時間：2022-03-30 05:51:48
序論：在您撰寫計算機工程論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
0引言
隨著計算機技術的不斷發(fā)展，我們已然進入了信息化時代，互聯(lián)網(wǎng)逐漸滲透進了各行各業(yè)，無時無刻不在影響著人們的學習工作和生活。帶來方便性的同時也逐漸顯現(xiàn)出了更多的弊端，網(wǎng)絡工程軟件控制問題日益凸顯，這種情況給用戶們帶來了很大的困擾，因此必須要對其進行優(yōu)化和改進，加強網(wǎng)絡安全防護，保證網(wǎng)絡秩序，打造一個良好的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。
1計算機工程網(wǎng)絡控制軟件的概述
1.1網(wǎng)絡軟件
網(wǎng)絡軟件指的是在計算機中可以承載網(wǎng)絡活動以及數(shù)據(jù)通信的軟件。網(wǎng)絡軟件直接與計算機網(wǎng)絡相互連接，可以與其他的系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享，為用戶提供最好的服務體驗。網(wǎng)絡軟件一般包括五種，分別是協(xié)議軟件、通信軟件、管理軟件、操作軟件、應用軟件等。
1.2工程網(wǎng)絡控制
工程網(wǎng)絡控制指的是利用通信網(wǎng)絡裝置建立一個以上的閉環(huán)控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以對其操作功能進行不斷優(yōu)化和處理。一般情況下網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主要應用在通信網(wǎng)絡中間，對系統(tǒng)信號進行快速的分配和處理。
1.3網(wǎng)絡控制軟件
網(wǎng)絡軟件中包括網(wǎng)絡控制軟件，良好的使用網(wǎng)絡控制軟件可以有效提高網(wǎng)絡工作效率，主要是由管理人員來操作和使用，以便實現(xiàn)網(wǎng)絡的自動化管理和實時監(jiān)控，這樣可以避免出現(xiàn)一些不必要的失誤，提高網(wǎng)絡工作效率。
2網(wǎng)絡控制軟件的應用及弊端
2.1網(wǎng)絡控制軟件相關應用
計算機網(wǎng)絡控制軟件涉及到很多方面的內(nèi)容，應用范圍比較廣泛，一般情況下主要分為狹義和廣義兩類。（1）.狹義從狹義方面來說，網(wǎng)絡控制軟件可以根據(jù)其控制對象分為設備管理軟件和系統(tǒng)管理軟件兩種形式。其中設備管理軟件主要來源于各個設備廠商，最終目的是加強網(wǎng)絡設備的管理效果；系統(tǒng)管理軟件主要針對的對象是整個網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)實時監(jiān)控和管理。（2）.廣義從廣義方面來說，只要是存在的網(wǎng)絡的地方就需要利用網(wǎng)絡管理軟件對其進行網(wǎng)絡管理。眼下有很多的企業(yè)都有實行網(wǎng)絡管理，例如：銀行企業(yè)、電信企業(yè)等等。
2.2網(wǎng)絡控制軟件存在的弊端
網(wǎng)絡的興起固然給人們的生活和工作帶來了很大的方便，但是難免也存在著大量的弊端，對互聯(lián)網(wǎng)工作造成了很大的不良影響。其中包括：計算機運行卡頓，網(wǎng)絡系統(tǒng)安全性較低，寬帶級別過低信息傳輸堵塞等等，這些問題的出現(xiàn)就決定著工作人員必須要對網(wǎng)絡控制軟件進行優(yōu)化和改進。
3如何對電子計算機工程網(wǎng)絡控制軟件進行改進和優(yōu)化
隨著眼下社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對網(wǎng)絡應用的需求也逐漸變得越來越高，面對這一趨勢，網(wǎng)絡控制軟件逐漸朝著智能化、集成化方向發(fā)展，此外網(wǎng)絡工作人員也要對其進行優(yōu)化和改進，具體內(nèi)容如下：
3.1加強網(wǎng)絡安全建設
首先對應用的網(wǎng)絡進行安全性測試，一旦發(fā)現(xiàn)存在漏洞和安全隱患立即進行處理和排除。很多系統(tǒng)本身就存在一些漏洞，對于這種現(xiàn)象可以使用一些軟件進行漏洞修補。與此同時也要注意，于運行的軟件越多，漏洞產(chǎn)生的可能性就越高，因此，必須要注意避免過多的運行軟件，定期進行掃描，這樣才能有效提高電腦運行速度，避免產(chǎn)生漏洞的產(chǎn)生，提高計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)安全性。除此之外，用戶也可以使用數(shù)據(jù)加密技術進行加密，這種加密方式除了指定的網(wǎng)絡以外基本上沒有人可以能夠破解。一般情況下數(shù)據(jù)加密技術主要應用在網(wǎng)絡維護和系統(tǒng)運營以及軟件開發(fā)等方面，可以對網(wǎng)端安全性進行有效的保障，提高網(wǎng)絡運行的安全性。
3.2優(yōu)化網(wǎng)絡配置
（1）.信息資源分配使用SNMP來詢問路由表，接口表，地址表和ARP表等。（2）.利用管理協(xié)議更改配置利用SNMP協(xié)議進行網(wǎng)絡設置更改，由于絕大多數(shù)的制造商都不允許將訪問資源表明，因此主要是通過登錄系統(tǒng)進行，這樣就可以直接實現(xiàn)對系統(tǒng)配置的更改。
3.3實行分布式管理
眼下的分布式管理技術主要來源于兩方面，分別是移動技術和CORBA技術。對網(wǎng)絡實行分布式管理首先要建立多域名管理，這樣可以實現(xiàn)對不同域名的不同管理，同時保證各個進程之間可以進行良好的互動與協(xié)調(diào)，進一步促進網(wǎng)絡全球化管理的實現(xiàn)。使用分布管理不僅可以將網(wǎng)絡管理負荷有效降低，同時也能加快信息的傳遞速度，減少時間，提高網(wǎng)絡管理效果。
3.4實現(xiàn)智能控制
智能控制系統(tǒng)中主要包括專家系統(tǒng)、分級智能系統(tǒng)、學習智能系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等。智能控制可不經(jīng)過任何人工操作，就可以直接實現(xiàn)設備自主操作的控制形式，其主要就是依靠模仿人類智能從而實現(xiàn)具體操作。將智能控制技術應用在計算機控制軟件中可以進一步實現(xiàn)電腦控制自動化，不斷提高科技生產(chǎn)水平，同時加快計算機技術的發(fā)展進程。
4結(jié)束語
總而言之，隨著眼下社會發(fā)展對計算機網(wǎng)絡技術的使用要求不斷提高，相關網(wǎng)絡工作人員也必須要加強管理和控制，采用先進的網(wǎng)絡技術對工程網(wǎng)絡控制軟件進行優(yōu)化和改進，提高軟件使用性能，促進網(wǎng)絡集成化、智能化發(fā)展，保證電子計算機的使用效果。
作者：顏濱竹 單位：中國民用航空東北地區(qū)交通管理局
摘要:隨著計算機信息網(wǎng)絡工程技術的快速普及，數(shù)字化技術發(fā)展水平越來越快。網(wǎng)絡環(huán)境的開放式管理得到人們的認可，但隨之而來的是越來越多的網(wǎng)絡信息安全問題。計算機工程應用過程中往往受計算機應用的影響，需要對工程安全的相關問題進行合理的分析，充分研究提升計算機應用技術的整體優(yōu)勢方案，按照人們?nèi)粘５纳钚枨?，逐步建立良好的計算機應用管理標準，不斷提升計算機應用生產(chǎn)效果，實現(xiàn)對計算機工程優(yōu)勢化的管理和分析.
【關鍵詞】計算機；應用；優(yōu)勢
計算機發(fā)展與網(wǎng)絡信息發(fā)展相互適應，通過資源數(shù)據(jù)信息的共享，提升計算機網(wǎng)絡信息技術的安全化管理，不斷提升網(wǎng)絡信息的快速應用水品個，逐步實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡信息應用的優(yōu)勢提升。根據(jù)計算機工程應用分析標準，對計算機實際的發(fā)展形式和發(fā)展類別進行準確的分析，充分研究計算機實際符合需求的應用范圍，按照計算機應用實際工程領域標準，重點分析計算機工程存在的各種優(yōu)勢特點，結(jié)合實際情況，確保計算機網(wǎng)絡信息工程的安全可靠化的管理，保證計算機使用的安全性。
1計算機網(wǎng)絡信息的應用問題
加強計算機網(wǎng)絡信息的安全化應用，逐步提升網(wǎng)絡信息技術的普及過程，提高計算機工程化應用標準，對計算機工程的相關安全問題進行逐步探索分析，明確計算網(wǎng)絡應用對人們的關注度。加強計算機網(wǎng)絡應用信息的分析過程，對計算機網(wǎng)絡信息的相關應用問題進行判斷，確定實際網(wǎng)絡信息問題的快速分析和解決。
1.1受病毒黑客的侵擾
在計算機工程網(wǎng)絡化應用中，需要建立合理的網(wǎng)絡安全標準。黑客如果惡意的攻擊或干擾，就會對計算機應用造成負面的影響問題。計算機的信息安全需要以數(shù)據(jù)、物理構(gòu)成以及功能應用為安全管理標準。在計算機應用中，逐步加強實體的安全化管理。計算機應用需要與外圍設備相互適應，逐步完善計算機實體的安全規(guī)范控制范圍，對計算機軟件系統(tǒng)、存儲控制功能進行有效的分析，明確實際不同類型用戶的非數(shù)據(jù)存儲標準。根據(jù)計算機實際優(yōu)化配置標準和存儲能力，準確的分析用戶操作規(guī)定范圍內(nèi)存在的違規(guī)行為。根據(jù)計算機有效控制標準，利用計算機體系的運營標準進行負責建設，明確數(shù)據(jù)文件的存儲和檢測方式。按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的輸出量，對管控標準進行全面的責任化分析。計算機往往是以口令識別身份的，根據(jù)口令的生成、信息的等級、期限的規(guī)范等數(shù)據(jù)進行嚴格的管控。對于系統(tǒng)可能存在的自動識別進行全面的跟蹤調(diào)查，明確實際文煥有效應用的標準登記范圍，采用全面識別的方式確定終端量。計算系統(tǒng)記錄中的相關內(nèi)容，對計算機系統(tǒng)的節(jié)點、用戶名稱、口令、終端、數(shù)據(jù)進行合理的分析和應用，確定實際數(shù)據(jù)操作判斷的標準類別，明確實際數(shù)據(jù)的信息登記過程，確定有效識別數(shù)據(jù)信息的方案。
1.2信息安全通信的平衡關系
計算機應用信息安全分為低、中、高三個安全級別。按照實際不同信息等級，準確的分析安全保護的有效策略方式。根據(jù)安全實際的數(shù)據(jù)信息保密特征，合理的分析計算機信息傳輸、存儲過程中的相關標準，保證實際可見的數(shù)據(jù)信息動態(tài)量。一班計算機往往受電子數(shù)據(jù)郵件、個人資料信息、口令錄入等內(nèi)容的工具，網(wǎng)絡服務器無法及時對計算機終端進行安全化管理。根據(jù)計算機實際工程程序標準，對程序的相關內(nèi)容進行準確的修正，確定實際終端的安全漏洞問題，改善計算機網(wǎng)絡信息人才存在的匱乏現(xiàn)象，適宜的完善管理信息的安全漏洞。
2計算機網(wǎng)絡應用存在的優(yōu)勢效果
計算機網(wǎng)絡安全需要得到有效的擴展，根據(jù)計算機實際應用效果，對計算機網(wǎng)絡信息安全進行分析，逐步完善計算機技術的優(yōu)勢特點，對計算機網(wǎng)絡信息的安全化進行處理，提升計算機網(wǎng)絡工程的應用效果。
2.1計算機網(wǎng)絡信息的應用
計算機網(wǎng)絡信息需要以合理的建筑標準進行支持，不斷完善計算機網(wǎng)絡信息技術的應用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議，保證信息系統(tǒng)的合理規(guī)范。計算機網(wǎng)絡信息技術需要對數(shù)據(jù)庫進行處理，完善計算機網(wǎng)絡信息的傳輸性，完善網(wǎng)絡信息的安全性，提升信息整體發(fā)展水平。
2.2計算機網(wǎng)絡科技教育的優(yōu)勢性
計算機網(wǎng)絡信息需要對實際的應用范圍進行分析，按照計算機網(wǎng)絡應用標準，采用合理的教育科研活動，大力開展網(wǎng)絡信息技術的支持，提升教育新發(fā)展的拓展水平。按照計算機網(wǎng)絡信息技術遠程標準教育范圍，逐步完善我國教育綜合事業(yè)的快速發(fā)展水平，拓展教育范圍，提升教育背景，實現(xiàn)教育整體效果水平的提升。按照計算機網(wǎng)絡信息安全，采用遠程化教育形式，全面構(gòu)建合理的教育手段，提升教育發(fā)展促進的積極性，實現(xiàn)教育體系的快速建設。例如，在教育科研中加強虛擬數(shù)據(jù)的分析應用過程，按照實際數(shù)據(jù)分析標準，對教育科研的發(fā)展和管理進行數(shù)據(jù)分析，明確實際科研數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析標準，依附傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析過程，確定相關預期的分析效果。按照實際計算機網(wǎng)絡信息開發(fā)的基本原則，結(jié)合網(wǎng)絡虛擬分析方式，逐步提升數(shù)據(jù)的分析效果。
3計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的快速應用
按照網(wǎng)絡信息的傳播發(fā)展途徑，分析計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)應用的標準，為互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供合理的拓展空間。以因特網(wǎng)、信令網(wǎng)、光纖分布、數(shù)據(jù)接口分析為基礎的計算機網(wǎng)絡信息，需要加強信息數(shù)據(jù)的快速拓展，逐步提升信息網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的安全級別。
4計算機網(wǎng)絡公共服務的安全體系
社會服務信息體系需要良好的公共服務管理進行拓展，逐步提升公共服務網(wǎng)絡結(jié)合的效果，改變傳統(tǒng)公共服務的應用標準，對人工數(shù)據(jù)的輸入進行合理的分析，提升整體服務拓展水平，降低服務效率，造成大量的數(shù)據(jù)安全隱患。依照計算機網(wǎng)絡信息的發(fā)展，對公共服務系統(tǒng)進行技術支持，提升計算機網(wǎng)絡工程的改變性意義，實現(xiàn)傳統(tǒng)信息公共服務模式的拓展和提升。
5結(jié)語
綜上所述，計算機網(wǎng)絡信息的應用需要改變現(xiàn)有的信息支持，逐步拓展社會發(fā)展水平，改善計算機各個領域經(jīng)濟的快速發(fā)展標準，拓展社會的發(fā)展進程，提升計算機應用基礎，實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡應用水平的快速拓展，保證計算機綜合性應用水平的提升。加強計算機公共信息應用服務的管理方式，改善計算機技術應用標準，對實際計算機的優(yōu)勢進行準確的分析，逐步完善實際計算機優(yōu)勢拓展辦法，提升計算機網(wǎng)絡信息優(yōu)勢的快速發(fā)展。
作者：張艷艷 丁樂 單位：單位江西應用科技學院
在春意盎然的季節(jié)，重慶人文科技學院計算機工程學院成立了。這是重慶人文科技學院發(fā)展歷程中的一件大事，標志著整個學院在深化應用技術型本科大學建設的道路上邁出了堅實的步伐。我們深信，這對我校向應用技術型本科大學轉(zhuǎn)型具有重大的戰(zhàn)略意義。
一、發(fā)展總體目標
我們將經(jīng)過五年努力(前三年打基礎，后二年初見成效)，在辦學體制和機制上有創(chuàng)新，在教育教學模式上有突破，在教育教學方法上有創(chuàng)造，在教育教學內(nèi)容上有革新，總體上建立一套完善的現(xiàn)代應用技術型本科計算機類高等教育教學體系，使學生的培養(yǎng)質(zhì)量位于重慶市應用技術型本科前列，把計算機學院建設成在全國有影響，在重慶為一流的民辦應用技術型二級學院。我們將不遺余力地堅持現(xiàn)代大學的辦學理念，執(zhí)行應用型本科大學的國家意志，并將國家意志轉(zhuǎn)化成我們實際行動;我們將不予余力的堅持走教育國際化之路，堅持開門辦學，擴大教育開放，加強國際合作，創(chuàng)新教育教學改革;我們將不予余力堅持質(zhì)量強校的方針，切實將知識轉(zhuǎn)化為學生的智力和創(chuàng)造力，為培養(yǎng)符合社會經(jīng)濟發(fā)展的創(chuàng)新性人才而努力。我們一定統(tǒng)一思想，積極推進，把計算機學院辦成高層次，高亮點、高水平的應用技術型二級專業(yè)學院。為實現(xiàn)計算機工程學院立足重慶，面向全國，走向世界之夢而奮斗。
二、具體發(fā)展規(guī)劃
1．學科專業(yè)建設
學科專業(yè)建設著重體現(xiàn)社會發(fā)展的專業(yè)人才的需求，特別是體現(xiàn)重慶經(jīng)濟發(fā)展的緊缺人才需求。加強和國際國內(nèi)ICT公司合作，使設置的專業(yè)方向顯特色、專業(yè)內(nèi)容上層次、專業(yè)群集有體系。經(jīng)過三年努力實現(xiàn)我校計算機類專業(yè)全覆蓋，同時突出在IT領域社會人才需求的關鍵的幾個專業(yè)方向:軟件體系、軟件技術、軟件開發(fā)應用和云計算技術及信息系統(tǒng)技術，智能技術，物聯(lián)網(wǎng)技術，大數(shù)據(jù)技術等方向。打造完備的，具有特色的專業(yè)群，使人文科技學院成為重慶IT專緊缺人才示范校。到2017年成功申報5個專業(yè):有網(wǎng)絡工程和物聯(lián)網(wǎng)工程、智能科學與技術和數(shù)字媒體、及電子與計算機工程專業(yè)。
2．師資隊伍建設
建立一支穩(wěn)定的，熱愛教育事業(yè)，有人文素養(yǎng)、學術水平和專業(yè)技術的高素質(zhì)教師隊伍是辦好教育事業(yè)的核心。要培養(yǎng)和造就一批中青年骨干教師隊伍，在學校支持下，下決心多渠道、多方位、多層次的招賢納士。根據(jù)教育部制定的大學師資隊伍配備和學科發(fā)展要求，到2017年教師總數(shù)達85人左右，并在年齡結(jié)構(gòu)、學緣結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)、專業(yè)結(jié)構(gòu)等方面盡最大努力趨于科學合理。
3．學生招生數(shù)
為了從學生規(guī)模上體現(xiàn)專業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實現(xiàn)特色專業(yè)、亮點專業(yè)的較大發(fā)展，以適應重慶社會經(jīng)濟發(fā)展的人才需求，根據(jù)專業(yè)的設置計算機科學與技術專業(yè)(設二個方向)招生150名;軟件工程專業(yè)(設三個方向)招生250名;網(wǎng)絡工程(設二個方向)招生150名;物聯(lián)網(wǎng)工程(設二個方向)招生100名;智能科學與技術(設二個方向)招生150名;數(shù)字媒體技術(設一個方向)招生100名。到2017年，在校學生達2000人左右。這將有利于體現(xiàn)應用型本科的內(nèi)涵特征，有利于學校戰(zhàn)略性的可持續(xù)發(fā)展。
4．研究生教育
為了提升我校的辦學層次和辦學質(zhì)量，提高我校在重慶市乃至全國的影響力，我們將盡最大努力積極與ORACLE公司、微軟公司、中興通信公司和思科公司建立戰(zhàn)略合作關系，從而充分利用他們的人力資源、技術資源、市場資源、教育資源、成果資源，快速提升我院的辦學水平和辦學層次，首先是辦好計算機本科專業(yè)教育，只要條件成熟就全面啟動“服務國家特殊需求人才培養(yǎng)項目”的申報，為我校專業(yè)碩士的培養(yǎng)做出貢獻。
5．建設科學的課程體系
課程體系的建設是教育教學改革的重要組成部分，是落實教育教學體系改革和教育教學模式創(chuàng)新的實施體現(xiàn)。通過與ICT公司的合作，三年內(nèi)建設完備的優(yōu)質(zhì)專業(yè)課程體系。使課程體系就有如下特點:第一，體現(xiàn)專業(yè)特色的鮮明性，工程技術的實用性，知識架構(gòu)的先進性。第二，結(jié)合重慶信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求和我們的實情，使課程體系結(jié)構(gòu)清晰、層次分明、內(nèi)容全面，并與我院的素質(zhì)教育和通識教育深度融合。第三，充分利用全球教學資源，把課程教學與課程設計有機結(jié)合，把課程設計與工程項目有機結(jié)合，真正實現(xiàn)理論與實踐的融合，以提高學生的知識水平、提高學生的認知能力、提高學生工程設計能力。建立一套完整的集課堂教學、課程設計、實驗實訓為一體的教學大綱、教學課件、和教學視頻等教學資源庫。使我校在重慶應用型本科院校中，教育教學質(zhì)量名列前列。
6．建立現(xiàn)代大學教育教學管理和治理體系
將充分利用我院的合作辦學的優(yōu)勢，強化國際現(xiàn)代教育思想，用三年時間建立一套完整的適合社會經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)代教育管理和治理體系。包括:教育教學各項管理制度，教育教學各項治理條例，教育教學各項激勵機制，教育教學的各項保障機制，教育教學各項約束機制和教育教學質(zhì)量評價體系。調(diào)動一切積極因素，發(fā)揮一切可以發(fā)揮的力量，使我院教育教學管理科學有序、教育教學規(guī)范育人、教育教學發(fā)展持續(xù)。
7．建設5大工程實驗中心
以專業(yè)設置為基礎，建立配套的5大工程實驗中心:計算機科學與技術工程試驗中心、軟件工程試驗中心、網(wǎng)絡工程實驗中心、物聯(lián)網(wǎng)工程試驗中心和云計算工程試驗中心。把工程試驗中心建成集專業(yè)試驗、課程設計、科學研究和實習實訓為一體的開放性教學科研平臺;加強工程試驗中心的內(nèi)涵管理，用三年時間建立一套完善的規(guī)章制度和運營機制;通過引進和培養(yǎng)造就一支合作精神強、技術能力過硬的團隊;力爭建成重慶市級重點實驗室。
8．加強和提高教育教學和科學研究的水平
加強教育教學的研究是提高教師隊伍水平的重要舉措，是彰顯教育教學特色的重要體現(xiàn)，是提高教育教學質(zhì)量的有力保障，是推進我校教育教學改革的創(chuàng)新力。我們將積極探索適合我校教育教學的新模式、新機制和新方法。我們將以MOOCs為改革的突破口，組織計算機公共基礎課和計算機專業(yè)基礎課的二個MOOCs教學攻關教研組，用二年的時間，對MOOCs課程腳本的研制、課程多媒體的制作、MOOCs應用平臺的建設，以及教育教學理論、方法、技術上作出示范性的成果，推動應用型本科的教育教學的實踐和改革的發(fā)展。加強科學技術研究同樣是高等院校重要任務。鼓勵教師積極投入到科學研究的創(chuàng)新性活動中，這對提高教師深刻地掌握自然科學研究方法，提高教師科學學術水平，提高教師緊跟世界科學技術發(fā)展前沿的能力至關重要。有這樣一支教學團隊，我們才能在前進的道路上立于不敗之地。根據(jù)學院的具體情況，用二年的時間建立一套較完善的教改和科研激勵機制，并制定配套的實施意見。實現(xiàn)每年每個教師1－2篇，講師以上的教師至少發(fā)表核心期刊論文1篇;每個專業(yè)每年成功申報省部級教改或者科研項目1－2項，并獲得專利或著作權(quán)1－2項;每個專業(yè)三年內(nèi)完成1－2門精品課程建設任務。經(jīng)過三年努力，在教改和科研成果方面位居重慶市民辦高校前列。
9．構(gòu)建具有特色的校企合作產(chǎn)教結(jié)合體系框架
校企合作產(chǎn)教結(jié)合是應用型技術大學人才培養(yǎng)的及其重要的模式，校企合作產(chǎn)教結(jié)合是一個系統(tǒng)工程。我們要研究新形勢，提出新問題，創(chuàng)新新機制，使之上升到教育理念、教育方法、教育模型上來，作為產(chǎn)教結(jié)合的行為指南。體系框架主要包括六方面，即:產(chǎn)教結(jié)合的機制、產(chǎn)教結(jié)合的形式、產(chǎn)教結(jié)合的教育教學模型、產(chǎn)教結(jié)合的師資隊伍、產(chǎn)教結(jié)合的課程體系、產(chǎn)教結(jié)合的質(zhì)量保障體系。六個方面相互聯(lián)系，相互滲透，相互融合，構(gòu)建了產(chǎn)教結(jié)合的科學體系。我們的目標是:用一年時間初步形成產(chǎn)教結(jié)合的體系框架，并制定相關的規(guī)章、制度及實施辦法。再花一年時間形成一套較完整的產(chǎn)教結(jié)合體系構(gòu)架，并完成大部分相關的規(guī)章、制度、實施辦法的制定。第三年形成一套完整的產(chǎn)教結(jié)合體系構(gòu)架，實現(xiàn)較成熟的產(chǎn)教結(jié)合機制、體制、制度、方法的有機融合，為產(chǎn)教結(jié)合的長期發(fā)展打下堅實的基礎。我們要走的路很長很長，但只要我們按照既定的目標堅定不懈的走下去，前途一片光明。
作者：汪林林 單位：重慶人文科技學院 計算機工程學院
近年來，計算機相對應的軟件技術及硬件技術都得到了一定程度的發(fā)展和進步，計算機工程技術在各個不同領域中的程序化應用也得到了多樣化的發(fā)展。由于計算機工程技術本身是一種較為固定的程序模式，人們在使用的過程中往往缺少對其創(chuàng)新設計的理念，而是直接按照計算機工程技術中的程序進行應用，因此，才會使得計算機工程技術在應用中沒有真正地發(fā)揮出他的價值及意義。
一、計算機工程技術的弊端
任何事物都具有兩面性，雖然高科技的應用能夠有效提升工作效率等，但仍然會存在相應的弊端，如：計算機工程在實際應用中的缺點需要工程師進行合理化的調(diào)整，我們認為，計算機工程技術想要得到合理、深刻的運用必須要將其弊端充分地展示出來，讓所有使用者對其有更加清楚的了解，進行針對性的合理應用。與不少工程師交談過程中發(fā)現(xiàn)，他們對于工程的設計還是具有一定的危險性意識和責任感，但總的來說，他們還是比較熱衷于使用計算機工程技術。我們必須要將計算機工程技術的弊端展示出來，讓工程師了解實際工程設計中不能完全依賴于計算機工程技術的應用，要將計算機工程技術與實踐經(jīng)驗和知識結(jié)合起來應用。例如：專業(yè)的工程師在計算機工程技術的應用上會了解該工程的每一項細節(jié)，如設計模型、設計原則及原理等，再者，利用計算機工程技術來進行準確性計算和設計，最后再將結(jié)果進行比較，分析出最有效的問題解決途徑，判斷計算結(jié)果的真實有效性。以這樣的方式不僅能夠讓計算機工程技術的弊端展示出來，還能夠讓使用者了解到它的真實性能[2]。
二、計算機工程技術和傳統(tǒng)工程技術的融合應用
計算機工程技術的出現(xiàn)無疑是幫助工程師解決各種設計及計算問題，使得工程師和相關工程審核人員的觀念及思維都處在了一個高科技水平的階段之中，有的人會認為，不使用計算機工程技術是與現(xiàn)今時代脫離的現(xiàn)象。正是由于這樣的想法，致使部分工程師自身對于計算機工程技術的應用缺乏了應有的創(chuàng)新能力。首先，我們以建筑工程為例子，大部分的工程師都會借助計算機工程技術來對建筑面積范圍進行計算，然后再對建筑工程進行規(guī)劃，其中就包括了所需要使用的原材料等等，整個建筑工程的設計都依賴于計算機工程技術來實行，手工的操作逐漸減少，這樣的發(fā)展趨勢使得建筑工程的安全得到保障。完全地依賴于計算機工程技術而不參與手工預算，對于建筑的安全會形成一定的威脅性。因此，我們認為，在實際的建筑工程操作過程中，建筑工程師應該將計算機工程技術和傳統(tǒng)技術相結(jié)合在一起應用，在實踐中找出差異，并根據(jù)實際情況進行深入整合和修改，最大程度保障建筑的安全性。如：站在計算機工程技術的角度上來對問題進行深入分析，并根據(jù)設計出建筑工程的相關內(nèi)容，然后進行傳統(tǒng)的手工分析，提出多樣化工程設計方案，最后，將計算機工程技術和傳統(tǒng)工程技術相結(jié)合在一起，再將設計好的思路整合，運用計算機工程技術來設計出最終的程序[1]。
三、合理使用計算機工程技術
計算機工程技術雖然存在弊端，但其實用性極強，所謂“去其糟粕，取其精華”，工程師在使用計算機工程技術時也應該揚長避短，合理地運用它來開展工作。計算機工程技術在實際運用過程中可以以一些適合的自動化工作內(nèi)容經(jīng)過高科技轉(zhuǎn)化來進行，對于工程安全性及威脅性問題則要求工程師手工進行預算，控制工程整體設計方案中的偏差，確保工程具備足夠的實用性和安全性。如：在實際的計算機工程技術使用過程中，常常會涉及到規(guī)范、數(shù)學的原理等知識，假設工程師因為缺乏這類知識將使得其難以判斷工程技術是否適用于工程，為此，工程師在使用計算機工程技術時要有選擇性，才能夠?qū)⒂嬎銠C工程技術的優(yōu)勢真正發(fā)揮出來。
四、結(jié)語
計算機工程技術的應用在實際中會存在一些問題，需要使用者探索出解決途徑，以最大的限度來推動計算機工程技術的合理應用。透過全方面的了解，有意識地選擇使用計算機工程技術，確保自身的工作能夠有效開展，尤其是建筑工程等領域，要確保其設計的安全性，真正地將計算機工程技術的作用發(fā)揮出來，促進科技進步與科技發(fā)展。
作者：王玉峰 單位：赤峰市生產(chǎn)力促進中心
1概述
近年來，科學技術不斷進步，互聯(lián)網(wǎng)與計算機技術也隨之快速發(fā)展，信息技術向人類生活的各個領域全面推進，促進了商業(yè)、信息業(yè)、通信業(yè)等各個科學領域的發(fā)展，逐步演變成數(shù)字化時代。如今，計算機工程應用具備方便、快捷等優(yōu)勢不可否認，但網(wǎng)絡環(huán)境的開放性，使非法用戶有機可趁，隨之帶來了病毒入侵、數(shù)據(jù)丟失、黑客攻擊等一系列影響人們正常工作與生活的問題。因此，計算機工程應用中存在的問題，值得我們深入探究，并挖掘計算機工程應用的優(yōu)勢，不斷改進，不斷取得創(chuàng)新，以確保計算機工程應用的安全性和可靠性。
2計算機工程應用存在的相關問題
在計算機工程的應用中，由于信息網(wǎng)絡平臺的開放共享，病毒與黑客極易入侵計算機系統(tǒng)，對信息數(shù)據(jù)的安全構(gòu)成嚴重威脅。因此，計算機工程應用中的安全問題應該得到重視。對計算機安全的管理，包括軟硬件結(jié)構(gòu)管理、數(shù)據(jù)信息管理和應用程序的管理。首先，在計算機應用階段，計算機的實體安全性應該得到有效確保，計算機實體、計算機的電磁輻射應該得到有效控制，使其符合各項安全指標。其次，針對計算機軟件設施，應該進行高效安全的管理和控制，使計算機的存儲功能得到體現(xiàn)，阻止非法入侵和數(shù)據(jù)丟失。除此之外，提高計算機的存儲防護能力也很重要，約束用戶的作業(yè)范疇，避免用戶讀寫操作跨越規(guī)范的界限。對于數(shù)據(jù)信息管理，設置專人進行數(shù)據(jù)的安全管理以及數(shù)據(jù)的輸出管控，實施安全體系監(jiān)測，有效記錄數(shù)據(jù)及系統(tǒng)運行狀況。另外，對計算機傳輸數(shù)據(jù)的輸出進行全面審核也很重要。在計算機系統(tǒng)中，用戶識別身份的方式通常為口令識別，因此，應嚴格管理用戶登記信息，當應用中出現(xiàn)非法請求，系統(tǒng)應實施全面追蹤程序，進行有效識別，對非法用戶實施攔截。此外，計算機應自動對應用中的日志記錄進行全面記載，記錄項目包括節(jié)點名、用戶名、用戶口令、使用終端、使用數(shù)據(jù)等方面，實施對信息的有效保護。在計算機中，計算機應用的安全性與便利性存在失衡。安全體系的安全水平等級不一，針對信息的重要程度，制定相應的安全措施進行保護。確保信息與數(shù)據(jù)的保密性、整體性、可用性。在計算機網(wǎng)絡體系中，計算機信息的取用，使用者必須經(jīng)過授權(quán)方可訪問，這是確保網(wǎng)絡管理信息保密性的根本[1]。在信息輸入、輸出過程中，未經(jīng)授權(quán)用戶禁止擅自更改數(shù)據(jù)，破壞數(shù)據(jù)的整體性。同時，要體現(xiàn)動態(tài)信息的可見性，提高系統(tǒng)靜態(tài)信息的可操作性。
3計算機工程應用的優(yōu)勢
計算機工程在應用上存在諸多安全隱患，對計算機信息實施安全保護非常重要，計算機工程應用也因此得到發(fā)展。例如，運用入侵檢測系統(tǒng)，對計算機軟硬盤設施中的信息數(shù)據(jù)進行實時檢測，及早發(fā)現(xiàn)惡意攻擊。對于黑客的入侵和惡意攻擊，采取防火墻、防病毒墻對計算機系統(tǒng)進行保護，防火墻可以對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的合理性進行分析，防止外部入侵，對非法用戶進行約束[2]。運用加密技術，使黑客無法還原數(shù)據(jù)，從而阻止其惡意攻擊。優(yōu)化端口保護也具有顯著的保護作用，能夠?qū)味思半p端進行保護，解決遠程終端在計算機應用中的不足。計算機工程的廣泛應用，推動了信息化的發(fā)展，同時也對經(jīng)濟發(fā)展起到了促進作用，計算機工程的發(fā)展，帶動起相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，使我國經(jīng)濟水平提高，同時網(wǎng)絡平臺的發(fā)展給就業(yè)者提供了更多的就業(yè)機會和發(fā)展平臺，帶動電子產(chǎn)業(yè)、商業(yè)、信息業(yè)、通信業(yè)等各大領域的大規(guī)模發(fā)展。在保證安全的情況下，充分發(fā)揮計算機工程應用的優(yōu)勢，讓用戶安全、放心的使用。在公共服務體系中，計算機工程得到社會的廣泛應用，其與互聯(lián)網(wǎng)技術相結(jié)合，有效提高了公共服務體系的管理水平和工作效率。過去，公共服務體系數(shù)據(jù)需要人工采用手工輸入法輸入，導致工作效率較慢、服務水平低下、服務質(zhì)量欠佳等想象。如今，計算機工程與互聯(lián)網(wǎng)技術的應用，使公共服務體系得到明顯改善，服務效率有所加強，獲得巨大的進步。
結(jié)束語
綜上所述，計算機工程在應用過程中，尚存在一些相關的安全問題，但也具備相應的優(yōu)勢。因此，對計算機工程應用的不足與優(yōu)勢進行探討，掌握存在的問題并針對問題提出解決方案，運用科學的管理手段，實施具有針對性的安全措施，以解決計算機工程應用存在的不足，提高其可靠性和安全性，充分發(fā)揮其應用價值，為人們提供安全、可靠的信息平臺，促進經(jīng)濟、科學的發(fā)展，提高全民經(jīng)濟水平。
作者：王玉峰 單位：赤峰市生產(chǎn)力促進中心
1某一體化計算機中LVDS顯示電路的設計原理
根據(jù)LVDS的傳輸線路組成，某一體化計算機中顯示電路應由LVDS信號輸出、LVDS信號傳輸、LVDS信號接收三部分組成。在選擇LVDS輸出電路時，應注意LVDS輸出接口的選擇。LVDS輸出接口也分為以下四種類型：
1）單路6位LVDS輸出接口，RGB信號均采用6位數(shù)據(jù)，共18位RGB數(shù)據(jù)；
2）雙路6位LVDS輸出接口，采用雙路方式傳輸，RGB信號采用6位數(shù)據(jù)，其中奇路數(shù)據(jù)為18位，偶路數(shù)據(jù)為18位，共36位RGB數(shù)據(jù)；
3）單路8位TTL輸出接口。這種接口電路中，采用單路方式傳輸，RGB信號采用8位數(shù)據(jù)，共24位RGB數(shù)據(jù)；
4）雙路8位1TL輸出位接口。這種接口電路中，采用雙路方式傳輸，RGB信號采用8位數(shù)據(jù)，其中奇路數(shù)據(jù)為24位，偶路數(shù)據(jù)為24位，共48位RGB數(shù)據(jù)?？紤]到實際使用，單路6位LVDS接口就可以滿足。而單路6位LVDS接口需要四對差分線來通訊，三對差分線是數(shù)據(jù)傳輸，一對差分線用于時鐘信號傳輸。因此，選擇了一款支持單路6位LVDS顯示輸出的COMExpress模塊作為LVDS顯示的信號輸出端，選擇一款支持單路6位LVDS的LCD液晶顯示屏作為LVDS信號接收端。
2一體化計算機中LVDS顯示的實現(xiàn)
一體化計算機中的LVDS顯示發(fā)送端及接收端選型好之后，還需要考慮好LVDS信號傳輸?shù)脑O計，以確保信號質(zhì)量。
2.1計算機背板PCB設計
從COMExpress模塊引出的信號不能從COMExpress接口直接傳輸?shù)揭壕辽?，這需要計算機背板的轉(zhuǎn)接，在背板PCB設計時要考慮好高速LVDS信號的走線，主要有以下幾點需要注意：
1）LVDS信號的匹配阻抗通常為100Ω±10%；2）保證差分線平行等距，一般是將差分線對長度誤差限制，盡量使用同層內(nèi)的差分；
3）LVDS差分對走線應盡可地短而直，避免過孔和大于90°的轉(zhuǎn)向；
4）LVDS信號要遠離其它信號。其他信號最好分層布線，若必須使用同一層走線，距離應大于3～5倍差分線間距；
5）不同差分線對間的間距至少應大于3～5倍差分線間距。
2.2傳輸線纜的設計
從計算機背板到顯示屏之間，需要設計有傳輸線纜。在設計傳輸線纜的時候，為確保信號質(zhì)量，應該注意以下幾點：
1）信號傳輸線纜應雙絞、等長；
2）要做好線纜的屏蔽，屏蔽層要接地；
3）信號線纜要注意避開其他信號線，尤其是電源線纜，防止造成干擾；
4）選用的連接器務必要壓接可靠，采用的接觸件一般為銅材質(zhì)以保證信號質(zhì)量。
3調(diào)試及故障分析
一體化計算機按照上述設計方案進行了生產(chǎn)，在首次測試時，發(fā)現(xiàn)顯示屏上沒有顯示，經(jīng)檢查，LVDS信號線路連接正確，在調(diào)試板上測試COMExpress模塊，顯示正常，但在查看BIOS設置時，發(fā)現(xiàn)可以設置主模塊的輸出為單路6位LVDS輸出，或是單路8位LVDS輸出，默認的是單路8位輸出，與液晶屏的輸入接口不符，導致沒有顯示。調(diào)整為單路6位輸出后，顯示正常。在后續(xù)一體化計算機的調(diào)試、試驗中，發(fā)生過一些顯示故障，總結(jié)起來，主要有黑屏、抖屏、缺色現(xiàn)象。通過更換模塊的方式進行排查，排除了線纜、液晶顯示器的問題，定位是LVDS顯示輸出異常。然后在發(fā)生故障時，測量了故障模塊的LVDS信號輸出波形，通過對比工作正常時的波形，發(fā)現(xiàn)主要是時鐘信號波形異常。工作正常時的LVDS時鐘信號（TXCLK±）.根據(jù)LVDS信號的通信原理，在LVDS顯示工作正常時，時鐘信號的擺幅應滿足的要求，即LVDS時鐘信號的TXCLK+與TXCLK-差分信號對的差值在250mV～450mV時，判斷為邏輯“1”，差值大于-250mV時～-450mV，判斷為邏輯“0”，而且同時必須滿足峰峰值的要求，在差值最小的250mV時，峰峰值最小應滿足500mV，在差值最大的450mV時，最大峰峰值為900mV。根據(jù)故障時的時鐘信號波形與要求對比，可以清晰地判斷出故障的波形不滿足中的LVDS時鐘信號的要求，從而造成LVDS顯示無法正常工作，解釋了故障機理，下一步則需要對輸出LVDS顯示的模塊進行進一步的故障分析。
4結(jié)論
本文在工程應用中，依據(jù)LVDS顯示的基本原理，結(jié)合了LVDS在應用中的一些經(jīng)驗，成功實現(xiàn)了應用LVDS顯示的某一體化計算機，并對調(diào)試過程中發(fā)生的問題進行了分析，供其他需要LVDS顯示工程應用的設計者作為參考。
作者：孫懿 單位：江蘇自動化研究所
一、從教師的角度尋找提高專業(yè)繪圖能力的途徑
教師的教學要結(jié)合職業(yè)技術學院學生的特點，應采用適合的教學方法，教學內(nèi)容與本科學生要有一定的區(qū)別。應結(jié)合職業(yè)技術學院學生實際進行教學改革，以工作任務為中心組織教學內(nèi)容；以典型的建筑施工圖為載體，設計教學活動。突出實踐性，強調(diào)學生的自主學習。教師的實踐總結(jié)，融合進教學之中，從而達到讓學生自主提高專業(yè)繪圖能力的效果。
（一）改革教學方法和教學手段
過去教師系統(tǒng)講解理論知識、滿堂灌、學生被動聽課的傳統(tǒng)的教學方法，學生缺乏積極性、主動性和創(chuàng)造性，現(xiàn)在職業(yè)技術學院的教學應重視激發(fā)學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。對于計算機工程繪圖這一門課程來講，主要應采用項目引領、任務導向等教學方法；并采用多媒體教學及人機互動等教學手段。提高學生聽課的專注程度，提高學生的學習熱情。
1.項目引領項目引領的教學方法，改變了傳統(tǒng)的教學過程，以實際的工程項目為依托，并根據(jù)學生能夠接受的程度，展開針對性的教學。通過計算機工程繪圖這門課程，提高學生的繪圖能力，在進行教學時，以項目引領的方式，使用具體的工程項目教學；在繪制具體的工程圖的各個環(huán)節(jié)，在學生急需知道下一步做法時，傳授必要的理論及實踐知識。學生在這種情況下，是最想學習的時候，學習效率也是最高的，學習興趣也是最濃的。
2.任務導向任務導向的教學方法，強調(diào)把一個工程項目，分解成若干個任務，以實際的工作過程（建筑工程施工圖）為載體，提煉出典型的工作任務，使學生在完成工作任務的過程中，學會繪圖命令、修改命令以及與之相關的各種高級操作命令。打破原有的章節(jié)順序，以任務為引領，逐級深入。以能讓學生在自主學習中真正、切實地掌握繪圖技巧，精確熟練地利用課內(nèi)知識，以及內(nèi)容的精準應用為主。讓學生自主實踐，自主結(jié)合課內(nèi)知識，自己動手并總結(jié)經(jīng)驗。這樣做的目的，避免學生在繪制工程項目時，由于工作量大，而感到枯燥，并產(chǎn)生厭煩情緒。在繪圖的過程中，教師在給學生滲透理論知識的同時，融入企業(yè)崗位資格標準。學生在完成一個個的小任務時，繪圖能力自然就得到了提升。并且體驗到了其中的樂趣，從而愿意去主動學習。
3．教學做一體化將課堂教學和實訓室整合在一起，采用一體化教室上課，理論教師與實踐教師由同一名（批）教師擔任。通過項目引領、任務導向“邊做邊學、邊學邊教”，促使學生學習相關理論知識和實踐技能，打破了原來的理論課和實訓課的界限，是一種非常適合職業(yè)技術學院學生的學習方法，這種教學方法的教學過程實際上就是教學做一體化?！敖虒W做一體化”的教學模式是我國職業(yè)教育界普遍認可的一種教學模式。在這種教學模式中，學生是主體，教師起到的是主導的作用，教師多半時間都是在輔導學生，而不是講理論課。
4.應用廣播教學軟件教學廣播教學軟件可以完成：一機（教師機）對多機（學生機）的廣播（授課或播放各種軟件、課件等）、一機（教師機）對一機（學生機）的輔導、控制和查看學生機的屏幕。應用這種教學軟件，代替了傳統(tǒng)的教學手段，也代替了投影儀加大屏幕的多媒體的教學，并且不會受到投影儀投影效果的影響，是一次教學方式的改革和飛躍。采用這種教學方式，學生樂于接受，效果顯著。
（二）整合教學內(nèi)容
職業(yè)技術學院工程繪圖的教學內(nèi)容，不能是本科這門課教學內(nèi)容壓縮或簡單地刪減，學生不愿意接受或很難接受的理論知識，盡量地少講甚至不講，盡量多地帶領學生進行實際操作，在操作的過程中，滲透給學生能夠理解并且容易接受的理論知識。為了讓學生在將來的工作崗位上得心應手，學校的教學內(nèi)容應以將來的實際工程應用為主。要打破原來的章節(jié)順序，按照工程圖的繪制順序，整合教學內(nèi)容。使學生更加易于接受。
（三）模擬真實的工程實例，進行課程設計，增強實踐力度
為了使學生的繪圖能力得到鞏固和提高，必須增強實踐力度?？梢赃m當?shù)卦黾诱n程設計，在課程設計中，要模擬真實的工程實例，繪一小型工程的施工圖，根據(jù)課時量，模擬的施工圖內(nèi)容可以進行適當?shù)膭h減，繪制典型的施工圖紙，比如建筑的平、立、剖、節(jié)點都只畫一張等，學生在繪圖時，要嚴格執(zhí)行各種建筑繪圖規(guī)范。能力是練出來的，只有通過典型工作任務的參與、獨立完成,才能形成相應的技能,掌握實用的理論知識。
（四）提高教師的專業(yè)技能
教師的專業(yè)技能，對土木工程類學生繪圖能力的提高，起到了很大的影響，教計算機工程繪圖的教師，最好能具有雙師素質(zhì)，也就是要具有一定的實踐經(jīng)驗，教師的雙師素質(zhì)，在整合教學內(nèi)容，以及按照繪制施工圖的順序，重新排列教學內(nèi)容的先后順序、貫穿整個教學內(nèi)容的主線上等方面，均起到一定的作用。由于教師具有相關的工作經(jīng)驗，可以很隨意地找到一些極容易畫、學生又感興趣的建筑施工圖或結(jié)構(gòu)施工圖的相關內(nèi)容，能夠?qū)Ω鞣N相關規(guī)定，把握得相當?shù)轿?，并能根?jù)新規(guī)范、新圖集及時修訂所教的內(nèi)容，使學生所學與將來的工作完全接軌。同時做到教學相長，有時學生的思路，也會給我們帶來啟發(fā)，并且對以后的教學產(chǎn)生一定的影響，使更多的學生因此而受益。
二、結(jié)束語
綜上所述，對于動手能力很強的職業(yè)技術學院的土木工程專業(yè)學生來說，要想提高其計算機工程繪圖能力，并不是件多么困難的事情，這需要任課教師和學生的共同努力，教師要根據(jù)學生特點，按照實際施工圖的要求，進行教學方法和教學手段的改革，同時對教學內(nèi)容進行整合，其中所有的案例都圍繞真實的施工圖進行，并且重視對學生好奇心和求知欲的培養(yǎng)，激發(fā)學生的學習熱情，變被動為主動。要培養(yǎng)學生的專業(yè)熱情，學生有了對專業(yè)的熱愛，了解具有繪圖能力的必要性，從而愿意去畫圖，這樣在老師的指導下，才能去主動練習。按照這樣的途徑去執(zhí)行，學生應用計算機繪制工程圖能力一定會提高的。
作者：謝桂英 張威琪 楊化奎 霍堂霞 王濱生 單位：哈爾濱職業(yè)技術學院 黑龍江省質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院
1研究思路與目標
集成電路技術的發(fā)展，使集成電路和處理器的關系密不可分。隨著多核技術的出現(xiàn)，處理器已經(jīng)變成構(gòu)成系統(tǒng)級芯片（SoC）的基本單元，因此，從集成電路的功能級設計層面講，計算機系統(tǒng)設計實現(xiàn)采用的方法就是大規(guī)模集成電路（VLSI）系統(tǒng)的設計方法。從卓越人才培養(yǎng)的角度，VLSI系統(tǒng)設計是微處理器的邏輯實現(xiàn)手段，而數(shù)字邏輯是計算機組成的物理實現(xiàn)基礎。學生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設計能力和VLSI系統(tǒng)設計能力直接決定了其計算機系統(tǒng)設計能力。因此提升學生計算機系統(tǒng)設計能力的關鍵是提升學生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設計能力和VLSI系統(tǒng)設計能力。為了切實提高計算機工程專業(yè)方向本科學生的計算機系統(tǒng)設計能力，教學改革研究工作的目標確定為：以數(shù)字邏輯設計方法為設計基礎、以硬件描述語言為設計工具、以硬件仿真系統(tǒng)為設計環(huán)境、以FPGA為系統(tǒng)實現(xiàn)手段、以計算機系統(tǒng)設計實現(xiàn)為目標和主線，將計算機系統(tǒng)設計實踐完整地貫穿于專業(yè)核心課程之中；教學改革研究思路確定為：系統(tǒng)視角、整體優(yōu)先、設計牽引、講做結(jié)合、注重能力。該研究思路不同于一般的課程群，不是簡單的知識點的審視，是“自頂向下”的觀點和“自底向上”的實現(xiàn)的一種結(jié)合方法，最終目標是提升計算機工程專業(yè)方向本科學生的計算機系統(tǒng)設計能力。
2研究內(nèi)容
計算機工程專業(yè)方向的主干課程包括數(shù)字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計算機設計與調(diào)試、計算機系統(tǒng)設計、VLSI系統(tǒng)設計等。課程各有目標，課程之間有宏觀上的先后順序，有微觀上的相互穿插，有內(nèi)容上的重疊。經(jīng)過近幾年的教學研究和改革，各門課程都發(fā)生了非常大的變化[1]：VLSI課程中會涉及算術邏輯單元的設計甚至處理器設計方面的內(nèi)容；匯編語言的作用已經(jīng)從編程工具轉(zhuǎn)變?yōu)槊枋龊屠斫庥嬎銠C系統(tǒng)工作原理的有效工具；HDL語言和仿真工具不再專屬于數(shù)字邏輯電路設計領域，已經(jīng)成為計算機系統(tǒng)設計的通用語言和工具。但是，由于總目標不明確，導致課程分頭講，實驗分頭做，總體學時不少，最終效果欠佳。筆者的主要研究內(nèi)容以計算機系統(tǒng)設計為目標，從能力培養(yǎng)的視角看待和理解數(shù)字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計算機設計與調(diào)試、VLSI、計算機系統(tǒng)設計等課程，借鑒CDIO的思想，將系統(tǒng)設計思想和設計實踐貫穿整個計算機工程專業(yè)方向人才培養(yǎng)過程。
2.1重新審視和修訂教學計劃
在研究過程中，我們首先整理涉及的各門課程的全部知識點，對相互影響的重要知識點整體排序，整合相近和相似的知識點，歸并出一些重要的專題，提出有利于培養(yǎng)計算機系統(tǒng)設計能力的完整實踐教學體系，全線引入HDL語言，全線引入基于FPGA開發(fā)板的設計實驗，緊密配合理論課、設計方法課、實踐課，形成“學習—構(gòu)思—設計—實現(xiàn)”的完整過程。
2.2數(shù)字邏輯電路設計課程內(nèi)容的改革
數(shù)字邏輯電路設計課程改革的研究重點是設法強化和提升學生使用硬件描述語言說明硬件系統(tǒng)的能力，將硬件設計語言的介紹提前到課程的開始部分，使學生在學習數(shù)字邏輯電路設計過程中就開始使用硬件設計語言，相當于使學生掌握了一個設計工具，為計算機組成原理課程和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程提供支持，另外，從教學上形成學習數(shù)字邏輯電路設計就是學習集成電路設計的理念。數(shù)字邏輯電路設計課程的實驗既有使用邏輯電路器件搭建實驗電路的傳統(tǒng)型實驗，又有使用FPGA開發(fā)板的設計實驗。
2.3計算機組成原理課程的教學改革
計算機組成原理課程借鑒“深入理解計算機系統(tǒng)”教材中的思想，調(diào)整了部分課程內(nèi)容和授課重點，比如，在數(shù)據(jù)表示部分增加了C語言的整數(shù)表示以及比較運算的示例，在存儲器部分增加了程序訪問局部性原理的C語言示例，在指令系統(tǒng)部分增加了尋址方式的C語言示例等。增加C語言的示例是進行教學視角調(diào)整的一種嘗試，由于學生已經(jīng)學習過C語言，已經(jīng)初步掌握了編程方法，但是并不清楚程序在計算機內(nèi)部，特別是在計算機系統(tǒng)底層硬件中是如何表示、如何執(zhí)行的。通過在計算機組成原理課程中增加一些C語言的示例，讓學生真正理解程序的執(zhí)行過程。
2.4計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容的調(diào)整
計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程在課程內(nèi)容方面進行了一些調(diào)整，主要為了更好地與計算機組成原理和計算機設計與調(diào)試等課程銜接。增加多核處理器和多線程調(diào)度等方面的內(nèi)容；對教材中給出的一些具體處理器實例給予更多關注，比如Pentium、PowerPC和MIPS處理器實例等；重視向量運算和向量處理器部分的內(nèi)容。
2.5計算機設計與調(diào)試課程實踐教學改革
計算機設計與調(diào)試課程把以往讓學生設計實現(xiàn)一個有十幾條基本指令的微程序控制器改變?yōu)樵O計實現(xiàn)向量協(xié)處理器；以PowerPCRISC處理器的指令系統(tǒng)為參考，把設計PowerPC擴展指令協(xié)處理器AltiVec模塊中的VSFX指令部分作為教學內(nèi)容。整個設計任務分為8個相互聯(lián)系、難度逐步增加的子任務，通過教師引導、分組討論、學生實踐、實現(xiàn)設計、完成測試等一系列教學環(huán)節(jié)，讓學生完成協(xié)處理器中的部分設計工作并熟悉完整的協(xié)處理器的設計與調(diào)試方法。
2.6嵌入式系統(tǒng)設計課程實踐教學改革
嵌入式系統(tǒng)設計課程開發(fā)出嵌入式系統(tǒng)計算機結(jié)構(gòu)及相關軟件的綜合實驗，使硬件與軟件相結(jié)合，強化對學生計算機綜合開發(fā)應用能力的培養(yǎng)，提高學生的實踐能力。綜合實驗要求學生完成一個嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)的全過程，包括完成硬件、軟件的功能分配，進行主控數(shù)字系統(tǒng)硬件的設計和制作，設計驅(qū)動和功能軟件，硬件、軟件的分別測試與綜合測試等。
2.7VSLI系統(tǒng)設計課程實踐教學改革
VSLI系統(tǒng)設計課程的實踐教學改革，把實踐分為3種類型：課程實驗、自主實驗和課程設計，3種類型的實驗全部基于Nexys3FPGA開發(fā)板進行設計。課程實驗包括XilinxFPGA設計流程、Nexys3FPGA開發(fā)板主要模塊接口設計和基于IP的數(shù)字電路設計等。自主實驗部分的題目類型包括：串—并轉(zhuǎn)換電路、FIFO存儲器設計、大數(shù)加法器設計和FIR數(shù)字濾波器設計等。課程設計部分的題目類型包括密碼協(xié)處理器設計、數(shù)字信號協(xié)處理器設計和圖像處理協(xié)處理器設計等。
3實驗室建設
天津大學計算機科學與技術學院2006年建立了數(shù)字邏輯電路設計實驗室、計算機組成實驗室、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室、嵌入式系統(tǒng)實驗室，建立了超大規(guī)模集成電路設計與應用研究所。實驗室配備了數(shù)字邏輯實驗臺、計算機組成原理實驗臺、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗臺（帶有FPGA模塊）、嵌入式系統(tǒng)設計實驗臺等教學實驗設備。這些實驗室和實驗設備能夠滿足常規(guī)的計算機系統(tǒng)實驗，但對計算機系統(tǒng)設計能力培養(yǎng)的支持還不夠。為此，學院2013年與美國Xilinx公司合作，建立了天津大學—美國Xilinx公司計算機系統(tǒng)設計聯(lián)合實驗室，實驗室配備了50多塊Nexys3FPGA開發(fā)板，實驗時可以滿足每人一塊開發(fā)板的要求。超大規(guī)模集成電路設計與應用研究所于2012年引進BEECube公司先進的BEE3系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于計算機系統(tǒng)的第三代商用FPGA系統(tǒng)，包括4個Virtex5FXTFPGA芯片，以及高達64GB的DDR2ECCDRAM和8個用于模塊間通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA開發(fā)板和BEE3系統(tǒng)，我們具備了實現(xiàn)學生設計的各種計算機系統(tǒng)的設備平臺，為培養(yǎng)學生計算機系統(tǒng)設計能力提供了強有力的支撐。
4結(jié)語
經(jīng)過兩年多的教學改革與實踐，在新的教學改革思路指引下，學院調(diào)整了教學計劃和課程內(nèi)容，建設了新的實驗室，引入了新的實踐手段和方法，教學研究和改革實踐工作取得了初步成效?！坝嬎銠C學院教學管理過程化規(guī)范化改革”和“嵌入式系統(tǒng)設計課程實踐教學改革”兩項教學研究成果獲得2013年天津大學教學成果二等獎。
作者：張鋼 郭煒 車明 魏繼增 李雪威 單位：天津大學計算機科學與技術學院
一、漸進式的工程化實踐教學
數(shù)據(jù)庫技術及應用是與各專業(yè)應用結(jié)合比較緊密的應用技術基礎課程，是一門工程性和實踐性都非常強的課程，因此我們主要以工程化實踐教學模式進行數(shù)據(jù)庫技術與應用課程的教學，根據(jù)“初步體驗、獨立項目實踐、從業(yè)實踐與實訓”3個層次實行漸進式實踐教學訓練。在教學過程中，我們注重培養(yǎng)學生的工程能力，強化學生的工程實踐意識，從教學內(nèi)容的組織和實驗環(huán)節(jié)的設計到課堂教學案例和實驗教學的開展，都圍繞工程素養(yǎng)的培養(yǎng)進行遴選。
1.1采用工程案例驅(qū)動的理論教學模式
在理論課講授方面，我們以工程案例驅(qū)動模式進行教學，以網(wǎng)上書店的開發(fā)案例貫穿教學全過程，將數(shù)據(jù)庫基本原理和設計技術融于案例教學過程。同時，根據(jù)浙江傳媒學院電子信息工程專業(yè)的傳媒行業(yè)特色，對教材的內(nèi)容進行優(yōu)化整合，增加與新媒體應用相關的多媒體數(shù)據(jù)庫等新技術內(nèi)容，加強數(shù)據(jù)庫工程應用設計及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫應用技術能力的培養(yǎng)。在各章的教學中，我們用案例進行分析，逐層引導，全過程地闡述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應用中的各類概念和技術問題。
1.2實行漸進式的工程化實踐教學過程
1）初步工程訓練體驗。課程的教學除了理論教學外，還有相應的課內(nèi)實驗教學。實驗內(nèi)容分成兩部分，一部分是數(shù)據(jù)庫技術的基本實踐，主要包括特定DBMS的使用、SQL語言的編程練習以及數(shù)據(jù)庫的連接技術；另一部分是小型數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā)，采用工程化的基本思想，組織學生分組設計實現(xiàn)一個初步的工程項目，培養(yǎng)學生的自學能力、主動學習能力、團隊協(xié)作能力以及初步的工程實踐能力。在初步工程訓練體驗階段，教師提出工程設計的基本功能和性能要求，包括系統(tǒng)界面設計、基本的數(shù)據(jù)操作和查詢統(tǒng)計功能設計、性能指標設計等基本要求。學生可自由組成小組，根據(jù)教師要求自主選題并自主選擇開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫環(huán)境，在完成基本功能要求的前提下，可以結(jié)合自己的工程項目設計實現(xiàn)一些特色功能模塊，然后完成項目設計的總結(jié)報告。最后，教師對每個小組的作品進行項目驗收，要求每個小組制作PPT進行項目工作匯報并演示所設計的作品，由學生推選出的若干學生評委負責項目評分。工程項目設計成績作為該小組成員平時成績的主要評分依據(jù)。
2）獨立工程訓練實踐。獨立工程訓練實踐要求學生在課程設計階段完成。該階段要求每個學生自主完成一個真實的或模擬的項目開發(fā)實踐，以著重培養(yǎng)學生的自學能力、獨立從事工程實踐的能力、基本的分析問題和解決問題能力。課程設計階段要求學生自學數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具和環(huán)境，強調(diào)獨立設計，強化學生查閱資料能力、自學能力、創(chuàng)新設計和實踐能力的培養(yǎng)。在此課程設計階段，教師除了提出項目設計的基本能力訓練要求和設計作品的基本功能和性能要求外，還給出一系列參考選題讓學生選擇。學生也可以自主選題，但需征得教師同意，以保證選題的質(zhì)量。為避免抄襲等行為的發(fā)生，每個學生的題目和內(nèi)容必須不同。同時，課程設計階段會要求學生采用與上一次設計不同的工作模式（C/S或B/S），采用工程化的手段和方法完成基本的設計實現(xiàn)工作。課程設計完成后，指導教師組織學生評委（7人）對學生作品和設計方案進行檢查，最后通過匯報答辯的形式評定作品設計成績。作品設計和匯報答辯成績由學生評委給定，教師在設計過程中負責答疑，在答辯過程中負責點評，但教師有權(quán)對成績進行微調(diào)。另外，在課程設計結(jié)束后，學生要完成課程設計報告，教師對課程設計報告批注評語并給出成績，課程設計的最終成績由作品設計成績和設計報告成績組成。經(jīng)若干次實踐證明，上述實踐教學方法既減輕了教師的工作任務，同時又促使學生相互學習并取長補短，在促進學生自主學習、主動學習和實踐的同時，也提高了學生的表達能力；通過課程設計報告，學生提高了撰寫規(guī)范的項目設計方案的能力和設計總結(jié)報告的水平。
3）從業(yè)工程訓練實踐。從業(yè)工程訓練實踐主要指學生在企業(yè)實習期間，以行業(yè)一線的真實工程項目為背景，參與并完成相應的工程項目設計實現(xiàn)工作（或作為其畢業(yè)設計），培養(yǎng)數(shù)據(jù)庫工程應用實踐開發(fā)和運用數(shù)據(jù)庫技術從事服務外包等實際應用開發(fā)能力。第3階段主要是結(jié)合實際數(shù)據(jù)庫工程項目，尤其是與傳媒應用密切相關的數(shù)據(jù)庫工程項目的設計與實現(xiàn)工作，如電視節(jié)目查詢點播系統(tǒng)、媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)、影視資料編目系統(tǒng)等。這一階段的實踐主要培養(yǎng)學生的實際應用能力，幫助其盡快適應社會需求，在離校前具備應對復雜工程實踐的基本能力。通過3個階段的實踐教學，學生能夠初步具備到一線從事數(shù)據(jù)庫工程及服務外包等項目開發(fā)的基本能力。
二、以能力培養(yǎng)為目標的考核評價機制
教學方法和手段中的一些不足之處，不可避免地會導致考核評價機制不科學和不公平現(xiàn)象的發(fā)生。多數(shù)課程的考試都采用期末筆試形式，課程考試無法真正做到考核學生的實際工程能力，為此改革評價方式宜與教學模式改革相配套。為使實踐訓練能落到實處并能給出客觀公正的實踐評價，我們對于C語言、Java課程以機考為主，采用具有自動評價學生程序功能的程序設計上機練習及考試系統(tǒng)，改變期末筆試的考試形式，在開學半學期后每兩周組織一次機考，采用多次開卷機考的方式進行課程考核。通過考試的學生如果不滿意成績，還可以在學期結(jié)束前的任何一次考試中重考。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程考核分為筆試和機考兩部分，期末總評成績建議按照平時成績占20%、筆試成績占40%、機考成績占40%的比例計算。數(shù)據(jù)庫技術與應用課程的成績由理論考試成績和工程項目設計成績兩部分組成，理論考試和工程項目設計各占總成績的50%，其中設計作品占40%，設計報告占10%，不再單獨設置平時成績，而以初步的工程項目實踐成績作為平時成績。課程成績的評價采用理論學習與能力培養(yǎng)并重的方式。
三、結(jié)語
通過組建由C程序設計、Java程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析、數(shù)據(jù)庫技術與應用4門課構(gòu)成的計算機類課程，我們從以下幾個方面對教學模式尤其是實踐教學模式進行改革和探索。
（1）以案例驅(qū)動方式深化C語言課程的教學改革，完全由學生自學C語言語法，突出專業(yè)層面的基本程序設計能力訓練。
（2）以案例驅(qū)動和項目驅(qū)動并重的方式深化Java語言課程的教學改革，前半學期主要采用案例教學法，讓學生學會Java語言的語法規(guī)則和調(diào)試方法，熟悉Java特性和程序架構(gòu)，特別是熟悉面向?qū)ο蟪绦蛟O計的理念；后半學期主要通過項目驅(qū)動教學方法，強化學生工程實踐能力的培養(yǎng)，突出項目設計實現(xiàn)能力訓練。
（3）以理論與實踐并重的模式開展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程教學，以學習傳統(tǒng)的、經(jīng)典的數(shù)據(jù)處理方法為核心，以掌握算法設計基本功能為目標，通過課堂教學與OJ系統(tǒng)中相應的配套練習，基本達到工程設計必需的基本技能要求。
（4）以工程案例驅(qū)動和分組數(shù)據(jù)庫應用工程訓練方式改革數(shù)據(jù)庫技術與應用課程教學。我們通過工程教育相關課程的理論和實踐教學模式改革，激發(fā)學生學習積極性，提高學生自主學習能力；始終堅持以培養(yǎng)學生的工程實踐能力為目標，使學生能將工程設計理論和技術應用于實際系統(tǒng)中，更好更快地適應社會對工程人才的需求。
作者：殷偉鳳 瞿有甜 鄭珺 徐強 單位：浙江傳媒學院電子信息學院
一、計算機工程應用相關問題
計算機工程應用階段中，由于較易受到病毒干擾與黑客入侵影響，因此安全問題成為我們應首要關注的內(nèi)容。計算機安全保護主體應針對其物理構(gòu)成、數(shù)據(jù)信息以及應用功能進行安全保護管理。一般來講，計算機工程應用階段中應體現(xiàn)良好的實體安全性。其主機同外設形成的電磁輻射較為顯著，為此應控制計算機實體符合安全規(guī)范標準。對于系統(tǒng)軟件則應體現(xiàn)良好的存儲管控功能，應能夠預防用戶非法存取各類數(shù)據(jù)。同時，計算機實體還應具備優(yōu)質(zhì)存儲保護能力，進而有效預防用戶作業(yè)超越制定范疇實施讀寫操作。再者，還應具備良好的管控功能，進而有效的記錄并反映體系運行狀況，并做好數(shù)據(jù)文件存儲讀取的有效監(jiān)測。同時，處理數(shù)據(jù)機構(gòu)進行的輸出管控應設置專人全面負責。傳輸數(shù)據(jù)文件至用戶前期，應通過數(shù)據(jù)處理機構(gòu)的全面審核，同時輸出信息發(fā)放應具備完善審批手續(xù)。計算機對用戶身份識別的常用方式為口令，因此應對口令生成、信息登記以及期限的更換實施嚴格管控。系統(tǒng)應實現(xiàn)對各類非法請求的全面跟蹤，并登記該類文件應用狀況，對非法終端進行全面識別。另外，計算機系統(tǒng)應具備全面詳實日志記錄，在每次成功應用后，應登記節(jié)點名稱、用戶名稱、具體口令、終端名稱，登陸時間，應用數(shù)據(jù)信息內(nèi)容以及程序名、實施操作的類別，還有修改之前以及之后各類數(shù)據(jù)值等。計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)安全應用目標為，在安全以及通信便利性之中尋求一種平衡。計算機總體安全水平應體現(xiàn)出由低級到中級再到高級的豐富多層安全體系，并可對各類重要信息、數(shù)據(jù)制定相應等級的安全保護策略。其安全特性則表現(xiàn)為保密性、整體性與可用性。保密性為網(wǎng)絡資源僅能通過授權(quán)實體進行存取調(diào)用。而信息儲存以及傳輸階段中應保持良好的整體性、全面性，不應在沒有授權(quán)的狀況下，由其他方進行修改?？捎眯詣t為對各類靜態(tài)信息應體現(xiàn)可操作性，同時對豐富動態(tài)數(shù)據(jù)信息內(nèi)容應體現(xiàn)可見性。計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中還包含一定的漏洞，由于其屬于復雜龐大的軟件包，因而最大漏洞為I/O處理。基于TCP/IP應用明文進行傳輸，因而攻擊者可通過電子郵件截獲實現(xiàn)攻擊。還可通過網(wǎng)頁口令錄入以及個人資料寫入進行攻擊。Web服務器同網(wǎng)絡瀏覽器則無法確保全面安全。較多人在進行CGI程序編寫時，并非做新程序的編輯，而是實施一定修改。進而令其呈現(xiàn)出相似的安全漏洞。安全管理階段中，則由于欠缺網(wǎng)絡管理人員，操作不規(guī)范，沒能定期做好安全測試、全面監(jiān)察，欠缺對網(wǎng)絡系統(tǒng)安全的有效監(jiān)控，進而形成了網(wǎng)絡系統(tǒng)安全的一定威脅影響。
二、計算機工程應用顯著優(yōu)勢
計算機工程應用常常存在安全問題，同時為有效應對漏洞的影響，則進一步促進了計算機工程應用向前的發(fā)展與推進，并令其呈現(xiàn)出一定優(yōu)勢。例如，為應對網(wǎng)絡攻擊、黑客入侵，可通過應用加密技術，防火墻系統(tǒng)凸顯其安全優(yōu)勢，有效的彌補漏洞，提升計算機網(wǎng)絡與應用工程系統(tǒng)綜合安全水平。還可應用數(shù)據(jù)加密技術，做好網(wǎng)絡安全的有效防御。計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中，優(yōu)化端口保護為網(wǎng)絡安全防控的首要環(huán)節(jié)?；谶h程終端以及通信線路均為計算機信息安全之中的薄弱問題，因此可應用端口保護凸顯優(yōu)勢效能，做好單端以及雙端的安全防護，提升計算機工程技術安全應用水平。同時，計算機工程應用安全問題進一步會為網(wǎng)絡犯罪創(chuàng)造一定空間，并帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在一定層面也對經(jīng)濟發(fā)展形成了刺激作用，并擴充了就業(yè)機遇。當然，該類影響作用我們應有效把握，將負面影響降到最低，積極探尋有效的安全防護策略，激發(fā)計算機工程應用的正面優(yōu)勢。例如，應全面推進電子商務的發(fā)展，發(fā)揮計算機工程應用優(yōu)勢，創(chuàng)建健康、優(yōu)質(zhì)、良好的信息環(huán)境，令客戶不會受到空間、地域范疇的限制?？杉涌觳煌貐^(qū)的經(jīng)濟交流，應用計算機技術，實現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)傳輸，價值化資料綜合應用，并推進個性化、高效性、優(yōu)質(zhì)化的電子商務服務，滿足用戶個性化應用需求。同時，可利用計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡平臺推進開展豐富商務活動，促進科技創(chuàng)新，令較多企業(yè)可實現(xiàn)快速、自動化的商務處理，而無需像往常一樣關注內(nèi)部的具體分工?；谟嬎銠C工程技術，較多企業(yè)可提供給客戶更為全面統(tǒng)一的集成服務，網(wǎng)絡則在該類服務之中發(fā)揮了催化劑作用。企業(yè)則可令客戶具體服務過程轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡系統(tǒng)中，令客戶通過更為快速、簡單、清晰的方式應對各類復雜工作，提升實踐效率。例如，將資金由存款戶頭實現(xiàn)向支票戶頭轉(zhuǎn)移，還可清晰的明確信用卡的具體收支事項，進行發(fā)貨請求的詳細記錄，或是搜集查閱并采購各類稀有材料與產(chǎn)品。該類操作均可在足不出戶的情況下快速的完成。由此可見，應用計算機工程技術開創(chuàng)電子商務系統(tǒng)，可為客戶提供更為便利、高效、快速、一體化的優(yōu)質(zhì)服務，對于客戶自身以及企業(yè)發(fā)展，均發(fā)揮了顯著的優(yōu)勢作用。
三、結(jié)束語
總之，計算機工程應用實踐中，存在一定的安全問題，同時顯現(xiàn)出在現(xiàn)代化社會發(fā)展建設進程中的優(yōu)勢及應用價值。我們只有針對安全問題特征，變不利為有利，制定科學有效的防控、管理策略，提升計算機工程技術安全應用效能，激發(fā)現(xiàn)代化技術綜合應用優(yōu)勢，方能凸顯計算機工程技術應用價值，有效彌補安全隱患，促進計算機工程領域的快速、科學與全面發(fā)展。
作者：王峰 單位：江海證券有限公司
1983年12月,由國防科學技術大學計算機研究所研制成功的中國第一臺億次巨型計算機通過國家技術鑒定,國防科委主任張愛萍將其命名為“銀河”。這是中國改革開放、獨立自主與引進吸收相結(jié)合方針以及全國大力協(xié)作的產(chǎn)物,也是中國工程創(chuàng)新的成功案例。本文以銀河億次巨型計算機為例,著重探討該工程的決策、組織管理中的成功經(jīng)驗,為后人提供有益借鑒。
1工程的背景與決策
國際巨型計算機的研制始于20世紀60年代中期。1976年美國CRAY公司研制成功的Cray-1流水線向量巨型計算機,標志巨型計算機技術的成熟,并開始進入商品化階段。蘇聯(lián)、法國、英國、西德以及日本奮起直追[1][2],相繼研制出各自的巨型計算機。技術先進、功能最強的計算機,歷來被首先滿足于軍事領域的迫切需求。美國國防部以及和軍事密切相關的航天局、能源部、國家安全局,一直是巨型機的最大用戶,也是巨額研制費用的提供者。1976年,美國著名核武器設計發(fā)展中心洛斯?阿拉莫斯實驗室以880萬美元的價格購買了第一臺Cray-1機[3],美國三軍及戰(zhàn)略武器部隊的C3I系統(tǒng)也使用了Cray-1機[4]。因此,美國將巨型計算機看作“軍備競賽的基本要素”,決定“不應讓這種計算機輸出到任何國家”,尤其對社會主義陣營國家,實行技術封鎖和禁運。第三臺Cray-1機原本是蘇聯(lián)定購的,但被美國國防部一票否決[5]。
中國考慮研制巨型計算機始于20世紀70年代初。1956年中國的計算技術開始興起[6],經(jīng)過仿制蘇聯(lián)到自行研究、設計、制造等不同發(fā)展階段,先后研制出電子管、晶體管、集成電路和超大規(guī)模集成電路計算機,為國家經(jīng)濟、科學研究尤其是國防科技做出重要貢獻[7][8]。正是由于計算機技術與國家安全、國防科技以及武器裝備發(fā)展密切相關,1967年9月聶榮臻就提議研制更高水平的計算機。據(jù)此,國防科委四局組織調(diào)查組到中國科學院計算技術研究所調(diào)研,準備百萬次計算機的研制方案。1968年4月,在北京召開總體方案論證會,9月國家計委、國防科委、國防工辦向中科院計算所下達百萬次計算機研制任務書,代號1025。1970年11月,十院向國防科委報告,提議中科院計算所研制億次巨型計算機,代號723[9]。1972年10月,國防科委根據(jù)國家尖端武器、增強國防實力的迫切需要,召開常委擴大會議,專門研究我國巨型計算機研制問題,并向中共中央專門委員會建議,將巨型計算機的研制列入國家重點工程項目。1974年初,中科院、四機部和國防科委聯(lián)合向國務院、中央軍委、中央專委提出組織全國力量,開展巨型計算機研制。1975年10月,國防科委主任張愛萍指示科委機關,組織國內(nèi)計算機知名單位,進行全國性調(diào)研,了解國內(nèi)對巨型機的需求、國產(chǎn)元器件質(zhì)量狀況、外部設備的生產(chǎn)能力與水平,以及性能價格比等情況。但是,由于“”的干擾,巨型計算機工程幾經(jīng)籌劃,均未能正式實施。
“”結(jié)束后,巨型計算機工程問題被再次提出。1977年國防科委經(jīng)過一段緊張的醞釀、準備,于11月14日向中央呈報了《關于研制巨型電子計算機事》的請示報告,四機部、中科院等部門亦積極爭取。此時,中國巨型計算機的研制力量主要有兩支:一支是專門從事計算技術研究的研究所,如中科院計算技術研究所、四機部第十五研究所(即華北計算技術研究所)和華東計算技術研究所;另一支是分散在地方和軍隊高校中從事計算技術教學、科研單位。1978年3月4日,在中央部署巨型計算機研制的匯報會議上,鄧小平?jīng)Q定將研制任務交給國防科委,責成長沙工學院完成[10],規(guī)定用六年左右時間(到1983年底左右)、2億元左右經(jīng)費,研制出每秒運算1億次的巨型計算機。
長沙工學院的前身是成立于1953年的哈爾濱軍事工程學院,是新中國第一所直屬中央軍委領導的高等軍事工程技術學院。1966年退出軍隊序列,改名哈爾濱工程學院;1970年南遷長沙,改名長沙工學院;1978年10月組建國防科學技術大學,重新回到軍隊序列。長沙工學院計算機研究所能夠爭取到巨型機工程項目,主要原因有三:一是由于研制武器裝備的迫切需求,國防科委在國家財政困難的情況下,積極承擔該項工程的經(jīng)費。二是敢于拼搏、勇于創(chuàng)新的團隊精神。長沙工學院計算機研究所是由哈爾濱軍事工程學院海軍工程系一個9人計算機小組發(fā)展而來,爾后逐漸發(fā)展成為軍用計算機室、計算機專業(yè)、計算機系。自1958年以來,先后研制出一系列軍用、通用計算機。1965年,在慈云桂的主持下,率先用國產(chǎn)元器件生產(chǎn)出穩(wěn)定可靠的441B晶體管通用計算機,打破“國產(chǎn)元器件做不出穩(wěn)定可靠計算機”的說法,先后生產(chǎn)30余臺,用于國防科委各基地、國防科研院所、高等院校及國民經(jīng)濟各部門。1970年代研制的151-3/4型百萬次計算機,在1979年、1980年洲際運載火箭發(fā)射、潛艇水下發(fā)射、同步衛(wèi)星發(fā)射等一系列科學試驗中應用。三是與慈云桂的運籌帷幄和不遺余力分不開。在中央決策到底由誰承擔巨型機研制任務時,中科院計算所正在研制757工程千萬次計算機(該工程直到1983年11月完成)[11];四機部十五所承擔的718工程任務,“進展十分緩慢”[12]。此時,慈云桂正在主持國防科委巨型機國內(nèi)需求及生產(chǎn)的調(diào)研工作,雖然也承擔著718工程任務,但因前期工作進展較快,1977年下半年就把主要骨干力量抽出,提前進入巨型機的預研和方案論證,從而把握時機,抓住機遇。1978年5月,巨型計算機工程正式立項,代號785工程。
2工程的組織與管理
785工程的組織管理創(chuàng)新,主要體現(xiàn)在指導思想、工程指揮、組織隊伍、建立制度以及政治工作等方面。
2?1制定正確的指導思想
工程創(chuàng)新首先是觀念創(chuàng)新。在特定的歷史條件下,制定一個正確的指導方針是保證工程得以順利完成的重要前提。785工程是在改革開放之初上馬的,當時中國的工業(yè)基礎、技術水平遠遠落后于發(fā)達國家,不少人認為五年根本研制不出億次機,即使勉強研制出來也不能工作。有人甚至上書中央、國務院、軍委領導,希望制止這種“毫無成功希望”的工程[13]。慈云桂和同事們頂著壓力,提出“豁出命也要把億次機研制出來”[10]。慈云桂參加過1975年、1977年兩次全國性調(diào)研,了解國內(nèi)當時無法提供巨型機所需的大規(guī)模、高速集成電路和其他相關元器件。如果完全立足國內(nèi),從元器件攻關開始,十年也沒有希望研制出巨型機。因此,他們大膽提出,785工程不能走閉關自守的老路,必須闖出內(nèi)外結(jié)合的新路,進而制定出既符合中國實際又反映時代特征的工程指導思想:“學習國內(nèi)、外先進經(jīng)驗,盡量以當前國際先進水平為起點,積極采用先進技術,引進必要的技術、設備,洋為中用。從我國實際出發(fā),盡量采用行之有效的、先進成熟的工藝、技術和元件,把先進性和現(xiàn)實性有機地結(jié)合起來,加速完成研制任務”。785工程總體方案設計,集中體現(xiàn)了這一指導思想。1977年,億次巨型機的總體方案設計是瞄準美國1972-1973年研制成的兩臺著名巨型機Star100和ASC,此方案1978年5月通過。幾乎同時,設計人員偶然了解到美國新近推出的Cray-1產(chǎn)品簡介。對新技術極其敏感的慈云桂,立即組織力量進行研究,認為Cray-1的設計思想和實現(xiàn)手段是先進的,是新一代巨型機的杰作,當即決定把瞄準目標轉(zhuǎn)向Cray-1,重新設計既符合中國國情又與國際主流機兼容的總體方案[14]。1978年12月,建立在一個較高起點上的785工程總體方案獲得批準。
2?2建立垂直的工程指揮系統(tǒng)
785工程立項后,即建立了由國防科委、國防科技大學、計算機系(所)、研究室和專業(yè)組構(gòu)成的組織系統(tǒng)。國防科委組成785工程工作組,張震寰[15]副主任擔任領導、組織協(xié)調(diào)。張震寰自20世紀50年代中期起,便協(xié)助聶榮臻、張愛萍組織“兩彈”的研制,主抓試驗工作。國防科技大學成立785工程領導小組,張文峰副校長擔任組長,下設785工程辦公室。計算機研究所分為教學、科研兩大塊,其中,科研人員按億次巨型機的構(gòu)成,分成若干研究室,室下設專業(yè)組,形成所、室、組三個層次。張震寰采取“一竿子插到底”的垂直指揮方式,親自帶領工作組定期到工程一線,調(diào)查研究,解決問題。他經(jīng)常把電話直接打到計算機研究所下轄的室、專業(yè)組和車間,做到處理事情不過夜。工程涉及的境外訂貨,憑電話“熱線”辦理,按正常程序需幾個月才能辦成的事,縮短在幾天完成。學校785工程領導小組、辦公室主任也經(jīng)常深入工程第一線。為保證及時通報工程進展情況,國防科技大學組辦了“785工程簡報”,將工程進展情況及時上報有關領導部門和單位。在這個工程指揮系統(tǒng)中,慈云桂擔任了多重角色:作為副校長兼計算機系(所)主任、學校785工程領導小組成員,具有行政指揮權(quán)力;同時,作為785工程總設計師,直接負責技術工作;此外,上至直接接受錢學森、張震寰等領導的指示,下至深入到研究所各研究室、專業(yè)組以及工廠、車間,在整個工程中發(fā)揮了不可替代的作用。
2?3組織各種相關力量,聯(lián)合攻關、協(xié)同作戰(zhàn)
785工程上馬之時,正值“”后第一批大學生入學,教學和科研工作全面展開,研制、設計、生產(chǎn)人員十分缺乏。在各級領導的大力支持下,陸續(xù)從校內(nèi)、外調(diào)入近百名技術干部。國防科委司令部從各基地抽調(diào)50名戰(zhàn)士集中培訓,從事785工程試制、調(diào)試的輔助工作;招收100名知青經(jīng)過政治和業(yè)務集訓后,參加785工程的生產(chǎn)?！按罅f(xié)同”是對研制原子彈工程的重要批示[15],也是中國成功發(fā)展尖端武器的重要經(jīng)驗。鑒于785工程研制力量的短缺,“必須發(fā)揚社會主義大協(xié)作精神,組織各種相關力量聯(lián)合攻關”。一方面在校內(nèi)與各系及相關部門協(xié)作,另一方面與校外相關單位協(xié)作。這些協(xié)作,按其內(nèi)容、方式及深入程度的不同,分為五大類,即直接參研、提供設備器材、人力支援、給予技術支持和參加試算,共計48個單位。為使研制出來的巨型機能夠及時、有效地發(fā)揮作用,785工程開始不久,用戶便派技術人員到計算機研究所參與工程,同步學習、掌握巨型機的使用、操作及維護。為解決這批協(xié)作人員的住宿問題,專門建了招待所,稱其為“協(xié)作樓”。在785工程的推動下,計算機研究所(系)堅持教學與科研結(jié)合,狠抓師資隊伍建設、教材建設、實驗室建設,逐步形成學科專業(yè)門類齊全,包含本科、碩士、博士完整的教學體系。77級、78級和79級本科生的畢業(yè)設計,在研究室研制人員和教員的指導下,大多數(shù)是圍繞785工程任務展開,既提高教學質(zhì)量,又培養(yǎng)了技術人員,推動學科建設的發(fā)展。為保證785工程的生產(chǎn),計算機研究所不僅為計算機工廠[10],抽調(diào)培養(yǎng)上百名技術工人,而且從國內(nèi)、外購入相關設備,大大提高印制板生產(chǎn)、繪圖與制板、打孔、層壓、金屬化孔、蝕刻、抗蝕鍍金、外形加工、裝聯(lián)工藝等工藝水平[10],攻克許多技術和工藝難關。
2?4建立嚴格的工程管理制度
質(zhì)量是工程的生命線,國防、軍事工程尤為如此。為保證785工程按時按質(zhì)完成,計算機研究所制定了一系列嚴格的設計、生產(chǎn)、保障等管理的規(guī)章制度。首先,制定了從設計研制人員到生產(chǎn)、加工、組織管理等一系列崗位責任制。整個工程期間,要求“嚴格崗位責任制,認真貫徹執(zhí)行規(guī)章制度,提高產(chǎn)品質(zhì)量,杜絕各種事故。……決不能遷就敷衍”。在研制設計層面上,所領導定期召開各室領導、各部分技術負責人的聯(lián)席會議,討論、解決工程研制中出現(xiàn)的問題。后逐漸形成每周一次的協(xié)調(diào)會制度。計算機工廠也建立相應的生產(chǎn)協(xié)調(diào)會制度。其次,成立器材設備科,負責785工程器材設備的采購、驗收及經(jīng)費管理。為保證工程順利進行,實行“用采合作”方式:由科研人員提出所需器材清單及要求,器材設備科統(tǒng)一采購。涉及國外采購任務時,實行“技貿(mào)合作”方式:技術上由計算機所把關,貿(mào)易由相關部門專人進行商務談判。為確保進口元器件設備及時而準確到位,有關部門簡化審批手續(xù)[10]。此外,還建立器材進出庫制度、請領申報制度、元器件老化篩選制度、工具申請登記制度等一整套嚴格的管理制度,各研究室也有專人負責器材的清理與保管。正是由于這些合理的器材管理制度,不僅保障了785工程的質(zhì)量和工期,而且節(jié)省了大量資金,全部工程支出只為下?lián)芙?jīng)費的五分之一[10]。再次,堅持質(zhì)量第一、可靠性第一,把“三嚴”作風貫徹到整個工程的始終。為保證生產(chǎn)質(zhì)量,計算機工廠成立了質(zhì)量管理領導小組,制定各類人員質(zhì)量管理職責,對廠長、總工程師、科室、車間、工程技術人員直至生產(chǎn)班長、檢驗員、工人的質(zhì)量管理職責,都做出明確規(guī)定,并建立嚴格的生產(chǎn)工藝規(guī)程,創(chuàng)下100多萬個焊點無一虛焊等多個工程上的紀錄,保證了工程的順利完成。
2?5開展“以人為本”的政治思想工作
政治工作歷來是中國大工程成功的保證。要想把有專家學者、工程技術人員、戰(zhàn)士、工人、知青和政工干部組成的團隊,長期集合在一個專業(yè)領域中,以創(chuàng)造精神和高超技術團結(jié)協(xié)作,不斷做出貢獻,沒有共同的理想信念、思想基礎、傳統(tǒng)作風,是不可能達成的。政治工作在工程創(chuàng)新尤其是國防科技工程創(chuàng)新中發(fā)揮著重要作用,是中國大工程最重要的特征之一。計算機研究所注重理想信念教育,要求全體研制人員具有堅定正確的政治方向,豎立國家利益至上的觀念,把個人的價值實現(xiàn)同國家計算機事業(yè)、國防科技事業(yè)聯(lián)系起來。在工程實施的各個關鍵時刻,通過思想教育、動員會、總結(jié)表彰等各種方式,強調(diào)“任務光榮、責任重大”,“是立了軍令狀的,是極其嚴肅的問題”,大大提升研制人員為國增光、為軍服務的政治熱情和集體榮譽感。同時,785工程各基層黨組織,始終注重將政治工作與科研、技術與生產(chǎn)工作相結(jié)合,緊緊圍繞“弘揚獻身國防、無私奉獻和我軍優(yōu)良傳統(tǒng),倡導開拓創(chuàng)新、集智攻關和團結(jié)協(xié)作精神,堅持科學求實、質(zhì)量第一和三嚴作風”這一主題展開。政治工作者深刻認識到,巨型計算機的研制是一項長期、艱巨的事業(yè),需要付出極大的創(chuàng)造性勞動。政治工作的目的,在于激發(fā)全體研制人員的工作熱情。因此,政治工作不能僅僅停留在講大道理的層面,更要注重人文關懷,積極解決涉及研制人員切身利益的晉職晉級、學習進修、出國考察、夫妻分居、住房改善、子女教育、日常生活等一系列實際問題,解除大家的后顧之優(yōu)。政治工作者的這些努力是卓有成效的。正是通過億次巨型機的研制,逐步形成大家一致認同的“銀河精神”:胸懷祖國、團結(jié)協(xié)作,志在高峰,奮勇拼搏。
3相關啟示
通過以上分析,我們可以得出這樣一個認識:銀河億次巨型機工程的順利完成,與其正確的指導思想和合理有效的組織管理是密不可分的。其中的一些思想觀念和組織管理措施,對于當今的工程創(chuàng)新尤其是國防工程創(chuàng)新,具有一定借鑒意義。概括起來主要有以下幾點:
3?1國家支持與國家意志的集中體現(xiàn)
重大工程項目往往與國家利益、國家安全密切相關,它不僅包含著工程技術的綜合集成,而且受國內(nèi)外政治、經(jīng)濟、軍事和文化等諸多因素的影響與制約。巨型計算機對當今人類社會的影響是不言而喻的。然而,現(xiàn)實中“用精度高、速度快的巨型機來解決的問題并不太多”,加之技術風險大、研制費用巨,不是某一個部門、單位能夠獨立承擔并完成的。因此,必須在國家層面上,進行規(guī)劃、決策、組織、協(xié)調(diào)與管理,并提供足夠的人力、物力、財力的保障。銀河億次巨型機正是在國家鼎力支持和組織保障下完成的。它不僅填補了中國巨型機技術的空白,而且在國防尖端技術和石油地震勘探領域得到實際應用,促進了中國計算機技術的發(fā)展。然而,億次巨型機工程完成之時,就已落后世界先進水平[13],其應用也非常有限。從這個意義上說,它本身的政治意義大于技術意義。它不僅充分表明中國改革開放的必要性和“獨立自主與引進吸收相結(jié)合方針”的正確性,而且在一定程度上打破西方對中國的技術封鎖,幫助中國人建立自信,向世人昭示中國人在高技術領域中是能夠有所作為的。因此,億次巨型機是大工程更是大政治,是國家意志的集中體現(xiàn)。
3?2兩彈一星工程組織管理模式的示范作用
統(tǒng)一領導、行政和技術兩線式指揮、總設計師制、“集中力量、大力協(xié)同”以及預先研究、計劃評審技術(programevaluationandreviewtechnique,即PERT)等,是兩彈一星工程總結(jié)出來的寶貴經(jīng)驗。銀河億次巨型機工程的決策與組織管理,以兩彈一星工程為示范,并加以發(fā)展。如“一竿子插到底”的垂直指揮方式,“預先研究+模型機研制”(通過對模型機的生產(chǎn)、組裝、調(diào)試、試算,及時發(fā)現(xiàn)和解決問題,積累經(jīng)驗,避免浪費)等。但有些方面還做得很不夠,1979年錢學森視察785工程時就曾指出:億次巨型機工程,從制定計劃到組織管理,要使用先進的管理經(jīng)驗,如PERT,要提高效率,要進行質(zhì)量控制。
3?3工程質(zhì)量與規(guī)章制度的可靠保證
質(zhì)量是工程的生命線,也是巨型機運行穩(wěn)定可靠的重要保證。在工程的研制、生產(chǎn)、測試、質(zhì)檢等各個環(huán)節(jié)中,通過制定一系列的規(guī)章制度和崗位責任制,堅持“三嚴作風”(嚴肅、嚴密、嚴格)、“十六字方針”(嚴肅認真,周到細致,穩(wěn)妥可靠,萬無一失),從而有效地控制了工程質(zhì)量和進度,按時保質(zhì)達成設計目標。
3?4領軍帥才與優(yōu)良傳統(tǒng)的有機結(jié)合
慈云桂院士作為國防科技大學副校長兼計算機研究所所長,是億次巨型機工程的總設計師。他具有戰(zhàn)略眼光,對新技術敏感,開拓進取,勇于創(chuàng)新,在總體方案、關鍵技術以及整個工程的組織協(xié)調(diào)方面,發(fā)揮了重要作用。在他的領導下,這支團隊相繼產(chǎn)生一名科學院院士、兩名工程院院士,并為國防科技領域培養(yǎng)出一大批優(yōu)秀技術人才。發(fā)揚我軍艱苦奮斗優(yōu)良傳統(tǒng)、團結(jié)協(xié)作、無私奉獻和勇攀科技高峰的銀河精神,始終是支撐這支隊伍從事巨型機工程創(chuàng)新的理想信念與內(nèi)在動力。
14所大學計算機工程課程設置
計算機工程是涉及現(xiàn)代計算系統(tǒng)、計算機控制設備的軟硬件設計、制造、操作的科學與技術，建立在計算、數(shù)學、科學和工程學的基礎上，主要研究計算機處理器、多處理器通訊設計、網(wǎng)絡設計和存儲器體系，著重研究硬件設計以及與軟件和操作系統(tǒng)的交互性能，如嵌入式系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)與大規(guī)模存儲系統(tǒng)。絕大多數(shù)美國學校的電氣工程和計算機工程是在一個系，除數(shù)學、物理等基礎科學知識外，課程體系主要包括計算機科學和電氣工程等學科的相關課程、設計和構(gòu)建計算機系統(tǒng)及基于計算機系統(tǒng)的相關軟硬件課程。培養(yǎng)的學生應具備從事計算機系統(tǒng)工作的能力，或具備基于計算機相關系統(tǒng)進行分析、設計、應用和集成工作的能力，具有扎實的計算機基礎理論、良好的科學素質(zhì)和工程實踐能力，包括良好的團隊合作和人際交流溝通能力[5]。下面主要介紹美國這4所大學的計算機工程課程設置情況。
1.1UIUC計算機工程專業(yè)本科課程設置
UIUC計算機工程專業(yè)學生需要修滿128個學分，這些課程分為如下7大類：1)科學基礎與數(shù)學課程(31學分)，包括數(shù)學、物理、化學在內(nèi)的10門課程。2)計算機工程核心課程(34學分)，這些課程重點介紹計算機工程領域的基本概念、基本原理、基本實驗方法和技術，共有10門課程。3)專業(yè)基礎數(shù)學課程(6學分)，包括離散數(shù)學和概率、工程應用兩門數(shù)學課程。4)寫作課程(4學分)，1門寫作原理課程，主要講授研究報告的寫作方法。5)專業(yè)技術選修課(23學分)，其中1門必須選自計算機工程和計算機科學專業(yè)技術選修課程之外的課程，其他必須均選自計算機工程和計算機科學專業(yè)技術選修課程。這些課程強調(diào)計算機工程實踐中用到的主要分析方法和設計原則。6)社會科學與人文科學課程(18學分)，這些課程被工學院認可并滿足學校對學生社會科學與人文科學課程通識教育的要求。7)自由選修課程(12學分)，這些幾乎沒有限制的選修課可以讓學生學習任何領域的知識。學生可以在計算機工程專業(yè)深入學習課程，也可以學習生物工程、技術管理或語言等課程。
1.2普度大學計算機工程專業(yè)本科課程設置
普度大學計算機工程專業(yè)學生需要修滿125個學分，這些課程分為如下6大類：1)通識教育課程(24～25學分)，包括6～7學分的兩門交流技巧課程和18個學分的社會與人文學科選修課程。2)數(shù)學課程(21～22學分)，數(shù)學課程有兩種套餐，各6門課，學生可以根據(jù)自己的情況任選一種。3)科學基礎課程(18～19學分)，包括物理、化學、生物及面向?qū)ο缶幊痰?門課程。4)工程基礎課程(7學分)，包括工程導論兩門課程及計算機工程和計算機科學以外學科的工程學科選修課1門。5)計算機工程專業(yè)課程(49學分)，包括32～33學分的13門計算機工程專業(yè)核心課程；兩門共計1學分的研討課程；2門3～4學分的高級設計課程；2門8學分的研究生課程；1～2門計算機專業(yè)選修課程，使計算機工程專業(yè)課程總學分達到49學分。6)任選課程(4～6學分)，根據(jù)輔修要求或個人興趣，任選課程可以從理學院或文理學院中適合工科學生的數(shù)學、科學課程中選擇，目的是使總學分達到125學分。
1.3伊利諾伊理工學院計算機工程專業(yè)本科課程設置
IIT計算機工程專業(yè)學生需要修滿130～134個學分，這些課程分為如下3大類：1)限選課程(109學分)，學分分配如下：計算機工程專業(yè)限選課程47學分，包括計算機工程和計算機科學兩類課程；數(shù)學限選課程24學分；物理限選課程11學分；化學限選課程3學分；工程科學限選課程3學分；社會科學與人文學科限選課程21學分。2)選修課程(15～19學分)，包括專業(yè)選修課程9～12學分，其中含1門硬件設計選修課；科學選修課程3學分。3)跨專業(yè)實踐項目課程(6學分)，包括IPROI跨專業(yè)實踐項目I和IPROII跨專業(yè)實踐項目II兩門課程。
1.4西北大學計算機工程專業(yè)本科課程設置
西北大學計算機工程專業(yè)學生需要修48門課程，這些課程分為如下7類：1)通用工程方法、數(shù)學、科學基礎課程(15門)，必修計算方法與線性代數(shù)GenEng205-1、線性代數(shù)與力學GenEng205-2、動態(tài)系統(tǒng)建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4門通用工程方法課程；必修微積分(I)MATH220，微積分(II)MATH224，微積分(III)MATH230及多元積分與矢量微積分MATH234四門數(shù)學課程；必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3兩門科學基礎課程；從McCormick工學院科學基礎課程中任選其他2門課程；另外必修IDEA106-1工程設計與交流(I)、IIDEA106-2工程設計與交流(II)兩門工程設計和交流課程。2)工程基礎課程(5門)，必修4門，包括EECS202電氣工程導論、EECS203計算機工程導論、EECS211編程基礎(C++)、EECS302概率系統(tǒng)與隨機信號，并從McCormick工學院工程基礎課程熱電力學、系統(tǒng)工程與分析、材料科學和流體與固體中任選1門。3)交流與社科人文學科課程(8門)，選修GenCmn102演講或GenCmn103課程的其中1門，另外選修7門滿足McCormick工學院要求的社科人文學科課程。4)專業(yè)核心課程(5門)，必修EECS205計算機系統(tǒng)軟件基礎、EECS303高級數(shù)字邏輯設計、EECS361計算機體系結(jié)構(gòu)、EECS311數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理和EECS343電路基礎這5門課程。5)技術選修課程(10門)，西北大學計算機工程專業(yè)分高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統(tǒng)和算法設計與軟件系統(tǒng)4個方向，每個方向開設若干門技術課程，每個學生必須在這4個方向中選修5門課；從專業(yè)基礎課程EECS213計算機系統(tǒng)導論、EECS222信號與系統(tǒng)基礎、EECS223固態(tài)工程基礎、EECS224電磁場與光學基礎、EECS225電子學基礎5門課中根據(jù)學習方向選修2門；剩下3門從計算機科學、計算機工程、數(shù)學、科學基礎等課程中選修，如可以是生物學BIOL210-1,2,3和化學原理CHEM210-1,2,3課程，也可以經(jīng)申請同意選修相關計算機工程研究生課程。6)自由選修課程(5門)，共修5門，學生可以根據(jù)自身情況和興趣愛好自由選修。若從未學習過任何計算機編程語言，建議其中1門選修編程入門(Python)EECS110課程。7)高級項目課程(1門)，至少在微處理器系統(tǒng)項目EECS347-1、計算機體系結(jié)構(gòu)項目EECS362和VLSI設計項目EECS3923門課中選修1門。
24所大學計算機工程課程設置特色
4所大學計算機工程本科專業(yè)的課程設置都通過美國工程教育認證機構(gòu)ABET的EC2000指標體系認證，有如下特點：
1)注重基礎知識的學習，在貫徹通識教育中培養(yǎng)學生的各種能力。基礎知識直接決定學生未來的發(fā)展?jié)摿7-8]，而基礎知識的掌握通常是通過通識教育實現(xiàn)的。與我國高校通識教育不同的是，這4所美國大學按照各種完整的項目組織基礎知識，讓學生在基于項目的學習中形成各種能力。他們還特別重視人際溝通能力的培養(yǎng)和學生對廣泛深入的人文社科知識的理解，使所有工科學生在數(shù)學、物理、信息、物質(zhì)、生命、技術和能源科學方面及人文社科方面打下廣泛的基礎。這種比知識更重要的能力是學生取之不盡、用之不竭的資源。普度大學第一年的工程基礎培養(yǎng)及UIUC第一年的計算機工程訓練從一開始就圍繞能力培養(yǎng)，使學生能更好地理解和應用所學的基礎科學和數(shù)學知識。
2)注重相關學科的交叉和融合，培養(yǎng)學生跨學科處理問題的本領?，F(xiàn)代工程是一個復雜系統(tǒng)，不是狹隘的技術知識背景所能勝任的。解決現(xiàn)代工程問題要求工程師能夠打破學科壁壘，把被學科割裂開來的工程再還原為一個整體。這要求學校在課程設置上必須充分考慮學科的交叉和融合，為學生提供綜合的知識背景，以利于復雜工程問題的解決[6,8]。UIUC、普度大學、西北大學和IIT在課程設上均體現(xiàn)了學科交叉、學科融合的思想。UIUC規(guī)定學生在技術選修課中必須選1門計算機工程和計算機科學系以外的課程，例如宇航工程、農(nóng)業(yè)與生物工程、土木工程、化學工程、生理學、生物工程、生物物理學、生物化學、大氣科學、天文學、材料科學與工程、機械工程等。普度大學的計算機工程專業(yè)學生也必須選修1門電氣工程和計算機工程領域以外的課程，以滿足工程拓寬要求，可以是航空力學、化學工程計算、噪音控制、核工程導論、材料結(jié)構(gòu)與特性、環(huán)境工程中的物理化學原理、環(huán)境可持續(xù)工程以及運籌學-優(yōu)化、運籌學-隨機模型中的任何1門。西北大學的計算機工程本身就是該校電氣工程和計算機科學交叉和融合的結(jié)果，學生除必須選修科學基礎選修課中的普通物理-電磁學、普通物理-波現(xiàn)象和現(xiàn)代物理外，還必須在遺傳和進化生物學、工程分子和細胞生物學中任選1門。IIT規(guī)定科學選修課必須選1門生物學、材料科學、化學原理，工程選修課必須選1門機械學導論或熱動力學。
3)強調(diào)工程實踐能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學生“以解決問題為中心”的工程設計能力。工程本身就意味著實踐，意味著更加重視工程實際和工程的系統(tǒng)性和完整性。這4所大學都十分強調(diào)學生工程實踐能力的培養(yǎng)，在課程設置上不僅有豐富的實驗課程，而且通過更為靈活多樣的基于項目學習(Project-basedLearning)課程培養(yǎng)學生的實踐能力。如IIT有IPRO跨專業(yè)實踐項目，西北大學要求學生在微處理器系統(tǒng)項目(EECS347)、計算機體系結(jié)構(gòu)項目(EECS362)、VLSI設計項目(EECS392)等項目課程中必須至少選修1門。普度大學要求學生選修電氣工程設計導論(ECE402)、計算機設計與樣機(ECE437)、操作系統(tǒng)工程(ECE469)、編譯器與翻譯器工程(ECE495S)和數(shù)字系統(tǒng)高級項目(ECE495C)等項目課程。UIUC則有計算機組成與設計(ECE411)、高級數(shù)字系統(tǒng)項目(ECE395)、微處理器項目(ECE412)、數(shù)字信號處理項目(ECE410)等項目課程供學生選擇。
4)發(fā)揮和保護學生的個性及興趣，激發(fā)學生的自主性和創(chuàng)造性。工程教育應該在最大程度上發(fā)揮學生的個性并促進其創(chuàng)新能力的發(fā)展。在專業(yè)學習中，學生可以根據(jù)自己的水平、學習興趣、個性特長選擇不同的課程，從而促進個性和創(chuàng)造性的發(fā)展。為學生提供不同的培養(yǎng)計劃是這4所大學的共同特點。西北大學為計算機工程學生提供了高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統(tǒng)和算法設計及軟件系統(tǒng)4個不同的學習路徑。UIUC、IIT及普度大學則采用龐大的選修課程及明確的課程分類，使學生可以依據(jù)興趣愛好自行組織課程和學習內(nèi)容，以發(fā)展個性，提高創(chuàng)新能力。
5)堅持課程設置機構(gòu)的開放性，改變只按學科知識、由教師單方面設置的做法。在課程設置機構(gòu)方面，這4所大學均根據(jù)產(chǎn)業(yè)界對計算機工程師的能力、素質(zhì)、技能和知識等要求，學生求職的需求，畢業(yè)校友學習和工作的經(jīng)驗反饋及ABET2000指標體系，成立由有工程背景的教師、產(chǎn)業(yè)界、教育認證機構(gòu)、學生及畢業(yè)生等利益相關者組成的專門委員會，討論、確認、不斷改進計算機工程專業(yè)的課程體系及教學大綱。這與我國由高等院校計算機科學與技術專業(yè)教學指導委員會主導、以學科為導向，追求知識完備性為基礎，由缺乏產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗和工程背景的教師確定的課程設置和教學計劃相比，在滿足學生求職和產(chǎn)業(yè)界需要等方面有明顯優(yōu)勢[8]。
3改進我國計算機科學與技術本科專業(yè)實踐教學的思考
截至2006年，我國高校工科專業(yè)在校生為600萬人，其中計算機相關專業(yè)在校生近45萬人，在規(guī)模上基本適應我國經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。問題是我國計算機工程教育與計算機工業(yè)界脫節(jié)較嚴重，不同類型、層次學校的培養(yǎng)目標趨同[8]。通過深入研究、分析和比較美國高等學校計算機工程專業(yè)的培養(yǎng)目標及課程設置特色，我們深刻認識到我國工科院校計算機專業(yè)本科教育存在的諸多弊端。比如工程實踐環(huán)節(jié)薄弱；工科教師隊伍的非工化趨向嚴重；評價體系錯位；課程體系落后，學科交叉欠缺，導致創(chuàng)新與實踐雙向不足，計算機畢業(yè)生得不到產(chǎn)業(yè)界的認同，普通工科院校計算機專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率低下。以下是我們對工科院校計算機科學與技術本科專業(yè)實踐教學改革的一些思考：
1)計算機科學與技術本科專業(yè)實踐教學的改革應從培養(yǎng)目標、課程體系、師資建設和評價體系、產(chǎn)學合作等方面綜合考慮。
2)從培養(yǎng)目標上，工科計算機人才培養(yǎng)應從學科導向轉(zhuǎn)為求職導向，也就是以產(chǎn)業(yè)需求為導向。這使學生能形成勝任今后工作的能力，成為合格的公民和稱職的產(chǎn)業(yè)人員，而不僅僅是只掌握系統(tǒng)、完備的學科知識。
3)課程體系要符合大工程觀的要求，注重學科的交叉和融合，強調(diào)基礎知識的同時強化對學生實踐能力的培養(yǎng)。實踐教學應加強實驗課程、項目課程和企業(yè)實習項目的建設，強調(diào)做中學、用中學，提倡學生的主動學習和實踐是實踐教學改革的重點內(nèi)容。
4)評價體系涉及如何評價學生的學習效果，是關系到教學是否能達到培養(yǎng)目標的重要因素。如果要培養(yǎng)符合計算機產(chǎn)業(yè)界需要的具有各種能力和素質(zhì)的工程師，以理論考試為主評價學生能力的評價體系就尤顯片面。如何制定科學有效的評價指標，對學生的各種能力進行綜合評價，特別是在基于項目的實踐學習中對學生的團隊合作能力、交流溝通能力、解決工程實際問題的能力進行科學評價，是一個有待探索的問題。
5)工科院校的師資隊伍建設不應片面追求高學位和高學歷。一方面應加強對現(xiàn)有教師實踐環(huán)節(jié)的訓練，鼓勵大學教師到產(chǎn)業(yè)界兼職、進修和實習，通過必要的產(chǎn)業(yè)實踐提高他們理論聯(lián)系實際的能力，加強他們對產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的了解和認識；另一方面應聘請產(chǎn)業(yè)界具有豐富理論及實際經(jīng)驗的工程師到工科院校兼課，幫助學生了解工程實際，指導他們應用理論解決實際問題。
6)目前，產(chǎn)學合作主要體現(xiàn)在校企科研項目聯(lián)合攻關、科研成果轉(zhuǎn)化等方面。今后，我們應將產(chǎn)學合作有計劃、有步驟地深入到工科高等院校計算機專業(yè)的課程設置、教學內(nèi)容制定、實踐項目課程教學、教學評價、師資培訓等方面中去。
1現(xiàn)狀分析
培養(yǎng)高質(zhì)量的軟件開發(fā)人才一直是社會和行業(yè)關注的焦點。早在11年前，對于工程教育的迫切性就被人提出來［1］。工程教育本身也作為一個系統(tǒng)問題被討論［2］?，F(xiàn)在從國家層面在戰(zhàn)略上建立了軟件學院進行專門培養(yǎng)，各個高校也不斷推出新的課程、新的措施方案。在這一領域雖然比過去似乎已經(jīng)有了翻天覆地的變化，但來自企業(yè)的呼吁似乎一直反映出諸多不盡如人意。更多的思路希望將企業(yè)的力量直接引入到教學，比如實訓基地等［3］;而國家層面也非常關注實訓［4］。但實際效果可能變得流于表面，因為企業(yè)往往難以將核心的工作拿給學生做，而其訓練的項目也并未從更全面系統(tǒng)的角度去設計，其鍛煉效果就有限了。在軟件開發(fā)這一領域，由于其具有變化迅速，新技術不斷涌現(xiàn)的特點，導致不少在教育內(nèi)容上選擇了追逐新技術、新語言、新平臺，以能用會用這些流行主流技術為目標。典型的代表就是北大青鳥，有些二本的學生在畢業(yè)前專門花錢去青鳥學習，似乎可以看到這種教育的優(yōu)勢。但另一個矛盾的情況是，往往那些關注員工后勁的公司卻不愿意招聘青鳥的學生。如果將目光投向國外的頂級大學，例如斯坦福，其教學上并沒有去“依賴”校企合作，以及很熱門的“實訓”。其核心課程依然是過去的傳統(tǒng)經(jīng)典課程。以一個研究生為例，一學期能修2門課是正常，3門就很優(yōu)秀。它并沒有追逐所謂的新技術。但無人質(zhì)疑其學生的工程能力、科研能力和創(chuàng)造能力。
2什么是計算機工程能力的核心
什么才是我們軟件開發(fā)教育的核心知識架構(gòu)，怎樣才能培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展的核心競爭力?我們調(diào)查過一些非常高水準的軟件開發(fā)者，發(fā)現(xiàn)他們往往在底層軟件上持之以恒地進行長時間深刻的鍛煉，然后在未接觸的新領域才能非常迅速地掌握核心。例如，一個非計算機專業(yè)的系統(tǒng)分析員曾經(jīng)“只”在DOS這種原始的操作系統(tǒng)下玩了10年，甚至自己寫過一個漢化的DOS。他只有書本上的一點點網(wǎng)絡知識時，就用一兩天時間解決了一個學通信的研究生1個月都不能解決的網(wǎng)絡故障。這是一個典型的例子，他并沒有“實際的”網(wǎng)絡經(jīng)驗，什么使得他如此輕松地進入了新的領域呢?而另一個曾就職于vmware、google等頂級公司的程序員，在Unix下只用C語言做了10年系統(tǒng)級編程。當用Java，C++甚至是javascript時，其學習時間只是1天，很快就比做了幾年專門java編程的程序員還精通。如何才是軟件開發(fā)人員的本質(zhì)力量?什么才能讓他們在變化萬千的新技術面前屹立不倒，乘風破浪?
2.1計算機工程能力
我們認為計算機工程能力包含兩方面的內(nèi)容:(1)核心知識架構(gòu);(2)計算機的思維方式。什么是核心知識架構(gòu)呢?是反應該領域最基本規(guī)律和支撐技術的知識。簡單地說就是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)、編譯、數(shù)據(jù)庫。操作系統(tǒng)將硬件、軟件、高級語言和匯編融匯在一起，它幾乎包括了軟件工程中所有重要的因素。舉一個簡單的例子，似乎只有面向?qū)ο筮@種“高級東西”才有的虛函數(shù)運用，其實在Linux中就有相應的虛文件系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是最為復雜的計算機工程之一。編譯融匯了大量的算法，而且能讓大家真正看“穿”語言的外表，深入到其內(nèi)里，體現(xiàn)了最根本的計算機技術。其優(yōu)化技術，也深刻地和硬件交融在一起，很好體現(xiàn)了底層風范。數(shù)據(jù)庫，不僅是運用算法最多的地方，甚至是超越操作系統(tǒng)的一個復雜的系統(tǒng)，從緩存技術到i/o優(yōu)化，到索引，再到事務處理，無一不是反映計算機最深刻規(guī)律。大家可以發(fā)現(xiàn)，所謂核心知識架構(gòu)，都具有兩個特點，反映本質(zhì)規(guī)律，體現(xiàn)軟硬融匯交織。也只有這樣，才能建立下面談到的“計算機思維方式”。
2.2核心知識架構(gòu)
為什么我們沒包括一些新興的語言和技術呢?似乎它們很“實用”。而且已經(jīng)出現(xiàn)的問題是，按照傳統(tǒng)科目和方式學習后，學生在企業(yè)什么都不會。這也正是大家關注工程教育的初衷。為什么不強調(diào)這些新興實用技術的教育還在強調(diào)“古老”的“基礎”。計算機領域一個顯著的特點是，表面上知識更新非常快，新技術、語言層出不窮。這很容易導致當我們發(fā)現(xiàn)學生能力欠缺時，將問題歸罪于新技術的學習不得力，知識結(jié)構(gòu)老化。但其實目前的問題可以從另外一個角度考慮，是否是基礎教育不得力?分析國外著名大學，如斯坦福、伯克利的課程，我們發(fā)現(xiàn)兩個特點:(1)關鍵的基礎課程，如操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫，始終是其最重要的課程，并沒有過分追逐各種“新潮”技術。(2)學生一學期能修的課程非常有限，一般為3門課。而國內(nèi)卻呈現(xiàn)相反的狀況，比如編譯原理被降到了選修課的角色，新潮課程層出不窮，一個學生二年級一學期要修13門課。在這種走馬觀花的狀況下，計算機這種具有強烈“手藝”色彩和工程實踐的學科，被完全紙上談兵化。而一些可憐的實驗內(nèi)容，還被學生的復制拷貝所湮沒。我們認為，恰恰是這種情況，使得基礎核心知識教育沒有工程化，沒有充分動手，導致了基礎知識教育某種程度上的巨大失敗。從以下鮮明的對比可以窺見問題的端倪:國內(nèi)學生反映操作系統(tǒng)課程是文科課程(只需要背條款考試即可);而相對地，國外著名高校操作系統(tǒng)課程要求學生實現(xiàn)“小”操作系統(tǒng)。國內(nèi)數(shù)據(jù)庫只講其應用(如大量講解sql等運用，sql即使非計算機專業(yè)人士也很容易學習，這也是它被發(fā)明的初衷)。斯坦福的數(shù)據(jù)庫課程中有一門需要實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在筆者走訪的計算機工程上優(yōu)秀的人才，發(fā)現(xiàn)其共同的特點就是在諸如操作系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫上都有很深入的學習經(jīng)歷，比如前面提及的自己構(gòu)建過漢化DOS系統(tǒng)，或者在Unix下，做內(nèi)核以及驅(qū)動很多年等。而當他們接觸新技術時，之前深刻的經(jīng)驗和淬煉的思維就讓他們?nèi)缁⑻硪?，快人一等。更有甚者，國外真正的最頂級專家，都是在這些領域有無與倫比水平的專家，從delphi的締造者，轉(zhuǎn)戰(zhàn)到微軟并入主.net平臺的開發(fā)，也可看到雄厚的底層知識和能力的巨大作用。所以“老”知識并不是障礙，而是通向天堂的階梯。究其原因，就涉及到工程能力的第2個方面，計算機思維方式。
2.3計算機思維方式
對非專業(yè)人士它是很抽象的概念，而對真正專業(yè)人士，這又是一個非常鮮活的概念。這里限于篇幅，我們只舉一個簡單的例子。面對在C++中外部代碼如何直接修改私有變量的問題，計算機的思維方式就是:對象也是放在內(nèi)存中，只要能拿到對象的地址，并知道對象的布局，那么就可修改。而沒有建立這種思維的人，就完全被高級語言的語法所左右，無從下手。一句話，無法看到本質(zhì)，沒有從下而上的底層思維。核心知識課程的有效深入教學和計算機思維方式建立有何直接關系呢?我們認為核心知識因為其反應了計算機本質(zhì)規(guī)律，而且從底層建立起來，所以對其深入掌握運用后，它從開始的逼迫到最后的陶冶，最終潛移默化地讓受眾建立起“計算機思維方式”。而這正是計算機工程師安身立命之本，就如同音樂家有其獨特的音樂思維方式一樣。為什么諸如java之類的課程于建立計算機基本思維不太合適呢?因為它更高層，無法讓學生看到最下面。而唯有徹底、深刻和系統(tǒng)的底層淬煉，才能真正建立起“計算機思維方式”。
3如何打造強大的計算機工程能力
大家一方面指責基礎課程的“空洞”、“無用”、“陳舊”;另一方面在不斷開設的海量新課和技術中壓得學生更加遠離編程，遠離實踐。即使能培養(yǎng)出熟悉某種語言的學生，也無法看到他們和培訓學校有何不同。實訓也似乎沒有根本解決問題，我們在實踐中發(fā)現(xiàn)，往往是那些自己醉心于編程的學生最后有著卓越的表現(xiàn)。讓基礎知識能支撐和指導實踐，而非僅僅“符號”，并引導學生進行高效的實踐。
3.1“3塊連一線”，4門基礎課程整合打造核心知識架構(gòu)
我們將4門基本課程進行貫通式整合，著力塑造學生的“計算機思維”。下層的是3門基礎課(在上一小節(jié)探討了其在工程能力訓練上不可替代的重要地位)，對軟件開發(fā)環(huán)境產(chǎn)生支撐。而軟件開發(fā)環(huán)境又通過精心的設計和工程實踐，從應用角度將3門課程所學的知識串聯(lián)起來。從而將基礎知識和工程開發(fā)更有機整合在一起。首先，闡述為什么將以上課程整合在一起的理由。要回答這個問題，必須先回答什么東西支撐了優(yōu)秀程序員。在我們的調(diào)查人員中，無一例外地都具有很深厚的底層軟件開發(fā)背景。有長期從DOS的Hack入手的;有長期從事Unix內(nèi)核編程的;有從Windows的driver起步的;有以反匯編逆向為根基的。長期在最底層的經(jīng)歷，使他們建立了最真實和能觸摸的系統(tǒng)觀，能以計算機的方式思考。所以面臨新技術時，他們能透過新形式很快把握其精髓，深刻地把握其實質(zhì)?！疤栂旅鏇]有真正的新事物”，例如號稱21世紀最新的重要的軟件技術AOP(AspectOrientedProgramming，AOP)，其實在20世紀60年代就出現(xiàn)在了匯編一級的軟件技術中，它本質(zhì)就是鉤子技術的系統(tǒng)化。在底層的軟件世界，我們不僅能夠用到那些所謂的最新的技術，而且能看到其本質(zhì)(我們可能就是用機器碼自己構(gòu)建出來的，而不被新技術的華麗外衣障目)。這些使得具有底層經(jīng)驗的開發(fā)者，更有創(chuàng)造力，更能創(chuàng)造，也更能洞察迷亂后的本質(zhì)，庖丁解牛，解決那些異常復雜的工程問題。舉一個筆者遇到的真實例子，一個具有深刻底層經(jīng)驗的程序員(一直只有C語言和操作系統(tǒng)編程經(jīng)驗)和一個只有深刻Java經(jīng)驗的程序員，在同時學習Javascript的閉包概念時，后者一個禮拜都還有些似是而非。前者很快就能自如運用，且最后指點了后者1個小時，后者頓時豁然開朗。這是典型的“新”與“老”，上層和底層經(jīng)驗在面對新事物時的對比。既然底層軟件賦予我們?nèi)绱藦姶蟮哪芰Γ敲茨男┦堑讓榆浖?大家公認，操作系統(tǒng)、編譯和數(shù)據(jù)庫由來就是計算機工程自身的根基。所以，我們必須將這3門課涉及的知識好好淬煉。而如何將3門課的知識和我們?nèi)粘５能浖_發(fā)聯(lián)系起來呢?如何用它們指導平時程序的開發(fā)呢(我們大多數(shù)是開發(fā)用戶級軟件，不會開發(fā)內(nèi)核軟件，因此許多人認為幾乎整個在內(nèi)核中的操作系統(tǒng)對用戶級軟件開發(fā)無從指導)?另一門課，《軟件開發(fā)環(huán)境》解決了這一問題。它有一條主線，通過反匯編將C語言和匯編串聯(lián)起來，讓系統(tǒng)級的知識從高級語言的面紗下展現(xiàn)出來。同時用逆向工程這把庖丁之刃，將編譯、鏈接、面向?qū)ο蟮溶浖_發(fā)中的重要知識塊剖剔，讓底層與上層貫通一氣。而逆向的技術技巧，本身也是非常高級的軟件開發(fā)技術。因此，我們用“3塊連一線”來總結(jié)4門課的關系是最好不過了。為什么不納入語言課程，比如C/C++語言?從我們的工程經(jīng)驗來看，語言只是計算機原理和思想的載體，是表述方式而已。為了表述形式而專門花大力氣是不值得的。比如，國外的著名大學很多都不開設語言課，在其他課程作業(yè)中必須用C語言編程，學生們就在那里鍛煉了。真正的語言的力量并非來自語言本身，而是底層知識為支撐的項目鍛煉。我們的思路是以構(gòu)建式完成大量的完整系統(tǒng)的編寫，這樣就很好鍛煉了軟件開發(fā)和工程能力。同時，“軟件開發(fā)環(huán)境”本身從逆向?qū)用嬉矊φZ言有了深刻的剖析，這是純粹的語言課難以完成的。另外，從大綱安排上，我們在大一就會讓學生用C語言來初步接觸程序編寫，這時并不適合放入太高級主題。而在教學中，語言的力量已經(jīng)滲透到一個個工程構(gòu)建中，隨風潛入夜了。為什么不納入算法課程?從某種程度上，“程序就是算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嗎”?我們認為在系統(tǒng)中運用算法，算法才具有生命力。而編譯、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫以及我們專門設立的一些課程設計將全面運用各種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在實戰(zhàn)中運用并學習提升才是王道。這也正是構(gòu)建式學習的精髓所在，這也正是探索式學習培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力的精髓所在。算法課已經(jīng)為我們準備了元件，就看你怎么去組裝甚至改造。
3.2以構(gòu)建主義的思路，深度實踐的風格改革課程
前面我們論述了底層知識架構(gòu)的重要性，那么怎么來將它們實際地建立在學生的工程實踐中呢?簡單地說就是“構(gòu)建一個具體而微的系統(tǒng)”。講操作系統(tǒng)就構(gòu)建一個小操作系統(tǒng)，講編譯原理就構(gòu)建一個小編譯器。同時，設計一些跨度較大的課程設計覆蓋這些課程的一些重點內(nèi)容。構(gòu)建完整系統(tǒng)本身就可真實淬煉工程能力，而這些內(nèi)容的復雜性、難度以及運用知識點的廣度，本身就超越了簡單的企業(yè)實訓項目，在培養(yǎng)人才方面具有系統(tǒng)性、完整性、挑戰(zhàn)性獨特優(yōu)點。我們需要的是運用團隊的思路和現(xiàn)代軟件工程的手段，將其開發(fā)過程管理發(fā)起來，從而熟悉企業(yè)級開發(fā)的工具鏈，將軟件工程學到的知識貫通到實作中。這也回答了“和以前相似的強調(diào)基礎課程教育，什么特點使得我們的做法能獲得強大的工程能力?”這一問題。以前更多注重理論知識的學習，而現(xiàn)在的做法是回歸計算機工程的自身科學規(guī)律———實踐為王。
3.3改革考核評價標準，充分強調(diào)動手實踐
以前我們一直是卷面考試，實驗分數(shù)只是象征性的點綴。這本身違反了計算機工程的特點。只有改變評價考核標準，才能真正驅(qū)動學生充分鍛煉工程。在課程軟件開發(fā)環(huán)境中，我們采取了平時的考試結(jié)合期末考試的方式，而兩者均為軟件編寫。期末考試在實驗室上機編撰指定題目。不強調(diào)對一些函數(shù)名等死知識點的記憶，可以用在線幫助。這本身也符合軟件開發(fā)的規(guī)律。
4結(jié)束語
我們在計算機工程教育上試圖做一些回歸本質(zhì)的工作，也取得了一些效果。比如在軟件開發(fā)環(huán)境中，學生普遍認為:“似乎將3年學的程序課全學習了，收獲很大”。更有同學，在外企公司的面試中，直接運用了課堂上的知識，這在傳統(tǒng)的教學環(huán)節(jié)中是難以獲取的。但整個工作尚在起步階段，所以仍有很多工作需要做，許多環(huán)節(jié)需要優(yōu)化。我們希望在以后的工作中更深入探索工程教育的規(guī)律和本質(zhì)。
一、引言
近年來,我國高等教育規(guī)模迅速擴大,高等教育已從精英教育步入大眾化教育階段。在大眾化教育階段,社會對人才的需求呈多樣化,尤其對既有扎實理論基礎又有較強實踐能力的工程型人才的需求更為迫切[1-2]。一般工科院校在全國高校中占絕大多數(shù),他們是國家培養(yǎng)工程技術人才的主要基地,是我國實現(xiàn)走新型工業(yè)化道路目標的主力軍。雖然許多高等院校一直認為自己培養(yǎng)的是工程型高級人才,但在培養(yǎng)方案的制定與實施過程中重知識傳授、輕能力培養(yǎng),重課堂教學、輕實踐教學,重學科的系統(tǒng)性、完整性,輕人才培養(yǎng)模式的復合性和綜合性[3]。人才培養(yǎng)與社會需求嚴重脫節(jié),一方面,越來越多的應屆本科畢業(yè)生面臨著找工作難的問題,而另一方面,用人單位卻感嘆找不到他們急需的工程技術人才。本文在對德國、英國、加拿大等國家工程型人才培養(yǎng)模式進行深入研究的基礎上,介紹了近年來我們借鑒國外工程型人才培養(yǎng)方面的成功經(jīng)驗,在以滿足企業(yè)用人需求為目標的高素質(zhì)計算機工程型人才培養(yǎng)方面所開展的一些探索性工作。
二、國外工程型人才培養(yǎng)模式分析研究與啟示
(一)德國FH“企業(yè)主導型”工程型人才培養(yǎng)模式
FH是德國的一類以培養(yǎng)工程型高級人才為目標的高等學府,施行的是4年制8個學期的本科教育。FH是德語單詞Fachhochschule的縮寫,由Fach(專業(yè))和Hochschule(高等學校)兩部分組成。FH起源于20世紀60年代末,由于德國經(jīng)濟與科技的發(fā)展,社會不僅需要傳統(tǒng)大學培養(yǎng)的研究型人才和各級職業(yè)教育培養(yǎng)的中、初級技術人員,同時更需要介于兩者之間的高級工程型技術人才。1968年,聯(lián)邦德國政府通過了一項協(xié)定來組建FH[4]。為了更好地開展高等教育國際合作,1998年由德國大學校長聯(lián)席會(HRK)提議,德國各州文化部長聯(lián)席會議(KMK)審議,FH的英文譯名被正式確認為UniversityofAppliedSciences,即應用科技大學。德國的FH非常注重實踐教學,企業(yè)的主導地位是其實踐教學模式的顯著特點。學生進入FH后,有2個完整的學期被安排在與今后職業(yè)緊密相關的企業(yè)進行實習。第一個實習學期安排在第3學期,目的是使學生在理論學習的基礎上,拓寬視野、提高技能,對未來職業(yè)獲得一定了解。第二個實習學期通常安排在第7或第8學期,學生在此時要承擔接近工程師要求的任務,由企業(yè)中有經(jīng)驗的專業(yè)人員指導。FH的教授與企業(yè)里的指導人員之間保持密切的聯(lián)系,共同協(xié)調(diào),指導和幫助學生完成實習任務[5]。德國FH實踐教學模式的成功得益于:學校能夠高度重視學生實際動手能力和解決問題能力,并以培養(yǎng)學生的這種能力為目標;企業(yè)能夠?qū)⒔oFH學生無償提供一些實習和實訓支援作為“企業(yè)行為”來看待;政府積極地給予立法上的支持[6]。我國高校近年來在校企合作工程型人才培養(yǎng)方面進行了大量的研究與探索,取得了一定的成績,但由于企業(yè)在理念上對校企合作教育的認識嚴重不足,因而缺乏參與合作培養(yǎng)的熱情與責任感,加之政府缺乏必要的立法支持及相關的優(yōu)惠與鼓勵政策,全面有效深層次的校企合作教育很難開展。
(二)英國“職業(yè)資格證書體系推動型”工程型人才培養(yǎng)模式
目前,英國已經(jīng)建立了包括國家職業(yè)資格證書、國家通用職業(yè)資格證書以及普通教育證書在內(nèi)的非常完整的在國際教育中獨一無二的證書體系。完整的證書體系以及相應嚴格、標準的資格認證制度,促使以培養(yǎng)工程型人才為主的高等院校改革實踐教學內(nèi)容和方法,將實踐教學與經(jīng)濟發(fā)展和生產(chǎn)實際緊密結(jié)合,以適應科技發(fā)展及市場需要,確保了實踐教學質(zhì)量和工程型人才的培養(yǎng)質(zhì)量[6]。英國的以資格證書為中心的實踐教學模式以能力培養(yǎng)為目標,因此,本科教育實踐教學的開展必然以能力培養(yǎng)為目標,并建立以實際工作效果評定學習成效的考核制度,教學效果按“國家職業(yè)資格”規(guī)定進行評定?？茖W實用的職業(yè)資格證書體系、完善的資格認證考試體系是在高等院校中推行“資格證書體系推動型”實踐教學模式的基礎。近年來,我國有關部門也在積極創(chuàng)建各種職業(yè)資格認證考試,以計算機相關專業(yè)為例,目前已經(jīng)開展的有軟件程序員、網(wǎng)絡管理員等資格認證考試,很多在校大學生都積極參加此類認證考試,但該認證考試還沒有得到用人單位的廣泛認可。另外我國目前的職業(yè)資格認證考試體系還很不完善,覆蓋面有限,加之一直以來,普通高等教育與職業(yè)資格證書體系的關注點不同,要真正在本科教育階段實現(xiàn)二者的并重還有一定困難。
(三)加拿大“以能力為基礎”的工程型人才培養(yǎng)模式[6]
加拿大的CBE(以能力為基礎的教育Compe-tencybasededucation)是目前國際上比較流行的一種教學模式,它以能力培養(yǎng)為中心,以勝任崗位要求為基礎,其最大特點就是不從傳統(tǒng)的“學科本位”模式出發(fā),而是從圍繞著從事職業(yè)工作所需要的知識、技能來制定培養(yǎng)方案,決定教學方法、步驟、內(nèi)容及考核方式,從而保證學生具備從事某種職業(yè)的較高實踐能力,使理論與實踐緊密的融合在一起。我國高校,尤其是以培養(yǎng)工程工程型人才為主的一般工科院校,可以借鑒CBE的指導思想,根據(jù)自身的實際條件,通過充分的社會需求調(diào)研,確立反映社會需求的專業(yè)人才培養(yǎng)目標體系;并根據(jù)人才培養(yǎng)目標,分析勝任崗位所應具備的能力體系;并以此開發(fā)專業(yè)課程,制定科學合理、具有內(nèi)在邏輯聯(lián)系的專業(yè)教學計劃;在專業(yè)教學計劃的指導下,科學設計課程教學目標、教學環(huán)節(jié)、教學方式、方法、評價體系和質(zhì)量標準等。由此,形成以社會需求為導向的,高度重視學生實踐能力的工程型本科人才培養(yǎng)的實踐教學模式。
三、我國計算機工程型人才培養(yǎng)模式探索
從以上對有關國家工程型人才培養(yǎng)模式的分析可以看出,不論采用何種模式,都是以培養(yǎng)學生應用能力為最終目標,使培養(yǎng)出來的學生成為可滿足企業(yè)需求、具有一定職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)、能為企業(yè)創(chuàng)造價值的合格的工程技術人才。近年來,我們在借鑒國外成功的實踐教學模式、充分調(diào)研企業(yè)需求的基礎上,在計算機工程型人才培養(yǎng)方面開展了大量的探索性工作,初步形成了圖1所示的高素質(zhì)計算機工程型人才培養(yǎng)體系以及圖2所示的計算機工程型人才培養(yǎng)的組織實施框架。
(一)培養(yǎng)方案
符合工程型人才培養(yǎng)的教育理念和教學指導思想是:傳授知識、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,注重對學生探索精神、科學思維、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。工程型本科人才的培養(yǎng)目標應該是培養(yǎng)具有扎實的基礎理論知識和較高的綜合素質(zhì)、具有較強的實踐能力和適應性,具備解決工程實際問題能力的現(xiàn)場工程師。我們在加拿大“以能力為基礎—CBE(Com-petencybasededucation)”的工程型人才培養(yǎng)模式的啟發(fā)下,對社會需求進行深入調(diào)研,廣泛聽取來自產(chǎn)業(yè)界具有豐富理論和實踐經(jīng)驗的專家意見,形成了以社會需求為導向,高度重視學生實踐能力培養(yǎng)的工程型人才培養(yǎng)方案。目前計算機各專業(yè)培養(yǎng)方案中集中實踐環(huán)節(jié)的總學時數(shù)均超過35周(四年累計);課內(nèi)實驗、課程設計、認識實習、生產(chǎn)實習以及畢業(yè)設計等實踐環(huán)節(jié)都制定了嚴格規(guī)范的指導書或?qū)嵤┘殑t等;根據(jù)企業(yè)需求,采取了靈活彈性的專業(yè)選修課設置、考核與管理模式。為了加強與企業(yè)的聯(lián)系與溝通,我們成立了西安郵電學院IT應用人才實訓中心。實訓中心與企業(yè)之間進行廣泛深入的交流,與西安軟件園、北京中關村軟件園以及大連軟件園建立了長期穩(wěn)定的合作關系,成為中關村軟件園軟件人才培養(yǎng)基地。實訓中心成為我們與企業(yè)之間溝通的橋梁,成為我們了解企業(yè)對人才需求的一個重要窗口。根據(jù)來自企業(yè)的信息及時對培養(yǎng)方案進行充實調(diào)整,如針對社會對對日軟件外包人才需求量大,且要求人才具有一定的日語水平這一現(xiàn)實,我們及時在“軟件工程”等相關專業(yè)培養(yǎng)方案中增加了日語課程;企業(yè)對學生的語言交流能力、團隊合作能力等有一定要求,我們以選修課的形式開出“IT企業(yè)員工職業(yè)素質(zhì)”課程,聘請企業(yè)人事部門經(jīng)理、項目經(jīng)理等到學校為學生授課。這些調(diào)整和合作得到了企業(yè)的認可與支持,取得了很好的效果。
(二)理論教學
1?改變傳統(tǒng)的灌輸式教學模式,探索有利于提高學生興趣和培養(yǎng)學生應用能力的啟發(fā)式教學模式。在知識傳授過程中要堅持以人為本,遵循認識規(guī)律,發(fā)揮學生的主動性,增加實驗和實習,通過認識、實踐再到認識的循環(huán)使他們真正理解書本上的知識,產(chǎn)生興趣。我們的中學教育基本上還是應試教育,很多學生已經(jīng)厭倦了聽課、考試。到了大學,如果還是延續(xù)這樣的教育模式,我們的工程型人才培養(yǎng)將完全失敗。因此要改變傳統(tǒng)的以知識傳授為主的教育教學模式,首先需要改變知識傳授的方式,加強互動式教學、討論式教學,把知識傳授和實習實驗緊密結(jié)合起來,同時培養(yǎng)學生的興趣,發(fā)揮他們的主觀能動性,開展科技活動讓他們在各類活動中發(fā)現(xiàn)自我,增強綜合素質(zhì)。例如,近年來我們在C語言程序設計、微機原理與匯編語言等課程的教學過程中,在同年級學生中開展相關課程的程序設計大賽,提高了學生的興趣,活躍學習氣氛,培養(yǎng)了團隊精神,達到了單純知識傳授教學模式不可能達到的效果。
2?建立適應工程型人才培養(yǎng)需要的雙師型教師隊伍。高校擴招后一方面越來越多的畢業(yè)生找不到工作,而另一方面經(jīng)濟的快速發(fā)展對高素質(zhì)工程型人才的需求越來越多,很多企業(yè)都在感嘆找不到合適的員工。解決目前高等教育與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié),培養(yǎng)可滿足企業(yè)需求的高素質(zhì)工程型人才的關鍵就是要擁有一批既具有較高的理論水平,又具有一定的實際工作經(jīng)驗的“雙師”型教師。目前,大多數(shù)青年教師的成長經(jīng)歷都是從學校到學校,沒有企業(yè)工作經(jīng)歷,他們都具備有堅實的本學科的基礎理論,但缺乏實際工作經(jīng)驗。近年來,我們成立了IT工程型人才實訓中心,通過中心的窗口作用,與很多企業(yè)進行了廣泛的交流:2006年暑假,我們派出四位教師到北京中關村軟件園參加歐美軟件外包的相關培訓;2007年暑假有三位老師到廣州周立功嵌入式系統(tǒng)公司進行為期六周的訪問學習,直接參與到企業(yè)嵌入式系統(tǒng)項目組的研發(fā)工作中去;我們還先后派老師到用友軟件公司、西安康奈克軟件公司、微軟公司、聯(lián)想集團神州數(shù)碼融信軟件公司等進行短期的交流學習。我們要求每一位剛來的青年教師,要么參加到校內(nèi)的某一個科研項目中去,要么去對口的公司進行至少三個月的交流學習。
(三)實踐教學
知識、能力和素質(zhì)是工程型人才必須具備的三大要素,而能力和素質(zhì)的培養(yǎng)只有通過大量的實踐活動來實現(xiàn)。除了加強傳統(tǒng)的實踐教學環(huán)節(jié)(課內(nèi)實驗、課程設計、認識實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設計等)的組織管理和質(zhì)量保證外,近年來,在學校的大力支持下,各實驗室積極配合,我們積極開展了實驗室開放工作。各個實驗室在完成正常課內(nèi)實驗、課程設計以及畢業(yè)設計等任務的同時,全天為學生開放。每門課程都開發(fā)了供學生在開放實驗中選做的綜合性設計實驗項目。這一舉措既解決了正常課內(nèi)實驗學時不足的問題,又為學生綜合使用所學知識創(chuàng)造性地開展實驗研究工作提供了條件,受到了同學的廣泛歡迎,取得了很好的效果。除了學生自由參加的開放實驗外,還成立了十余個課外科技活動興趣小組,目前,我們的五個實驗室都承擔了學生的課外科技活動的組織與管理工作,其中“嵌入式系統(tǒng)興趣小組”安排在軟件實驗室;“FPGA興趣小組”安排在電科實驗室;“多媒體制作興趣小組”安排在軟件工程實驗室;“網(wǎng)頁制作及組網(wǎng)興趣小組”安排在網(wǎng)絡實驗室;“計算機應用系統(tǒng)設計興趣小組”安排在硬件實驗室。一個興趣小組常常出現(xiàn)數(shù)百學生報名的可喜景象,但由于資源和指導教師的精力所限不得已采取了一些分流的措施。近年來,學生課外科技活動項目在陜西省電子競賽、全國大學生電子競賽、挑戰(zhàn)杯以及各類企業(yè)或行業(yè)比賽中獲得了很好的成績。多位一體的學生實踐能力培養(yǎng)體系為提高學生的能力和素質(zhì)起到了不可估量的作用。積極參加開放實驗或科技活動同學的實踐動手能力得到了用人單位的好評和肯定。
(四)校企合作教育與職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)
高等教育與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)是目前出現(xiàn)畢業(yè)生結(jié)構(gòu)性就業(yè)困難的主要原因,加強與企業(yè)的合作,以滿足企業(yè)用人需求為目標是解決目前問題的根本途徑。近年來,我們在校企合作人才培養(yǎng)方面開展了大量的實踐與探索,形成了多種形式并存的校企合作人才培養(yǎng)模式。具體有:與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)IT行業(yè)的緊缺人才,如針對軟件外包、集成電路設計等人才的供不應求,舉辦校企聯(lián)合培訓班,經(jīng)過培訓的學生畢業(yè)后都被相關企業(yè)直接聘用;根據(jù)企業(yè)需要進行定向培養(yǎng),先由企業(yè)在三年級學生中招聘,通過筆試和面試的學生,根據(jù)企業(yè)的要求與企業(yè)共同組織進行培養(yǎng);與政府機構(gòu)合作的分段接力式聯(lián)合人才培養(yǎng),建立“中關村軟件園軟件人才培養(yǎng)基地”,軟件園提供課程或培養(yǎng)要求,學校按照中關村軟件園的要求培養(yǎng)學員,軟件園實踐中心接收畢業(yè)生到軟件園實訓,并推薦學生在北京軟件園區(qū)的企業(yè)工作;與企業(yè)聯(lián)合建立3+1教育創(chuàng)新實驗班,根據(jù)新技術發(fā)展和企業(yè)需要,前三年基本上執(zhí)行原培養(yǎng)計劃,第四年按照校企共同制定的培養(yǎng)計劃培養(yǎng)學生在某技術領域所需要的新的專業(yè)知識和能力,使學生的知識結(jié)構(gòu)和能力適應新技術的發(fā)展和企業(yè)的需要。例如,在國內(nèi)著名的嵌入式系統(tǒng)公司廣州周立功單片機發(fā)展有限公司與我們共同舉辦了“周立功3+1嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新教育實驗班”,培養(yǎng)當前IT領域很多企業(yè)十分缺乏的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才,受到學生普遍歡迎,報名十分踴躍。國內(nèi)的應試教育模式更注重人才學歷的培養(yǎng),而在職業(yè)素質(zhì)教育方面則寄托于自覺。職業(yè)素質(zhì)是人才對社會職業(yè)了解與適應能力的一種綜合體現(xiàn),一般說來,人才能否順利就業(yè)并取得成就,在很大程度上取決于本人的職業(yè)素質(zhì),職業(yè)素質(zhì)越高的人,獲得成功的機會就會越多一些。國內(nèi)各大高校開始積極對計算機工程型人才職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)模式進行研究和實踐,但大多數(shù)學?，F(xiàn)有的教育培養(yǎng)模式,無法向?qū)W生提供優(yōu)質(zhì)的職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的大環(huán)境,同時,在校教師也并不深入了解企業(yè),無法實現(xiàn)相關授課環(huán)節(jié)。近年來,我們積極與企業(yè)合作,在畢業(yè)班學生中進行了IT人才職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng),如東軟的素質(zhì)拓展訓練,因地制宜,寓教于樂,使同學們從內(nèi)心到身體都經(jīng)歷了一次難忘的洗禮,對自己的職業(yè)生涯和追求的目標更為堅定。這也讓包括教師在內(nèi)的校園一族,親眼看到、也親身體會到什么是真正的職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)教育。
四、結(jié)語
近年來,在教育部、陜西省及學院教育教學改革研究項目的支持下,我們在計算機工程型人才培養(yǎng)模式方面開展了大量的探索性研究工作:以提高學生工程實踐能力為目標,構(gòu)建多位一體實踐教學體系,由企業(yè)參與制定了人才培養(yǎng)方案,進行各種校企合作教育模式的探索等。在這些工作的基礎上,初步形成了計算機工程型人才培養(yǎng)體系和組織實施框架,并取得了較好的實踐效果。
1現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
大多數(shù)高等院校計算機本科專業(yè)涉及的硬件教學課程主要有“數(shù)字邏輯”、“匯編語言程序設計”、“計算機組成原理”、“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“微機原理與接口技術”、“單片機”、“嵌入式系統(tǒng)”等，在新形勢下部分課程內(nèi)容設置顯得不夠合理，部分教學內(nèi)容與實際應用脫節(jié)，影響了教學效果，無法完全滿足教學大綱中要求的動手能力培養(yǎng)，更無法有效培養(yǎng)同學們的創(chuàng)新意識。目前，作為計算機教學重要專業(yè)基礎課程的“數(shù)字邏輯”，要求學生掌握組合邏輯、時序邏輯電路的分析和設計方法，研究對象主要是分立元件、通用中小規(guī)模集成電路及基本的可編程器件等，介紹的方法也以傳統(tǒng)方法為主，已無法適應目前應用的需要；作為專業(yè)主干課程的“計算機組成原理”、“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”，主要內(nèi)容是討論計算機的結(jié)構(gòu)、各功能部件原理及設計方法，同時介紹當前的新技術、新方法，目的是讓同學們熟悉計算機的結(jié)構(gòu)，為以后應用和設計計算機系統(tǒng)打下基礎。目前大家普遍采用的教材在部件設計中討論的方法主要是硬布線邏輯或微程序設計方法：硬布線邏輯運行速度高，但缺乏靈活性；微程序設計方法有一定的靈活性，但資源占用多，運行速度慢。盡管這兩種方法對于理解計算機組成原理不失為一種較好的選擇，但由于缺乏實際應用背景，學生學習興趣受到影響，教學效果也大打折扣，提高學生的動手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識更是無從談起。
“匯編語言程序設計”課程也存在類似尷尬，討論以16位個人計算機為背景的匯編語言程序設計知識，適合入門和了解基本原理，但與“計算機組成原理”、“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程一樣，由于缺乏實際應用背景，教學目標無法完全實現(xiàn)。隨著電子設計自動化(EDA)、系統(tǒng)編程(ISP)、片上系統(tǒng)(SOC)等技術的發(fā)展，32位個人計算機的應用已很成熟，多核64位計算機應用也將逐步成為主流。嵌入式系統(tǒng)設計需要較強的軟硬件知識綜合應用能力，因此在計算機硬件課程的教學中應加大相關新技術的比例，并根據(jù)實際及時調(diào)整教學內(nèi)容。國外許多知名高校本科專業(yè)的教學內(nèi)容已經(jīng)作了適時調(diào)整，如麻省理工學院非常注重學生的設計能力的培養(yǎng)，為此專門開設了“計算機系統(tǒng)設計”課程，要求學生在實踐環(huán)節(jié)中自主設計ALU、單指令周期CPU、多指令周期CPU乃至流水線32位MipsCPU和Cache；斯坦福大學也有相似的課程和實驗環(huán)節(jié)；加州大學伯克利分校和楊百翰大學在基于可編程邏輯的超級計算機研制方面也有大量成果。當前在國內(nèi)，案例教學已被越來越多的人所接受，尤其是在一些法學、工商管理類高校已經(jīng)開始廣泛運用。案例教學法是一種動態(tài)的、開放的教學方法，目標是解決學生如何用更有效的方式獲得知識以提高應用能力的問題。案例教學法具有綜合性、交互性、啟發(fā)性、針對性和可操作性等多種特征，它的使用大大縮短了教學理論與實際應用之間的差距，同時對教師的教學觀念產(chǎn)生了重大的影響。鑒于計算機專業(yè)知識與實際應用結(jié)合緊密的特點，教學中尤其適合案例式教學。目前在國內(nèi)計算機課程的教學中，案例教學還處于一個起步階段，主要表現(xiàn)在：案例教學比例不夠，沒有形成完整的體系；案例數(shù)量不足，質(zhì)量欠缺；許多高校盡管重視案例教學的應用，但是在案例的搜集、整理與分析等方面相對滯后；案例陳舊，缺乏代表性等。
2以ISP技術為主線改革計算機專業(yè)硬件課程教學體系和教學內(nèi)容
計算機本科專業(yè)涉及的硬件教學課程按合理教學順序一般為“數(shù)字邏輯”、“匯編語言程序設計”、“計算機組成原理”、“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“微機原理與接口技術”、“單片機”、“嵌入式系統(tǒng)”等，一些課程可以在時間上重疊，如“數(shù)字邏輯”、“匯編語言程序設計”等。由于ISP、EDA技術可以靈活地開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的硬件產(chǎn)品，是目前工程實踐領域和芯片設計領域運用最廣泛也是最有應用前景的技術，因此在計算機硬件課程的教學中應該把相關技術列為重要內(nèi)容，即以ISP、SOC技術為主線，使相關課程形成一個完整的體系，達到培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的目的。為了實現(xiàn)這一目標，在“數(shù)字邏輯”課程中，應大幅增加可編程邏輯技術的比重，重點討論用EDA方法，利用ISP技術、SOC技術設計IP核的方法，使學生對相關技術的應用及發(fā)展趨勢有一個全面的理解，并具備基本的實踐能力；在“計算機組成原理”課程中增加計算機設計原理和實踐的內(nèi)容，也可考慮再單獨增加一門計算機設計課程以替代目前“計算機組成原理”課程設計，在該課程中重點討論如何采用EDA方法，利用ISP技術、SOC技術設計計算機各部件如CPU、Cache等，通過實際應用和實踐進一步加深對相關技術的理解和掌握。在“微機原理與接口技術”課程可以考慮以16位計算機應用知識入門，以討論32位計算機的應用為重點。相應的，作為“微機原理與接口技術”課程的先行課程，“匯編語言程序設計”課程也應把相應的內(nèi)容整體提升到32位，考慮到學習過程的先易后難，可以先介紹16位匯編語言程序設計知識作為入門，再對32位匯編語言程序設計相關內(nèi)容展開。
單片機系統(tǒng)本質(zhì)上也是嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)是針對應用或用戶定制的完整、高效的計算機系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)設計需要較強的操作系統(tǒng)原理、應用程序設計和硬件設計方面知識的綜合應用能力，其中特別是硬件系統(tǒng)設計能力可以通過以上幾門硬件課程的系統(tǒng)學習逐步培養(yǎng)，因此相關課程的教學內(nèi)容應注意銜接，同時遵循先易后難的原則，面向?qū)嶋H應用，以提高動手能力、增強創(chuàng)新意識為目的。針對實踐教學，目前相關課程的實驗教學的實驗項目及內(nèi)容固定，大多為驗證性實驗，實驗步驟程式化，許多同學按教學實驗計劃做完實驗，仍然無法充分理解課程的主要內(nèi)容，無法真正擁有教學大綱所要求的動手能力。更重要的是計算機技術一直處于高速發(fā)展中，高等院校的計算機教學理應不斷地適應這種要求，相關的實驗教學應適時地調(diào)整教學內(nèi)容。解決問題的一個好思路是利用ISP、SOC技術開發(fā)出一種內(nèi)容可定制的硬件課程教學實驗平臺，由于作為控制對象的外圍電路是相同或相近的，可以設計為通用模塊，而實驗平臺控制部分則可以利用可編程邏輯改變，以適應不同的課程。如控制部分設計為基本CPU即可做“計算機組成原理”課程的相關實驗；控制部分設計為單片機即可做“單片機”課程的相關實驗；甚至控制部分可以設計為個人計算機CPU，配合有關的接口電路，即可做“微機原理與接口技術”課程的相關實驗等。在我院的計算機本科專業(yè)相關硬件課程教學實踐中，我們已作出了一些有益的探索，如我院“數(shù)字邏輯”教學大綱已在近年作過相應調(diào)整，EDA技術、可編程技術的理論和實踐教學內(nèi)容的比例從原來的20%增加到60%以上，經(jīng)過多年的建設，“數(shù)字邏輯”課程在今年被評定為“湖北省精品課程”；在“計算機組成原理”課程中引入利用ISP技術設計CPU軟核等教學和實踐內(nèi)容；“匯編語言程序設計”、“微機原理與接口技術”課程中也增加了32位計算機相關內(nèi)容的學習和討論，新的實驗設備可以進行32位的相關實驗等，這些安排增強了學生的學習興趣，學生學習的主動性也明顯提高了。
3采用案例教學法作為計算機專業(yè)硬件課程教學的主要方法
案例教學法是一種事半功倍的教學方法，在教學過程中圍繞事先精選的典型的、具有工程背景的實際案例進行討論，可以為同學們模擬實際應用的場景，獲得近似于實戰(zhàn)的經(jīng)驗。為完成設計目標，同學們自然會自己主動學習，在這一過程中掌握知識，并學會應用知識，提高解決問題的能力；也能通過用不同的途徑解決問題，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。這樣教師在授課中可以把精力集中于教學內(nèi)容的總體把握上，而不需要過分在知識細節(jié)上消耗時間，提高了教學效率。案例教學法關鍵在于選擇合適的案例，案例首先必須有代表性和實時性，必須是實踐中的典型應用實例。在實踐中應用的幾率高，具有普遍意義，這樣的實例在教學過程中值得花費精力討論和設計，才是有意義的。同樣重要的是案例需具有實際工程背景，學生可以面對具體的實際問題和特定的環(huán)境，有針對性地通過自主學習和思考進行設計，培養(yǎng)實際解決問題的能力。案例還應該形成相對固定的案例集，并具備一定的開放性，應定期對案例集進行評估，剔除一些過時的案例，增加一些新的典型應用實例。這樣就保證了案例的典型性、實時性及工程背景。在教學實踐中，我們把案例教學法作為主要方法，并把案例分為4類：一是問題評論型，給出問題和解決問題的方案，讓學生去評價；二是分析實現(xiàn)型，不給出解決方案，要求學生討論分析以提出方案；三是實際模擬型，是指在教學過程中依據(jù)教學內(nèi)容，讓學生分別充當不同的角色，進行模擬性的實踐活動；四是發(fā)展開放型，通過案例發(fā)現(xiàn)新的理論生長點，討論相關理論的發(fā)展趨勢。我院在相關課堂教學中采用的部分案例如表1所示。在“數(shù)字邏輯”、“計算機組成原理”等課程的重點章節(jié)教學中，我們通過采用上述案例法，調(diào)動學生成為積極參與者，而不是消極被動的聽眾，在案例學習和討論中，鼓勵學生提出更多解決問題的辦法，在課堂上營造出積極發(fā)表意見和爭論的氣氛。這樣提高了學生的學習興趣，教學效果有明顯改善，學生的動手能力有了顯著增強。
4總結(jié)
為實現(xiàn)面向?qū)嶋H應用提高學生動手能力、增強創(chuàng)新意識、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、確定完整合理的計算機本科專業(yè)硬件理論教學和實踐教學體系的目的，我們提出了以ISP技術為主線的計算機專業(yè)硬件課程教學改革方案。它的主要內(nèi)容為兩方面：一是調(diào)整現(xiàn)有教學體系和教學內(nèi)容，如在“數(shù)字邏輯”、“計算機組成原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“嵌入式系統(tǒng)設計”等課程中以“數(shù)字邏輯”課程為先導，以ISP、SOC技術為主線貫穿于各相關課程教學過程中；在“匯編語言程序設計”、“微機原理與接口技術”等課程中把主要內(nèi)容全面提升到32位等。二是在教學中運用案例法，使學生成為教學活動的主體，形成學生自主學習、合作學習、研究性學習和探索性學習的開放型學習氛圍。充分發(fā)揮案例教學有利于提高學生分析問題和解決實際問題的能力、有利于促使學生學會學習、有利于促使學生學會溝通與合作的優(yōu)勢。實踐表明以ISP技術為主線的計算機專業(yè)硬件課程教學改革，符合國家高等質(zhì)量工程建設中培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的規(guī)劃，有效地增強了學生的動手能力和創(chuàng)新意識。我們也意識到計算機工程教學是一個復雜的過程，牽涉到許多方面，我們將在實踐中探索教學規(guī)律，不斷提高教學水平，進一步改善教學效果。
