人工智能专业基础课程

计算机系统基础(一)：程序的表示、转换与链接

课程大纲

01

第一周计算机系统概述

课时

第1讲为什么要学习计算机系统基础

第2讲计算机系统基本组成与基本功能

第3讲程序开发和执行过程简介

第4讲计算机系统层次结构

第5讲本课程的主要学习内容

第一周小测验
     .

02

第二周数据的表示和存储

课时

第1讲数制和编码

第2讲定点数的编码表示

第3讲 C语言中的整数

第4讲浮点数的编码表示

第5讲非数值数据的编码表示

第6讲数据宽度和存储容量的单位

第7讲数据存储时的字节排列

第二周小测验
     .

03

第三周运算电路基础

课时

第1讲数字逻辑电路基础

第2讲从C表达式到逻辑电路

第3讲 C语言中的各类运算

第4讲整数加减运算

第三周小测验
     .

04

第四周乘除运算及浮点数运算

课时

第1讲整数乘法运算

第2讲整数除法运算

第3讲浮点数运算

第四周小测验
     .

05

第五周 IA-32指令系统概述

课时

第1讲程序转换概述

第2讲 IA-32指令系统概述

第五周小测验
     .

06

第六周 IA-32指令类型

课时

第1讲传送指令

第2讲定点算术运算指令

第3讲按位运算指令

第4讲控制转移指令

第5讲 x87浮点处理指令

第6讲 MMX及SSE指令集

第六周小测验
     .

07

第七周 C语言语句的机器级表示

课时

第1讲过程（函数）调用的机器级表示

第2讲选择和循环语句的机器级表示

第七周小测验
     .

08

第八周复杂数据类型的机器级表示

课时

第1讲数组和指针类型的分配和访问

第2讲结构和联合数据类型的分配和访问

第3讲数据的对齐存放

第4讲越界访问和缓冲区溢出攻击

第八周小测验
     .

09

第九周 x86-64指令系统

课时

第1讲 x86-64指令系统概述

第2讲 x86-64的基本指令

第3讲 x86-64的过程调用

第九周小测验
     .

10

第十周链接概述和目标文件格式

课时

第1讲可执行文件生成概述

第2讲目标文件格式概述

第3讲 ELF可重定位目标文件

第4讲 ELF可执行目标文件

第十周小测验
     .

11

第十一周符号及符号解析

课时

第1讲符号及符号表

第2讲静态链接和符号解析

第十一周小测验
     .

12

第十二周重定位及动态链接

课时

第1讲符号的重定位

第2讲可执行文件的加载

第3讲共享库和动态链接

第十二周小测验

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信号与系统

课程大纲

引子：课程导学

课程导学——课程宣传片、课程简介及学习路线图

第一章概述

1-1 信息传输系统

1-2 信号

1-3 信号的简单处理

1-4 系统

1-5 线性非时变系统分析

第一章PPT等资料

习题讲解——是真的吗？

能量信号与功率信号的判断

第二章连续时间系统的时域分析(1)

2-1 概述

2-2 微分算子

2-3 零输入响应的求解

导学：零状态响应的近代时域解的基本思路

2-4 奇异函数

2-5 信号的时域分解

第二章PPT（1）

求零输入响应

第二章连续时间系统的时域分析(2)

2-6 卷积积分

2-7 卷积计算及性质

2-8 冲激响应

2-9 连续时间系统全响应计算总结

第二章PPT（2）

重点难点分析

卷积积分动画

求卷积运算 f(t)=f1(t) ＊ f2(t)

求激励信号作用于线性非时变系统的零状态响应

第三章连续时间信号傅里叶变换（1）

3-1 引言

3-2 信号的正交分解

3-3(1) 两种基本的傅里叶级数展开公式

3-3(2) 傅里叶级数展开中的几个重要的概念

3-3(3) 周期性方波的傅里叶级数展开与Gibbs现象

3-3(4) 复正弦形式的傅里叶级数展开

3-3(5) 信号的奇偶性在傅里叶级数中的表现

3-3(6) 信号的功率与帕斯瓦尔定理

第三章PPT（1）

三角傅里叶级数

第三章连续时间信号傅里叶变换（2）

3-4-1 周期性信号的频谱

3-4-2 周期性频谱的特点

3-4-3 信号时域参数的变化对频谱的影响

3-5-1 傅里叶变换

3-5-2 非周期信号的频谱

3-5-3 傅里叶变换的各种型式

傅里叶其人

3-6 常见信号的傅里叶变换

3-7 周期信号的傅里叶变换

第三章PPT（2）

第三章中的一些matlab例子

周期信号频谱

第三章连续时间信号傅里叶变换（3）

3-8-1 傅里叶变换的性质（1）——线性特性，延时特性，移频特性

3-8-2 傅里叶变换的性质（2）——尺度变换特性，奇偶虚实特性

3-8-3 傅里叶变换的性质（3）——对称特性，微分特性

3-8-4 傅里叶变换的性质（4）——积分特性

3-8-5 傅里叶变换的性质（5）——频域微积分特性

3-8-e1 微积分特性应用的例子以及需要注意的问题

3-8-6 傅里叶变换的性质（6）——卷积定理

3-8-e2 两个傅里叶变换性质的应用实例以及需要注意的问题

3-9-1 周期信号的功率谱与Parseval定理

3-9-2 非周期信号的能量谱与Rayleigh定理

3-9-3 再谈脉冲信号的时间宽度与频带之间的关系

第三章PPT（3）

傅里叶变换性质

第四章系统的频域分析方法（1）

4-1 连续时间系统的频域分析法概述

4-2-1 连续时间系统对周期性信号响应的频域分析方法

4-2-2 连续时间系统对非周期信号响应的频域分析方法

4-2-3 频域分析法与时域分析法的比较及其优势

4-3 理想低通滤波器的阶跃响应及其带来四大启示

4-4-1 因果性以及佩利维纳准则

4-4-2 物理可实现的滤波器

第四章PPT（1）

利用频域分析法求系统响应。

第四章系统的频域分析方法（2）

4-5-1 调制解调的概念和意义

4-5-2 AM调制及其频谱

4-5-3 AM波的包络解调原理

4-5-4 AM波的同步解调原理

4-5-5 抑制载波AM调制以及单边带调制

4-5-6 脉冲调制与解调原理

4-6 信道的频分复用（FDM）和时分复用（TDM）

4-8-1 线性系统不失真传输信号的条件

4-8-2 线性系统不失真传输AM波的条件

第四章PPT（2）

调制信号频谱分析及系统失真条件判断。

第五章连续时间系统拉普拉斯变换分析法（1）

5-1 概述

5-2-1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换

5-2-2 双边拉普拉斯变换与单边拉普拉斯变换

5-3 拉普拉斯变化的收敛区

5-4 常见信号的拉普拉斯变换

5-5-1 单边拉普拉斯反变换的部分分式分解计算法

第五章PPT（1）

拉普拉斯变换的求解

第五章连续时间系统拉普拉斯变换分析法（2）

5-5-2-1 单边拉普拉斯反变换的留数计算法

5-5-2-2 相关数学知识的补充

5-5-2-3 不满足约当辅助定理条件下的LT反变换计算

5-5-3 LT反变换的部分分式分解计算法与留数计算法比较

5-5-4 极零图

5-6-1 拉普拉斯变换的性质（1）

5-6-2 拉普拉斯变换的特性（2）

5-6-3 拉普拉斯变换的特性（3）

第五章PPT（2）

讨论：拉普拉斯变换与傅立叶变换大PK！

拉普拉斯变换性质的运用

第五章连续时间系统拉普拉斯变换分析法（3）

5-7-1 全响应的LT分析法

5-7-2 零状态响应的LT分析法

5-7-3 H(s)的计算

5-7-4 零输入响应的LT分析法

5-7-5 从LT分析法看系统各个响应分量之间的关系

5-8 RLC电路响应分析简介

5-9-1 双边LT变换的计算

5-9-2 双边LT反变换的计算

5-9-3 单边LT与双边LT变换计算的比较

5-9-4 系统对双边信号的响应的LT分析法

5-10-1 系统模拟框图的概念与基本单元

5-10-2 从微分方程导出系统模拟框图

5-10-3 系统框图的多种实现途径

5-10-4 系统模拟框图与模拟计算机

5-11 流图简介

第五章PPT（3）

双边信号的反变换及系统模拟框图

第六章系统函数

6-1 系统函数及其物理意义

6-2-1 系统函数与频率特性

6-2-2 复轨迹

6-3 极零图

6-4 极零图与频响

6-5 波特图

6-6 系统稳定性及判据

6-7 反馈系统，稳定性与控制论

第六章PPT

已知某LTI连续因果系统的特征多项式判断该系统的稳定性。

第七章离散时间系统的时域分析（1）

7-0 如何从连续系统分析过渡到离散系统分析

7-1 离散时间信号与离散时间系统

7-2 抽样定理

7-3-1 离散时间系统的差分方程描述

7-3-2 离散时间系统的框图

7-4-0 差分方程求解方法概述

7-4-1 差分方程的算子表述法

7-4-2 离散时间系统零输入响应求解

7-4-3 离散时间系统的特征根与稳定性的关系

第七章PPT（1）

求离散时间系统的零输入响应

第七章离散时间系统的时域分析（2）

7-5-1 离散时间系统零状态响应的卷积求解法

7-5-2 卷积和的计算与特性

7-5-3 单位函数响应的求解

7-5-4 离散时间系统全响应的求解

7-6 连续时间系统与离散时间系统时域分析法的比较

第七章PPT（2）

求解离散系统全响应

第八章离散时间系统的变换域分析法（1）

8-1 离散时间系统变换域分析法概述

8-2-1 Z变换的导出

8-2-2 单边与双边Z变换

8-2-3 Z变换的收敛区

8-2-4 常见信号的ZT

8-2-5 左边以及双边ZT的计算

8-3 Z变换的性质

第八章PPT（1）

求解离散时间序列的Z变换

第八章离散时间系统的变换域分析法（2）

8-4 Z反变换的计算

8-5-1 抽样信号LT与其对应的离散序列ZT的关系

8-5-2 连续时间信号LT与其抽样后的离散序列ZT的关系

8-6-1 离散时间系统ZT分析法（1）——零输入与零状态响应分析

8-6-2 离散时间系统ZT分析法（2）——全响应一次性求解

8-6-3 离散时间系统稳定性判定法则

8-6-4 H(z)的实现&数字滤波器分类

8-7-1 离散时间系统频域分析法概述

8-7-2 离散时间序列傅里叶变换(DTFT)

8-7-3 周期性离散时间序列的傅里叶级数（DFS）

8-7-4 DTFT的性质 *

8-8-1 离散时间系统频域分析法

8-8-2 离散时间系统的频域特性

8-8-3 离散时间系统的极零图与频响关系及全通、最小相位系统 *

8-9 连续时间系统与离散时间系统变换域分析法比较

第八章PPT（2）

求解序列的Z变换

画出离散时间系统的频谱特性曲线

第九章线性系统状态变量描述与分析法

9-1 概述

9-2 系统的状态方程描述法简介

9-3 从输入输出方程导出状态方程描述

9-4 从电系统导出状态方程描述

9-5-1 系统的状态变量分析法

9-5-2 系统的可控制性与可观测性

9-9-1 状态方程的数值分析法

9-9-2 从线性系统到非线性系统

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数据库系统概论（新技术篇）
课程大纲

第1讲数据库新技术概述

数据库技术50年发展回顾与启示

新技术篇简介

第2讲内存数据库

内存数据库概述

新硬件推动内存数据库技术发展

内存数据库查询处理技术示例分析

第2讲内存数据库（续）

内存数据库发展历程

内存数据库发展趋势

MMDB相关论文

内存数据库

第3讲数据库一体机

数据库一体机

数据库一体机技术分析

数据库一体机相关论文

数据库一体机

第4讲数据仓库与OLAP关键技术

数据仓库的基本概念

数据仓库与OLAP关键技术1

数据仓库与OLAP关键技术2

数据仓库与OLAP关键技术

第5讲新一代OLAP分析

内存OLAP与多核OLAP

基于协处理器的OLAP与实时数据仓库

新一代OLAP分析

第6讲数据挖掘

数据挖掘概述

分类技术

聚类技术

频繁模式挖掘

数据挖掘

第7讲数据库安全性新技术

数据库安全基础

细粒度访问控制加密数据库查询

隐私保护数据发布隐私保护统计数据发布总结与展望

数据库安全性新技术

第8讲开源数据库系统

概述

PostgreSQL的学习、使用与定制

PostgreSQL的主题分析

开源数据库系统

第9讲理解大数据

大数据的数据特征

大数据的系统特征

大数据的应用特征

《廉洁文化公开课》：大数据与治国理政

第10讲大数据思维和方法

什么是大数据

大数据方法及实例

大数据管理的生命周期

大数据思维和方法

第11讲大数据处理平台Hadoop&Spark及其生态系统

大数据处理平台Hadoop&Spark及其生态系统

第12讲 SQL on Hadoop Systems

SQL on Hadoop Systems

第14讲流数据分析与处理

流数据分析与处理

第13讲 KEY-VALUE数据库

KEY-VALUE数据库

第15讲 MongoDB文档数据库

MongoDB文档数据库

第16讲图数据库

图数据管理概述

图数据库

分布式图处理系统

【讨论】

图数据库

第17讲大数据近似算法

大数据近似算法：概论与采样

大数据近似算法：计数

大数据近似算法：哈希

大数据近似算法

第18讲大数据与机器学习

机器学习概述

大数据机器学习

大数据与机器学习

第19讲社交网络大数据分析

社交媒体概览

典型任务与方法 1

典型任务与方法 2

社交网络大数据分析

第20讲文本大数据分析

引言

时事探针系统

文本处理

分析系统

第21讲多媒体大数据管理与分析

多媒体大数据时代的挑战

多媒体大数据关键技术与应用

多媒体大数据若干相关研究领域

多媒体大数据管理与分析

第22讲数据可视化与可视分析

数据可视化与可视分析

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计算机图形学
课程大纲

第一周导学

课程导学与第一篇导学

图形学课程导学

第一篇导学

1.欢迎来到图形世界

1.1初识图形学

1.2有趣的图形应用和研究

2.认识图形系统

2.2从穿孔纸到数据衣：输入设备

2.3从CRT到3D显示（下）：神奇的3D显示

2.4从CPU到GPU：图形显示子系统

2.1图形系统浅析

2.3从CRT到3D显示（上）：CRT的前世今生

2.3从CRT到3D显示（中）：平板的奥秘

第一周周测

第二周导学

3.可编程渲染管线

3.3着色器编程

实验——在窗口中绘制三角形

3.2探秘GPU渲染管线

3.1从固定到可编程

实验导学

第二周周测

4.图形思维的起点——朴素的软光栅（一）

4.1初次尝试——点和直线（中）：中点的Bresenham算法

4.1初次尝试——点和直线（下）：改进的Bresenham算法

4.1初次尝试——点和直线（上）：DDA算法

第三周周测

第二篇导学

对第二篇也就是管线的第一个概念阶段（应用程序阶段）进行导学

第三周导学

4.图形思维的起点——朴素的软光栅（二）

小图助学：朴素的软光栅

4.2 如果是圆？（下）：中点画圆法

4.5巧妙的区域填充

4.6属性——改变图元的模样

4.7必不可少的反走样

实验：四边形绘制

4.4遇见多边形（上）： X扫描线算法

4.4遇见多边形（中）： Y向连贯性算法

4.3椭圆又如何？：椭圆的中点Bresenham画法

4.4遇见多边形（下）：边标志算法

4.2 如果是圆？（上）：八分法画圆

5.探秘造型技术

5.3规则形体（下）：空间分割表示

5.2 样条的魔力（上）：基本概念

5.2样条的魔力（下）：样条表示

5.1初识造型技术

5.3规则形体（中）：构造实体几何法

小图助学：规则形体造型

5.4遇见非规则（上）：自然的奥秘——分形几何

5.4遇见非规则（下）：聚沙成塔——粒子系统

小图助学：样条的魔力

实验：球的绘制

5.3规则形体（上）：边界表示

实验：模型导入

小图助学：非规则形体造型

第四周周测

第四周导学

第五周导学

第三篇导学

6.变换与观察

6.1神奇的齐次坐标

6.2三维模型，动起来！

小图助学：观察变换

小图助学：模型变换

6.3观察者也能动

7.投影变换

7.1有趣的投影

7.2规范化的投影变换

第五周周测

8.裁剪与屏幕映射

小图助学：线段裁剪

小图助学：多边形裁剪

8.1裁剪思想（上）：规整的编码裁剪

实验：摄像机

8.2真正的裁剪——在三维空间遇见多边形

8.3几何阶段的完结：屏幕映射

8.1裁剪思想（下）：聪明的Liang-Barsky算法

实验：立方体旋转

第四篇导学

对第四周的教学内容进行导学，包括讲解片元着色和片元操作。

第六周导学

9.奇妙的真实感——片元着色（一）

9.3光照明模型（中）：Phong模型实现

小图助学：Phong模型

9.2奇妙的颜色（下）：颜色模型

9.1图形渲染与视觉外观

9.3光照明模型（上）：Phong模型初步

9.2奇妙的颜色（上）：视觉现象

9.3光照明模型（下）：全局光照

实验：Phong模型

小图助学：光线追踪算法

小图助学：Blinn-Phong模型

第七周导学

9.奇妙的真实感——片元着色（二）

实验：颜色纹理（天空盒）

9.4让人头疼的纹理（下）：几何纹理

9.5加入阴影会怎样？

实验：实时动态阴影

9.4让人头疼的纹理（上）：颜色纹理

实验：几何纹理（法线贴图）

小图助学：纹理

第9章测试

第八周导学

10. 有趣的测试和合并——片元操作

实验：混合（透明物体处理）

10.2谁遮住了我？

小图助学：混合

补充：如何配置实验环境？

10.1再看片元操作

第九周导学

第五篇导学

对第五篇也就是高级话题进行导学。

11.高级渲染

实验：延迟渲染

11.1基于物理的渲染

11.2游戏中的渲染

第十-十一周导学

综合应用

2、小图助学：科学计算可视化

4、小图助学：小图漫游渲染管线

3、小图助学：小图漫游华中科技大学东校区

1、实验：粒子系统

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传感器技术
课程大纲

第1周-第0章绪论

0.1什么是传感器

0.2传感器的作用和地位

0.3传感器现状和国内外发展趋势

0.4 检测系统的组成原理

0.5传感器的定义、组成和分类方法

0.6本课程的特点和教学内容

第1周测试

第2周-第1章传感器的一般特性1

1.0 引言

1.1.1静态特性指标-线性度

1.1.2差动法提高线性度

1.1.3静态特性指标-灵敏度、精确度

1.1.4静态特性指标-最小检测量和分辨力

1.1.5静态特性指标-迟滞和重复性

1.1.6静态特性指标-稳定性和温漂

第2周传感器静态特性单元测验

第3周-第1章传感器的一般特性2及应变式传感器

1.2.1传感器动态特性-基本概念

1.2.2传感器动态特性-一般数学模型

1.2.3传感器动态特性-传递函数

1.2.4传感器动态特性-动态响应及动态特性指标

2.0.1应变式传感器-引言

2.1.1应变式传感器-金属丝式传感器基本原理

第3周单元测验

第4周应变式传感器

2.1.2金属丝式传感器-基本结构

2.1.3金属丝式传感器-基本测量电路

2.1.4金属丝式传感器-基本特性指标

2.1.5金属丝式传感器-温度误差与温度补偿方法

2.1.6金属丝式传感器-力传感器基本结构

2.2.1压阻式传感器

2.3.1应变式传感器应用示例

第4周单元测验

第5周电容式传感器

3.0.1引言

3.1.01电容式传感器基本原理-变面积型

3.1.02电容式传感器基本原理-变介电常数型

3.1.03电容式传感器基本原理-变极板间距型

3.2.01测量电路-交流不平衡桥

3.2.02测量电路-变压器电桥

3.2.03测量电路-差动脉宽调制电路

3.2.04测量电路-运算放大器测量电路

第5周单元测验

第6周电容式传感器、电感式传感器

3.3.01电容式传感器-误差分析

3.4.01电容式传感器应用-差压变送器

3.4.02电容式传感器应用-液位计

3.4.03电容式传感器应用-其它

3.4.04电容式传感器应用-指纹采集

3.4.05电容式传感器应用-触摸屏

4.0.01电感式传感器-引言

4.1.01电感式传感器-变气隙型传感器

第6周测验题

第7周电感式传感器

4.1.02自感式传感器-螺线管型自感传感器

4.1.03自感式传感器-等效电路

4.1.04自感式传感器-测量电路

4.2.01互感式传感器-基本结构与原理

4.2.02互感式传感器-变换特征

4.2.03互感式传感器-误差因素分析

4.2.04互感式传感器-测量电路-差动整流电路

4.2.05互感式传感器-测量电路-二极管相敏检波电路

4.2.06互感式传感器-应用举例

第7周测验题

第8周电感式传感器、压电式传感器

4.3.01电涡流传感器-基本原理Part1

4.3.02电涡流传感器-基本原理Part2

4.3.03电涡流传感器-低频透射式、测量电路

4.3.04电涡流传感器应用

4.3.05电感式传感器应用举例

5.0.01压电式传感器-引言

5.1.01压电式传感器-压电效应

5.1.02压电式传感器-压电效应微观机理

5.1.03压电式传感器-压电陶瓷

5.2.01压电式传感器-压电材料

第8周单元测验

第9周压电式传感器、数字式传感器

5.3.01压电式传感器-测量电路

5.4.01压电式传感器-应用

6.1.01数字式传感器-脉冲盘

6.1.02数字式传感器-绝对编码器

6.1.03数字式传感器-绝对编码器-编码

6.1.04数字式传感器-编码器应用

6.2.01数字式传感器-光栅传感器-莫尔条纹

6.2.02数字式传感器-光栅传感器-莫尔条纹特性

6.2.03数字式传感器-光栅传感器-方向与细分

6.2.04数字式传感器-光栅传感器应用

第9周测验

第10周热电式传感器

7_0_01热电式传感器-绪论

7_1_01热电偶-基本工作原理

7_1_02热电偶-基本定律

7_1_03热电偶-材料与基本结构

7_1_04 热电偶-冷端补偿与测量电路

7_2_01热电阻-原理

7_2_02热电阻-常见热电阻及测量电路

7_3_01集成温度传感器

7_4_01热敏电阻及其应用

第10周单元测验

第11周光电式传感器

8_0_01光电传感器-绪论

8_1_01光电传感器-光电效应

8_2_01光电传感器-光敏电阻

8_3_01光电传感器-光电池

8_4_01光电传感器-光电倍增管

8_5_01光电传感器-光敏二极管和光敏三极管

8_5_02光电传感器应用

8_6_01图像传感器

第11周单元测验

第12周磁敏式传感器及其它传感器

9_0_01磁敏式传感器-绪论

9_1_01磁敏式传感器-霍尔元件原理

9_1_02磁敏式传感器-霍尔元件测量电路、基本参数

9_1_03磁敏传感器-霍尔元件误差影响及补偿

9_1_04磁敏传感器-集成型霍尔传感器

9_1_05磁敏传感器-霍尔传感器应用1

9_1_06磁敏传感器-霍尔传感器应用2

9_2_01磁敏传感器-磁敏二极管

9_3_01磁敏传感器-磁敏三极管

10_1_01气体传感器

10_2_01湿度传感器-湿度表示方法

10_2_02湿度传感器-主要特性指标

10_2_03湿度传感器-主要类型与工作原理

第12周单元测验

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嵌入式软件设计
课程大纲

01

概述

【本章目标】本章目标对应课程学习目标1。完成本章学习后，学习者将能够：（1）复述嵌入式系统、嵌入式软件设计的内涵与外延；（2）复述交叉开发环境包括哪些环节，以及每个环节的作用。【本章活动】本章主要内容是嵌入式系统概述、嵌入式软件设计概述，课后设置有5道课后测试题，分别测试学生的理解能力，记忆能力，分析能力。本章设置有3个讨论题，分别测试学生的应用能力和分析能力。【等级水平】本章内容主要为常识介绍、基本原理介绍，本章全部教学资源的内容水平为初级，适合具备课程先导知识的学生作为初阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

1.1 嵌入式系统概述

1.2 嵌入式软件设计概述
     .

02

嵌入式C编程综述

【本章目标】本章目标对应课程学习目标2。完成本章学习后，学习者将能够：阐述在没有嵌入式操作系统上进行C编程的基本方法，包括模块划分、显示、键盘、菜单等设计方法。【本章活动】课后设置有5道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、应用能力。本章设置有4个讨论题，分别测试学生的应用能力和分析能力。【等级水平】本章内容主要为基本软件设计方法介绍，本章全部教学资源的内容水平为中级，适合具备C语言课程先导知识的学生作为中阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

2.1 软件架构

2.2 C的面向对象化

2.3 汉字处理

2.4 屏幕操作

2.5 输入事件
     .

03

ARM C程序优化

【本章目标】本章目标对应课程学习目标2。完成本章学习后，学习者将能够：概括ARM C程序优化的主要方式，包括数据类型、循环、指针、结构体等内容。【本章活动】课后设置有5道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、应用能力。本章设置有2个讨论题，分别测试学生的分析能力。【等级水平】本章内容主要为对ARM C语言的底层特性理解，包括对编译器特点的理解，本章全部教学资源的内容水平为高级，适合具备ARM系统结构课程先导知识的学生作为高阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

3.1思路优化

3.2变量的数据类型选择

3.3次数固定的循环优化

3.4次数不定的循环优化

3.5循环展开
     .

04

Linux操作系统

【本章目标】本章目标对应课程学习目标3。完成本章学习后，学习者将能够：概括Linux操作系统的发展历史，熟悉并能充分运用Linux的shell命令进行常用操作。【本章活动】课后设置有6道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、应用能力。本章设置有3个讨论题，分别测试学生的理解能力和应用能力。【等级水平】本章内容主要为对Linux操作系统的一般性功能介绍，为后续软件设计章节打下基础，本章全部教学资源的内容水平为初级，适合学生作为初阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

4.1Linux简介

4.2Linux的shell

4.3Linux的基本操作

4.4Linux的网络命令
     .

05

Linux C编程工具链及Makefile

【本章目标】本章目标对应课程学习目标3。完成本章学习后，学习者将能够：（1）熟悉并能充分运用Linux C编程工具链，包括vi、gcc、gdb、ld等；（2）阐述Makefile的基本结构、规则的设计方法，熟悉并能充分运用各类规则来设计自己工程项目的Makefile。【本章活动】课后设置有11道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、应用能力。本章设置有5个讨论题，分别测试学生的应用能力和分析能力。【等级水平】本章内容主要为对Linux C编程工具链的详细介绍，为后续软件设计章节打下基础，本章全部教学资源的内容水平为中级，适合学生作为中阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（4学时）：

5.1工具链概述

5.2编辑器vi

5.3gcc简介

5.4gcc的使用

5.5gdb简介

5.6Makefile工作原理

5.7Makefile实例分析

5.8Makefile设计

5.9Makefile综合实例
     .

06

嵌入式软件平台构建

【本章目标】本章目标对应课程学习目标3。完成本章学习后，学习者将能够：阐述嵌入式系统的构成，归纳在一般嵌入式设备上进行环境配置、操作系统内核高效设置的一般方法，阐述bootloader的基本原理，熟悉并能建立起交叉开发环境和linux应用软件设计流程。【本章活动】课后设置有5道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、应用能力。本章设置有2个讨论题，分别测试学生的应用能力和分析能力。【等级水平】本章内容主要为嵌入式软件平台设计的详细介绍，为后续软件设计章节打下基础，本章全部教学资源的内容水平为中级，适合学生作为中阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

6.1基于Linux的嵌入式平台

6.2BootLoader

6.3应用程序设计流程
     .

07

文件目录和内存

【本章目标】本章目标对应课程学习目标4。完成本章学习后，学习者将能够：阐述文件、目录、内存的编程方法，熟悉并能充分运用相关函数完成对文件、目录、内存的操作。【本章活动】课后设置有7道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力。本章设置有1个讨论题，测试学生的分析能力。【等级水平】本章内容主要为对文件、目录、内存的详细介绍，为后续从事相关软件开发工作打下基础，本章全部教学资源的内容水平为中级，适合学生作为中阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

7.1 文件的属性

7.2 文件操作

7.3 文件操作举例

7.4 目录操作

7.5 获取目录列表

7.6 内存映像

7.7 内存映像举例
     .

08

进程与线程

【本章目标】本章目标对应课程学习目标4。完成本章学习后，学习者将能够：阐述进程与线程的概念、区别，熟悉并能充分运用相关函数完成对进程、线程的相关操作。【本章活动】课后设置有7道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、分析能力。本章设置有2个讨论题，测试学生的分析能力。【等级水平】本章内容主要为对进程、线程的详细介绍，为后续从事相关软件开发工作打下基础，本章全部教学资源的内容水平为高级，适合学生作为高阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

8.1 进程创建

8.2 在进程中启动程序

8.3 等待进程结束

8.4 线程简介

8.5 多线程编程举例

8.6 线程同步

8.7 线程的属性
     .

09

信号

【本章目标】本章目标对应课程学习目标4。完成本章学习后，学习者将能够：阐述信号的概念和基本使用方法，熟悉并能充分运用相关函数完成对信号的相关操作。【本章活动】课后设置有6道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、分析能力。本章设置有2个讨论题，测试学生的分析能力和创造能力。【等级水平】本章内容主要为对信号的详细介绍，为后续从事相关软件开发工作打下基础，本章全部教学资源的内容水平为高级，适合学生作为高阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

9.1 信号简介

9.2 发送和捕获信号

9.3 更健壮的信号接口

9.4 信号集处理
     .

10

进程间通信

【本章目标】本章目标对应课程学习目标4。完成本章学习后，学习者将能够：阐述进程间通信的概念和基本操作方法，熟悉并能充分运用相关函数完成进程间通信的相关操作。【本章活动】课后设置有5道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、分析能力。本章设置有2个讨论题，测试学生的分析能力和创造能力、。【等级水平】本章内容主要为对进程间通信的详细介绍，为后续从事相关软件开发工作打下基础，本章全部教学资源的内容水平为高级，适合学生作为高阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

10.1 无名管道

10.2 有名管道

10.3 信号量简介

10.4 信号量举例

10.5 共享内存简介

10.6 共享内存举例

10.7 消息队列简介

10.8 消息队列举例
     .

11

套接字

【本章目标】本章目标对应课程学习目标4。完成本章学习后，学习者将能够：阐述套接字的概念和基本操作方法，熟悉并能充分运用相关函数完成套接字的相关操作。【本章活动】课后设置有5道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、分析能力。本章设置有2个讨论题，测试学生的理解能力和分析能力。【等级水平】本章内容主要为对套接字的详细介绍，为后续从事相关软件开发工作打下基础，本章全部教学资源的内容水平为高级，适合学生作为高阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

11.1 套接字简介

11.2 套接字举例

11.3 套接字接口函数

11.4 网络套接字

11.5 访问系统服务

11.6 多客户
     .

12

模块与驱动程序及驱动程序举例

【本章目标】本章目标对应课程学习目标5。完成本章学习后，学习者将能够：阐述模块、设备驱动程序的基本设计方法，熟悉并能充分运用相关函数完成底层硬件设备的驱动程序。【本章活动】课后设置有11道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、分析能力。本章设置有2个讨论题，测试学生的理解能力和分析能力。【等级水平】本章内容主要为基于驱动程序，对实际硬件设备进行操作，为同学们将来从事相关底层软件开发工作打下基础，本章全部教学资源的内容水平为高级，适合学生作为高阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（4学时）：

12.1 内核模块简介

12.2 内核模块设计

12.3 Linux设备驱动程序简介

12.4 驱动程序的数据结构

12.5 虚拟字符设备驱动程序实例
     .

13

STM32编程方法

【本章目标】本章目标对应课程学习目标6。完成本章学习后，学习者将能够：阐述STM32处理器的基本架构、编程方法，熟悉并能充分运用相关函数完成STM32底层硬件的程序设计。【本章活动】课后设置有5道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、分析能力。本章设置有2个讨论题，测试学生的理解能力和分析能力。【等级水平】本章内容主要为分析STM32的系统设计方法，对实际硬件设备进行操作，为同学们将来从事相关底层软件开发工作打下基础，本章全部教学资源的内容水平为高级，适合学生作为高阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

13.1 STM32简介

13.2 STM32常用片内资源

13.3 GPIO编程方法--寄存器方式

13.4 LED流水灯实例--GPIO寄存器方式

13.5 GPIO编程方法--标准库方式

13.6 LED灯闪烁实例--GPIO标准库方式
     .

14

基于Proteus的嵌入式软件仿真

【本章目标】本章目标对应课程学习目标6。完成本章学习后，学习者将能够：阐述Proteus的基本架构、编程方法，熟悉并能充分运用相关函数完成Proteus/STM32底层硬件设备的仿真程序。【本章活动】课后设置有3道课后测试题，分别测试学生的理解能力、记忆能力、分析能力。本章设置有3个讨论题，测试学生的理解能力和分析能力。【等级水平】本章内容主要为基于Proteus的STM32系统仿真，为同学们将来从事相关底层软件开发工作打下基础，本章全部教学资源的内容水平为高级，适合学生作为高阶内容学习。

课时

本章的主要视频及课件资源列表如下（2学时）：

14.1 Proteus工具介绍

14.2 LED流水灯实例

14.3 定时器实例

14.4 外部按键中断实例

-------------------------
数据结构与算法
课程大纲

第一章概论

1.1 课程介绍

1.2 问题求解

1.3 数据结构与抽象数据类型

1.4 算法特性及分类

1.5 算法效率与度量

1.6 补充面向对象简介（选修）

1.7 补充类的特殊成员（选修）

1.8 补充模版函数与模版类（选修）

1.9 补充输入输出流（选修）

第一章概论测验

编程作业

第二章线性表

2.1 线性结构

2.2 顺序表

2.3 链表

2.4 顺序表和链表的比较

第二章线性表测验

第二章线性表编程作业

第三章栈与队列

3.1 栈

3.2 栈与递归

3.3 递归转非递归

3.4 队列

3.5 队列的应用

第三章栈与队列测验

栈与队列编程作业

第四章字符串

4.1 字符串基本概念

4.2 字符串的存储结构

4.3 字符串运算的算法实现

4.4 字符串的快速模式匹配

第四章字符串测验

编程作业

第五章二叉树

5.1 二叉树的概念

5.2 二叉树的抽象数据结构

5.3 二叉树的搜索

5.4 二叉树的存储结构

5.5 二叉搜索树

5.6 堆与优先队列

5.7 Huffman树及其应用

第五章二叉树前半部分（5.1~5.4）测验

第五章二叉树后半部分（5.5~5.7）测验

编程作业

第六章树

6.1 树的定义、树与二叉树的等价转换

6.2 树的抽象数据结构及树的遍历

6.3 树的链式存储结构

6.4 树的父指针表示法

6.5 树的顺序存储和K叉树

第六章树测验

编程作业

编程作业-二叉搜索树修正

第七章图

7.1 图的概念和抽象数据类型

7.2 图的存储结构

7.3 图的遍历

7.4 最短路径

7.5 最小生成树

第七章图测验

编程作业

第八章内排序

8.1 排序问题的基本概念

8.2 插入排序（Shell 排序）

8.3 选择排序（堆排序）

8.4 交换排序（冒泡排序、快速排序）

8.5 归并排序

8.6 桶排序

8.7 基于静态链的基数排序

8.8 链式基数排序

8.9 索引排序

8.10 排序算法的时间代价

第八章内排序前半部分（8.1~8.4）测验

第八章内排序后半部分（8.5~8.10）测验

编程作业

第九章外排序

9.1 主存储器和外存储器

9.2 文件的组织和管理

9.3 外排序

第九章外排序测验

第十章检索

10.1 检索的概念

10.2 基于线性表的检索

10.3 集合的检索

10.4 散列表的概念和散列函数

10.5 散列冲突处理

10.6 散列的实现及性能分析

第十章检索测验

编程作业

第十一章索引

11.1 静态索引

11.2 倒排索引

11.3 B 树

11.4 B+ 树

11.5 位索引技术

11.6 红黑树

第十一章索引测验

第十二章高级数据结构（上）

12.1 多维数组

12.2 广义表

12.3 存储管理

第十二章高级数据结构（上）测验

第十二章高级数据结构（下）

12.4 Trie 树

12.5 AVL 树

12.6 Splay 树

第十二章高级数据结构（下）测验

---------------------
编译原理
课程大纲

第1讲引论

1.5 编译程序的生成

1.6 小结

1.1 什么是编译程序

1.2 为什么要学习编译原理

1.3 编译过程

1.4 编译程序的结构

第2讲高级程序设计语言概述

2.1 常用的高级程序设计语言

2.2 程序设计语言的定义

2.3 高级程序设计语言的一般特性

2.4 小结

第3讲高级程序设计语言的语法描述

3.1 上下文无关文法

3.2 文法与语言

3.3 语法树与二义性

3.4 形式语言鸟瞰

3.5 小结

第4讲词法分析1

4.1 词法分析概述

4.2 词法分析器的设计

4.3 小结

第5讲词法分析2

5.1 词法规则形式化——正规集与正规式

5.2 确定有限自动机

5.3 非确定有限自动机

5.4 小结

第6讲词法分析3

6.1 有限自动机的等价性

6.2 正规式与有限自动机的等价性

6.3 词法分析程序自动生成

第1次单元测试

第7讲语法分析——自上而下分析1

7.1 自上而下分析的基本问题

7.2 LL(1)文法——消除文法的左递归

7.3 LL(1)文法——消除回溯

7.4 FIRST和FOLLOW集合的构造

7.5 小结

第8讲语法分析——自上而下分析2

8.1 构造递归下降分析器

8.2 扩充的巴科斯范式和语法图

8.3 JavaCC简介

8.4 小结

第9讲语法分析——自上而下分析3

9.1 预测分析程序

9.2 预测分析表的构造

9.3 小结

第10讲语法分析——自下而上分析1

10.1 自下而上分析

10.2 短语与直接短语

10.3 分析过程描述

10.4 算符优先文法

10.5 构造优先关系表

10.6 算符优先分析算法

10.7 小结

第11讲语法分析——自下而上分析2

11.1 句柄和规范归约

11.2 LR分析法

11.3 小结

第12讲语法分析——自下而上分析3

12.1 活前缀

12.2 构造识别活前缀的DFA

12.3 构造LR(0)分析表

12.4 小结

第13讲语法分析——自下而上分析4

第2次单元测试

13.1 SLR(1)分析法

13.2 LR(1)分析法

13.3 LR分析器产生工具

13.4 小结

第14讲属性文法和语法制导翻译1

14.1 属性文法

14.2 属性计算

第15讲属性文法和语法制导翻译2

15.1 S-属性文法

15.2 L-属性文法

15.3 翻译模式

15.4 递归下降翻译器的设计

15.5 小结

第16讲语义分析和中间代码生成1

16.1 中间语言

16.2 常用的中间语言形式

16.3 小结

第3次单元测试

第17讲语义分析和中间代码生成2

17.1 赋值语句的翻译

17.2 数组元素引用的翻译

17.3 类型转换

17.4 小结

第18讲语义分析和中间代码生成3

18.1 布尔表达式及其计算

18.2 按数值表示法翻译布尔表达式

18.3 带优化翻译布尔表达式

18.4 小结

第19讲语义分析和中间代码生成4

19.1 常用的控制语句

19.2 控制语句的属性文法

19.3 控制语句的属性计算

19.4 一遍扫描翻译控制语句

19.5 一遍扫描翻译控制语句示例

19.6 小结

第4次单元测试

第20讲符号表

20.1 符号表的组织与操作

20.2 符号表的内容

20.3 利用符号表分析名字的作用域

20.4 小结

第21讲运行时存储空间组织1

21.1 参数传递

21.2 目标程序运行时的活动

21.3 静态存储管理

第22讲运行时存储空间组织2

22.1 动态存储管理概述

22.2 非嵌套过程语言的动态存储管理

22.3 嵌套过程语言的动态存储管理--静态链方法

22.4 嵌套过程语言的动态存储管理--Display表方法

22.5 小结

第23讲优化1

23.1 优化概述

23.2 局部优化--基本块划分

23.3 局部优化--基本块优化

第24讲优化2

24.1 循环优化概述

24.2 代码外提

24.3 强度消弱

24.4 小结

第25讲目标代码生成

25.1 目标代码生成概述

25.2 目标机器模型

25.3 简单代码生成器

25.4 待用信息和活跃信息

25.5 变量地址描述和寄存器描述

25.6 代码生成与寄存器分配算法

25.7 小结

第5次单元测试

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