践教学方案,未能妥善合理安排计算机实践教学。
2.完善计算机教育中实践能力培养的措施
2.1精心设计教学内容。计算机任课老师应当以计算机实践应用为中心,并且大量收集与计算机实践相关的计算机知识与信息,指定合理的教学计划,摒弃繁冗且无实际意义的计算机实践内容。处理好计算机课堂教学与实践教学二者之间的关系,在梳理原有计算机实践教学的基础上,形成全新的科学合理的教学体系。要结合计算机教学大纲,对计算机实验课件以及相关的计算机硬件予以妥善安排。当今世界,计算机技术飞速发展,计算机操作系统等也是日新月异,教师只有不断更新自身知识内容和计算机教学内容,在教学过程中补充一些必要的实践内容,紧密将计算机实践教学与计算机新科技联系起来,才能在计算机教学过程中取得良好的效果。
2.2培养学生计算机实践综合运用能力。进行计算机教学时,可以引导学生在老师的实践操作指导下,自行寻找思考计算机操作方式。倘若遇到问题,应当要求学生借助计算机相关材料,归纳总结相关问题,尝试自行解决,克服所遇到的实践操作问题。教师可以在课堂上对学生提出此项要求,鼓励学生独立自主思考。倡导解放思想的教学方式,帮助学生学会对所学的计算机实践操作技能学以致用。如果遇到无法自行解决的问题,学生可以向老师反映,老师再结合同学们的反馈作归纳性的解说,帮助学生解决相关问题。利用变式引申的训练方式,让学生经过多次实际操作的训练,掌握计算机操作能力,让学生在学习过程中获得举一反三、触类旁通的学习能力。老师应当带动学生的学习主动性,适当给予学生必要的指导,提高学生实践操作能力,激发学习兴趣,切实提高学生的计算机实践能力。
2.3充分发挥案例教学的优势。应当在计算机教学伊始进行案例展示,展示过程中需要充分结合教学任务,明确计算机教学的目标。帮助学生充分了解计算机理论知识与实践操作之间的联系,为以后教学打好基础。在使用案例教学时,应当尊重学生的主体地位,教师发挥主导作用。设计课程时,通过树形结构对计算机的相关内容予以展示,体现各个标题与题干之间的关系,实现各分节之间的有效沟通[2]。此外,可以通过小组学习的方式,调动学生学习积极性,把学生分成几个小组,让各个组讨论学习,并由教师与学生共同探讨实施步骤。
2.4制定科学、合理的学生实践成绩考核办法。计算机教学活动中的一大重要环节就是考核评价。计算机实践教学大纲中规定:“重视科学的态度和方法”。严谨的科学态度指的是学生对自然、对科学的基本观念,比如科学的世界观、价值观、人生观以及审美观。如果学生的计算机实践操作与理论产生了不同的结果,教师就应当对学生的操作加以分析,找出错误所在,加以更正。学生要想在计算机实践能力上有所提升离不开教师必要的分析与评价。教师除了应该对学生的计算机实践操作予以客观评价之外,还应该适时鼓励学生,帮助学生梳理操作过程,对有难度的问题,给予学生必要的帮助和指导。帮助学生对计算机的实践操作构建起一个清晰完整的知识体系,从根本上提高学生实践操作能力。此外,教师还应当留出一部分时间给学生自主思考和解决问题,提高其自主解决问题的能力,让学生在获取操作计算机的能力的同时,获得相应的思想成果,在反思中成长,只有这样,学生才能更为轻松地处理计算机相关问题。考核学生计算机成绩时,应当调整实践成绩与理论成绩的比重,加大实践成绩的比重。通过多次实践考核,对学生每个单元的学习情况加以考核与评估,考核未通过的应当让其参加补考。对学生进行考核时,应当对学生的计算机实践能力以及师生之间的交流合作予以充分重视。对计算机教学方法进行考核便是旨在对学生和教师在教学与学习过程中所取得的效果加以考核。
参考文献:
[1]杨鹏,胡兆方.计算机网络教学体系与实践能力培养研究[J].吉林省教育学院学报,2015(12).
[2]张俞玲.浅谈计算机网络实践教学和能力培养[J].才智,2015(32).
【摘要】
在目前的大学教育当中,对于自主教育理念的缺乏是重要的教育问题之一,为了解决这个问题,在大学计算机的教育当中需要把自主学习理念进行贯彻渗透,注重培养大学生在大学教育阶段出现的各种自主教育需要的理念和技能。本文从大学计算机教育中应该培养的技能触发,探讨计算机教育中如何培养大学生自主学习理念的重要策略。
【关键词】大学计算机教育;自主学习;自主学习理念;计算机技能
自主学习是一种重要的学习方式,具体来讲,它是由学生自己来确定自己的学习目标和学习计划,从而实现学生的自我激励和自我督促,在这个过程中通过不断的反馈与调节最终使得学生实现自主的学习良性循环,培养大学生的自主学习能力,对学习结果进行自我检查、评价和及时处理。大学生在大学教育中学会自主学习,将会对自身的发展提供很大帮助,自主学习的能力也应该作为大学生在大学中应该掌握的基本能力之一。
一、在自主教育中培养大学生的基本能力
1、信息阅读和吸收的能力
阅读是至关重要的能力,但是阅读的重要性不仅在于对文字的识别,还在于对信息的及时吸收和处理。对大学生而言,他们所接受到的信息密度跟之前相比不知道密集了多少,所以一个有效地甄别信息是否真实、是否有用、是否需要的方式就成为了大学生急需掌握的技能,中学的教学与管理模式在大学已经不再适用,教师没办法再事无巨细地为学生提供知识点的讲解等服务,所以就需要学生自己对信息进行分析。而信息的分析和处理需要日常不断的积累和学习,所以大学生在记忆力相关的知识方面有着一定问题也是可以理解的,这恰恰是大学生对于信息处理没有充分认识的表现。培养大学生的自主学习技能,就必须要培养大学生的积累能力,也就是信息阅读和吸收的能力。
2、表达的能力
如何把自身得到的信息充分地表达出来也是一门技能,尤其是对于无法充分表述的知识来说这一点尤为重要,因为大学生无法认知和记忆的某些知识可以通过写的方式表达并总结出来,经验是学习的重要法宝,也是对这些知识进行吸收的重要步骤,所以总结经验还可以让大学生在学习的过程中归纳出新的知识,对以后的学习也有帮助,可以促进学习效率的提升。在大学生计算机教育当中,学习程序教育的时候,推荐学生自己对于基本数据类型进行总结,这样才能让学生更加充分地了解所需要的问题,那么在后面出现复杂数据类型和抽象数据类型的时候,就可以利用学生总结出的相关规律提高自身学习的效率。
3、寻找相关信息的能力
大学生在自主学习的过程中往往会遇到一些无法理解的问题,这时候就需要大学生自主查阅一些信息,随着计算机网络的普及,这种查阅不仅变得更加便捷化,也变得更加专业化,在计算机的教学当中这一点显得尤为重要。使用互联网知识进行信息的查询和处理就是目前计算机教学的主要目标之一,互联网搜索引擎是现在大学生最常用的搜索工具,大学生要善于利用这一点,实现自身对信息的基本需求,在计算机教学的时候应该开设相关的课程,引导学生更好地自主查找信息。
4、大学生的实践能力
实践能力使大学生学习能力的最重要执行因素之一,如果没有实践能力,那么一切的能力都得不到体现,任何的学习行为最终指向的目标也是实践,在计算机教育的实际执行过程中,C语言课程看起来较为枯燥,但实际上它是计算机课程进行实践作业的基础,只有学习好这个课程,才能有足够的实践能力,达到教育真正需要的目标。
二、大学计算机教育过程中自主学习理念的培养
在计算机学习过程中,自主学习的理念是在学习知识点的过程中慢慢得到升华的,这种自主学习的理念要在大学生每天的教育过程中逐渐体现出来并为学生所接受,使其变成自身的习惯。
1、培养学生对于计算机学习项目的兴趣
学习的兴趣是促进学习的最重要因素之一,如果培养了学生对于学习的兴趣,那么大学生的自主学习才有可能得到良好的实现,并且能够具有创造性地对当前的问题进行处理,并且在自主学习的时候能够集中精力,以获得更好的学习效果。任何的学习与研究都应该是以兴趣为出发点的,如果没有兴趣也就没有责任心,在自主学习的时候,这样是不可能获得较大的成果的。要培养学生的兴趣,重要的是培养学生的好奇心,对一些未知的知识和领域充满好奇,积极地去接触他们,大学生计算教育中一定会有很多平常学生接触不到的知识,要培养这方面的好奇心和兴趣,从而促进学生更好地进行自主学习。
2、善于在学习的过程中发现问题
在学习过程中要出现相应的问题,才能证明自主学习有了一定的成效,在学习知识的过程中,要有提出、分析、解决问题的三段式过程,这样才能把知识点转换为具体的问题,便于学生进行领会和掌握。教育在发展的过程中提出了以下的理论,只有以问题为中心的学习方法才是最有效的学习方法,所以要培养学生在学习的过程中自主发现问题并解决问题,这样才能对知识点进行有效的处理和理解,从而掌握更多的知识。
3、要学会在学习的过程中积极和他人交流
信息只有在交流的过程中才显示出它的意义,信息的交流才能让人们的知识总体有所增长,从而促进整体的社会发展,信息交流并不是机械化的,而是在信息交流的过程中实现了思维火花的碰撞,获得激励和启迪的效果,这样才是信息交流所能达到的最好效果。计算机已经渗透到我们生活的方方面面,所以当代的大学生在计算机的自主学习过程中需要积极地进行交流,这样才能开拓视野,实现大学生知识面的进一步增长,在信息的交流中,还可以获得更多的知识之外的东西,促进大学生的全面发展。
三、结语
大学生在计算机的学习中要落实自主学习的理念与技能,大学计算机教育不仅要传授给学生计算机相关的理论和方法,还要传授给学生在这个信息时代下自主学习的理念和科学素质,这种科学素质是大学生这一生都取之不尽的财富,对于大学生的发展、计算机行业的发展乃至整个社会的发展都有十分重要的意义。
【参考文献】
[1]赵钦.大学计算机教育中自主学习理念的渗透[J].教育理论与实践,2011,36:61-62.
[2]郁晓华.个人学习环境设计视角下自主学习的建模与实现[D].华东师范大学,2013.
[3]孙先洪.信息技术与大学英语课程整合中的教师计算机自我效能研究[D].上海外国语大学,2013.
[4]董守生.论学生的自主性及其教育[D].华东师范大学,2013.
浏览量:4
下载量:0
时间:
对于计算机的应用,结合网络的实现,计算机的应用体现的更加全面。在生活中的方方面面,都离不开计算机应用的网络化。下面是读文网小编为大家整理的关于计算机应用毕业论文,供大家参考。
摘要:计算机应用教学专业网络技术是当前的热点研究的客体,计算机应用专业人才也是社会所需求的。计算机应用教学专业中的网络技术能够更好地为计算机专业进行服务,其有助于培养专业的技术人员。本文对计算机应用专业网络技术教学中存在的一些问题进行了分析,并且分析了计算机应用的重要性。所以,需要加强计算机应用教学专业网络技术的教学工作,提高教学的效率,为社会输送更多的计算机专业型人才。
关键词:计算机应用专业;网络技术;教学
1计算机应用专业的网络技术教学概述
计算机专业是一个发展前景非常好的专业,其能够在社会不断发展的过程中注入更多旺盛的生命力。计算机的应用、技术和操作型的人才是社会所需要的,人才类型也是多层次、多类型的。计算机网络是在新的社会形势下发展十分迅速的一门学科,计算机的应用范围也非常广泛,几乎涉及到人们生活的方方面面。计算机应用的专业人才需要拥有扎实的专业知识,其是包括计算机网络知识和操作技能。对于计算机网络教学,其需要实现的功能是非常强大的,需要让学生能够掌握一些基本的网络技术。一般来说,我们可以利用计算机网络进行研究,利用计算机网络来进行工作和交流,最常见如发送和接收电子邮件、通信、信息收集等。
2计算机网络技术应用教学中存在的不足
计算机应用专业网络技术教学在高校中开展相对比较晚,其发展的历程比较短,发展比较缓慢,因此需要认识到计算机网络技术教学中存在的不足。而且,一些高校的设备条件也是非常有限的,对于很多的课程设置都存在不合理的现象,难以体现出课程的专业化和技能化。对于计算机应用专业,和网络技术相关的课程开设的比较少,这样就会使得学生的技能水平难以达到相应的标准。随着教学水平的不断进步,其中的一些问题得到了改善,然而,其中还是存在一些较为明显的问题。第一,培养学生的软件和硬件能力为主的培训目标强调单一,很少涉及到培养学生人文素质和经济管理能力,这其中没有指定人才素质的培养要求,没有建立培养学生的综合素质的科学知识结构;第二,计算机专业人才的培养缺乏特性,学生之间的区别很小,而且其培训模式比较单一;第三,课程体系设置采用的是学科专业对口的方式,其涉及的知识面比较窄,缺乏人文学科和社会科学的内容的教学;第四,在教学内容上,教师主要强调计算机工程和技术教育两个方面的单一内容,没有能够很好地考虑到学科和课程之间相互进行渗透,教学的内容比较落后,这样就会难以让学生形成良好的知识结构,不能够很好地激发学生的积极思维和创造力。显然,需要培养社会需要的综合性人才,必须根据我国高等教育的发展趋势,并且有效结合当地经济建设和社会发展的需求,改变一些比较传统的计算机应用专业人员培训专业特点,采用创新的培养模式,确定新的人才培养目标和培训模式。
3计算机应用专业网络技术教学的有效措施
根据计算机应用培训目标来进行分析,要使得高校计算机应用专业的培养目标能够实现,就需要在计算机应用专业的培养目标、课程设置、师资队伍等方面来进行合理规划和实施。
3.1明确计算机应用专业的培训目标
高校需要建立面向新时代计算机应用专业的人才培养目标,建立一套新型的人才培养模式,将计算机专业知识、能力和素质进行合理地划分比重,科学重组课程体系,深化教学内容和教学方法的改革,从而有效提高教学质量,这样才能够培养社会需要的专业人才。他们不仅需要有扎实的专业技能,还要拥有良好的职业道德和职业精神。其业务知识和能力都需要达到一定的水平,掌握必要的计算机硬件和软件的知识和技能,这样才能够将他们所学到的知识和技能应用到计算机应用与维护当中,使其能够做好计算机系统安装、调试、维护等技术工作,为社会和企业创造一定的效益。
3.2确定科学的知识体系结构
计算机应用专业也需要开设一下计算机辅助课程,培养学生能够制作三维动画和使用多媒体工具的能力,借助这些工具来处理计算机信息,并且还需要学会如何进行维护。还可以增设一些公共基础课程,这样能够有助于计算机教学的开展,还能够提高学生的综合素质。对于一些常用的三维动画、图形等课程,需要根据实际情况也可以做出适当的调整。
3.3构建优良的师资队伍
当然,对于专业能够良好地进行建设,优秀的师资也是必不可少的。在实际的情况下,学校可以安排教师进行计算机相关专业技能的定期培训,为了达到提升教师的专业能力,这可以使得教师个人的能力能够得到提升,还能够有效达到更好的教学效果。实践表明,只有在经过了实际的培训与学习以后,教师才能够掌握教学的真正本质,并且能够取得良好的教学效果。学校还可以积极引进计算机专业的专业人才,用他们的专业技能来提高教学的专业水平,这样能够使得计算机应用专业的教学水平得到有效的提升。
4结论
计算机应用专业的网络技术教学是计算机教学中的重要组成部分。为了能够适应社会发展的需要,培养社会需要的专业性人才。高校需要认识到计算机专业教学中存在的一些问题,积极采取有效的措施来解决。在计算机应用专业网络技术教学中,可以采用制定明确的培养目标,科学设置课程结构,构建良好的师资队伍等方法来促进高校计算机应用专业的发展。
参考文献:
[1]濮永仙.高职院校计算机网络技术实践教学的思考[J].福建电脑,2011,(3):17-19.
[2]孙守双.对计算机应用专业网络技术教学的一些认识[J].信息与电脑(理论版),2011,(10):212-213.
[3]陈年华.基于计算机网络技术专业理实一体化教学改革的问题及对策[J].网友世界,2014,(5):16-17.
[4]贾娴.计算机网络技术课程教学实践与思考[J].黑龙江科技信息,2015,(19):169.
摘要:随着科学技术的发展,信息化产业也随之日益膨胀,因此,计算机人才的需求量也迅速增加。培养市场和产业发展需要的计算机人才是高校不断探索的问题,也是构建科学的计算机应用型人才培养模式的问题。文章主要根据社会发展的形式分析了计算机人才的大量需求,并在此基础上提出了计算机应用型人才培养的模式及实践,为计算机应用型人才培养模式的构建作了一些有益的探索。
关键词:计算机;培养模式;应用型人才
0引言
自从国家大力扶植计算机产业和新型产业之后,互联网+的概念深入人心,也带动了计算机网络工程行业迅速发展。国家大力提倡以信息技术产业为基础的信息化工程,不仅带动经济快速发展,也使计算机网络工程技术成为带动社会经济发展的中坚力量。但目前计算机专业教育体制发展落后,很难培养出符合新型互联网思维的计算机人才,一定程度上阻碍了我国互联网及计算机产业的发展。首先是各高校计算机体制注重理论,缺乏实践,导致学生的实践工作能力低下。其次学校的教学理念和知识落后,不能适应快速发展变化的行业变化,导致学生学习的知识不能直接应用,需要在工作中重新学习,大大浪费了社会资源。如何培养符合企业需要的专业计算机人才,完善高校计算机教育体制,提高计算机专业人才的实践能力已经成为我国高校教育面临的首要问题。
1信息化社会对计算机人才的需要
计算机专业人才不仅可以在科研教育领域从事教学研究工作、在企事业单位从事信息系统建设与维护工作,还可以从事专业的软件工程方面的工作。几乎每个企业都需要有专门的计算机专业的人进行相关的技术工作,以维护公司的正常运作。事实上目前我国大批计算机专业毕业的应届生都面临着找不到工作的窘境,归根结底就是我国当前计算机教育存在于与实践脱节的问题。在经济全球化和信息化的今天,市场竞争日益激烈,企事业单位也面临着巨大的竞争压力,都希望能在未来的国际竞争中占据有利地位。随着每年应届生进入就业大军,人才供给增多,就业市场的“供大于求”的现象日益严重。这大大增加了企业招聘选择空间,同时企业也对应聘者提出了更高的能力要求,给就业者带来了很大的难题。根据调查结果显示,同一企业中不同部门的负责人所占立场不同,看待计算机人才的角度不同,就导致了他们对应聘者专业技能的要求不同。比如人力资源负责人看重应届毕业生的专业知识和技能,比如编程实践能力等。然而IT项目负责人则对应届毕业生的知识结构要求更高,需要其整体计算机能力的提升,比如数据结构、算法知识等。尽管他们在对毕业生专业技能的侧重点上有所差异,但是他们共同对毕业生的实践能力要求很高。面临此种形式计算机专业毕业应该在学校期间就积极参加社会实践或实习,将学校学到的知识与实践相结合。大约57%的IT项目主管表示不会直接对新招聘进来的员工进行培训,而是直接工作,在工作中根据项目需要进行有针对性的培训,以适应企业发展需要。新型的互联网+产业的发展要求计算机毕业生具有极强的学习能力,在工作实践中不断学习新知识以适应不断发展的信息化社会。
2计算机应用型人才培养模式
2.1引入全新的教育理念,注重能力与素质的培养
现阶段,将打造出理论型计算机人才视作是其培养目标的院校不在少数,而这类培养方式,使得人才更多擅长于研究,因而对于国内初期发展阶段来说其实是相对适宜的,毕竟在那一时期内,计算机技术正需要理论发展来做基础支撑,理论尚未达到完备的程度,并且存在着发展速度不够快速的情况,那么倾向于理论培养自然会促进这一方面在国内的建设进程。然而最近一段时间以来,计算机技术日益进步,并扩展到了更广的应用领域,那么对于应用方面的人才需求自然也就随之增长,相关企业寻求着有应用能力、可以胜任实务工作的人才,而这一需求又相对庞大,那么院校如果不改变其培养的倾向,还是选择以理论型作为主要的人才培养类型,就会令其无法迎合新的实践需求。因此作为院校,必须对过去的教育侧重点进行调整,同社会大环境在现阶段的发展情况、需求相协调,将市场作为导向,并侧重于培养人才的实践能力,主动研讨新型人才培养的优化方案。
2.2通过校企联手,打造以项目为主导的实践实习基地
关于专业课程的设计、学习,其目的无非是令学生能够进一步把握这一课程的内涵,并对专业涉及的技巧等进行熟练应用。而企业应用则更强调综合性,也就是要将各个相关专业课程的内容结合起来,共同作用于实务工作。那么要想培养出这方面的能力,不妨用校企联手的方式,通过这一途径实现对以项目为主导的实践实习基地的打造。而这确实能够令学生更加熟悉实践内容,在进入企业后更容易掌握到操作性的技巧,并认识到相关应用需求的大致方向,这样他们才能更好地学以致用,并在这一过程中巩固其理论所学。
2.3打造高素质师资队伍,加强科学化教育管理
一方面我们需要重视起教师本身的专业化程度,除此以外我们也需要针对教师进行“双师型”培训,令其能够更快提升“双师型”能力,更好掌握业界走势。并且,关于教学形式、内容也都需要教师们进行探讨,并做出尝试,这也有助于其教学水平的提升。说到教育管理,我们必须认识到它作为贯彻培养方案手段的重要性,它所涉及到的内容有管理的组织机制、制度、队伍等方面内容,而针对教学以及学生两方面的管理,其实可以对整个院校培养人才的结果形成很大的影响,而且这种影响常常是以直接的方式展现出来。而具体到专业应用型这一类型的人才培养,相关的管理制度大致上有双学位、完全学分以及主辅修三种制度类型,而配套的其他制度也很重要,比如学籍管理制度,对此不仅要在制订阶段下功夫,也需重视起具体执行的效果,另外还需就学生意识形态方面进行培养,帮助其形成更有益的理念,拥有更优良的精神品质。
3计算机应用型人才培养模式实践
计算机应用型人才培养模式应该在注重学生理论知识学习的基础上加强学生的实践应用能力。因此,需根据时代发展及时更新教学实践体系,改革教学实践模式。首先应根据时代发展的潮流,创新计算机应用型人才培养方案。为适应计算机技术的发展,在对企业需求调研的基础上,修订计算机专业人才的培养计划,需增加反映学科前沿、科学研究及企业需要的内容,从课程设置及课程内容上满足学科发展和企业需求。强调实践,提高学生的实际动手能力。其次应强调能力培养,建立校企联合。高校需要紧跟市场方向,满足企业需求,利用企业资源,积极寻求校企联合。建立实训基地,让学生在实际工程项目中培养实际应用能力,与此同时,还能树立起能够迎合社会和市场要求,发挥出实际价值的奋斗目标;形成这一基地,还能够为学生赢得更多的参与机会,令其能够投入到项目流程之中,包括需求定义、项目的设计开发测试运行以及后续维护等各个环节。最后应提高培养质量,激发学习兴趣。培养和提高学生的创新实践能力,开展课外科技活动,成立课外科技活动研究小组;举办计算机组装大赛、程序设计大赛等。通过积极引进或开发Web课件,支持学生的学习,建立支持产学结合教学模式的网络环境。
4结语
由于人才培养模式涉及的要素非常多,计算机应用型人才的培养模式也是如此,不仅跨越复杂的理论教育和实践等领域,并且还会随着教育形式的改革以及科学技术的发展而发生改变。因此本文对当前计算机应用型人才培养模式展开研究,希望为计算机应用型人才培养模式的完善和改进提供参考。
参考文献:
[1]李丽萍,于延,盛琳阳.计算机应用型人才培养模式研究[J].计算机教育,2010,12:49-52+65
[2]李德新,李虞斌.独立学院计算机专业应用型人才培养模式探析[J].教育与职业,2013,03:111-113
[3]陈志泊,张海燕,王春玲等.以程序设计与软件开发能力为主的计算机专业应用型人才培养模式的研究与实践[J].计算机教育,2015,07:94-98
浏览量:4
下载量:0
时间:
现今,我们在大力发展经济并取得显著成果的同时,不能忽略了高等教育在其中发挥的重要支撑作用,应确立高等教育优先发展的战略,用经济成果反哺高等教育,加大对高等教育的财政支持。下面是读文网小编为大家整理的高等教育课程论文,供大家参考。
【内容摘要】达尔克罗兹教学法、柯达伊教学法、奥尔夫教学法自诞生以来广泛应用于西方音乐教育中,传入中国后,被推广运用于一些幼儿音乐教育中。作者认为,这三大音乐教学法同样适用于中国民族器乐高等教育教学。文章就西方三大音乐教学法在中国民族器乐高等教育教学中的应用进行了论述。
【关键词】音乐教学法;民族器乐教学;达尔克罗兹教学法;柯达伊教学法;奥尔夫教学法
众所周知,西方的音乐教育体系众多。上世纪80年代以来,西方的三大音乐教学法:达尔克罗兹教学法、柯达伊教学法、奥尔夫教学法传入中国,并逐渐被中国音乐教育界所接受和认同,之后得到了迅速的发展。但是由于这些教学法自身的特点,多应用于音乐启蒙教育、早期业余音乐教育中,在专业音乐教育中的应用很少。笔者经过对三大音乐教学法进行研究后发现,其中很多方法适用于中国民族器乐教学,甚至有些方法在高等教育教学中更能够发挥出重要作用。
一、达尔克罗兹教学法与民族器乐高等教育教学的结合
达尔克罗兹教学法的内在结构可以概括为“一个方法、三大板块”。“一个方法”即体态律动,是该教学体系的核心;“三大板块”则是教学的主体内容,即节奏律动、视唱练耳、即兴创作。这三个主体内容围绕着体态律动这一核心方法执行着不同的教学任务。笔者经研究实践发现,达尔克罗兹教学法中的体态律动与中国民族器乐高等教育教学可以很好的结合。节奏感是人最基本的音乐感知能力。达尔克罗兹教学法主要通过体态律动培养学生的节奏感。在演奏器乐作品时,体态律动往往能够体现出演奏者对曲目节奏、韵律、情感等多方面的理解。而在中国民族器乐演奏中,大多数初学者都会因为紧张导致演奏过程中出现动作死板、僵硬等问题。达尔克罗兹教学法通过体态律动,打通人的听觉与动作之间的联络通道,有助于解决初学者演奏过程中的这些问题。在民族器乐演奏教学中,可以通过训练解决学生在演奏过程中的气息、手臂以及身体的动作等方面的问题,提升学生对于节奏的把握能力。如教师可以带着学生反复进行起落手臂、身体的前后运动训练,将有助于学生更好地感受到音乐作品的节拍、气口以及曲调的律动性。
二、柯达伊教学法在民族器乐高等教育教学中的重要作用
柯达伊教学法认为,从幼儿教育开始,歌唱就是培养幼儿音乐素质的最好途径,并建议采用多声部的合唱训练。柯达伊说过:“歌唱教师要比歌剧指挥重要得多。因为一位蹩脚的指挥只会令听众失望,但是一位糟糕的教师将会在整整30年内将30个班级的学生对音乐的热爱统统扼杀掉。”柯达伊认为,人的嗓子是人类最直接可用的乐器,并且是走进音乐、理解音乐和鉴赏音乐最好的工具。分析柯达伊的音乐教育思想,可以发现其教学法中有两个非常清晰又并行不悖的目标:一是让音乐属于每一个人,即“全民音乐教育观”;另一个是继承和弘扬民族音乐文化传统,使其不断地传承和发展,即“民族音乐教育观”。柯达伊教学法以歌唱作为音乐教育的基本方法。在中国民族器乐高等教育教学中,柯达伊教学法也能够得到较好的运用,并起到至关重要的作用。如大多数学生在演奏作品时,总会出现节奏不稳、强弱不明确、音高不准、感情表现较弱等问题。当演奏中出现这些问题时,教师可以让学生放下手中的乐器,并在教师的引导下识谱,按照乐谱中标记的节奏、速度、强弱、情绪记号等,清晰、准确地唱出整个乐曲的旋律,并在唱谱中建立起内心听觉。经过多次唱谱训练,再演奏乐曲时,学生会发现之前所出现的演奏问题基本已经解决,并且乐感得到了显著的提高。柯达伊教育法提倡在幼儿时期进行节奏感的培养,但是我国民族器乐演奏专业的本科生大多数在幼儿时期并未接触过西方先进的音乐教学法。因此,在民族器乐高等教育教学中需要开发学生这方面的潜能,培养其唱谱能力,并加强其对于唱谱的重要性的认知。
三、奥尔夫教学法在民族器乐高等教育教学中的应用
奥尔夫教学法是重点训练儿童创造性思维的一种音乐教学法,它不要求教师很快教会学生唱歌、演奏的技巧,而是让学生接触音乐实践;不要求学生对教师所教授的内容进行完全的模仿,而是要求师生共同进行创造性活动。奥尔夫教学法倡导的原本性教学非常符合我国素质教育改革提出的“以人为本”的精神。现阶段我国民族器乐演奏本科教学中,存在着学生与指导教师对于同一首作品的演奏极为相似,甚至如出一辙的现象,体现出学生在即兴创作方面能力的缺失。即兴创作既是促进学生音乐思维发展的手段,也是验证其音乐水平的重要途径。学生所具有的即兴创作能力,有助于其在演奏音乐作品时感悟并挖掘音乐作品之外的价值。即兴创作是创作者在发挥想象力的同时,结合自身个性所进行的音乐创作。因此,在中国民族器乐的高等教育教学中,教师应引导学生自主理解乐曲所表达的意义和情感,让学生自由发挥,对乐曲的情感和强弱表现进行处理,之后教师再指出哪些地方可以改进,并给学生进行示范、讲解,这样可以极大地提高学生对于乐曲的自主创造性。
四、结语
达尔克罗兹教学法、柯达伊教学法和奥尔夫教学法都在音乐教学实践中弥补了传统音乐教学中强调枯燥的技能训练和刻板的理论学习的种种弊端和缺憾。这三种教学法的教学方式、教学步骤和教学内容各不相同,但所体现的教育理念、培养目标和主要的教学原理却是基本一致的。这三种教学法应用于中国民族器乐高等教育教学中,符合我国当前大力提倡的素质教育及提高全民素质的要求,对于改善和优化人文环境有着积极的意义和启示,值得广大音乐教育工作者认真思考。这三种音乐教学法在培养人的全面素质,提高人的创造能力方面的有益探索和成功经验值得我国高等音乐教育教学所借鉴。
【摘要】回顾和总结成人高等教育尤其是旅游管理专业的发展情况,对于我国高等教育落实科学发展观、推进教育服务社会主义和谐社会建设有着重要意义。近年来,我国成人高等教育规模持续扩大,专业设置与经济社会发展需求保持动态对接,成人属性有所加强,为高等教育大众化和经济社会发展做出了重要贡献。但同时成人教育也存在许多不容忽视的问题,例如教学质量低、社会认可度不高,给成人教育带来了极大的负面影响。针对这一现实,成人高等教育必须突出办学特色,进一步加快学科结构调整、大力发展农村成人高等教育、促进教育公平等。
【关键词】成人高等教育;旅游管理;发展对策
我国旅游业取得了长足的发展,旅游产品开发越来越多,产业规模不断扩大。但是,我国旅游行业的成人教育明显滞后于这一产业的发展。虽然近年来部分高等和中等院校本着多层次、多渠道、多形式办学原则,开展了成人教育,但因受教育资金投入少,教育范围窄,旅游教育体制不健全等因素的影响,办学力度不足,严重影响了我国旅游管理成人教育的水平。基于这种现状,对我国旅游管理专业成人教育现状进行调查分析,并提出相应对策,主要目的和意义在于一是加强我国成人高等旅游管理教育与市场需要的无缝衔接。以学历教育为出发点和基本点,建立一支热爱旅游事业,具有系统专业知识的高级经营管理人才,将旅游管理成人教育开设的课程及实践活动同市场需要密切结合起来。二是优化我国成人高等旅游管理教育的教学及评价体系。目前我国旅游管理成人教育的培养体系与现代教学和评价体系出现了不协调和不一致的现象,因此本文力图从教材选择、授课方式、考核评价等方面进行理论探讨。
一、我国成人高等教育旅游管理专业发展及研究回顾
成人高等旅游管理教育是我国成人高等教育的一个重要组成部分,得到了成人教育研究和旅游管理研究学者们的较多关注,并取得了一定的研究成果。如早在1985年陈树清便在《美国的成人教育和继续教育》中提到了旅游管理成人教育在国外的开设。十年之后,余炳炎在《旅游科学》中提出了“积极探索,深化改革,推动成人教育新发展”的新命题,拉开了我国成人高等旅游教育研究的序幕。与此同时,钱忠也提出“加强旅游成人教育培训培养更多更好的旅游合格人才”。王玉成也提出旅游行业成人教育亟待发展。可以说上世纪90年代研究者们更多的是对成人高等旅游教育的呼吁。本世纪以来,研究者们在成人高等旅游管理教育的招生标准、教材使用、课程体系等方面有了一定的讨论,为本课题的研究提供了理论基础和文献参考。由此可知,国内外对成人高等旅游管理教育的研究经历了20世纪的呼吁和起步阶段、21世纪前十年的初步发展阶段之后,开始向着更纵深的专业讨论阶段发展。随着大数据时代的来临和中国经济的新常态发展,与之紧密相联的成人旅游管理教育需要向更精细化的研究领域纵深。
二、我国成人高等教育旅游管理专业发展瓶颈
(一)成人高等教育旅游管理专业生源来源多元
成人教育对个体发展的积极作用表现为——“促进个体的继续社会化,增强自身在社会中的竞争力;获得更多的社会资源,实现自身的向上流动”。“从社会整体的劳动力资源的再配置上看,成人教育促使社会劳动生产力的流动和再分配,从而为社会整体的劳动生产力的流动和劳动生产力素质的提高作出了贡献”。成人学生有着自身的一些优势,比如经验丰富,心理素质良好,学习目的明确等。但是在一些条件之下,旅游管理专业的成人教育与成人学生之间常常表现出具有普遍性的相互制约关系。客观方面:一是由成人角色多样性造成的工学矛盾;二是由低收入高学费造成的经济负担;三是由年龄大、记忆力下降造成的学习能力下降。主观方面:一是由工作、生活和学习之间的矛盾、学历背景、知识断层及学习能力下降等因素造成的压力和自卑心理;二是由以获得文凭为目的的功利性学习动机造成的学习积极性、学习效率不高。主客观两方面交叠在一起,造成了成人高等教育旅游管理专业发展的巨大阻碍。
(二)成人高等教育旅游管理专业师资水平参差不齐
各个办学单位在适应社会经济发展需求的过程中,不断进行专业机构及办学规模的调整。这样一来,就催生了对教师数量的需求。然而,受到资金及编制限制,已有的专职教师不能满足旅游管理教育教学的需求,这样,办学单位就必须聘请兼职教师进行教学。外聘教师的引进对旅游管理专业的成人教育发展可能产生三方面的消极影响:首先,大多数外聘教师同时任教于其他的普通高校,甚至是在校研究生或者本科生,他们以自己所在单位的学习或工作为主而以成人教育工作为辅,由此常常导致时间冲突,经常性的变故极大地影响到本专业成人教育工作的正常运行。其次,这些外聘人员往往缺乏旅游成人教育方面的专业素养,对教育对象的心理特征不了解,对教育学知识的把握欠缺,常常是沿袭移植普通教育的教育教学方法,把成人教育引入“普教化”的歧途,这样就严重地影响到教育教学的效果。再次,一些外聘教师在责任心、师德方面不尽如人意,不仅表现在平时的教学过程中,尤其是在学习成绩的考评方面往往敷衍了事。这样就会造成学风败坏,甚至影响到办学单位的声誉。一些学识水平低的外聘人员从事教学工作,会直接影响教学的效果。专职教师作为旅游管理专业成人教育教师中的核心和骨干,起着中流砥柱的作用,但是,“由于传统观念的影响,成人教育专职教师的社会认可度普遍低于普通教师,导致成人教育专职教师总体上数量少,质量低”。“质量低”表现在成人教育专职教师专业素养方面受到“普教”的深刻影响上,同时也表现在许多从事成人教育的专职教师在旅游教学实践探索及理论研究方面极为欠缺上。另外,缺乏“双师型”教师。“双师型”教师的配备是进行职业教育和终身教育的必要条件。它要求教师既要有一定的理论水平又要有一定的社会实践经验。由于“双师型”教师的匮乏,在以旅游业在职人员为教育对象时,难以达到理想的理论联系实际的授课方式,直接影响到人才的培养质量。
(三)成人高等教育旅游管理专业课程设置相对滞后
旅游管理专业成人教育的课程过于理论化以及与之前学习的衔接性差。我国的旅游管理成人教育理论发展长期处于滞后的状态,对课程的开发更是欠缺,往往采用普通教育所用的教材进行教学。表面的“平等”掩饰不了旅游管理成人教育教育者对成教学生来源、背景的忽视。成教学生之前的学历多是中专、大专,这些学生有一定的操作技能,但理论基础相对较差,这就使成教学生的生源质量和素质与普通高校的相比要差一些。因而,学习相同的内容成人学生就显得力不从心了。长期以来,旅游成人高等教育的教学方式几乎都是一成不变的课堂教学。旅游是一门应用性很强的学科,既要求学生掌握一定的基础理论,更强调学生的实践应用能力。因此,现场教学成为一个值得推广的有效方法。以上矛盾归结为两点:第一,课程开发欠缺,沿用普通教育课程,说明大多数教育者缺乏成人教育理论研究意识和研究能力;第二,课程“普教化”,缺乏务实性、实践性、应用性,说明教育者的教育目标定位是不明确的,忽视了成教的特点和教育对象的需求。
(四)成人高等教育旅游管理专业教法教材相对薄弱
旅游管理成人学生是18岁以上的在岗、转岗、待业人员,是社会的工作者,他们多是以适应生存、提高生存质量为目的来参加学习的。这些特点决定了旅游管理专业成人教育者在以成人学生作为教育对象进行教育时必须把握他们的特点,选择适合他们的教学方法。然而,在“普教化”的阴影之下,旅游管理成人教育者往往不考虑成人学生的特点,采用传统教育教学方式,过于强调学科知识理论性、系统性,并没有做到因需施教、因材施教。一些旅游管理教师教学艺术欠缺,表现为在教学过程中与学生沟通交流少,甚至不沟通,只是负责上课;旅游管理教师往往着重于理论的讲述,不考虑学生的背景,也不结合实例教学。这样就难以激发学生的学习兴趣。当然,这也是旅游管理专业成人教育存在的硬伤。目前,我国成人高教事业发展迅猛,然而旅游管理专业成人高教的教材建设却起步迟缓,明显滞后于经济社会发展的需要。其主要表现是:一方面旅游管理成人高等教材严重缺乏,大多使用普通高校的教材,理论性偏强,对于提高学生从事旅游业的实践能力没有帮助。另一方面由于对该专业成人高等教育的重视程度不够,有些教材使用多年没有更新,内容陈旧,明显滞后于社会与经济的发展。在知识经济社会,知识的老化周期缩短,旅游管理专业教材更迭如果跟不上知识的更新速度,培养出的人才往往不能赶超服务型社会发展步伐。
三、我国成人高等教育旅游管理专业发展对策研究
(一)创新成人高等教育旅游管理专业教学模式
加强与旅游行业的合作,以市场要求规划教学计划与教学模式。学校应该明确培养方向,转变培养思路,即结合旅游行业用人实际需要,针对性培养旅游行业专业人才的思路。教学重心不能停留在完成课程教学计划就等于实现培养目标的陈旧观念上,而是应该紧密联系相关的旅游企业,以实际工作岗位要求修订教学大纲,以培养旅游行业和市场需要的人才为旅游专业教学的指导目标。做到教学计划链接旅游行业相关模块,教学内容紧跟旅游行业工作岗位要求,教学方式贴近旅游行业工作模式,实现就业学生所学知识与市场需求的紧密结合,这样才能从真正意义上完成培养目标。另外,采用课堂实践教学、现场实景教学、阶段性实训等多元化的实践性教学形式,切实落实培养社会实用性人才的培养目标。
(二)完善成人高等教育旅游管理专业研究队伍
综观整个现代成人教育发展史,成人教育界的兴衰是和政府的重视程度密不可分的,政府对成人教育的发展历来起着指挥棒的作用。在中国这个有着官本位传统的国度里,政府的重视程度更起着举足轻重的作用。要想做好成人教育研究,尤其是紧缺专业的高等成人教育研究,政府在观念上要高度重视,不能搞“分化论”“淡化论”,要确立成人教育地位,在资金上国家、个人、社会等多方筹措研究经费,壮大成人教育科研队伍,实现人力、物力、财力的有机整合。此外,旅游管理专业成人教育研究的发展离不开成人教育科研队伍的壮大与完善。不论国内和国外,从事成人教育研究的人员中,研究生和教授占了相当的比例。我们不仅要设立该专业成人教育硕士点,还要设立博士点甚至旅游管理成人教育系,并且发挥研究会、学会专业研究人员的领头作用。不仅要在数量上壮大旅游管理专业成人教育研究队伍,根本的要优化科研队伍素质,根除浮躁的治学风气和急功近利的思想观念。
(三)加强成人高等教育旅游管理专业师资建设
一是有计划地派教师到高水平大学的旅游学院进修相关课程,这样他们既可提高理论素养与学术水平,又可学到先进的教学方法和手段。二是创造机会安排专业教师到旅游企业开展调研,了解旅游行业运行动态和社会需求,从而调整和指导教学。三是要求专业课教师尽可能获得相应的资格证书,鼓励他们到旅游企业挂职锻炼,积极参与社会服务与实践活动的各项工作,使他们的知识结构与能力结构得到进一步完善和充实,成为旅游企业经营管理的实践型人才。四是建立一支相对稳定的外聘教师队伍,可在企业聘请一些拥有丰富实践经验又有相当理论水平的业内人士担任兼职教师。这样就能打造一支既有扎实的、高起点的、具有较强理论素养,又有开拓性、创新性、实践性品质的专、兼职双师师资队伍。构建校内校外双师队伍,使专任教师与来自企业一线的兼职教师相结合,发挥各自优势,分工协作、术有专攻、各司其职,形成基础课程系统及教学设计主要由专任教师完成、实践技能课程主要由兼职教师完成的机制。
(四)更新成人高等教育旅游管理专业教法教材
旅游管理高等成人教育的职业教育,应该构建符合旅游管理成人教育学生特点的职业发展指导模式,不仅要考虑学生的性格、特点、知识和能力等方面的特点,还要根据学生自身专业特点,开设出符合学生需求的职业指导课。通过课堂教学和社会实践活动等多种渠道,引导他们树立科学的就业观、职业观和人才观;引导学生自觉地提高自身的全面素质,提高职业适应性,养成良好的职业道德意识。旅游管理专业的职业指导,就应该结合本专业的特点,引导学习者把职业发展放在旅游服务一线,做好知识和技能的补充;引导学习者最大限度地了解自己已经从事或将要从事的旅游管理行业,透彻地了解旅游管理岗位职责和职业素养。
四、结语
目前,我国的成人高等教育旅游管理专业取得了长足的发展,但还没有形成一个具有权威性的旅游管理成人高等教育模式,对于成人高等教育与市场所需要的旅游人才供求规律,以及由此形成的成人高等旅游管理专业课程设置和教材教法,还没有一个科学的分析依据。因此,本文提出相关部门和教育机构应当引导发展全国性的成人高等旅游教育,同时引导高校建立科学的旅游管理高等教育成人培养机制,以提高旅游管理成人教育培养质量,实现旅游管理职业教育人才与旅游企业、旅游职业人才与高校、高校与旅游企业三者之间的无缝对接。
参考文献:
[1]李恩菊.试析陕西省成人高等继续教育旅游管理专业建设[J].亚太教育,2015年第27期,第297页.
[2]李玲.成人高校旅游管理专业教学质量监控体系初探[J].当代教育论坛(学科教育研究),2008年第10期,第100-102页.
[3]张兆林.非物质文化遗产领域的行业协会研究[J].美术观察,2015年第4期,第112-117页.
浏览量:4
下载量:0
时间: