時間：2023-03-20 16:22:34
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一、Linux中網(wǎng)卡的工作原理
為了將這個問題說明的更清楚一些，不妨先簡要地剖析一下Linux是如何讓網(wǎng)卡工作的。一般來說，Linux核心已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層及更上層部分。網(wǎng)絡(luò)層的實(shí)現(xiàn)依賴于數(shù)據(jù)鏈路層的有效工作。網(wǎng)卡的驅(qū)動程序就是數(shù)據(jù)鏈路層與物理層的接口。通過調(diào)用驅(qū)動程序的發(fā)送例程向物理端口發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)用驅(qū)動程序的接收例程從物理端口接收數(shù)據(jù)。
1.網(wǎng)卡驅(qū)動程序
簡單地說，要將你手中的網(wǎng)卡利用起來，你唯一要做的是得到這塊網(wǎng)卡的驅(qū)動程序。驅(qū)動程序提供了面向操作系統(tǒng)核心的接口和面向物理層的接口。
驅(qū)動程序的操作系統(tǒng)接口是一些用于發(fā)現(xiàn)網(wǎng)卡、檢測網(wǎng)卡參數(shù)以及發(fā)送接收數(shù)據(jù)的例程。當(dāng)驅(qū)動程序開始運(yùn)作時，操作系統(tǒng)首先調(diào)用檢測例程以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中安裝的網(wǎng)卡。如果該網(wǎng)卡支持即插即用，那么檢測例程應(yīng)該可以自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)卡的各種參數(shù)；否則你就要在驅(qū)動程序運(yùn)作前，設(shè)置好網(wǎng)卡的參數(shù)供驅(qū)動程序使用。當(dāng)核心要發(fā)送數(shù)據(jù)時，它調(diào)用驅(qū)動程序的發(fā)送例程。發(fā)送例程將數(shù)據(jù)寫入正確的空間，然后激活物理發(fā)送過程。
驅(qū)動程序面向物理層的接口是中斷處理例程。當(dāng)網(wǎng)卡接收到數(shù)據(jù)、發(fā)送過程結(jié)束，或者發(fā)現(xiàn)錯誤時，網(wǎng)卡產(chǎn)生一個中斷，然后核心調(diào)用該中斷的處理例程。中斷處理例程判斷中斷發(fā)生的原因，并進(jìn)行響應(yīng)的處理。比如當(dāng)網(wǎng)卡接收到數(shù)據(jù)而發(fā)生中斷時，中斷處理例程調(diào)用接收例程進(jìn)行接收。
2.驅(qū)動程序工作參數(shù)
驅(qū)動程序的工作參數(shù)因網(wǎng)卡性質(zhì)的不同而不同，大致包括I/O端口號、中斷號、DMA通道、共享存儲區(qū)等。輸入輸出端口號又被稱為輸入輸出基地址，當(dāng)網(wǎng)卡工作于端口輸入輸出模式時被使用。端口輸入輸出模式需要CPU的全程干預(yù)，但所需硬件及存儲空間要求較低。CPU通過端口號指定的空間與網(wǎng)卡交換數(shù)據(jù)。中斷號是網(wǎng)卡的中斷序號，只要不與其它設(shè)備沖突即可。當(dāng)網(wǎng)卡使用DMA方式時，它要使用DMA通道批量傳輸數(shù)據(jù)而不需要CPU的干預(yù)。
對于一塊具體的網(wǎng)卡，如果網(wǎng)卡支持完全自動檢測，那么一個參數(shù)也不用指定，驅(qū)動程序的檢測例程會自動設(shè)定所需參數(shù)。一般情況，你需要人工設(shè)定這些參數(shù)的一部分。如果你的網(wǎng)卡使用端口輸入輸出模式，你要設(shè)定端口號和中斷號。如果你的網(wǎng)卡使用DMA模式，你要設(shè)定DMA通道和中斷號。如果你的網(wǎng)卡使用共享存儲區(qū)的模式，那你就得設(shè)定共享存儲區(qū)的地址范圍。
3.驅(qū)動程序的使用方式
有了網(wǎng)卡的驅(qū)動程序后，你可以選擇是把驅(qū)動程序加入到Linux核心之中還是把驅(qū)動程序加工成獨(dú)立模塊。Linux系統(tǒng)一個引人入勝的長處就是可以定制系統(tǒng)的核心。把需要頻繁調(diào)用的功能加入系統(tǒng)核心，可以大大提高系統(tǒng)的效率。在這種情況下系統(tǒng)啟動時，系統(tǒng)核心自動加載網(wǎng)卡的驅(qū)動程序。驅(qū)動程序的參數(shù)可以通過LILO命令參數(shù)加以指
定。系統(tǒng)啟動后驅(qū)動程序永久駐留核心，不能用常規(guī)的方法將其卸載。至于定制的系統(tǒng)核心，是通過重新編譯得到的；如何編譯核心將在后文敘及。
如果把驅(qū)動程序編譯成可裝載模塊，就可以用系統(tǒng)提供的命令在系統(tǒng)啟動后隨時加載。隨時加載的好處是減少內(nèi)存開銷，易于管理，但同時也犧牲了一點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男?。?qū)動程序的參數(shù)是在命令行中直接輸入或通過配置文件指定。二、網(wǎng)卡安裝前的準(zhǔn)備在安裝網(wǎng)卡前，務(wù)必檢查是否具備下列條件：
1.硬件方面
以太網(wǎng)卡
網(wǎng)絡(luò)連接線及連接頭，如10base－T一般為8芯雙絞線配RJ－45接口
2.軟件方面
Linux操作系統(tǒng)
網(wǎng)卡驅(qū)動程序(目標(biāo)碼或源代碼)
＊網(wǎng)卡配置程序
＊軟件開發(fā)工具，如GNU工具包(包括編譯器gcc、make等)
3.系統(tǒng)配置信息
可用的端口地址
可用的中斷號
以上不帶星號標(biāo)記的是必要條件，帶星號的是視情況不同而要求的條件。具體情況在下面進(jìn)一步說明。
三、網(wǎng)卡的安裝及配置
第一步：配置以太網(wǎng)卡的工作參數(shù)
配置網(wǎng)卡就是配置網(wǎng)卡的工作參數(shù)，如端口地址、中斷號等。網(wǎng)卡的缺省參數(shù)一般存儲于網(wǎng)卡內(nèi)部的EEPROM，這是網(wǎng)卡出廠前設(shè)置好的。缺省參數(shù)在大多數(shù)情況下是可行的，但如果這些參數(shù)與你的系統(tǒng)有沖突并且網(wǎng)卡又不支持軟件動態(tài)設(shè)置，那么你就要使用網(wǎng)卡的設(shè)置程序。并不是所有的網(wǎng)卡都要經(jīng)過這一步，因?yàn)橛行┚W(wǎng)卡支持通過驅(qū)動軟件及其輸入?yún)?shù)來確定網(wǎng)卡的工作參數(shù)?？梢酝ㄟ^查閱網(wǎng)卡使用說明書來確定這一點(diǎn)。
網(wǎng)卡的設(shè)置程序與驅(qū)動程序不同，設(shè)置程序僅僅用來對網(wǎng)卡EEPROM中的設(shè)置進(jìn)行修改。網(wǎng)卡程序本身可能運(yùn)行在其它操作系統(tǒng)下，如WINDOWS95/98、OS/2、DOS等。如果是非Linux平臺，那你就先在適合設(shè)置程序運(yùn)行的系統(tǒng)中安裝網(wǎng)卡，按設(shè)置程序說明設(shè)置網(wǎng)卡參數(shù)。然后再在Linux系統(tǒng)下安裝該網(wǎng)卡。
第二步：安裝Linux系統(tǒng)
假如你將要安裝以太網(wǎng)卡的Linux系統(tǒng)本身還未安裝，那么可以先試著在安裝Linux的同時安裝網(wǎng)卡。這一步成功的前提是你的Linux發(fā)行版本包含將要安裝的網(wǎng)卡的驅(qū)動程序。
運(yùn)行Linux的安裝程序，按提示進(jìn)行操作，別忘了安裝核心的網(wǎng)絡(luò)部分。當(dāng)進(jìn)行到LAN配置時，安裝程序會列出它支持的所有網(wǎng)卡的類型?？纯茨愕木W(wǎng)卡是否榜上有名。隨著Linux發(fā)行版本的不斷升級，目前RedHat6.0已經(jīng)覆蓋了常用的網(wǎng)卡類型。如果很幸運(yùn)地你的網(wǎng)卡恰好在其中，那么下文討論的很多步驟都可以不必考慮了，安裝程序會自動完成網(wǎng)卡的安裝與驅(qū)動。但如果沒找到適用于你的網(wǎng)卡類型，也不必?fù)?dān)心，繼續(xù)下一步。
第三步：手工安裝網(wǎng)卡
安裝網(wǎng)卡也就是安裝網(wǎng)卡的驅(qū)動程序。網(wǎng)卡要工作必須要有驅(qū)動程序，并且驅(qū)動程序越成熟越好。驅(qū)動程序一般由網(wǎng)卡的生產(chǎn)或供應(yīng)商提供。由于Linux是一個起步不久的新興操作系統(tǒng)，網(wǎng)卡的生產(chǎn)商并不一定提供Linux環(huán)境下的驅(qū)動程序。這時候你就得從其它途徑想辦法了，比如到INTERNET上專門提供硬件驅(qū)動程序的網(wǎng)站查找一下，也可以在新聞組上貼個求助信息。總之，只有得到網(wǎng)卡的驅(qū)動程序后，方可進(jìn)行下一步。
網(wǎng)卡的驅(qū)動程序有兩種類型。一是可直接使用的二進(jìn)制代碼；另一種是驅(qū)動程序的源代碼。二進(jìn)制代碼一般是預(yù)先編譯好的可裝載模塊。源代碼可以編譯成可裝載模塊，也可以編譯成系統(tǒng)核心的一部分。如何把源代碼編譯成可裝載模塊不在本文討論之列，具體可以查閱驅(qū)動程序的說明書。
1.可裝載模塊的使用
系統(tǒng)提供了一組命令用于將驅(qū)動程序模塊載入內(nèi)存執(zhí)行。這些命令包括modprobe、insmod、Ismod、rmmod。modprobe與insmod命令功能相似，但是方式各異。
modprobe命令使用配置文
件/erc/config.modules來加載可執(zhí)行模塊。要用modprobe命令加載以太網(wǎng)卡的驅(qū)動程序，可以在config.modules文件中加入：
aliaseth0drivermodule(drivermodule是驅(qū)動程序模塊的名稱)
這行配置信息把以太網(wǎng)卡的設(shè)備名與驅(qū)動程序模塊聯(lián)系起來。modprobe命令依據(jù)這條信息，自動加載存放于/lib/library/xxxx/net目錄下名為drivermodule.o的模塊。因此要使modprobe命令找到驅(qū)動程序模塊，必須將該模塊放在/lib/library/xxxx/net目錄下。
那么驅(qū)動程序的參數(shù)如何指定呢?還是使用conf.modules文件。方法是在接著上述配置信息的后面加入下行信息：
optionsdrivermoduleparml=valuel,parm2=value2,……
這里parm1是驅(qū)動程序可以接受的參數(shù)名，valuel是該參數(shù)值；依次類推。
比如optionscs89x0io=0x200irq=0xAmedia=aui
insmod命令直接通過命令行參數(shù)將驅(qū)動程序模塊載入內(nèi)存，并可以在命令中指定驅(qū)動程序參數(shù)。例如：
insmoddrivermodule.oparml=valuel,parm2=value2,……
以上兩個命令中可以使用驅(qū)動程序參數(shù)要依據(jù)具體的網(wǎng)卡及其驅(qū)動程序而定，要仔細(xì)閱讀網(wǎng)卡及驅(qū)動程序的說明書。有的網(wǎng)卡驅(qū)動程序可以用這些參數(shù)覆蓋網(wǎng)卡本身EEPROM中存儲的參數(shù)。有的則必須使用EEPROM中的參數(shù)。有的因?yàn)轵?qū)動程序不自動檢測網(wǎng)卡使用的參數(shù)，所以還得把網(wǎng)卡使用的EEPROM中的參數(shù)傳給驅(qū)動程序。
卸載驅(qū)動程序模塊使用rmmod命令：
rmmoddrivermodule.o
2.把驅(qū)動程序編譯入系統(tǒng)核心
除了以可裝載模塊的形式使用驅(qū)動程序，還可以把驅(qū)動程序編譯進(jìn)Linux核心，以獲取更高的效率。這種方式需要驅(qū)動程序的源代碼、Linux核心源代碼及其編譯工具。Linux核心的編譯過程包括配置核心、重建依賴關(guān)系、生成核心代碼等步驟。配置核心的過程是用系統(tǒng)提供的配置工具(makeconfig或makemenuconfig)重新生成用來編譯核心的眾多make文件的過程。為了讓核心的配置工具了解你的網(wǎng)卡驅(qū)動程序，你需要修改一些核心的配置文件。
(1)修改配置文件：主要修改核心源代碼目錄下的四個文件，即drivers/net/CONFIG文件、drivers/net/Config.in文件、drivers/net/Makefile文件和drivers/net/Space.c文件。CONFIG和Config.in文件用于控制核心配置工具(makeconfig或makemenuconfig)的運(yùn)行，主要是加入關(guān)于是否包括該網(wǎng)卡的支持提示。Makefile和Space.c文件用于編譯核心代碼并說明面向核心的接口。詳細(xì)語句參見下面例子。
(2)運(yùn)行核心配置工具：在核心源代碼目錄下執(zhí)行makeconfig或makemenuconfig命令。makeconfig是面向命令行的，通過逐句回答提問來配置核心。由于其在配置過程中不可改變或撤消以前的回答，故多有不便。makemenuconfig則是通過窗口菜單方式，使用起來很方便。就本文而言，你只要在上一步中正確修改了配置文件，那么在config中會出現(xiàn)是否需要該網(wǎng)卡支持的提問，你選擇‘y’。或者在menuconfig中的network菜單中出現(xiàn)表示該網(wǎng)卡的菜單項(xiàng)，把它選上即可。
(3)重建依賴關(guān)系：很簡單，執(zhí)行makedep和makeclean命令。
(4)生成核心代碼：執(zhí)行makezImage命令。這個命令開始真正編譯核心代碼，并把核心代碼存放為arch/i386/boot目錄下的zImage。
(5)為了使用新的核心代碼，你需要用新的核心代碼替換原有的。原有的核心代碼一般存放在/boot目錄下，文件名稱類似于vmlinuz－v.s.r－m(v.s.r－m)表示核心的版本號)。如vmlinuz－2.0.34－1。執(zhí)行下列命令：
cparch/i386/boot/zImage/boot/vmlinuz－v.s.r－m
為了安全起見，可以先把原有的核心代碼做個備份，以便發(fā)生錯
誤時恢復(fù)。
至此，你可以重新引導(dǎo)系統(tǒng)以使用新的帶有正確網(wǎng)卡驅(qū)動支持的Linux核心。唯一剩下未解決的是驅(qū)動程序的參數(shù)問題。有些網(wǎng)卡驅(qū)動程序如果不輸入?yún)?shù)，那它工作就會不正常，甚至根本不工作。由于現(xiàn)在網(wǎng)卡的驅(qū)動程序是系統(tǒng)啟動時由核心載入運(yùn)行的，系統(tǒng)啟動之后用戶就很難改變這些參數(shù)了，所以你必須在系統(tǒng)啟動時告訴Linux核心網(wǎng)卡驅(qū)動程序使用的參數(shù)。具體方法有兩種：
(1)在系統(tǒng)引導(dǎo)程序LILO中輸入。
在LILO開始引導(dǎo)系統(tǒng)時，用ether子命令設(shè)定以太網(wǎng)卡驅(qū)動程序的參數(shù)。ether命令的使用方式為：
LILO：linuxether=IRO.BASE_ADDR,NAME
這里帶下劃線的是要輸入的部分，IRQ表示中斷號，BASE_ADDR表示端口號，NAME表示網(wǎng)卡的設(shè)備名。例如：linuxether=15,0x320,eth0
(2)在LILO配置文件中設(shè)定。
每次在系統(tǒng)啟動時再輸入驅(qū)動程序參數(shù)似乎有點(diǎn)過于麻煩。幸好系統(tǒng)提供了LILO的配置文件可以用來永久性的設(shè)置Linux系統(tǒng)啟動時的子命令。方法是在/etc/lilo.conf文件中的適當(dāng)位置加入以下一行：
append=“ether=IRQ,BASE_ADDR,NAME”
這里帶下劃線部分的意義同上。加入這一行后，還需要用/sbin/lilo命令把這個配置寫入引導(dǎo)程序。
第四步：網(wǎng)絡(luò)配置及測試
安裝完網(wǎng)卡就可以配置網(wǎng)絡(luò)通信了。配置網(wǎng)絡(luò)簡單地就是使用ifconfig命令，
例如：
ifconfigeth01.2.3.4netmask255.0.0.0up
最后ping一下網(wǎng)上其它機(jī)器的ip地址，檢查網(wǎng)絡(luò)是否連通。
五、一個以太網(wǎng)卡安裝實(shí)例
下面以Cirrus公司生產(chǎn)的CrystalCS8920以太網(wǎng)卡為例，詳細(xì)說明上述安裝配置過程。本例中，有些命令參數(shù)，如核心源代碼目錄等，是以我使用的系統(tǒng)環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)。具體應(yīng)用中還要加以本地化。為了更接近實(shí)際，例子中也包括了對安裝中碰到的問題的描述。
1.此網(wǎng)卡是IBMPC機(jī)的內(nèi)置式網(wǎng)卡，機(jī)器只提供了Windows95/98環(huán)境下的驅(qū)動程序。由于RedHat5.0發(fā)行版本尚未提供對此網(wǎng)卡的直接支持，所以從Cirrus的站點(diǎn)上找到并下載了該網(wǎng)卡驅(qū)動程序的Linux版本，是一個名為Linux102_tar.gz的壓縮文件。
2.文件Linux102_tar.gz解壓后包括五個文件。包括源代碼，僅適用于Linux2.0版本的目標(biāo)模塊以及readme文件。
3.查閱readme文件后，了解到這個驅(qū)動程序只能使用網(wǎng)卡EEPROM中設(shè)定的端口號(I/O基地址)、中斷號。為了知道網(wǎng)卡EEPROM的設(shè)置，又從Cirrus站點(diǎn)下載了該網(wǎng)卡DOS版本的設(shè)置程序setup.exe
4.在DOS中運(yùn)行setup.exe，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)卡的起始端口號為0x360，中斷號為10，與別的設(shè)備有沖突。選擇setup.exe程序的相應(yīng)菜單，把中斷號改成5。另外，此驅(qū)動程序不支持plugandPlay，故也在setup.exe中將網(wǎng)卡的PnP功能屏蔽掉。
5.我所使用的RedHat5.0的Linux核心版本為2.0.34,所以不能用現(xiàn)成的驅(qū)動程序目標(biāo)模塊，需要自己動手編譯。如上文所述，有兩種方式使用此驅(qū)動程序。
6.如果要編譯成獨(dú)立模塊，執(zhí)行下列命令：
gcc－D_KERNEL_－I/usr/src/linux/include－I/usr/src/linux/net/inet－Wall－Wstrictprototypes－02－fomit－frame－pointer－DMODULE－DCONFIG_MODVERSIONS－ccs89x0.c
編譯結(jié)果是名為cs89x0.o的驅(qū)動程序目標(biāo)模塊。要裝載此驅(qū)動程序，輸入下列命令：insmodcs89x0.oio=0x360irq=10
要卸載此驅(qū)動程序，用rmmod命令：
rmmodcs89x0.o
7.如果要將驅(qū)動程序編進(jìn)系統(tǒng)核心，
修改/usr/src/linux/drivers/net/CONFIG,加入：
CS89x0_OPTS=
修改/usr/src/linux/drivers/net/Config.in，加入：
tristate‘CS8920Support’CONFIG_CS8920
以上兩行是為了讓makeconfig在配置過程中詢問是否增加CS8920網(wǎng)卡的支持。修改/usr/src/linux/drivers/net/Makefile加入：
ifeq((CONFIG_CS8920),y)
L_OBJS＋=cs89x0.o
endif
修改/usr/src/linux/drivers/net/Space.c，加入：
externintcs89x0_probe(structdevice＊dev);
……
＃ifdefCONFIG_CS8920
＆＆cs89x0_probe(dev)；
＃endif
以上兩段是為了編譯并輸出網(wǎng)卡驅(qū)動程序及其例程。
把驅(qū)動程序源代碼拷到/usr/src/linux/drivers/net目錄下。
在/usr/src/linux目錄下執(zhí)行makeconfig或makemenuconfig，選擇核心CS8920網(wǎng)卡支持。
執(zhí)行makedep、makeclean命令。最后用makezImage編譯Linux核心。
（1）系統(tǒng)發(fā)展歷史的回顧與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展潮流追蹤許多學(xué)校的計(jì)算機(jī)專業(yè)在講解操作系統(tǒng)課程時，往往局限于介紹具體方法和技術(shù)細(xì)節(jié)，忽略對技術(shù)發(fā)展歷史和當(dāng)前技術(shù)潮流的詮釋。既不能開拓學(xué)生專業(yè)視野，又無法對專業(yè)歷史有深入的了解。本門課程爭取使用3－4學(xué)時的時間詳細(xì)講解操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史、著名人物、分類體系和技術(shù)發(fā)展趨勢。這樣的內(nèi)容極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)使命感，具有很好的教學(xué)效果。
（2）作系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)原理與核心技術(shù)方法的分析講解本門課程注重對基礎(chǔ)專業(yè)理論的講解，從五個方面詳細(xì)剖析操作系統(tǒng)的核心原理。對進(jìn)程管理、存儲管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備管理、系統(tǒng)接口等基本的設(shè)計(jì)原理均進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析。操作系統(tǒng)的各種基本設(shè)計(jì)原理中包含了大量的算法設(shè)計(jì)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化考慮，在教學(xué)過程中，要特別注重剖析算法設(shè)計(jì)思想和優(yōu)化教學(xué)法的差別，強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)生的主動思考能力，而不是僵化的向?qū)W生灌輸思想。
（3）真實(shí)操作系統(tǒng)案例的組成結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)特色剖析對比。操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理體系嚴(yán)密，各種技術(shù)方法錯綜復(fù)雜。要注重選用真實(shí)操作系統(tǒng)作為學(xué)習(xí)的案例。通過對真實(shí)案例的剖析以提高學(xué)生的感性認(rèn)識。例如在講解“進(jìn)程管理”時，將Linux系統(tǒng)與WindowsXP系統(tǒng)進(jìn)行對比；講解“文件系統(tǒng)”時，對Linux、FAT32、NTFS等各類不同的文件系統(tǒng)進(jìn)行對比；講解內(nèi)存管理時，對Minix、Linux、Win-dowsXP系統(tǒng)進(jìn)行對比。這樣的教學(xué)內(nèi)容雖然備課難度大，但是教學(xué)效果卻非常好。
（4）操作系統(tǒng)原理與計(jì)算機(jī)原理、編譯原理、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等課程的關(guān)聯(lián)?！恫僮飨到y(tǒng)原理》課程是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生在本科階段“承上啟下”的重要課程，講授過程中必須注重與其他專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容和知識的結(jié)合。在教學(xué)過程中，專門講解“操作系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)知識”以融合《計(jì)算機(jī)原理》課程知識；重點(diǎn)分析“應(yīng)用程序編譯鏈接過程”以融合《編譯原理》課程知識；在“進(jìn)程同步互斥、I/O設(shè)備同步阻塞－異步傳輸”的內(nèi)容中有機(jī)融合《數(shù)據(jù)庫原理》、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》的基本概念。這樣的關(guān)聯(lián)式教學(xué)方式使得學(xué)生能夠?qū)⒍嚅T專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行有機(jī)的融合貫通，有效的促進(jìn)了專業(yè)理論體系的完善。
基于以上對教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)的系列化分類，在選用優(yōu)秀計(jì)算機(jī)經(jīng)典教材的基礎(chǔ)上，必須強(qiáng)調(diào)教學(xué)方式的科學(xué)與合理，主要采用以下教學(xué)方式：
（1）定位于專業(yè)基礎(chǔ)必修課，幫助學(xué)生建立扎實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域各相關(guān)專業(yè)的學(xué)生都需要建立扎實(shí)完整的軟件基礎(chǔ)理論體系?！恫僮飨到y(tǒng)原理》是講述計(jì)算機(jī)硬件資源管理、應(yīng)用程序運(yùn)行控制、人機(jī)交互接口實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容的基礎(chǔ)性課程，在專業(yè)人才培養(yǎng)方面具有極為重要的作用。應(yīng)該不斷加強(qiáng)對《操作系統(tǒng)原理》課程的教學(xué)投入，積極完善師資隊(duì)伍、改進(jìn)教學(xué)計(jì)劃、建立完整實(shí)踐環(huán)境、主動追蹤技術(shù)發(fā)展潮流，使得本門課程的教學(xué)質(zhì)量不斷提升。
（2）面向應(yīng)用、軟件等各專業(yè)學(xué)生授課，實(shí)現(xiàn)“承上啟下”的總體教學(xué)目標(biāo)?！恫僮飨到y(tǒng)原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)必修基礎(chǔ)課，是自動化專業(yè)的專業(yè)選修課，也是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的軟件方向主干課。在教學(xué)計(jì)劃中，本門課程最主要的作用就是實(shí)現(xiàn)對低年級專業(yè)基礎(chǔ)知識的綜合與提升，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)、完整的專業(yè)基礎(chǔ)理論體系，培養(yǎng)學(xué)生的研究型思維和動手實(shí)踐能力，開拓學(xué)生的專業(yè)學(xué)術(shù)視野，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)發(fā)展奠定重要的基礎(chǔ)。
（3）原理、實(shí)踐、現(xiàn)實(shí)應(yīng)用相結(jié)合，為培養(yǎng)高水平專業(yè)人才服務(wù)?！恫僮飨到y(tǒng)原理》是綜合了基礎(chǔ)理論講授、動手實(shí)踐、觀察體驗(yàn)、最新技術(shù)發(fā)展潮流追蹤等多項(xiàng)內(nèi)容的專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程建設(shè)存在教學(xué)工作量大、上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)重要、學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重等特點(diǎn)，課程教學(xué)過程中，常常存在原理講授與上機(jī)實(shí)踐脫節(jié)、課堂學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用剝離的情況，導(dǎo)致老師在教學(xué)過程中常采用“灌輸式”教學(xué)法、學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常采用“機(jī)械記憶”的學(xué)習(xí)習(xí)慣，教學(xué)質(zhì)量難以提升。為此，在《操作系統(tǒng)原理》課程建設(shè)中應(yīng)該積極進(jìn)行教學(xué)改革和創(chuàng)新，近年來不斷引進(jìn)國內(nèi)外經(jīng)典操作系統(tǒng)教材，努力搭建多種操作系統(tǒng)平臺的上機(jī)實(shí)踐環(huán)境，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)和教學(xué)督導(dǎo)力度，加強(qiáng)對技術(shù)發(fā)展潮流的追蹤。
二、理論教學(xué)改革
操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中最重要的軟件，它能夠?qū)τ?jì)算機(jī)的硬件和軟件進(jìn)行有效的統(tǒng)一管理，便于用戶使用計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)課程是計(jì)算機(jī)類專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，其教學(xué)內(nèi)容主要包括進(jìn)程管理、處理機(jī)調(diào)度與死鎖、存儲器管理、設(shè)備管理和文件系統(tǒng)五大部分。系統(tǒng)安全問題是信息安全的一個重要研究方向，但是在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)課程中并沒有涉及到信息安全的相關(guān)知識，信息安全專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)完操作系統(tǒng)課程后，無法將其所學(xué)的知識與現(xiàn)有的系統(tǒng)安全問題相結(jié)合。因此，針對信息安全專業(yè)的特點(diǎn)，理論教學(xué)改革應(yīng)先從教學(xué)內(nèi)容入手，將信息安全中的系統(tǒng)安全技術(shù)與操作系統(tǒng)課程的現(xiàn)有內(nèi)容整合，通過講授操作系統(tǒng)各個部分的實(shí)現(xiàn)原理，讓學(xué)生深入了解對應(yīng)系統(tǒng)安全產(chǎn)生的原因和解決方法。如在講授內(nèi)存管理時，傳統(tǒng)操作系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容需要學(xué)生掌握操作系統(tǒng)是如何對內(nèi)存進(jìn)行分配、回收和調(diào)度。在信息安全專業(yè)的操作系統(tǒng)課程中，可以將緩沖區(qū)溢出的原理加入其中，使學(xué)生真正了解緩沖區(qū)溢出攻擊的實(shí)現(xiàn)方法和預(yù)防手段。通過上述將操作系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和信息安全知識有機(jī)的結(jié)合起來、相互滲透，學(xué)生對操作系統(tǒng)原理和系統(tǒng)安全知識的理解會更加透徹，同時為后續(xù)的計(jì)算機(jī)病毒與原理、網(wǎng)絡(luò)攻擊與防御、逆向工程等信息安全專業(yè)課程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、實(shí)踐教學(xué)改革
實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容是信息安全專業(yè)課程的一個重要環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)符合社會需求的工程性應(yīng)用人才，在信息安全專業(yè)課程的教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)方法，在保障理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。本節(jié)將從實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐活動三個方面來討論如何對操作系統(tǒng)課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
為操作系統(tǒng)課程開設(shè)合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是非常困難的，主要問題在于很難找到合適的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，大多數(shù)的操作系統(tǒng)相對于學(xué)生來說，太大、太復(fù)雜，學(xué)生很難在短時間內(nèi)將操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)代碼弄清楚。盡管可以讓學(xué)生分塊的實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的各個功能，如CPU調(diào)度、內(nèi)存管理等，但是在復(fù)雜操作系統(tǒng)中，改變其中的一個功能模塊，其工作量也是非常巨大的。因此，在選擇操作系統(tǒng)作為課程環(huán)境時，需要考慮以下問題：（1）所選操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法要盡量簡單，便于學(xué)生快速掌握系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)框架，理解各部分的實(shí)現(xiàn)思路和方法。（2）所選的操作系統(tǒng)源代碼完整且完全公開。學(xué)生可以通過在學(xué)習(xí)現(xiàn)有操作系統(tǒng)源碼的基礎(chǔ)上，深入理解操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理。（3）所選操作系統(tǒng)有相應(yīng)的說明文檔，便于學(xué)生學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)思維。（4）所選操作系統(tǒng)允許程序員修改，可以重新編譯、運(yùn)行。允許學(xué)生對操作系統(tǒng)代碼進(jìn)行修改，是對學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要手段。學(xué)生根據(jù)課上所學(xué)的理論知識，可以自行修改操作系統(tǒng)功能，并且便于教師添加信息安全的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)以上幾點(diǎn)，Minix系統(tǒng)是較適合作為操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)環(huán)境的系統(tǒng)，而且Minix系統(tǒng)中已經(jīng)包含了一些安全機(jī)制，如特權(quán)管理和訪問控制。在操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，首先要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識讀懂對應(yīng)的Minix系統(tǒng)源代碼，然后要求學(xué)生分模塊的實(shí)現(xiàn)對應(yīng)功能。操作系統(tǒng)原理課程與教學(xué)內(nèi)容同步的實(shí)驗(yàn)學(xué)時為20學(xué)時，除了傳統(tǒng)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：進(jìn)程管理（4學(xué)時）、進(jìn)程通信（2學(xué)時）、內(nèi)存管理（4學(xué)時）、文件系統(tǒng)（2學(xué)時）之外，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中還添加了信息安全相關(guān)實(shí)驗(yàn)緩沖區(qū)溢出（2學(xué)時）、訪問控制（2學(xué)時）、加密文件系統(tǒng)（2學(xué)時）、資源競爭（2學(xué)時）。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)型兩類實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際動手能力。
2.課程設(shè)計(jì)。
除了與操作系統(tǒng)課程同步的實(shí)驗(yàn)教學(xué)之外，還可以開設(shè)課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能夠利用所學(xué)操作系統(tǒng)知識，開發(fā)、實(shí)現(xiàn)相關(guān)工具，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)、開發(fā)能力。操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是讓學(xué)生分模塊的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)功能，此類實(shí)驗(yàn)對學(xué)生理解操作系統(tǒng)的整體架構(gòu)和工作原理幫助不大，學(xué)生無法將各個小的功能模塊聯(lián)系成為一個完整的管理軟件，即操作系統(tǒng)。而課程設(shè)計(jì)的目的是將操作系統(tǒng)課程和其他信息安全相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容相整合，最終實(shí)現(xiàn)能夠滿足實(shí)際需求的工程項(xiàng)目。課程設(shè)計(jì)相對實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說內(nèi)容較豐富，需要學(xué)生組隊(duì)、合作完成對應(yīng)的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目。針對信息安全專業(yè)的特點(diǎn)，可以考慮添加與信息安全相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如PE（PortableExecutable）文件分析、Windows病毒開發(fā)、系統(tǒng)安全工具開發(fā)等。通過上述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在了解操作系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，開發(fā)實(shí)用的信息安全軟件和工具。通過開設(shè)課程設(shè)計(jì)，既能鍛煉學(xué)生的實(shí)際動手能力，又能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
3.實(shí)踐活動。
除了課堂教學(xué)之外，鼓勵學(xué)生參加各項(xiàng)實(shí)踐活動也是非常有必要的。組織學(xué)生成立大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，參加校內(nèi)外舉辦的信息安全競賽都是提高學(xué)生實(shí)踐能力的途徑。本校每年都組織本專業(yè)內(nèi)、校內(nèi)、省內(nèi)及全國信息安全競賽，同時積極鼓勵學(xué)生參加校外信息安全競賽。在此類競賽中一個重要的考核部分是關(guān)于系統(tǒng)安全，即對操作系統(tǒng)漏洞地挖掘和利用，通過以學(xué)科競賽為平臺，將操作系統(tǒng)教學(xué)引向縱深方向，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，優(yōu)化了學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了學(xué)生與其他高校學(xué)生和教師的交流，以比賽來使學(xué)生得到進(jìn)步。此外，學(xué)院還邀請其他高校、公司有經(jīng)驗(yàn)的教師、優(yōu)秀的校友和技術(shù)人員來校講座，增加學(xué)生對外溝通和交流的機(jī)會，讓學(xué)生能夠接觸到新的、實(shí)用的業(yè)界動態(tài)，為今后工作做準(zhǔn)備。從實(shí)踐活動效果來看，學(xué)生的實(shí)際開發(fā)能力提升很快，能夠?qū)⒗碚撝R更好地融合到實(shí)際開發(fā)中。此外，實(shí)踐活動還可以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)，通過高年級帶動低年級學(xué)生，使新生能更早、更快地融入到專業(yè)學(xué)習(xí)中。本校通過幾年的嘗試，取得了初步成績，學(xué)生在各項(xiàng)信息安全賽事中取得了優(yōu)異的成績，培養(yǎng)出來的學(xué)生也受到了用人單位的認(rèn)可。
1.1CDIO環(huán)節(jié)之設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)教學(xué)方案這一環(huán)節(jié)要求提高學(xué)生的感性認(rèn)識，為學(xué)生主動建構(gòu)打下基礎(chǔ)。教師可按照從感性到理性的原則安排課程教學(xué)，結(jié)合實(shí)際案例組織教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)主動建構(gòu)；利用多媒體教學(xué)手段和多種形式的教學(xué)資源，在各個教學(xué)環(huán)節(jié)中保護(hù)學(xué)生的積極性；創(chuàng)造交互式的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生的主動建構(gòu)得以保障；開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)平臺，為學(xué)生創(chuàng)造一個交互式的學(xué)習(xí)環(huán)境，能滿足個性化學(xué)習(xí)的要求；注重能力培養(yǎng)，使學(xué)生的主動建構(gòu)得以發(fā)展。教師在授課過程中應(yīng)該合理組織教學(xué)流程，精心策劃教學(xué)方案，可以“內(nèi)容復(fù)習(xí)—新課引入—主題教學(xué)—總結(jié)回顧—課堂練習(xí)”作為主線開展教學(xué)。在每一章中引入該章內(nèi)容導(dǎo)讀，概述該章主要內(nèi)容及教學(xué)要求，讓學(xué)生先從整體上了解該章的知識框架，清楚地認(rèn)識到該章的重、難點(diǎn)所在。在某一具體章節(jié)的教學(xué)中，教師可將微格教學(xué)思想及微格教學(xué)5個環(huán)節(jié)（導(dǎo)入、板書、提問、講解、課結(jié)）很好地融入該門課程。教師需要構(gòu)建和諧的課堂教學(xué)氛圍，將教學(xué)過程視為是教師有目的、有計(jì)劃引導(dǎo)學(xué)生在掌握系統(tǒng)的科學(xué)文化基礎(chǔ)知識和形成基本技能的基礎(chǔ)上，促進(jìn)學(xué)生身心全面發(fā)展的過程。教學(xué)過程是學(xué)生在教師指導(dǎo)下的一種積極主動認(rèn)知過程，是師生的雙向交流與合作過程。教師應(yīng)重視課堂提問，以操作系統(tǒng)中的一些基礎(chǔ)理論或簡單應(yīng)用為提問內(nèi)容，可以請學(xué)生參與回答，也可以自問自答，這樣既能幫助鞏固知識，又能活躍課堂氣氛并將學(xué)生的學(xué)習(xí)成效及時反饋給任課教師。
1.2CDIO環(huán)節(jié)之實(shí)現(xiàn)
1）課堂表達(dá)?？紤]到成教生的自身特點(diǎn)，教師在該門課程教學(xué)中應(yīng)盡量做到用語通俗易懂，將一些操作系統(tǒng)中本身較為抽象的術(shù)語及定義轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮樾蜗蠡吧罨恼Z言。對于某些基本概念，教材的定義都非常嚴(yán)謹(jǐn)而規(guī)范，但是教師可以通過自己的理解將其簡化，不要求學(xué)生死記硬背，而是知其意，概其義，如講到進(jìn)程與程序之間的關(guān)系時，教師可以這樣描述：程序好比一份菜譜，是靜態(tài)的，而進(jìn)程就像一位廚師按照菜譜炒菜的過程，是運(yùn)行的、動態(tài)的，二者相輔相成，進(jìn)程存在的目的就是為了執(zhí)行程序，而程序又是以進(jìn)程的形式存在以接受操作系統(tǒng)的調(diào)度。再以存儲管理為例，學(xué)生通常不容易建立起存儲管理的過程思維圖，教師可將其與生活中的實(shí)際結(jié)合起來進(jìn)行闡述。操作系統(tǒng)的存儲管理如同一個大農(nóng)場主管理著一個大莊園，當(dāng)有農(nóng)戶需要租用田地時，農(nóng)場主就分配一塊地給他種（用戶區(qū)分配），等到地里長出了果實(shí)（結(jié)果出來后），農(nóng)場主還得收回這塊地（存儲空間回收）。為了管好這片田地，農(nóng)場主還要管好莊園的門，凡是要進(jìn)去種地的，都得由他根據(jù)申請人的需要讓其到位置確定的實(shí)際田地干活（把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址）。莊園里還有一些大家可以共同使用的地方，如農(nóng)場主的花園、工具房等，大家可以進(jìn)去，也可以使用，但是不許改變?nèi)魏维F(xiàn)有的東西，還有每個農(nóng)戶只能在自己的地里耕種，如果有人越權(quán)侵犯別人的領(lǐng)土就要受到懲罰享和保護(hù)）。當(dāng)然，再大的地也不夠多，農(nóng)場主為了多賺些錢，當(dāng)把所有的地都租出去的時候，他會想辦法把有些種田人暫時不種的那塊地里的東西連地皮一起挖出來，放到倉庫里堆著，然后把地騰出來租給別人種（這就是“虛擬存儲”）。通過這樣一個生活中的實(shí)例，教師可以更加形象、直觀地讓學(xué)生理解存儲管理的過程及相關(guān)定義，再以此為基礎(chǔ)分析其工作原理，讓學(xué)生由感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識，這也是一個知識逐步升華的過程。
2）算法演示。操作系統(tǒng)課程中有一些重要的算法，教材中一般會給出相關(guān)算法的思想及應(yīng)用舉例，那么如何能更生動地分析算法的執(zhí)行過程呢？筆者認(rèn)為可以設(shè)計(jì)基于Flash的算法演示動畫，如進(jìn)程狀態(tài)變遷圖、銀行家算法、進(jìn)程死鎖、地址轉(zhuǎn)換、頁面調(diào)度等一系列算法均可以由教師設(shè)計(jì)成Flas，通過其動態(tài)演示效果分析算法的思想及執(zhí)行過程，幫助學(xué)生更好地理解算法原理，進(jìn)而達(dá)到算法應(yīng)用的目的。教師在算法演示中應(yīng)遵循循序漸進(jìn)的原則，首先介紹算法思想，然后由此推導(dǎo)出算法模型及相關(guān)公式，再過渡到分步驟的動態(tài)演示，期間應(yīng)設(shè)置暫停按鈕，允許以交互式的方式控制算法的執(zhí)行。
1.3CDIO環(huán)節(jié)之運(yùn)作
1）搭建實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。對于某些基礎(chǔ)性的重要算法，還可結(jié)合算法思想編程實(shí)現(xiàn)并在虛擬機(jī)環(huán)境下安裝相應(yīng)版本的操作系統(tǒng)加以運(yùn)行，如并發(fā)過程中的進(jìn)程創(chuàng)建、進(jìn)程通信，文件管理中虛擬文件系統(tǒng)的創(chuàng)建，設(shè)備管理中驅(qū)動程序的工作過程等。學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程的目的是為了理解操作系統(tǒng)的基本原理，進(jìn)而過渡到使用、維護(hù)并具備一定的開發(fā)能力，因此實(shí)踐環(huán)節(jié)尤為重要，教師可結(jié)合CDIO理念中提出的“做中學(xué)”及“基于項(xiàng)目教學(xué)”思想，按照CDIO大綱要求，努力培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作和人際溝通的能力。教師可以設(shè)置若干個綜合性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生以小組合作的形式完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將任務(wù)劃分為方案設(shè)計(jì)、代碼調(diào)試、報(bào)告填寫，小組內(nèi)的成員可以自行決定其扮演的角色。每個小組根據(jù)事先計(jì)劃完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)，最終形成一份項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告并制作PPT文稿，分組進(jìn)行演示答辯。這樣既能夠讓學(xué)生根據(jù)自己的特長參與到項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中，又增強(qiáng)了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，同時鑒于成教生的編程功底較弱，因此整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的側(cè)重點(diǎn)在于程序的運(yùn)行調(diào)試上，教師在項(xiàng)目執(zhí)行的中期可以針對較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目給出一部分實(shí)驗(yàn)源代碼，各小組只需將空缺代碼補(bǔ)齊即可運(yùn)行，讓學(xué)生著重體會程序的運(yùn)行效果并由此聯(lián)系自己在使用操作系統(tǒng)過程中對諸如此類功能的設(shè)置等。這樣將書中原理過渡到實(shí)際應(yīng)用，才能讓學(xué)生真正理解操作系統(tǒng)的5大功能如何發(fā)揮作用。
2）構(gòu)建輔助學(xué)習(xí)平臺。教師可利用開發(fā)設(shè)計(jì)的輔助學(xué)習(xí)平臺為學(xué)生提供交流學(xué)習(xí)的空間。結(jié)合操作系統(tǒng)課程特點(diǎn)開發(fā)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺是新形勢下課程發(fā)展的必然趨勢。成教生基于自身特點(diǎn)，可能由于工作原因不能兼顧每一次的課堂教學(xué)，如果缺席了相關(guān)內(nèi)容的課堂教學(xué)又沒有及時補(bǔ)救，那么就會造成知識脫節(jié)，因此利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺將使學(xué)生的學(xué)習(xí)不再僅局限于課堂內(nèi)，學(xué)習(xí)過程不再受時間、空間的限制，也為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件，充分體現(xiàn)CDIO的“做中學(xué)”。為典型的輔助學(xué)習(xí)平臺架構(gòu)。觀察該圖的各個模塊可以發(fā)現(xiàn)，通過網(wǎng)絡(luò)答疑能及時解決學(xué)生提出的問題，也能增強(qiáng)師生間的交流與互動。在“問題討論”區(qū)中，學(xué)習(xí)者之間也可以互動合作，分享學(xué)習(xí)過程中的經(jīng)驗(yàn)體會，推薦優(yōu)秀的學(xué)習(xí)資源，這種方式能將大家凝聚為一個團(tuán)隊(duì)，相互推動，相互進(jìn)步。在“課程學(xué)習(xí)”模塊中，學(xué)生可以自主選擇“在線練習(xí)”或“在線測試”對所學(xué)知識進(jìn)行自我檢測，以此發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)中的不足并實(shí)時補(bǔ)救。
2效果評價
在面向成人教育的操作系統(tǒng)課程教學(xué)中，將CDIO教學(xué)理念引入其中，充分考慮學(xué)生的主動性及能動性，令學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及綜合運(yùn)用知識能力得到鍛煉與提升，學(xué)習(xí)效果良好，自考合格率有較大提高，學(xué)生對課程的教學(xué)評定為優(yōu)秀。我們對近3年來學(xué)習(xí)該門課程學(xué)生的情況進(jìn)行對比，通過匯總學(xué)生學(xué)習(xí)情況數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)基于CDIO模式的課程教學(xué)效果理想，學(xué)生掌握了更多的理論知識，提升了實(shí)踐能力，提高了自我認(rèn)可度和對授課教師的認(rèn)可度。操作系統(tǒng)課程教學(xué)情況匯
引言
隨著國內(nèi)汽車電子產(chǎn)業(yè)的不斷升級和研發(fā)投入不斷加大，國內(nèi)生產(chǎn)的汽車電子簡單的ECU已經(jīng)越來越普及，例如車載音響，儀表，車身控制BCM，動力轉(zhuǎn)向EPS等等。越來越多的企業(yè)將精力投入到比較復(fù)雜的控制領(lǐng)域，比如發(fā)動機(jī)控制，防抱死系統(tǒng)(ABS)等，對于這些邏輯復(fù)雜、實(shí)時性和安全性高的控制任務(wù)，傳統(tǒng)的前后臺系統(tǒng)模式非實(shí)時處理的弊端越來越呈現(xiàn)，這就勢必需要用到實(shí)時操作系統(tǒng)來管理這些任務(wù)。
OSEK標(biāo)準(zhǔn)是1993年德國汽車工業(yè)界聯(lián)合推出了“汽車電子的開放式系統(tǒng)及接口軟件規(guī)范”，即OSEK(opensystemandthecorrespondinginterfacesforautomotiveelectronics)。1994年法國汽車工業(yè)界的相似規(guī)范VDX(vehicledistributedexecutive)和OSEK規(guī)范合并，從而形成OSEK/VDX規(guī)范體系。當(dāng)前OSEK標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為汽車電子軟件開發(fā)領(lǐng)域中的通用標(biāo)準(zhǔn)，旨在增強(qiáng)軟件代碼安全性、移植性，減少軟件開發(fā)周期。
目前，市場上通用的開源RTOS有很多，比如μC/OS-Ⅱ，F(xiàn)reeRTOS，Linux-2.6等，但是這些核多半是用于通用領(lǐng)域或者安全性要求不太高的領(lǐng)域，如果將這些移植到汽車電子動力安全控制領(lǐng)域，是不太合時宜的；而且，這些核本身不是基于OSEK標(biāo)準(zhǔn)，如果引入OSEK標(biāo)準(zhǔn)，無疑加大了內(nèi)核移植的難度。NEC電子的實(shí)時操作系統(tǒng)RX850是一款基于OSEK標(biāo)準(zhǔn)的汽車級專用RTOS，其內(nèi)核的實(shí)時性已經(jīng)得到第三方的專業(yè)測試。它已經(jīng)被移植到了NEC芯片的集成開發(fā)環(huán)境PMPlus和GreenHills，客戶只需要在IDE(IntegratedDevelopEnvironment)中編寫腳本文件來配置RTOS即可通過編譯，使得客戶從底層驅(qū)動編寫到RTOS任務(wù)調(diào)度輕松實(shí)現(xiàn)“無縫結(jié)合”，大大縮短了RTOS移植的開發(fā)周期。本文建立了基于NEC電子32位車身專用芯片V850/Fx3的軟件平臺，并介紹了如何實(shí)現(xiàn)RX850操作系統(tǒng)的配置，以發(fā)動機(jī)控制模塊為控制模型來實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的實(shí)時調(diào)度，最后通過軟仿工具來分析該內(nèi)核的效率和任務(wù)調(diào)度的實(shí)時性。
一、系統(tǒng)平臺介紹
本系統(tǒng)采用NEC電子的32位車身專用芯片V850/Fx3系列，V850是NEC電子的32位微處理器核，5級流水線控制，內(nèi)部32個32位寄存器，乘法/除法指令，數(shù)據(jù)空間支持最大4GB線性尋址能力，代碼空間支持64M線性尋址能力，內(nèi)部1MB的codeflash,60KB的RAM空間，32KB的dataflash用作EEPROM模擬。
基于OSEK標(biāo)準(zhǔn)的RX850實(shí)時操作系統(tǒng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：操作系統(tǒng)規(guī)范(OSEKOS)、通信規(guī)范(OSEKCOM)、網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范(OSEKNM)和OSEK實(shí)現(xiàn)語言(OSEKOIL)。其中OSEKOS是針對汽車應(yīng)用特點(diǎn)而專門制定的一個小型RTOS規(guī)范，著重以下幾個方面：(1)可移植性，所有API都是標(biāo)準(zhǔn)化的并且在功能上都有明確的定義；(2)可擴(kuò)展性，OSEKOS旨在通用于任何類型的ECU，因此一方面系統(tǒng)要高度的模塊化，另一方面又要能進(jìn)行靈活的配置；(3)汽車應(yīng)用的特定需求，諸如可靠性、實(shí)用性和代價敏感性等。相應(yīng)的，OSEKOS靜態(tài)配置可以通過OS2EKOIL語言實(shí)現(xiàn)，用戶在系統(tǒng)生成時靜態(tài)制定任務(wù)的個數(shù)、需要的資源和系統(tǒng)服務(wù)。OSEKCOM為通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口和協(xié)議。OSEKNM為監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的流量提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù)，以保證網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。
二、RX850內(nèi)核配置
由于RX850已經(jīng)被嵌入到IDE，因此用戶直接編寫內(nèi)核腳本文件即可，下面介紹如何來配置內(nèi)核。
1．系統(tǒng)時鐘設(shè)置
clkhdrINTTM0EQ0//選定TimerM為時間片中斷源
2．堆棧設(shè)置
RX850的堆棧分為系統(tǒng)堆棧和任務(wù)堆棧，
POOL0功能:系統(tǒng)基本表信息、準(zhǔn)備隊(duì)列、每個管理塊、任務(wù)堆棧、中斷句柄堆棧（系統(tǒng)堆棧）、可變長度內(nèi)存、不變長度內(nèi)存。
POOL1功能:任務(wù)堆棧、中斷句柄堆棧（系統(tǒng)堆棧）、可變長度內(nèi)存、不變長度內(nèi)存。
POOL0和POOL1都可以作為任務(wù)堆棧，即使沒有POOL1也可以。配置如下：
intstk0x400:pool0//系統(tǒng)堆棧大小為0x400
tskTSK1_TSK10x050:pool10x06TTS_DMT0x00ei//TSK_ID_1ms任務(wù)堆棧大小0x50
3．允許最大優(yōu)先級任務(wù)數(shù)
maxpri0x1f//允許最大優(yōu)先級任務(wù)數(shù)為0x1f
4.信號量設(shè)置
semSem_Task10x00//設(shè)置了信號量Sem_Task1為0
semSem_Task20x00//設(shè)置了信號量Sem_Task2為0
5．事件標(biāo)志設(shè)置
flgflg_Task1//設(shè)置了事件標(biāo)志flg_Task1
flgflg_Task2//設(shè)置了事件標(biāo)志flg_Task2
5．郵箱設(shè)置
mbxID_Task1TA_MPRI//設(shè)置Task1的郵箱
mbxID_Task2TA_MPRI//設(shè)置Task2的郵箱
6．中斷設(shè)置
RX850的中斷分為直接中斷和間接中斷兩種，直接中斷不受RX850制約的中斷句柄，理論上接近硬件中斷的速度，其缺點(diǎn)是需要用戶自己寫中斷處理句柄，包括：(1).寄存器壓棧；(2).換向，跳轉(zhuǎn)到中斷句柄的開始；(3).調(diào)用系統(tǒng)命令；(4).返回到調(diào)度；間接中斷的中斷句柄在RX850的中斷預(yù)處理后才被啟動，優(yōu)點(diǎn)是簡化了句柄處理過程，缺點(diǎn)是由于RX850的預(yù)處理降低了速度，其處理過程如下：
間接中斷配置如下：
inthdrINTAD_AD_Interrupt//AD間接中斷句柄配置
inthdrINTC1REC_CAN_Ch1RxInt//CAN間接中斷句柄配置
7．固定/可變內(nèi)存池設(shè)置
當(dāng)系統(tǒng)需要交換較大的數(shù)據(jù)時，此時任務(wù)堆棧是不夠用的，需要開辟一段內(nèi)存來使用。RX850支持兩種方式的內(nèi)存配置，固定內(nèi)存池和可變內(nèi)存池。固定內(nèi)存池由用戶自定義內(nèi)存池的大小，可變內(nèi)存池根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)動態(tài)的定義所需內(nèi)存大小，配置如下：
mpfMPF_ID_MBX0x08:pool150
//固定內(nèi)存以0x08字節(jié)為單位排列，大小為50*0x08;
mplMPL_ID_Task10x08:pool1
//可變內(nèi)存0x08字節(jié)為單位排列
8．系統(tǒng)周期循環(huán)中斷設(shè)置
cycCYC_INT_TIMER_CYC_IntTimerTCY_OFF10
//系統(tǒng)周期循環(huán)中斷時間為10個時間片
以上完成了操作系統(tǒng)的配置，然后通過NEC的IDE即可生成操作系統(tǒng)的.s和.h文件，將此兩個文件包含在工程文件中即可。超級秘書網(wǎng)
三、RX850軟仿及結(jié)論
通過以上配置，選擇發(fā)動機(jī)控制模塊為對象，下面對RX850進(jìn)行軟仿。NEC電子提供專門的軟仿工具AZ，在IDE中打開AZ。
1 引言
作為一種廣泛應(yīng)用的軟件系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)內(nèi)核是比較小的，在嵌入式系統(tǒng)選型方面需要考慮到市場進(jìn)入時間、可移植性、可利用資源等，在設(shè)計(jì)的時候需要考慮到任務(wù)調(diào)度和任務(wù)管理等方面的問題。
2 嵌入式操作系統(tǒng)概述
1）概念
嵌入式操作系統(tǒng)簡稱EOS，是一種廣泛應(yīng)用的軟件系統(tǒng)，一般包括和軟件相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器、圖形界面、通信協(xié)議、設(shè)備驅(qū)動接口、系統(tǒng)內(nèi)核、底層驅(qū)動軟件等。嵌入式系統(tǒng)的所有軟硬件資源由嵌入式操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)任務(wù)調(diào)度、分配以及協(xié)調(diào)控制并發(fā)活動。
2）特點(diǎn)
a、系統(tǒng)內(nèi)核?。涸谛⌒碗娮友b置中常用到嵌入式系統(tǒng)，相對有限的系統(tǒng)資源，較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)內(nèi)核是比較小的。
b、專用性強(qiáng)：具有很強(qiáng)的個性化，結(jié)合非常緊密的軟硬件系統(tǒng)，一般在進(jìn)行系統(tǒng)移植硬件時，要根據(jù)系統(tǒng)硬件的增減和變化不斷進(jìn)行修改。系統(tǒng)往往需要較大的更改在同時針對不同的任務(wù)的時候。
c、系統(tǒng)精簡：應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件在嵌入式系統(tǒng)中一般沒有明顯的區(qū)分。對功能的實(shí)現(xiàn)及設(shè)計(jì)不需要太復(fù)雜。這樣有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全和控制系統(tǒng)成本。
d、嵌入式軟件的基本要求是高實(shí)時性。為了提高速度，軟件要求固態(tài)存儲；高可靠性和高質(zhì)量是軟件代碼的要求。
e、只有使用多任務(wù)的操作系統(tǒng)，開發(fā)嵌入式軟件才能走向標(biāo)準(zhǔn)化。沒有操作系統(tǒng)應(yīng)用程序在芯片上直接運(yùn)行。為了合理的利用專家函數(shù)庫接口、系統(tǒng)函數(shù)、系統(tǒng)資源以及調(diào)度任務(wù)，對開發(fā)平臺用戶必須自行選配，這樣程序執(zhí)行的可靠性、實(shí)時性才能得到保證，而且開發(fā)時間會減少，軟件質(zhì)量得到保障。
f、開發(fā)環(huán)境和工具：自舉開發(fā)能力在嵌入式系統(tǒng)中是不具備的，完成設(shè)計(jì)以后對其中的程序用戶也不能進(jìn)行修改，如果要進(jìn)行開發(fā)必須有一套開發(fā)環(huán)境和工具，這些環(huán)境和工具基于各種混合信號示波器、邏輯分析儀等，目標(biāo)機(jī)和主機(jī)的概念往往蘊(yùn)含在開發(fā)中，最后的執(zhí)行機(jī)采用目標(biāo)機(jī)，程序的開發(fā)采用主機(jī)，需要在開放式交替結(jié)合進(jìn)行。
3 嵌入式操作系統(tǒng)的選型
當(dāng)在進(jìn)行嵌入式產(chǎn)品數(shù)字醫(yī)療設(shè)備、信息電器等設(shè)計(jì)的時候，至關(guān)重要的是嵌入式操作系統(tǒng)。那么以下是嵌入式操作系統(tǒng)在選擇時所遵循的一些原則。
1）系統(tǒng)定制能力。用戶需求的千差萬別、各異的硬件平臺，所以與傳統(tǒng)的Wintel結(jié)構(gòu)相比信息產(chǎn)品不具有單純性，要分析產(chǎn)品是否需要改進(jìn)系統(tǒng)底層，并且提出了針對于系統(tǒng)定制能力的要求。Linux是開放的源代碼，其優(yōu)勢在于定制能力方面。隨著在嵌入式領(lǐng)域微軟加強(qiáng)力度和WinCE3.0源碼的開放，提升了其定制能力。
2）市場進(jìn)入時間。一般演示和實(shí)際產(chǎn)品是不同的，與操作系統(tǒng)的選擇有關(guān)系的是產(chǎn)品時間表的制定。當(dāng)前最非豐富的人力資源的是Windows程序員，而且WinCE也可能是現(xiàn)成資源最多的。要想很快進(jìn)入市場可以使用WinCE。WinCE+X86做產(chǎn)品不要的功能被被去掉，這樣產(chǎn)品會很快出現(xiàn)，但是會出現(xiàn)核心競爭力差、成本高。由于沒有足夠的技術(shù)積累或編程人員缺乏等問題會影響開發(fā)某些高效操作系統(tǒng)的進(jìn)度。
3）可利用資源。與學(xué)術(shù)課題研究不同，產(chǎn)品的開發(fā)為了滿足用戶的需求而以高質(zhì)量、低成本、快速為目標(biāo)。對產(chǎn)品的特色進(jìn)行集中精力的研發(fā)，采用第三方產(chǎn)品或由操作系統(tǒng)附加來實(shí)現(xiàn)其他功能，對于選型而言操作系統(tǒng)的可利用資源是一個重要參考條件。大家看好WinCE和Linux是因?yàn)榭梢岳闷渲械拇罅抠Y源。由于比較封閉，在開發(fā)其他實(shí)時操作系統(tǒng)時，可利用資源比較少，所以需要自己對多數(shù)功能進(jìn)行獨(dú)立開發(fā)。由近幾年市場需求可知，Web瀏覽器的全功能均需由嵌入式系統(tǒng)提供，這需要一個GUI來支持并且要具有高可靠性和高性能。
4）可移植性。良好的軟件移植性無關(guān)于操作系統(tǒng)，可以在不同系統(tǒng)、不同平臺上運(yùn)行，所以可移植性是進(jìn)行嵌入式軟件開發(fā)要重點(diǎn)考慮的問題。一般情況下軟件的性能和通用性是矛盾的。優(yōu)化性在某些特定的情況下受到損失是通用要付出的代價。當(dāng)操作系統(tǒng)和平臺與產(chǎn)品緊密結(jié)合的時候，蘊(yùn)含在其中的是產(chǎn)品特色。
5）成本。在所有產(chǎn)品中都需要考慮的是成本問題，商業(yè)系統(tǒng)WinCE等在許可證使用費(fèi)用方面需要支付，而Linux是免費(fèi)的，而問題不僅僅是這些。需要綜合權(quán)衡后再對成本進(jìn)行考慮，其他因素可能因?yàn)檫x擇了某一系統(tǒng)而受到影響，如公司管理、人員投入、硬件設(shè)備選型等方面。
6）中文內(nèi)核支持。西文方式是操作系統(tǒng)經(jīng)常采用的方式，中文內(nèi)核支持只是針對國內(nèi)的產(chǎn)品。所以，必須要考慮的因素有中文處理與輸入是否被支持，各種國際標(biāo)準(zhǔn)如GB18030、GBK是否被支持，雙字節(jié)編碼方式是否被支持等。
在上述中減法是用WinCE+x86出產(chǎn)品，也就是PC家電化；而在加法中，在改進(jìn)的適合應(yīng)用家電行業(yè)的硬件解決方案，而且增加應(yīng)用軟件和嵌入式操作系統(tǒng)。上述是家電PC的方式， 特色突出、成本低是其優(yōu)勢，其缺點(diǎn)是難度大、周期長的產(chǎn)品研發(fā)。作為一個好的選擇Linx能夠讓你深入都系統(tǒng)底層。
4 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些問題
嵌入式系統(tǒng)確切的說是一種概念，即可以是硬件嵌入也可以是軟件嵌入，在各種應(yīng)用系統(tǒng)中嵌入計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個好的嵌入式在這種概念下需要滿足的要求有：
A、與嵌入系統(tǒng)能夠很好的相匹配；
b、在嵌入系統(tǒng)中應(yīng)用相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠獲得很好的性能價格比；
c、在滿足嵌入系統(tǒng)功能的情況下，要盡可能簡單，這樣可以避免系統(tǒng)開銷較大。
計(jì)算機(jī)的很多功能都是由操作系統(tǒng)來賦予的，它可以說是計(jì)算機(jī)的一個擴(kuò)展；另一方面，操作系統(tǒng)也是作為資源管理者存在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。內(nèi)核的最小結(jié)構(gòu)在嵌入操作系統(tǒng)中包含的部分有：
1）任務(wù)調(diào)度。在一個復(fù)雜的嵌入式應(yīng)用中至關(guān)重要的是任務(wù)調(diào)度策略的優(yōu)劣，不可能用單任務(wù)來實(shí)現(xiàn)，只能采用多任務(wù)來實(shí)現(xiàn)。對眾多的任務(wù)調(diào)度方法進(jìn)行分類可以得出時間片調(diào)度、輪轉(zhuǎn)調(diào)度、優(yōu)先級調(diào)度三種方法。不管是在嵌入式操作系統(tǒng)中還是在一般操作系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)的核心都是任務(wù)調(diào)度。在設(shè)計(jì)嵌入式操作系統(tǒng)的時，進(jìn)行優(yōu)化選擇要根據(jù)被嵌入的實(shí)際系統(tǒng)的需求。單進(jìn)程多線程調(diào)度是在實(shí)時嵌入式應(yīng)用中常被采用來提高實(shí)時性。為了滿足不同用戶的需求，一般配有上述三種調(diào)度算法的函數(shù)在嵌入式操作系統(tǒng)中。當(dāng)對自己的應(yīng)用系統(tǒng)用戶開發(fā)完后，不會把沒有使用到的代碼連接到最終系統(tǒng)中。而在一般的操作系統(tǒng)中所有有關(guān)代碼都被加載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，對于使用中這些代碼是否被用到不進(jìn)行考慮。期限調(diào)度法也被應(yīng)用于實(shí)時嵌入式系統(tǒng)中，在這種調(diào)度方法的保證下設(shè)定的期限之前每一個進(jìn)程被調(diào)度執(zhí)行完。
2）存儲管理。存儲管理在一般操作系統(tǒng)中是非常復(fù)雜的，其中得到廣泛普及的是虛擬管理，與計(jì)算機(jī)實(shí)際內(nèi)存相比應(yīng)用系統(tǒng)可以獲得的編制空間更大，虛擬存儲管理是對外存和內(nèi)存通過操作系統(tǒng)來進(jìn)行管理，一個獨(dú)立的虛擬存儲空間能夠被每一個應(yīng)用程序得到。虛擬地址是程序訪問的地址，對不同應(yīng)用程序的共享存儲空間進(jìn)行維護(hù)和管理，而且通過段、頁管理操作系統(tǒng)完成完成虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換和頁面換出與換入。各自的地址空間中分配各應(yīng)用程序進(jìn)行運(yùn)行，不會產(chǎn)生相互干擾的現(xiàn)象。在在具體應(yīng)用嵌入式的時候，所有靜態(tài)內(nèi)存分配通常是嵌入式操作系統(tǒng)采用的方式，各自可能使用的內(nèi)存容量和進(jìn)程數(shù)量在開發(fā)的時候是可以預(yù)測。存儲管理在嵌入式操作系統(tǒng)中是比較簡單的。因?yàn)椴荒茴A(yù)測頁交換的時間，若采用虛擬存儲技術(shù)在實(shí)時嵌入式應(yīng)用中，所以這種方法是不可取的。常見的動態(tài)內(nèi)存分配法是一塊固定大小的內(nèi)存在緩沖區(qū)中被動態(tài)分配出來，在使用完后就釋放出來。存儲管理在嵌入式操作系統(tǒng)中一般來說沒有收集垃圾的功能。可能會有幾種情況進(jìn)行組合時是在復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)中，在處理時候要按照具體情況來進(jìn)行。如在一個嵌入式系統(tǒng)中有多個處理器，有非實(shí)時應(yīng)用、軟實(shí)時應(yīng)用和硬實(shí)時應(yīng)用，設(shè)計(jì)時虛擬存儲技術(shù)被應(yīng)用在非實(shí)時部分，動態(tài)內(nèi)存分配被應(yīng)用在軟實(shí)時部分，靜態(tài)內(nèi)存分配被應(yīng)用于硬實(shí)時部分，而且在不同的處理器上分別運(yùn)行著三種應(yīng)用。嵌入式操作系統(tǒng)在內(nèi)存分配方面強(qiáng)烈的依賴于實(shí)際的被嵌入系統(tǒng)。自己的實(shí)際操作系統(tǒng)的在開發(fā)時候用戶可以進(jìn)行選擇，因?yàn)閹追N分配策略由一個通用嵌入式操作系統(tǒng)提供，這就顯示了嵌入式操作系統(tǒng)的裁剪性。內(nèi)存保護(hù)作為一個重要的特性存在于存儲管理中。每個應(yīng)用程序在一般的操作系統(tǒng)中對其他應(yīng)用程序的地址空間不能任意訪問，它們都有自己的地址空間。在應(yīng)用環(huán)境的限制下，存儲器不能被大量使用，盡管已經(jīng)很便宜的存儲器芯片，這時就會嚴(yán)格限制代碼量。如只有幾KB在某些嵌入式操作系統(tǒng)中，所以進(jìn)行內(nèi)存保護(hù)處理時就顯得相當(dāng)薄弱，一般在即使系統(tǒng)崩潰重大的損失也不會造成的領(lǐng)域中，常見的有手持電話。在內(nèi)存保護(hù)方面有的嵌入式應(yīng)用要求非常嚴(yán)格，如嵌入式操作系統(tǒng)在武器系統(tǒng)中就要求有內(nèi)存保護(hù)功能。
3）中斷。在中斷和查詢是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收事件的有兩種方法。在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，采用查詢方式進(jìn)行對I/O請求或事件的處理，大量的系統(tǒng)資源會被消耗。所以在處理I/O請求或事件使采用中斷方式是比較合適的。中斷和中斷處理程序在操作系統(tǒng)中是緊密聯(lián)系在一起的。如在I/O操作中，其過程如下：
中斷處理在嵌入式操作系統(tǒng)是被十分重視的，事件驅(qū)動在嵌入式操作系統(tǒng)中是常見的。中斷處理程序在嵌入式操作系統(tǒng)中引發(fā)的任務(wù)切換是：
4）用戶的接口與操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)提供有兩類接口給用戶使用：人機(jī)界面，不管是命令形式還是視窗形式，這個接口是操作系統(tǒng)的一個外殼，而在嵌入式操作系統(tǒng)中這個接口是不存在的；而在系統(tǒng)調(diào)用接口，在每個操作系統(tǒng)中都提供不同的調(diào)用種類和功能，如果系統(tǒng)調(diào)用在操作系統(tǒng)中提供的越多，那么就會擁有越強(qiáng)的功能，就能提供簡單而高效的支持給應(yīng)用程序的開發(fā)，而且程序的維護(hù)量也會減少。而在嵌入式操作系統(tǒng)中這一規(guī)律則不太適用，在調(diào)制解調(diào)器上可以應(yīng)用簡單的，在衛(wèi)星地面通信接收站中可以應(yīng)用復(fù)雜的。
5 結(jié)語
綜上可知，在對被嵌入系統(tǒng)進(jìn)行充分考慮的前提下進(jìn)行嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選擇的時候和根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用來進(jìn)行，嵌入式操作系統(tǒng)雖然具有可剪裁性，但是這種剪裁是有限的。嵌入式操作系統(tǒng)在迅速發(fā)展，但同時面臨著很多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
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一、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的層次性
一般系統(tǒng)論創(chuàng)始人貝塔朗菲定義：“系統(tǒng)是相互聯(lián)系相互作用的諸元素的綜合體”，他強(qiáng)調(diào)元素間的相互作用以及系統(tǒng)對元素的整合作用。牽一發(fā)而動全身是系統(tǒng)的特征，更是當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)的特征。
經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的主要對象，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的層次性是系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)的重要概念之一。經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的層次性指根據(jù)某個或某些指標(biāo)可以把經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)劃分為若干層次的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，每個層次的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)都有自己獨(dú)特的特征和規(guī)律。根據(jù)組織水平的不同可以，將經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分成六個層次，即“家庭經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)全球經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)”。
一般來說，高層次的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是以低層次的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)為其載體的。低層次的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是高層次經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的子系統(tǒng)或經(jīng)濟(jì)元（經(jīng)濟(jì)元是指具有一定功能的所有系統(tǒng)水平上的經(jīng)濟(jì)實(shí)體，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是由經(jīng)濟(jì)元和經(jīng)濟(jì)元之間的關(guān)系組成）。
二、Android智能手機(jī)操作系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)層級過渡的鏈接
1.家庭經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)過渡到企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)
溝通與交流是人類組成社會的充分必要條件。信息爆炸的現(xiàn)在，人與人、人與家庭、家庭與家庭的聯(lián)系需求比以往的任何時期更加強(qiáng)烈。手機(jī)的出現(xiàn)更好的滿足了人們溝通交流的需求，隨著消費(fèi)者對手機(jī)需求的增加，其對手機(jī)功能的需求卻與價格成反向關(guān)系。
Android智能手機(jī)操作系統(tǒng)的成功研發(fā)，很好的解決了需求和價格的問題。Android手機(jī)操作系統(tǒng)是開源的，采用Webkit瀏覽器引擎，具有觸摸屏、高級圖形顯示和上網(wǎng)功能，消費(fèi)者能夠在手機(jī)上查看電子郵件、搜索網(wǎng)址和觀看視頻節(jié)目等，比其他手機(jī)具有更強(qiáng)大的搜素功能，可以說是一種融入全部Web應(yīng)用的單一平臺。它的開源性，極大地降低了開發(fā)成本，因此安卓手機(jī)受到市場強(qiáng)烈歡迎，市場占有率從2009年的1.3%①，一路飆升到2013年第一季度的51.4%。
Android手機(jī)系統(tǒng)的特征在于系統(tǒng)的開放性和服務(wù)免費(fèi)，作為對第三方軟件完全開放的平臺，使開發(fā)者開發(fā)程序時擁有更大的自由度，突破了iPhone等只能添加為數(shù)不多的固定軟件的枷鎖；同時與Windows Mobile、Symbian等廠商不同，它免費(fèi)向開發(fā)人員提供，可節(jié)省近三成成本。生產(chǎn)成本的降低和家庭經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對其需求的加大，企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)也在隨之變化。
本文以代表性的三星集團(tuán)為例。三星在市場上的崛起可以通過和諾基亞（生產(chǎn)Symbian操作系統(tǒng)）的市場占有率比較看出。2009年第三季度諾基亞在中國市場的占有率為50.08%，三星為12.36%，而到了2012年第二季度諾基亞卻降到了2.5%，三星為22.20%②。2013年第一季度，全球安卓智能手機(jī)收益共達(dá)50億美元。三星以占安卓智能手機(jī)總收益的95%份額主導(dǎo)安卓手機(jī)市場。
三星的成功依賴于充分運(yùn)用了企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各經(jīng)濟(jì)元之間的相互作用。企業(yè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)元包括很多，本文只選取對三星成功最重要的六個經(jīng)濟(jì)元和它們的相互作用來分析。如圖1所示。
圖1 智能手機(jī)企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)
三星的高管對家庭經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的需求信息做出正確的判斷，將旗下50%智能手機(jī)采用Android操作系統(tǒng)，全面轉(zhuǎn)投這個開源平臺。三星的財(cái)務(wù)管理子系統(tǒng)向技術(shù)研發(fā)管理子系統(tǒng)投入了大量研發(fā)安卓智能手機(jī)操作系統(tǒng)的研發(fā)費(fèi)用，像產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)投入設(shè)計(jì)費(fèi)用，以便安卓手機(jī)能夠更美觀便捷，同時向營銷管理子系統(tǒng)支出營銷費(fèi)用，進(jìn)行系統(tǒng)營銷。三星通過家庭子系統(tǒng)了解安卓智能手機(jī)操作系統(tǒng)的需求，進(jìn)而通過企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整體運(yùn)作，擴(kuò)大市場占有率，獲取超額利潤。
2.企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)過渡到產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)
Android操作系統(tǒng)為制造智能手機(jī)的企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)帶來了超額的利潤，這必定會帶動相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展，為整個產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)帶來利潤。
這里的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)元主要有9個，即家庭經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、Android手機(jī)制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、廣告企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、半導(dǎo)體企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、開發(fā)Android操作系統(tǒng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、Android手機(jī)應(yīng)用交易平臺、支付平臺、Android手機(jī)應(yīng)用軟件開發(fā)企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。
與安卓手機(jī)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中這9個經(jīng)濟(jì)元和經(jīng)濟(jì)元間的相互作用如圖2。圖中是以現(xiàn)金和服務(wù)或產(chǎn)品為鏈接，將家庭經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、Android手機(jī)制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)同其他的經(jīng)濟(jì)元相互作用共同構(gòu)成產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。從圖中我們可以看出，只要產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的一個經(jīng)濟(jì)元能獲得超額的利潤，由于關(guān)聯(lián)性，可以帶動整個產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)獲得利潤。
圖2 與Android手機(jī)的相關(guān)的
產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系
3.產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)過渡到國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)
安卓智能手機(jī)操作系統(tǒng)這種產(chǎn)品的特殊性，使之不能像其他傳統(tǒng)產(chǎn)品那樣可以按照家庭經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)逐級過渡，因?yàn)榘沧渴謾C(jī)操作系統(tǒng)是一種虛擬產(chǎn)品，受到區(qū)域限制較少，所以可以直接從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)過渡到國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)來分析。
安卓手機(jī)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展，引起了我國政府的重視。中國工業(yè)和信息化部電信研究院在一份報(bào)告表示：“我國移動操作系統(tǒng)研發(fā)對于Android系統(tǒng)存在嚴(yán)重路徑依賴?！盇ndroid操作系統(tǒng)是一種開源系統(tǒng)，但其核心技術(shù)和技術(shù)路線受到谷歌的嚴(yán)重控制，導(dǎo)致我國操作系統(tǒng)研發(fā)企業(yè)時刻面臨谷歌的商業(yè)歧視。
我國三大運(yùn)營商中，中國移動推出了自有的手機(jī)操作系統(tǒng)，名為Open Mobile System，簡稱OMS。由于其技術(shù)短板，導(dǎo)致我國品牌缺乏國際競爭力，而且消費(fèi)者對OMS系統(tǒng)幾乎沒有差異化的體驗(yàn)，與Android系統(tǒng)相差甚遠(yuǎn)。
手機(jī)操作系統(tǒng)作為向上支撐軟件、向下管理硬件和橫向構(gòu)建手機(jī)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，必然成為提高我國智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)競爭力的第一突破點(diǎn)。失去產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)將導(dǎo)致國際巨頭長期壟斷市場，掠奪利潤，威脅安全，所以必須大力發(fā)展我國自主知識產(chǎn)權(quán)的智能手機(jī)操作系統(tǒng)，進(jìn)而提高我國在智能手機(jī)和移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，更加快速地促進(jìn)我國智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中與智能手機(jī)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)元主要有5個，即Android智能手機(jī)操作系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，我國自主研發(fā)的操作系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、司法系統(tǒng)、政府、教育系統(tǒng)。國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)元之間的相互作用如圖3所示。
圖3 國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中
與智能手機(jī)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)元及其之間的關(guān)系
從圖3可以看出，我國要想提高在智能手機(jī)和移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力就應(yīng)該從國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整體出發(fā)，政府分別向司法和教育系統(tǒng)傳遞出支持研發(fā)和大力發(fā)展人才的信息，然后各個系統(tǒng)再做出反應(yīng)，只有國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的每個子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、相互配合、相互激勵才能使國家這個總體經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)得到整體的升級。
三、小結(jié)
本文以系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)的層級結(jié)構(gòu)理論來淺析了Android智能手機(jī)占有率提升的這個經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。當(dāng)今社會是“系統(tǒng)的時代”，經(jīng)濟(jì)的一些經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象應(yīng)該從系統(tǒng)的角度去分析，問題的解應(yīng)該放到社會這個大的系統(tǒng)中來尋求，而非只是片面的拘泥于小部分來找答案。
注釋：
①數(shù)據(jù)來源于艾媒市場咨詢2006-2010年中國智能手機(jī)操作系統(tǒng)市場份額。
②數(shù)據(jù)來源于艾媒市場咨詢。
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然而在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，該課程并未能有效的提高學(xué)生獨(dú)立開發(fā)軟件的能力，僅僅實(shí)現(xiàn)了讓學(xué)生了解操作系統(tǒng)的構(gòu)成及功能實(shí)現(xiàn)這一基本教學(xué)目標(biāo)。這個問題的出現(xiàn)與我們課程特點(diǎn)密不可分。首先，課程設(shè)置偏向理論，課程內(nèi)容偏向軟件設(shè)計(jì)和算法實(shí)現(xiàn)，雖配套有實(shí)驗(yàn)課程，但比例較低，不利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力。其次，操作系統(tǒng)涉及到各類軟硬件資源，因此，需要專門的實(shí)驗(yàn)平臺，否則，直接采用傳統(tǒng)的編碼和調(diào)試方法及有可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。最后，對于操作系統(tǒng)這種大型軟件的開發(fā)，需要學(xué)生具有較強(qiáng)的編程開發(fā)能力，實(shí)際上，很多學(xué)生并不能快速有效地將算法轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行程序，少數(shù)學(xué)生雖能快速實(shí)現(xiàn)局部功能但對軟件的整體思維和開發(fā)能力欠缺，目前大部分的實(shí)驗(yàn)工作主要集中與操作系統(tǒng)部分子系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。本文對操作系統(tǒng)理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生遇到的各種問題進(jìn)行歸納總結(jié)，進(jìn)而探討培養(yǎng)學(xué)生的軟件整體開發(fā)思維和方法，提高學(xué)生的獨(dú)立軟件開發(fā)能力。
1 問題歸納
1.1 局部思維方式
所謂局部思維方式是指學(xué)生在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)知識時，只關(guān)注當(dāng)前學(xué)習(xí)或?qū)嵺`的內(nèi)容與知識點(diǎn)，很少能將當(dāng)前知識與前面的知識聯(lián)系起來，這導(dǎo)致學(xué)習(xí)完一個知識點(diǎn)后，學(xué)生很可能不知道該知識點(diǎn)是為了解決什么樣的問題。這樣的局部思維方式是學(xué)生長期的學(xué)習(xí)過程中養(yǎng)成的不良習(xí)慣，不僅在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)這門課程中出現(xiàn)，在其他課程的學(xué)習(xí)中也同樣存在。
操作系統(tǒng)是一個整體性軟件，各章節(jié)的知識都是相互關(guān)聯(lián)的，因此，在這門課程的學(xué)習(xí)過程中，這種局部思維方式帶來的問題就更加明顯。下面總結(jié)了幾種由局部性思維帶來的普遍性問題。
關(guān)注知識細(xì)節(jié)，忽視知識的宏觀應(yīng)用。實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中常常發(fā)生一葉障目的現(xiàn)象，通常的表現(xiàn)是學(xué)習(xí)了當(dāng)前的知識點(diǎn)后，不知道學(xué)習(xí)該內(nèi)容的目的，或者不知道該知識是用于實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的哪部分的功能的，因此，常常在學(xué)期結(jié)束后詢問學(xué)生什么是操作系統(tǒng)，它有哪些構(gòu)成和基本功能，很多學(xué)生還是一頭霧水。這些主要是由于學(xué)生缺少以宏觀的視角來看待和解決問題的能力，不能正確認(rèn)識每個細(xì)小知識點(diǎn)在整個宏觀問題中所處的位置。這就好比學(xué)生們仔細(xì)認(rèn)真的觀察了一磚一瓦（各個細(xì)小知識點(diǎn)）卻不知道磚瓦是用來蓋房子（開發(fā)大型的系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)）的，或者即使知道使用磚瓦來蓋房子，也不知道在什么地方什么時候使用什么材料來蓋房子，概其主要原因就是學(xué)生過于關(guān)注一磚一瓦的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)而忘記關(guān)注磚瓦的使用過程，即只關(guān)注微觀的知識細(xì)節(jié)，而忘記學(xué)習(xí)宏觀的知識應(yīng)用方式，這也是現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)中的普遍性問題。
關(guān)注知識點(diǎn)個體，忽視整體聯(lián)系。操作系統(tǒng)課程中，每個章節(jié)內(nèi)容對應(yīng)部分子功能的實(shí)現(xiàn)，每個子功能相互協(xié)作才能構(gòu)成一個完整的操作系統(tǒng)軟件。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中較多關(guān)注每個子功能的實(shí)現(xiàn)，而忽視了它們之間的聯(lián)系，因此，無法有效的將各個子功能拼接成一個完整的系統(tǒng)軟件。例如，學(xué)生不清楚I/O系統(tǒng)與用戶之間的接口在哪，如何讓處理機(jī)管理系統(tǒng)、存儲管理系統(tǒng)、I/O系統(tǒng)等協(xié)同工作，等等。
1.2 知識儲備不足
實(shí)際教學(xué)中，除了上述局部性思維方式外，學(xué)生知識儲備不足也是影響課程學(xué)習(xí)的另一主要原因。我們知道操作系統(tǒng)是一門綜合性課程，想要學(xué)好操作系統(tǒng)，既要了解軟件開發(fā)的相關(guān)知識，也要有硬件的基礎(chǔ)，因此，知識儲備不足會直接影響操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。其表現(xiàn)歸納如下。
⑴ 常見的概念模糊。例如，邏輯地址空間與物理地址空間、程序的鏈接、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、虛擬化等等常見概念的理解模糊。還有很多同學(xué)不了解內(nèi)存單元的地址，更不知道內(nèi)存地址的作用是什么，因此，在介紹地址映射、數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存的過程需要花費(fèi)大量的時間去補(bǔ)充基礎(chǔ)知識。
⑵ 硬件基礎(chǔ)薄弱。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件組成知識薄弱，不了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作流程，不了解計(jì)算機(jī)常見硬件的基本功能和基本特性。
⑶ 代碼實(shí)現(xiàn)能力差。操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中看到學(xué)生的編程能力普遍較差，且沒有軟件開發(fā)基礎(chǔ)和思維方式，很多學(xué)生只注重功能的實(shí)現(xiàn)，不關(guān)注各個部分的接口，導(dǎo)致各子系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，但是，無法拼接成完整系統(tǒng)。主要表現(xiàn)為編碼隨意，亂用GOTO語句，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義不規(guī)范，指針使用隨意。例如，通過printf（“%d＼n”，i），學(xué)生編寫輸入語句scanf（“%d＼n”，&i），而實(shí)際規(guī)范的語句應(yīng)為scanf（"%d"，&i）。
2 操作系統(tǒng)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考
基于上述問題，本文針對操作系統(tǒng)教學(xué)提出幾點(diǎn)改進(jìn)意見。
2.1 理論與實(shí)踐相結(jié)合
注重理論教學(xué)的同時，也要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力的提高?，F(xiàn)在的學(xué)生更加看重知識的實(shí)用性，將自己所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用和實(shí)踐是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主要內(nèi)在推動力。單純的進(jìn)行理論教學(xué)，會讓學(xué)生感覺操作系統(tǒng)是一門生澀枯燥毫無用處的一門課程。
在教學(xué)中，我們將理論和實(shí)踐相互結(jié)合，詳細(xì)闡述理論知識，讓學(xué)生充分理解相關(guān)工作原理及實(shí)現(xiàn)算法，再通過配套實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，通過這一轉(zhuǎn)化過程，提高學(xué)生對操作系統(tǒng)實(shí)用性的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力。理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的過程中，學(xué)生會逐漸發(fā)現(xiàn)只有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)積累才能快速的轉(zhuǎn)化成實(shí)踐，提高了學(xué)生對理論知識學(xué)習(xí)的重視程度，從而形成理論指導(dǎo)實(shí)踐，再由實(shí)踐去反思理論的良性循環(huán)。
在理論轉(zhuǎn)化成實(shí)踐的過程中，學(xué)生能夠?qū)⒖辗旱母拍盥涞骄唧w實(shí)處加深印象和理解，例如，內(nèi)存的物理地址空間，可以通過編碼的調(diào)試過程查看每個內(nèi)存單元的存儲內(nèi)容，充分理解內(nèi)存的數(shù)據(jù)存儲及變化。除此之外，通過理論轉(zhuǎn)化代碼實(shí)現(xiàn)的過程能夠快速有效的提高學(xué)生的編程能力，發(fā)現(xiàn)自己在編碼方面的不足和問題，以及提高自身的軟件設(shè)計(jì)能力。
2.2 整體與局部相結(jié)合
建立學(xué)生對于操作系統(tǒng)的整體概念，關(guān)于處理機(jī)管理、存儲器管理、I/O設(shè)備管理、文件管理及用戶接口等模塊都是操作系統(tǒng)的子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)、相互協(xié)作才能實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)對各種軟硬件資源進(jìn)行管理并為用戶提供良好工作環(huán)境的功能。
教學(xué)中充分強(qiáng)調(diào)操作系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，在對整體結(jié)構(gòu)和功能充分了解以后，再介紹操作系統(tǒng)的模塊劃分。透徹講解每模塊的設(shè)計(jì)思想和功能實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生在潛移默化中學(xué)習(xí)軟件開發(fā)的思維方式和解決方案，逐漸提高學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的設(shè)計(jì)思想解決問題的能力。只有對每個子模塊具體功能原理和實(shí)現(xiàn)方法充分掌握后才能快捷迅速的將它們從理論知識轉(zhuǎn)化成代碼，也只有在每個子功能的代碼都能充分實(shí)現(xiàn)的情況下，才有可能將它們連接成一個完整的大型的操作系統(tǒng)軟件。
整體是由局部組成，只有每一子模塊都實(shí)現(xiàn)了才有可能連接成整體，而整體不是對每個子模塊的簡單拼湊，各個模塊之間如何相互協(xié)調(diào)共同完成用戶任務(wù)是需要在一開始的軟件整體設(shè)計(jì)中考慮的問題，此外，軟件設(shè)計(jì)之初我們還需考慮各子模塊之間的接口。因此，在整個教學(xué)過程中，我們遵循“整體-局部-整體”的一個教學(xué)過程。通過這個過程，讓學(xué)生充分了解整體與部分之間的相互關(guān)系，加深理解。
2.3 層次式教學(xué)
操作系統(tǒng)課程是按年級統(tǒng)一開課的，但是同一個年級，不同學(xué)生的差別也很大，比如，他們各自的知識儲備、自身的理解力和領(lǐng)悟力、興趣愛好，比如有的善于思考而有的喜歡動手編程等等。因此，對不同學(xué)生采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)顯然是不合適的，對于能力強(qiáng)、精力充沛的學(xué)生，這個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)不能激發(fā)他們的潛能，而對于知識儲備相對較弱、能力稍差的學(xué)生，這樣的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)又會打擊自信心。因此，對于操作系統(tǒng)無論是理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，都建議采用層次式教學(xué)，對于不同水平的學(xué)生提出不同要求。
在理論教學(xué)中，我們將掌握操作系統(tǒng)的基本概念、設(shè)計(jì)思想和算法作為基本教學(xué)目標(biāo)，對于能力較強(qiáng)的學(xué)生在教學(xué)中提示一些課本中沒有的知識點(diǎn)去拓展知識空間和思維方法，比如：在學(xué)習(xí)了用戶空間和內(nèi)核空間的基本概念后，讓有能力的學(xué)生了解用戶空間的數(shù)據(jù)如何與內(nèi)核空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)兩者之間數(shù)據(jù)交互的方法有哪些。而對于那些動手能力較強(qiáng)的學(xué)生可以引導(dǎo)他們用1～2種方式去實(shí)現(xiàn)將用戶空間的數(shù)據(jù)傳遞到內(nèi)核空間內(nèi)。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，基本的教學(xué)目標(biāo)是獨(dú)立實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)中的基本算法，如進(jìn)程同步、進(jìn)程調(diào)度算法、銀行家算法及內(nèi)存的分配回收算法等等。對于能力較強(qiáng)的學(xué)生可以引導(dǎo)他們?nèi)プx一些開源linux操作系統(tǒng)的源代碼，有選擇的對部分功能模塊進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，然后再編譯鏈接，最終將該改進(jìn)植入操作系統(tǒng)中，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3 結(jié)束語
操作系統(tǒng)課程的教學(xué)不僅需要教師不斷更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)工具，還要求教師能夠根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)因材施教。本文總結(jié)了歸納操作系統(tǒng)在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的一些常見問題，如局部思維方式問題和知識儲備不足代碼實(shí)現(xiàn)能力差的問題，并針對這些問題提出三點(diǎn)改進(jìn)建議：強(qiáng)調(diào)整體與局部之間的相互關(guān)系，形成整體-局部-整體的教學(xué)模式；要求理論聯(lián)系實(shí)際，將理論知識應(yīng)用到具體實(shí)踐中去，從理論到代碼實(shí)踐，再通過代碼實(shí)踐過程反思理論方法的有效的教學(xué)方法；針對不同學(xué)生采用層次式教學(xué)手段，設(shè)定基本教學(xué)目標(biāo)，對于完成基本教學(xué)目標(biāo)的同學(xué)引導(dǎo)其完成更高層教學(xué)目標(biāo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能力。
中圖分類號：TN409 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01
IC卡，一個正蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，一個與我們的生活正越來越密切的產(chǎn)業(yè)。在因特網(wǎng)、分布式和普及計(jì)算大潮涌來時，IC卡扮演著越來越重要的角色。本課題的背景是校園一卡系統(tǒng)收費(fèi)終端的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，社會的日益信息化，技術(shù)的不斷革新以及要求的不斷提高，需要設(shè)計(jì)出一個功能豐富，性能更加穩(wěn)定的，并且具有友好人機(jī)界面的嵌入式智能終端，來取代現(xiàn)在市場上的基于單片機(jī)的收費(fèi)終端，該讀卡器必須簡單，方便快捷。
一、基于單片機(jī)的IC卡讀卡器的工作原理
其工作原理是通過射頻讀卡器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個IC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀卡器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；在這個電荷的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)存儲，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀卡器的數(shù)據(jù)。其發(fā)射原理是非接觸性IC卡與讀卡器之間通過無線電波來完成操作。二者之間的通訊頻率為13.56MHZ。非接觸性IC卡本身是無源卡，當(dāng)讀卡器對卡進(jìn)行操作時，讀卡器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成：一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與本身的L/C產(chǎn)生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是指令和數(shù)據(jù)信號，指揮芯片完成數(shù)據(jù)的讀取、修改、儲存等，并返回信號給讀卡器，完成一次操作。讀卡器則一般由單片機(jī)，射頻模塊和天線組成，并配有與PC的通訊接口，打印口，I/O口等，以便應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體規(guī)劃
（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路。IC卡的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。在IC卡的觸點(diǎn)和讀卡器的觸點(diǎn)良好接觸之前，讀卡器不應(yīng)對IC卡施加有關(guān)信號，以免造成不可預(yù)料的損壞。IC卡讀卡器作為系統(tǒng)和用戶交換的接口，必將面對各種各樣復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。因此，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)注意IC卡讀卡器的環(huán)境。作為操作系統(tǒng)，管理IC卡的硬件資源和數(shù)據(jù)資源是其基本任務(wù)。IC卡上的硬件資源包括CPU、ROM、EEPROM和RAM及通訊接口，這些都由IC卡上操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理，使外部不能直接控制這些資源，使IC卡對外表現(xiàn)為一個“黑匣子”，從而加強(qiáng)了系統(tǒng)的保密性能。智能卡通訊管理主要功能是執(zhí)行智能IC卡的信息傳送協(xié)議，接收讀卡器發(fā)出的指令，并對指令傳遞是否正確進(jìn)行判斷。
（二）系統(tǒng)論證方案。IC卡是一種集成電路卡，它的讀/寫設(shè)備是每個IC卡應(yīng)用系統(tǒng)必不可缺的周邊設(shè)備。該設(shè)備通過IC卡的8個觸點(diǎn)向IC卡提供電源并與IC卡相互交換信息。雖然IC卡是從磁卡發(fā)展而來的。本IC卡讀卡器的功能為：當(dāng)IC卡中的射頻模塊產(chǎn)生晶振頻率，通過天線發(fā)射出去，且將天線接收到的IC卡讀卡器的卡號數(shù)據(jù)返回給單片機(jī)，最終通過RS232接口將卡號數(shù)據(jù)在電腦上顯示。
（三）系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。對于本論文的基于單片機(jī)的IC卡讀卡器系統(tǒng)來說，整個系統(tǒng)由電源模塊、時鐘電路模塊、蜂鳴器模塊和天線電路幾個部分組成。整個系統(tǒng)由單片機(jī)控制，能夠通過接口把數(shù)據(jù)從PC上顯示出來，電源模塊負(fù)責(zé)提供電力，當(dāng)讀卡器讀取成功后，通過蜂鳴器響兩聲來表示。
三、讀卡器硬件設(shè)計(jì)
（一）單片機(jī)的簡介。本系統(tǒng)采用STC12LE5A16S2單片機(jī)作為主控芯片。STC12LE5A16S2是16K Flash的宏晶STC12C5A60S2系列單片機(jī)，采用宏晶第六代加密技術(shù)，STC12C5A60S2系列單片機(jī)器件是1個時鐘/機(jī)器周期8051單片機(jī)，低功耗、高速、高可靠、強(qiáng)抗靜電、強(qiáng)抗干擾。
（二）電源電路。電源電路是指提供給用電設(shè)備電力供應(yīng)的電源部分的電路設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的電源電路工作狀況為：VCC（5V）和VDD通過電容接地，且VCC（5V）通過SPX1117M3-3.3穩(wěn)壓電源芯片將電壓穩(wěn)定在3.3V為系統(tǒng)提供電源，本系統(tǒng)所用的電源電路電路。
（三）蜂鳴器電路。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。
本系統(tǒng)中的蜂鳴器系統(tǒng)由三極管及喇叭構(gòu)成，其工作狀況為：當(dāng)三極管的發(fā)射極為高電平，基極為低電平時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出響聲，而當(dāng)發(fā)射極和基極為高電平時，蜂鳴器不發(fā)出聲響。電路中采用單片機(jī)P1.6腳控制三極管導(dǎo)通和截止。
（四）天線電路。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲在無源Mifare卡中。讀取模塊的主要任務(wù)是將能量傳輸給Mifare卡，并與之建立通信。天線是非接觸式IC卡讀寫模塊的一個重要組成部分，在讀寫模塊和非接觸式IC卡通信過程中，天線用于產(chǎn)生能發(fā)射和接收射頻信號的磁通量，而磁通量用于向卡提供電源并在讀寫模塊和卡片之間傳送信息。因此，在設(shè)計(jì)中要求天線線圈的電流最大，以用于產(chǎn)生最大的磁通量，并要確保有足夠的帶寬。
四、結(jié)束語
本次課題研究的是基于單片機(jī)的IC卡讀卡器設(shè)計(jì)，它的作用就是讀取IC卡的卡號，最終在電腦上顯示。首先，選定相應(yīng)的單片機(jī)，了解其各個引腳的功能，然后查閱相關(guān)的單片機(jī)的資料和IC卡書籍。然后設(shè)定對應(yīng)的方案，最終確定以STC12LE5A16S2單片機(jī)為控制核心，用FM1702射頻模塊，用來產(chǎn)生晶振頻率通過天線發(fā)射出去，且將天線接收到的數(shù)據(jù)反饋給單片機(jī)，最終通過RS232接口將接收到的數(shù)據(jù)顯示在PC上，且還要完成當(dāng)IC卡讀卡器讀取、成功后，通過蜂鳴器響兩聲來表示。
參考文獻(xiàn)：
目前，企業(yè)的財(cái)務(wù)管理環(huán)境面臨著發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)：在全球?qū)崿F(xiàn)一體化、信息化的的背景下，財(cái)務(wù)管理工作也要逐步實(shí)現(xiàn)信息化，這體現(xiàn)為，財(cái)務(wù)管理信息化、網(wǎng)絡(luò)化；財(cái)務(wù)聯(lián)系電子化；財(cái)務(wù)通訊科技化；管理人員專業(yè)化等多個方面。同時，對于許多企業(yè)而言，管理手段不斷豐富，無形資產(chǎn)的比重逐漸上升，在這樣的背景下，更新財(cái)務(wù)管理理念，引進(jìn)新式財(cái)務(wù)管理模式，是十分重要的。
對于筆者所在的公司，企業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了國際化和現(xiàn)代化的新階段。作為大型集團(tuán)企業(yè)下屬的地區(qū)公司，在籌融資及投資功能被上收的情況下，作為生產(chǎn)中心，財(cái)務(wù)管理的核心內(nèi)容似乎只剩下了成本控制管理。以ERP作業(yè)鏈為基礎(chǔ)的企業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)作模式在一定程度上整合了企業(yè)財(cái)務(wù)管理各個環(huán)節(jié)，有力支持了企業(yè)財(cái)務(wù)核算和管理。
一、EPR 系統(tǒng)概述
（一）EPR 系統(tǒng)簡介
所謂ERP（Enterprise Resource Planning）系統(tǒng)，是指企業(yè)在資源管理過程中對資源分配使用的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)化安排，從而達(dá)到資產(chǎn)使用效率最高的結(jié)果。EPR系統(tǒng)的主要運(yùn)行職能是對企業(yè)財(cái)務(wù)管理中的每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行重新的安排、規(guī)劃和優(yōu)化，從而使得財(cái)務(wù)管理人員能夠清楚地認(rèn)識到公司資產(chǎn)的真實(shí)實(shí)時價值，為公司決策提供基本信息。。
（二）ERP 系統(tǒng)特點(diǎn)
EPR系統(tǒng)整合了公司內(nèi)部的財(cái)務(wù)信息，從而使財(cái)務(wù)管理人員和決策人員能夠清楚地獲悉公司內(nèi)部的基本資產(chǎn)狀況。EPR系統(tǒng)的作用首先是統(tǒng)一信息，由于其運(yùn)行模式具有高度標(biāo)準(zhǔn)化，運(yùn)行內(nèi)容有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此EPR系統(tǒng)特點(diǎn)之一是統(tǒng)一性和高效性。
同時，ERP系統(tǒng)的信息獲取和更新是實(shí)時的。這意味著，管理系統(tǒng)能夠獲取最新的生產(chǎn)經(jīng)營狀態(tài)。因此，EPR系統(tǒng)整合各個部門的財(cái)務(wù)信息，有助于系統(tǒng)信息整合后及時更新總體數(shù)據(jù)，EPR系統(tǒng)具有高度及時性。
（三）EPR 系統(tǒng)在財(cái)務(wù)管理中的意義
從EPR的定位中我們就可以看出，EPR的核心內(nèi)容是價值鏈與業(yè)務(wù)鏈的融合管理。因?yàn)椋诠局袑ω?cái)務(wù)資產(chǎn)的管理一直是財(cái)務(wù)部門的分內(nèi)職責(zé)，而財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)又基本上來源于業(yè)務(wù)部門的生產(chǎn)經(jīng)營行為。因此通過組織實(shí)施ERP系統(tǒng)，將業(yè)務(wù)部門操作與財(cái)務(wù)價值核算實(shí)時的連接起來，對于提高企業(yè)財(cái)務(wù)管理效率有很大幫助。我認(rèn)為，EPR系統(tǒng)在財(cái)務(wù)管理中的意義如下：
1、EPR系統(tǒng)整合財(cái)務(wù)信息
在傳統(tǒng)的信息收集模式和財(cái)務(wù)管理模式下，財(cái)務(wù)信息是十分不統(tǒng)一的，各個部門各自為戰(zhàn)。信息難以及時傳遞，各部門對公司整體運(yùn)營狀況難以做出有效評估和調(diào)整。這極大地限制了公司決策的科學(xué)性和各個部門能動性的發(fā)揮。在EPR系統(tǒng)下，通過各業(yè)務(wù)模塊的融合，上述問題將迎刃而解。例如：生產(chǎn)計(jì)劃部門通過生產(chǎn)模塊下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃、根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營計(jì)劃各業(yè)務(wù)部門會產(chǎn)生其各自的物料或服務(wù)需求計(jì)劃。這些需求計(jì)劃，在企業(yè)的采購模塊里又會生成采購計(jì)劃，相應(yīng)的后續(xù)采購、驗(yàn)收、掛賬付款等事項(xiàng)在系統(tǒng)中相應(yīng)完成。采購的物料和服務(wù)，又會根據(jù)需求計(jì)劃和生產(chǎn)計(jì)劃分配到各自的成本中去，經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)定的成本核算模式，相應(yīng)的成本將會實(shí)時計(jì)算出來。EPR的運(yùn)用使每個部門擺脫其各自為戰(zhàn)的尷尬局面，解決了財(cái)務(wù)部門難以掌握整體信息的困境以及各個子核算系統(tǒng)相互分離的問題，解決了內(nèi)部財(cái)務(wù)信息傳輸和整合的問題。在EPR系統(tǒng)下，上述所以信息都會被整合核算成為一個整體。大大減少了財(cái)務(wù)信息失誤的可能性，信息高度整合，企業(yè)財(cái)務(wù)管理的效率大大提高。
2、提高財(cái)務(wù)管理的效率
企業(yè)在整個生產(chǎn)經(jīng)營過程中，需要對自身的財(cái)務(wù)狀況、運(yùn)營能力、生產(chǎn)能力、市場環(huán)境等方面與進(jìn)行一系列評估，并在此基礎(chǔ)上做出決策。在傳統(tǒng)財(cái)務(wù)管理模式下，據(jù)以評估的信息是相互分離的，并且在不同的部門中進(jìn)行管理，如：銷售部門只關(guān)心銷售數(shù)據(jù)、生產(chǎn)部門只關(guān)心成本數(shù)據(jù)、采購部門只關(guān)心采購數(shù)據(jù)，很多重大決策缺乏過硬的數(shù)據(jù)支持。在EPR系統(tǒng)下，上述信息得到了高度整合。舉例而言，在原料供應(yīng)的需求中，其要受到受到市場環(huán)境、和庫存狀況等因素的影響，在EPR系統(tǒng)下，上述信息得到整合，企業(yè)可以根據(jù)生產(chǎn)狀況、庫存狀況等決定采購與否以及采購數(shù)量，這一財(cái)務(wù)管理決策效率得到了大幅度提高。EPR 系統(tǒng)協(xié)調(diào)各個部門信息，從而使系統(tǒng)自身產(chǎn)生價值，形成產(chǎn)品和信息的一致性，實(shí)現(xiàn)資金流動、實(shí)物流動、信息流動的高度統(tǒng)一，加強(qiáng)了財(cái)務(wù)管理的一致性。提高財(cái)務(wù)管理的效率。
3、EPR系統(tǒng)的安全性和及時性
EPR系統(tǒng)是一個現(xiàn)代企業(yè)中資源管理的科學(xué)分析體系，從而使企業(yè)的財(cái)務(wù)信息資源能夠準(zhǔn)確快速地提供，減少決策失誤.EPR系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)了對財(cái)務(wù)管理的信息整合，使得各個部門的信息能夠及時得到匯總，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)化管理。同時，EPR系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。系統(tǒng)論認(rèn)為，數(shù)據(jù)的統(tǒng)一整合和系統(tǒng)分析，能夠有效減少每一個環(huán)節(jié)在最終信息獲得和決策中所占的比重，從而有效避免人工失誤，保證系統(tǒng)的安全。
然而，需要企業(yè)注意的是，EPR系統(tǒng)的安全性是相對的。在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)的今天，網(wǎng)絡(luò)黑客無所不在，一些國際化大公司也存在不少被黑客攻擊造成重大損失的案例。企業(yè)應(yīng)該提高警惕，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)的安全。
二、EPR系統(tǒng)的應(yīng)用
本文以筆者所在公司ERP系統(tǒng)為例說明，如何在財(cái)務(wù)管理中實(shí)現(xiàn)EPR系統(tǒng)的應(yīng)用。
（一）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用
ERP管理系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)并以此建成的數(shù)據(jù)庫主要包括總帳會計(jì)模塊、物資采購模塊、生產(chǎn)計(jì)劃模塊、項(xiàng)目管理模塊等等，涵蓋公司和具體業(yè)務(wù)流程，由此可見，完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對EPR系統(tǒng)而言必不可少。
（二）ERP系統(tǒng)與會計(jì)核算系統(tǒng)融合
ERP系統(tǒng)作為整合公司業(yè)務(wù)的系統(tǒng)，其并不是專業(yè)的會計(jì)核算軟件。其產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信息，需加工處理成財(cái)務(wù)信息。為此，公司采取了ERP系統(tǒng)與財(cái)務(wù)核算系統(tǒng)融合的方式，將ERP原始業(yè)務(wù)信息，通過對照表等方式，轉(zhuǎn)化成財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。這樣，每當(dāng)業(yè)務(wù)部門有業(yè)務(wù)發(fā)生，產(chǎn)生了實(shí)時的實(shí)物流，相應(yīng)的就會產(chǎn)生實(shí)時的會計(jì)信息，為企業(yè)加強(qiáng)成本控制，實(shí)施財(cái)務(wù)管理提供了有力支持。
（三）網(wǎng)路系統(tǒng)更新
EPR系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)整合，因此在應(yīng)用中企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立完善的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)，為分公司和子公司建立并并入公司主干網(wǎng)絡(luò)之中。與此同時，網(wǎng)絡(luò)及硬件的建設(shè)也為系統(tǒng)安全提供保障。
（四）操作系統(tǒng)統(tǒng)一化
EPR系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。在許多企業(yè)中，其信息設(shè)備尚存在多個操作系統(tǒng)并用的情況，這會導(dǎo)致信息處理的混亂。因此，在應(yīng)用EPR系統(tǒng)時，企業(yè)必須統(tǒng)一操作系統(tǒng)。為此，公司在集團(tuán)總部層面上控制編碼標(biāo)準(zhǔn)化是較好的方法。
（五）財(cái)務(wù)制度的統(tǒng)一化管理
EPR系統(tǒng)中要求業(yè)務(wù)流程，編碼等高度一致。而在現(xiàn)實(shí)操作中，許多企業(yè)的各個部門采用不同的標(biāo)識方法和標(biāo)識技術(shù)，造成企業(yè)內(nèi)部存在人為的信息障礙，這對于企業(yè)長期發(fā)展十分不利。鑒于此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)以總部EPR系統(tǒng)為模版，要求各個部門必須按照EPR系統(tǒng)的要求整理財(cái)務(wù)報(bào)表，整合財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立內(nèi)部統(tǒng)一的會計(jì)制度、核算辦法、標(biāo)準(zhǔn)編碼、業(yè)務(wù)流程和應(yīng)用系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)管理的統(tǒng)一化。
另外，為適應(yīng)ERP系統(tǒng)實(shí)時，相關(guān)業(yè)務(wù)流程會有所改變，因此切合業(yè)務(wù)流程的改變，相關(guān)的制度也應(yīng)重新修訂。
（六）EPR系統(tǒng)人員更新
EPR系統(tǒng)使得財(cái)務(wù)管理的處理在網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)設(shè)備上完成，這就要求各業(yè)務(wù)部門操作人員需要提高認(rèn)識，明確自己的操作在整個企業(yè)業(yè)務(wù)鏈條中的位置，并且明白每個操作所產(chǎn)生的財(cái)務(wù)后果。同時，傳統(tǒng)許多由財(cái)務(wù)人員掌控和操作的程序已經(jīng)被EPR系統(tǒng)自身所取代，這需要財(cái)務(wù)管理人員認(rèn)真調(diào)整心態(tài)，及時更新知識，并將財(cái)務(wù)監(jiān)督前移到業(yè)務(wù)部門崗位上去。
三、 結(jié)束語
EPR系統(tǒng)，作為財(cái)務(wù)管理的核心系統(tǒng)，是現(xiàn)代化企業(yè)進(jìn)行管理的核心。因此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視EPR系統(tǒng)的發(fā)展，高效應(yīng)用EPR系統(tǒng)，使其真正能為企業(yè)健康高效發(fā)展發(fā)揮作用。
[中圖分類號]C29 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0161-01
企業(yè)的設(shè)備管理是指企業(yè)根據(jù)經(jīng)營方針和目標(biāo)，從設(shè)備的調(diào)查研究人手，對有關(guān)設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、選購、安裝、調(diào)試、使用、維護(hù)、大修改造、直至報(bào)廢的全過程，相應(yīng)地進(jìn)行一系列技術(shù)、經(jīng)濟(jì)組織管理活動的總稱。由此可知，企業(yè)的設(shè)備管理是一門綜合性技術(shù)學(xué)科，其內(nèi)容涉及到多個方面。其基礎(chǔ)理論涉及到系統(tǒng)論、控制論、信息論、管理經(jīng)濟(jì)學(xué)，組織行為學(xué)等許多領(lǐng)域。企業(yè)的任何一項(xiàng)活動基本上都是依靠設(shè)備的力量進(jìn)行操作和完成的，如果沒有一個良好運(yùn)作的設(shè)備系統(tǒng)就很難保證企業(yè)工作的順利開展。可以說，設(shè)備的管理是企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，其企業(yè)經(jīng)營的前提，能夠降低生產(chǎn)成本，也是保證企業(yè)安全衛(wèi)生和環(huán)境優(yōu)美的重要條件和促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵因素。
一、實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)備管理信息化的意義
1 實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)備信息化管理，能夠保證企業(yè)的資產(chǎn)管理更加有效和形成完整的體系
企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營已經(jīng)離不開科技力量的支撐，在整體運(yùn)作過程中應(yīng)當(dāng)充分利用科技的力量對企業(yè)的設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)信息化。通過對傳統(tǒng)的管理模式的轉(zhuǎn)變，提高生產(chǎn)率，降低風(fēng)險，優(yōu)化資源配置。能夠保證工作人員及時、清楚的了解設(shè)備的運(yùn)作情況，并在出現(xiàn)問題時做出正確的抉擇，排除風(fēng)險。
2 信息化的設(shè)備管理，對檢修費(fèi)用的控制更加規(guī)范
在整個企業(yè)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)以項(xiàng)目管理為主的檢修維護(hù)運(yùn)營體系（如使用ERP或EAM等方式），以先進(jìn)的管理手段、規(guī)范的管理方式和先進(jìn)的管理思想，實(shí)現(xiàn)對檢維修項(xiàng)目的費(fèi)用、備品配件、進(jìn)度的跟蹤和控制，做到全過程管理，優(yōu)化企業(yè)資產(chǎn)管理、通過先進(jìn)的信息技術(shù)手段，全面提升設(shè)備管理工作的質(zhì)量和水平。
3 信息化的設(shè)備管理，能夠支持設(shè)備管理的持續(xù)改進(jìn)與持續(xù)發(fā)展
企業(yè)設(shè)備信息化管理，能夠保證各項(xiàng)工作的開展都能順利和有序，提供企業(yè)效益。同時，能夠?yàn)槠髽I(yè)的各種設(shè)備的管理提供有利的借鑒，促進(jìn)企業(yè)管理的改進(jìn)保證企業(yè)的設(shè)備管理工作隨著企業(yè)管理的發(fā)展而同步發(fā)展。另一方面，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的良好運(yùn)行和規(guī)范化操作，對設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行及時、準(zhǔn)確的記錄和分析，保證各種考核指標(biāo)的及時、準(zhǔn)確和有效性。
4 實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)備管理的信息化，能夠從多個方面提高工作人員的員工素質(zhì)為了讓工作人員掌握信息化下的設(shè)備管理技術(shù)，需要對其進(jìn)行培訓(xùn)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的管理思想，為在企業(yè)中實(shí)現(xiàn)大范圍的信息化建設(shè)，做好充分的準(zhǔn)備。
二、我國企業(yè)設(shè)備管理信息化的現(xiàn)狀
實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)備管理的信息化具有重要的意義，我國企業(yè)也在致力于這方面的發(fā)展和推行，但是應(yīng)當(dāng)看到，當(dāng)前，我國企業(yè)設(shè)備管理在實(shí)現(xiàn)信息化的過程中還存在著問題。
1 企業(yè)設(shè)備管理信息化起步晚
相比于西方發(fā)達(dá)國家，我國企業(yè)設(shè)備管理信息化的發(fā)展比較晚，而且存在著發(fā)展水平不一，而且，企業(yè)對于設(shè)備管理的認(rèn)識不足，相關(guān)的信息化問題不甚了解。
2 在現(xiàn)行的企業(yè)設(shè)備管理體系中沒有先進(jìn)的管理模式和方式
由于我國企業(yè)設(shè)備管理信息化起步較晚，沒有形成有效的管理模式，在企業(yè)管理運(yùn)行中水平有限，而缺乏對企業(yè)設(shè)備管理特點(diǎn)與要求的了解與研究，難以真正提升企業(yè)設(shè)備管理的水平。
3 我國企業(yè)設(shè)備管理信息化的系統(tǒng)過于落后
當(dāng)前，我國企業(yè)在信息化管理上所使用的系統(tǒng)沒有形成一個完整、有效運(yùn)作的整體，在每一項(xiàng)工作中基本上都是獨(dú)自運(yùn)行，難以彼此協(xié)調(diào)，這就一定程度上阻礙了其功能的發(fā)揮，同時，由于各管理系統(tǒng)缺少統(tǒng)一的設(shè)備編碼體系、規(guī)范的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同在多個系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
三、構(gòu)建和完善企業(yè)設(shè)備管理信息化的建議
企業(yè)設(shè)備管理信息化的意義，在上面的內(nèi)容中已經(jīng)進(jìn)行過充分的論述，設(shè)備管理的信息化能夠保證工作人員在企業(yè)設(shè)備運(yùn)作過程中對設(shè)備的基本情況及時的了解，并防止出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)失靈，出現(xiàn)危險的情況，同時也可以針對已經(jīng)發(fā)生的問題及時采取有效的措施進(jìn)行改進(jìn)。設(shè)備管理信息化使設(shè)備管理工作從靜態(tài)走向動態(tài)，并向多功能方向發(fā)展同其他信息化工作一樣，設(shè)備管理信息化建設(shè)也是一項(xiàng)較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)制定較詳細(xì)的實(shí)施措施以保證其順利建成。
1 改進(jìn)企業(yè)管理的理念，重視企業(yè)設(shè)備管理的信息化構(gòu)建
在構(gòu)建企業(yè)設(shè)備管理信息化的過程中首先要做的就是對管理理念進(jìn)行改進(jìn)，要充分認(rèn)識信息化管理是時展的要求，也是實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益最大化的根本途徑。然后從思想的認(rèn)識轉(zhuǎn)變到行動上的改進(jìn)，切實(shí)加強(qiáng)設(shè)備管理的信息化建設(shè)，總之，要從思想上、組織上、力量上、措施上給予充分重視，將其作為企業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略來實(shí)施。
2 在構(gòu)建設(shè)備管理信息化的過程中注重建設(shè)必須同與管理創(chuàng)新和機(jī)制轉(zhuǎn)變的相結(jié)合
設(shè)備管理信息化過程中所使用的操作系統(tǒng)，不是將過去由人所完成的工作交給系統(tǒng)完成，也不是通過計(jì)算機(jī)工作替代過去的人工作業(yè)，而是，在企業(yè)設(shè)備管理中實(shí)現(xiàn)一種理念與科技信，息化的有機(jī)結(jié)合，只有這樣才能真正實(shí)現(xiàn)提升設(shè)備管理質(zhì)量的目的，這種理念就是實(shí)現(xiàn)管理創(chuàng)新和機(jī)制的轉(zhuǎn)變。
3 整合各企業(yè)的設(shè)備管理軟件，統(tǒng)一業(yè)內(nèi)的各類編碼標(biāo)準(zhǔn)
目前我國的各使用的設(shè)備管理軟件和標(biāo)準(zhǔn)大都獨(dú)立運(yùn)行，不夠統(tǒng)一。對此，可在企業(yè)設(shè)備信息化建設(shè)過程中有必要在本行業(yè)內(nèi)統(tǒng)一各類編碼標(biāo)準(zhǔn)，如組織機(jī)構(gòu)編碼、設(shè)備編碼、資產(chǎn)編碼、物資編碼等。
參考文獻(xiàn)
[1]彭虎、孟凡建：《基于Intranet設(shè)備管理信息系統(tǒng)得開發(fā)和研究》，載《設(shè)備管理與維修》，2002年第10期
