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您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
0引言
隨著計算機技術的不斷發展，我們已然進入了信息化時代，互聯網逐漸滲透進了各行各業，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出了更多的弊端，網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化和改進，加強網絡安全防護，保證網絡秩序，打造一個良好的互聯網環境。
1計算機工程網絡控制軟件的概述
1.1網絡軟件
網絡軟件指的是在計算機中可以承載網絡活動以及數據通信的軟件。網絡軟件直接與計算機網絡相互連接，可以與其他的系統實現資源共享，為用戶提供最好的服務體驗。網絡軟件一般包括五種，分別是協議軟件、通信軟件、管理軟件、操作軟件、應用軟件等。
1.2工程網絡控制
工程網絡控制指的是利用通信網絡裝置建立一個以上的閉環控制系統，這種系統可以對其操作功能進行不斷優化和處理。一般情況下網絡控制系統主要應用在通信網絡中間，對系統信號進行快速的分配和處理。
1.3網絡控制軟件
網絡軟件中包括網絡控制軟件，良好的使用網絡控制軟件可以有效提高網絡工作效率，主要是由管理人員來操作和使用，以便實現網絡的自動化管理和實時監控，這樣可以避免出現一些不必要的失誤，提高網絡工作效率。
2網絡控制軟件的應用及弊端
2.1網絡控制軟件相關應用
計算機網絡控制軟件涉及到很多方面的內容，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，網絡控制軟件可以根據其控制對象分為設備管理軟件和系統管理軟件兩種形式。其中設備管理軟件主要來源于各個設備廠商，最終目的是加強網絡設備的管理效果；系統管理軟件主要針對的對象是整個網絡，可以實現實時監控和管理。（2）.廣義從廣義方面來說，只要是存在的網絡的地方就需要利用網絡管理軟件對其進行網絡管理。眼下有很多的企業都有實行網絡管理，例如：銀行企業、電信企業等等。
2.2網絡控制軟件存在的弊端
網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，對互聯網工作造成了很大的不良影響。其中包括：計算機運行卡頓，網絡系統安全性較低，寬帶級別過低信息傳輸堵塞等等，這些問題的出現就決定著工作人員必須要對網絡控制軟件進行優化和改進。
3如何對電子計算機工程網絡控制軟件進行改進和優化
隨著眼下社會經濟的快速發展，人們對網絡應用的需求也逐漸變得越來越高，面對這一趨勢，網絡控制軟件逐漸朝著智能化、集成化方向發展，此外網絡工作人員也要對其進行優化和改進，具體內容如下：
3.1加強網絡安全建設
首先對應用的網絡進行安全性測試，一旦發現存在漏洞和安全隱患立即進行處理和排除。很多系統本身就存在一些漏洞，對于這種現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，避免產生漏洞的產生，提高計算機網絡系統安全性。除此之外，用戶也可以使用數據加密技術進行加密，這種加密方式除了指定的網絡以外基本上沒有人可以能夠破解。一般情況下數據加密技術主要應用在網絡維護和系統運營以及軟件開發等方面，可以對網端安全性進行有效的保障，提高網絡運行的安全性。
3.2優化網絡配置
（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）.利用管理協議更改配置利用SNMP協議進行網絡設置更改，由于絕大多數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進行，這樣就可以直接實現對系統配置的更改。
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。對網絡實行分布式管理首先要建立多域名管理，這樣可以實現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調，進一步促進網絡全球化管理的實現。使用分布管理不僅可以將網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，提高網絡管理效果。
3.4實現智能控制
智能控制系統中主要包括專家系統、分級智能系統、學習智能系統、模糊控制系統、神經系統等。智能控制可不經過任何人工操作，就可以直接實現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電腦控制自動化，不斷提高科技生產水平，同時加快計算機技術的發展進程。
4結束語
總而言之，隨著眼下社會發展對計算機網絡技術的使用要求不斷提高，相關網絡工作人員也必須要加強管理和控制，采用先進的網絡技術對工程網絡控制軟件進行優化和改進，提高軟件使用性能，促進網絡集成化、智能化發展，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交通管理局
摘要:隨著計算機信息網絡工程技術的快速普及，數字化技術發展水平越來越快。網絡環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勢方案，按照人們日常的生活需求，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效果，實現對計算機工程優勢化的管理和分析.
【關鍵詞】計算機；應用；優勢
計算機發展與網絡信息發展相互適應，通過資源數據信息的共享，提升計算機網絡信息技術的安全化管理，不斷提升網絡信息的快速應用水品個，逐步實現計算機網絡信息應用的優勢提升。根據計算機工程應用分析標準，對計算機實際的發展形式和發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勢特點，結合實際情況，確保計算機網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計算機網絡信息的應用問題
加強計算機網絡信息的安全化應用，逐步提升網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，明確計算網絡應用對人們的關注度。加強計算機網絡應用信息的分析過程，對計算機網絡信息的相關應用問題進行判斷，確定實際網絡信息問題的快速分析和解決。
1.1受病毒黑客的侵擾
在計算機工程網絡化應用中，需要建立合理的網絡安全標準。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據、物理構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范控制范圍，對計算機軟件系統、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據存儲標準。根據計算機實際優化配置標準和存儲能力，準確的分析用戶操作規定范圍內存在的違規行為。根據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，明確數據文件的存儲和檢測方式。按照數據結構化的輸出量，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，根據口令的生成、信息的等級、期限的規范等數據進行嚴格的管控。對于系統可能存在的自動識別進行全面的跟蹤調查，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。計算系統記錄中的相關內容，對計算機系統的節點、用戶名稱、口令、終端、數據進行合理的分析和應用，確定實際數據操作判斷的標準類別，明確實際數據的信息登記過程，確定有效識別數據信息的方案。
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。根據安全實際的數據信息保密特征，合理的分析計算機信息傳輸、存儲過程中的相關標準，保證實際可見的數據信息動態量。一班計算機往往受電子數據郵件、個人資料信息、口令錄入等內容的工具，網絡服務器無法及時對計算機終端進行安全化管理。根據計算機實際工程程序標準，對程序的相關內容進行準確的修正，確定實際終端的安全漏洞問題，改善計算機網絡信息人才存在的匱乏現象，適宜的完善管理信息的安全漏洞。
2計算機網絡應用存在的優勢效果
計算機網絡安全需要得到有效的擴展，根據計算機實際應用效果，對計算機網絡信息安全進行分析，逐步完善計算機技術的優勢特點，對計算機網絡信息的安全化進行處理，提升計算機網絡工程的應用效果。
2.1計算機網絡信息的應用
計算機網絡信息需要以合理的建筑標準進行支持，不斷完善計算機網絡信息技術的應用，實現數據的傳輸協議，保證信息系統的合理規范。計算機網絡信息技術需要對數據庫進行處理，完善計算機網絡信息的傳輸性，完善網絡信息的安全性，提升信息整體發展水平。
2.2計算機網絡科技教育的優勢性
計算機網絡信息需要對實際的應用范圍進行分析，按照計算機網絡應用標準，采用合理的教育科研活動，大力開展網絡信息技術的支持，提升教育新發展的拓展水平。按照計算機網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的快速發展水平，拓展教育范圍，提升教育背景，實現教育整體效果水平的提升。按照計算機網絡信息安全，采用遠程化教育形式，全面構建合理的教育手段，提升教育發展促進的積極性，實現教育體系的快速建設。例如，在教育科研中加強虛擬數據的分析應用過程，按照實際數據分析標準，對教育科研的發展和管理進行數據分析，明確實際科研數據的統計分析標準，依附傳統數據分析過程，確定相關預期的分析效果。按照實際計算機網絡信息開發的基本原則，結合網絡虛擬分析方式，逐步提升數據的分析效果。
3計算機網絡系統的快速應用
按照網絡信息的傳播發展途徑，分析計算機網絡系統應用的標準，為互聯網系統提供合理的拓展空間。以因特網、信令網、光纖分布、數據接口分析為基礎的計算機網絡信息，需要加強信息數據的快速拓展，逐步提升信息網絡數據的安全級別。
4計算機網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絡結合的效果，改變傳統公共服務的應用標準，對人工數據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，造成大量的數據安全隱患。依照計算機網絡信息的發展，對公共服務系統進行技術支持，提升計算機網絡工程的改變性意義，實現傳統信息公共服務模式的拓展和提升。
5結語
綜上所述，計算機網絡信息的應用需要改變現有的信息支持，逐步拓展社會發展水平，改善計算機各個領域經濟的快速發展標準，拓展社會的發展進程，提升計算機應用基礎，實現計算機網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，對實際計算機的優勢進行準確的分析，逐步完善實際計算機優勢拓展辦法，提升計算機網絡信息優勢的快速發展。
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，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型具有重大的戰略意義。
一、發展總體目標
我們將經過五年努力(前三年打基礎，后二年初見成效)，在辦學體制和機制上有創新，在教育教學模式上有突破，在教育教學方法上有創造，在教育教學內容上有革新，總體上建立一套完善的現代應用技術型本科計算機類高等教育教學體系，使學生的培養質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代大學的辦學理念，執行應用型本科大學的國家意志，并將國家意志轉化成我們實際行動;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，創新教育教學改革;我們將不予余力堅持質量強校的方針，切實將知識轉化為學生的智力和創造力，為培養符合社會經濟發展的創新性人才而努力。我們一定統一思想，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學院。為實現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、具體發展規劃
1．學科專業建設
學科專業建設著重體現社會發展的專業人才的需求，特別是體現重慶經濟發展的緊缺人才需求。加強和國際國內ICT公司合作，使設置的專業方向顯特色、專業內容上層次、專業群集有體系。經過三年努力實現我校計算機類專業全覆蓋，同時突出在IT領域社會人才需求的關鍵的幾個專業方向:軟件體系、軟件技術、軟件開發應用和云計算技術及信息系統技術，智能技術，物聯網技術，大數據技術等方向。打造完備的，具有特色的專業群，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:有網絡工程和物聯網工程、智能科學與技術和數字媒體、及電子與計算機工程專業。
2．師資隊伍建設
建立一支穩定的，熱愛教育事業，有人文素養、學術水平和專業技術的高素質教師隊伍是辦好教育事業的核心。要培養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。根據教育部制定的大學師資隊伍配備和學科發展要求，到2017年教師總數達85人左右，并在年齡結構、學緣結構、職稱結構、專業結構等方面盡最大努力趨于科學合理。
3．學生招生數
為了從學生規模上體現專業結構的調整，實現特色專業、亮點專業的較大發展，以適應重慶社會經濟發展的人才需求，根據專業的設置計算機科學與技術專業(設二個方向)招生150名;軟件工程專業(設三個方向)招生250名;網絡工程(設二個方向)招生150名;物聯網工程(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。這將有利于體現應用型本科的內涵特征，有利于學校戰略性的可持續發展。
4．研究生教育
為了提升我校的辦學層次和辦學質量，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項目”的申報，為我校專業碩士的培養做出貢獻。
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新的實施體現。通過與ICT公司的合作，三年內建設完備的優質專業課程體系。使課程體系就有如下特點:第一，體現專業特色的鮮明性，工程技術的實用性，知識架構的先進性。第二，結合重慶信息產業發展的需求和我們的實情，使課程體系結構清晰、層次分明、內容全面，并與我院的素質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合，把課程設計與工程項目有機結合，真正實現理論與實踐的融合，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，教育教學質量名列前列。
6．建立現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勢，強化國際現代教育思想，用三年時間建立一套完整的適合社會經濟發展的現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量評價體系。調動一切積極因素，發揮一切可以發揮的力量，使我院教育教學管理科學有序、教育教學規范育人、教育教學發展持續。
7．建設5大工程實驗中心
以專業設置為基礎，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、網絡工程實驗中心、物聯網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涵管理，用三年時間建立一套完善的規章制度和運營機制;通過引進和培養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，是提高教育教學質量的有力保障，是推進我校教育教學改革的創新力。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。實現每年每個教師1－2篇，講師以上的教師至少發表核心期刊論文1篇;每個專業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1－2項;每個專業三年內完成1－2門精品課程建設任務。經過三年努力，在教改和科研成果方面位居重慶市民辦高校前列。
9．構建具有特色的校企合作產教結合體系框架
校企合作產教結合是應用型技術大學人才培養的及其重要的模式，校企合作產教結合是一個系統工程。我們要研究新形勢，提出新問題，創新新機制，使之上升到教育理念、教育方法、教育模型上來，作為產教結合的行為指南。體系框架主要包括六方面，即:產教結合的機制、產教結合的形式、產教結合的教育教學模型、產教結合的師資隊伍、產教結合的課程體系、產教結合的質量保障體系。六個方面相互聯系，相互滲透，相互融合，構建了產教結合的科學體系。我們的目標是:用一年時間初步形成產教結合的體系框架，并制定相關的規章、制度及實施辦法。再花一年時間形成一套較完整的產教結合體系構架，并完成大部分相關的規章、制度、實施辦法的制定。第三年形成一套完整的產教結合體系構架，實現較成熟的產教結合機制、體制、制度、方法的有機融合，為產教結合的長期發展打下堅實的基礎。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現，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驗和知識結合起來應用。例如：專業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，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，最后再將結果進行比較，分析出最有效的問題解決途徑，判斷計算結果的真實有效性。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工程技術的融合應用
計算機工程技術的出現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今時代脫離的現象。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技術相結合在一起應用，在實踐中找出差異，并根據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，并根據設計出建筑工程的相關內容，然后進行傳統的手工分析，提出多樣化工程設計方案，最后，將計算機工程技術和傳統工程技術相結合在一起，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容經過高科技轉化來進行，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，常常會涉及到規范、數學的原理等知識，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，才能夠將計算機工程技術的優勢真正發揮出來。
四、結語
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揮出來，促進科技進步與科技發展。
作者：王玉峰 單位：赤峰市生產力促進中心
1概述
近年來，科學技術不斷進步，互聯網與計算機技術也隨之快速發展，信息技術向人類生活的各個領域全面推進，促進了商業、信息業、通信業等各個科學領域的發展，逐步演變成數字化時代。如今，計算機工程應用具備方便、快捷等優勢不可否認，但網絡環境的開放性，使非法用戶有機可趁，隨之帶來了病毒入侵、數據丟失、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勢，不斷改進，不斷取得創新，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，由于信息網絡平臺的開放共享，病毒與黑客極易入侵計算機系統，對信息數據的安全構成嚴重威脅。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，包括軟硬件結構管理、數據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，阻止非法入侵和數據丟失。除此之外，提高計算機的存儲防護能力也很重要，約束用戶的作業范疇，避免用戶讀寫操作跨越規范的界限。對于數據信息管理，設置專人進行數據的安全管理以及數據的輸出管控，實施安全體系監測，有效記錄數據及系統運行狀況。另外，對計算機傳輸數據的輸出進行全面審核也很重要。在計算機系統中，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，當應用中出現非法請求，系統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，記錄項目包括節點名、用戶名、用戶口令、使用終端、使用數據等方面，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。確保信息與數據的保密性、整體性、可用性。在計算機網絡體系中，計算機信息的取用，使用者必須經過授權方可訪問，這是確保網絡管理信息保密性的根本[1]。在信息輸入、輸出過程中，未經授權用戶禁止擅自更改數據，破壞數據的整體性。同時，要體現動態信息的可見性，提高系統靜態信息的可操作性。
3計算機工程應用的優勢
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展。例如，運用入侵檢測系統，對計算機軟硬盤設施中的信息數據進行實時檢測，及早發現惡意攻擊。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進行保護，防火墻可以對網絡數據的合理性進行分析，防止外部入侵，對非法用戶進行約束[2]。運用加密技術，使黑客無法還原數據，從而阻止其惡意攻擊。優化端口保護也具有顯著的保護作用，能夠對單端及雙端進行保護，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，推動了信息化的發展，同時也對經濟發展起到了促進作用，計算機工程的發展，帶動起相關產業的發展步伐，使我國經濟水平提高，同時網絡平臺的發展給就業者提供了更多的就業機會和發展平臺，帶動電子產業、商業、信息業、通信業等各大領域的大規模發展。在保證安全的情況下，充分發揮計算機工程應用的優勢，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，其與互聯網技術相結合，有效提高了公共服務體系的管理水平和工作效率。過去，公共服務體系數據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、服務質量欠佳等想象。如今，計算機工程與互聯網技術的應用，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，但也具備相應的優勢。因此，對計算機工程應用的不足與優勢進行探討，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，充分發揮其應用價值，為人們提供安全、可靠的信息平臺，促進經濟、科學的發展，提高全民經濟水平。
作者：王玉峰 單位：赤峰市生產力促進中心
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位數據，共18位RGB數據；
2）雙路6位LVDS輸出接口，采用雙路方式傳輸，RGB信號采用6位數據，其中奇路數據為18位，偶路數據為18位，共36位RGB數據；
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位數據，共24位RGB數據；
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位數據，其中奇路數據為24位，偶路數據為24位，共48位RGB數據。考慮到實際使用，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，三對差分線是數據傳輸，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
一體化計算機中的LVDS顯示發送端及接收端選型好之后，還需要考慮好LVDS信號傳輸的設計，以確保信號質量。
2.1計算機背板PCB設計
從COMExpress模塊引出的信號不能從COMExpress接口直接傳輸到液晶屏上，這需要計算機背板的轉接，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以保證信號質量。
3調試及故障分析
一體化計算機按照上述設計方案進行了生產，在首次測試時，發現顯示屏上沒有顯示，經檢查，LVDS信號線路連接正確，在調試板上測試COMExpress模塊，顯示正常，但在查看BIOS設置時，發現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。調整為單路6位輸出后，顯示正常。在后續一體化計算機的調試、試驗中，發生過一些顯示故障，總結起來，主要有黑屏、抖屏、缺色現象。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，發現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結論
本文在工程應用中，依據LVDS顯示的基本原理，結合了LVDS在應用中的一些經驗，成功實現了應用LVDS顯示的某一體化計算機，并對調試過程中發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繪圖能力的途徑
教師的教學要結合職業技術學院學生的特點，應采用適合的教學方法，教學內容與本科學生要有一定的區別。應結合職業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，強調學生的自主學習。教師的實踐總結，融合進教學之中，從而達到讓學生自主提高專業繪圖能力的效果。
（一）改革教學方法和教學手段
過去教師系統講解理論知識、滿堂灌、學生被動聽課的傳統的教學方法，學生缺乏積極性、主動性和創造性，現在職業技術學院的教學應重視激發學生的積極性、主動性和創造性。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，改變了傳統的教學過程，以實際的工程項目為依托，并根據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節，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知識，以及內容的精準應用為主。讓學生自主實踐，自主結合課內知識，自己動手并總結經驗。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）整合教學內容
職業技術學院工程繪圖的教學內容，不能是本科這門課教學內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，學校的教學內容應以將來的實際工程應用為主。要打破原來的章節順序，按照工程圖的繪制順序，整合教學內容。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。可以適當地增加課程設計，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，根據課時量，模擬的施工圖內容可以進行適當的刪減，繪制典型的施工圖紙，比如建筑的平、立、剖、節點都只畫一張等，學生在繪圖時，要嚴格執行各種建筑繪圖規范。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）提高教師的專業技能
教師的專業技能，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，也就是要具有一定的實踐經驗，教師的雙師素質，在整合教學內容，以及按照繪制施工圖的順序，重新排列教學內容的先后順序、貫穿整個教學內容的主線上等方面，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構施工圖的相關內容，能夠對各種相關規定，把握得相當到位，并能根據新規范、新圖集及時修訂所教的內容，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，并且對以后的教學產生一定的影響，使更多的學生因此而受益。
二、結束語
綜上所述，對于動手能力很強的職業技術學院的土木工程專業學生來說，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，激發學生的學習熱情，變被動為主動。要培養學生的專業熱情，學生有了對專業的熱愛，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：哈爾濱職業技術學院 黑龍江省質量監督檢測研究院
1研究思路與目標
集成電路技術的發展，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，處理器已經變成構成系統級芯片（SoC）的基本單元，因此，從集成電路的功能級設計層面講，計算機系統設計實現采用的方法就是大規模集成電路（VLSI）系統的設計方法。從卓越人才培養的角度，VLSI系統設計是微處理器的邏輯實現手段，而數字邏輯是計算機組成的物理實現基礎。學生的數字邏輯系統設計能力和VLSI系統設計能力直接決定了其計算機系統設計能力。因此提升學生計算機系統設計能力的關鍵是提升學生的數字邏輯系統設計能力和VLSI系統設計能力。為了切實提高計算機工程專業方向本科學生的計算機系統設計能力，教學改革研究工作的目標確定為：以數字邏輯設計方法為設計基礎、以硬件描述語言為設計工具、以硬件仿真系統為設計環境、以FPGA為系統實現手段、以計算機系統設計實現為目標和主線，將計算機系統設計實踐完整地貫穿于專業核心課程之中；教學改革研究思路確定為：系統視角、整體優先、設計牽引、講做結合、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”的實現的一種結合方法，最終目標是提升計算機工程專業方向本科學生的計算機系統設計能力。
2研究內容
計算機工程專業方向的主干課程包括數字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統結構、嵌入式系統、計算機設計與調試、計算機系統設計、VLSI系統設計等。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，有內容上的重疊。經過近幾年的教學研究和改革，各門課程都發生了非常大的變化[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容；匯編語言的作用已經從編程工具轉變為描述和理解計算機系統工作原理的有效工具；HDL語言和仿真工具不再專屬于數字邏輯電路設計領域，已經成為計算機系統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。筆者的主要研究內容以計算機系統設計為目標，從能力培養的視角看待和理解數字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統結構、嵌入式系統、計算機設計與調試、VLSI、計算機系統設計等課程，借鑒CDIO的思想，將系統設計思想和設計實踐貫穿整個計算機工程專業方向人才培養過程。
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，提出有利于培養計算機系統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—構思—設計—實現”的完整過程。
2.2數字邏輯電路設計課程內容的改革
數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結構課程提供支持，另外，從教學上形成學習數字邏輯電路設計就是學習集成電路設計的理念。數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型實驗，又有使用FPGA開發板的設計實驗。
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”教材中的思想，調整了部分課程內容和授課重點，比如，在數據表示部分增加了C語言的整數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整的一種嘗試，由于學生已經學習過C語言，已經初步掌握了編程方法，但是并不清楚程序在計算機內部，特別是在計算機系統底層硬件中是如何表示、如何執行的。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行過程。
2.4計算機系統結構課程內容的調整
計算機系統結構課程在課程內容方面進行了一些調整，主要為了更好地與計算機組成原理和計算機設計與調試等課程銜接。增加多核處理器和多線程調度等方面的內容；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容。
2.5計算機設計與調試課程實踐教學改革
計算機設計與調試課程把以往讓學生設計實現一個有十幾條基本指令的微程序控制器改變為設計實現向量協處理器；以PowerPCRISC處理器的指令系統為參考，把設計PowerPC擴展指令協處理器AltiVec模塊中的VSFX指令部分作為教學內容。整個設計任務分為8個相互聯系、難度逐步增加的子任務，通過教師引導、分組討論、學生實踐、實現設計、完成測試等一系列教學環節，讓學生完成協處理器中的部分設計工作并熟悉完整的協處理器的設計與調試方法。
2.6嵌入式系統設計課程實踐教學改革
嵌入式系統設計課程開發出嵌入式系統計算機結構及相關軟件的綜合實驗，使硬件與軟件相結合，強化對學生計算機綜合開發應用能力的培養，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開發實現的全過程，包括完成硬件、軟件的功能分配，進行主控數字系統硬件的設計和制作，設計驅動和功能軟件，硬件、軟件的分別測試與綜合測試等。
2.7VSLI系統設計課程實踐教學改革
VSLI系統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開發板進行設計。課程實驗包括XilinxFPGA設計流程、Nexys3FPGA開發板主要模塊接口設計和基于IP的數字電路設計等。自主實驗部分的題目類型包括：串—并轉換電路、FIFO存儲器設計、大數加法器設計和FIR數字濾波器設計等。課程設計部分的題目類型包括密碼協處理器設計、數字信號協處理器設計和圖像處理協處理器設計等。
3實驗室建設
天津大學計算機科學與技術學院2006年建立了數字邏輯電路設計實驗室、計算機組成實驗室、計算機系統結構實驗室、嵌入式系統實驗室，建立了超大規模集成電路設計與應用研究所。實驗室配備了數字邏輯實驗臺、計算機組成原理實驗臺、計算機系統結構實驗臺（帶有FPGA模塊）、嵌入式系統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的計算機系統實驗，但對計算機系統設計能力培養的支持還不夠。為此，學院2013年與美國Xilinx公司合作，建立了天津大學—美國Xilinx公司計算機系統設計聯合實驗室，實驗室配備了50多塊Nexys3FPGA開發板，實驗時可以滿足每人一塊開發板的要求。超大規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，該系統基于計算機系統的第三代商用FPGA系統，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開發板和BEE3系統，我們具備了實現學生設計的各種計算機系統的設備平臺，為培養學生計算機系統設計能力提供了強有力的支撐。
4結語
經過兩年多的教學改革與實踐，在新的教學改革思路指引下，學院調整了教學計劃和課程內容，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范化改革”和“嵌入式系統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
數據庫技術及應用是與各專業應用結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據庫技術與應用課程的教學，根據“初步體驗、獨立項目實踐、從業實踐與實訓”3個層次實行漸進式實踐教學訓練。在教學過程中，我們注重培養學生的工程能力，強化學生的工程實踐意識，從教學內容的組織和實驗環節的設計到課堂教學案例和實驗教學的開展，都圍繞工程素養的培養進行遴選。
1.1采用工程案例驅動的理論教學模式
在理論課講授方面，我們以工程案例驅動模式進行教學，以網上書店的開發案例貫穿教學全過程，將數據庫基本原理和設計技術融于案例教學過程。同時，根據浙江傳媒學院電子信息工程專業的傳媒行業特色，對教材的內容進行優化整合，增加與新媒體應用相關的多媒體數據庫等新技術內容，加強數據庫工程應用設計及網絡數據庫應用技術能力的培養。在各章的教學中，我們用案例進行分析，逐層引導，全過程地闡述數據庫系統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，還有相應的課內實驗教學。實驗內容分成兩部分，一部分是數據庫技術的基本實踐，主要包括特定DBMS的使用、SQL語言的編程練習以及數據庫的連接技術；另一部分是小型數據庫應用系統的開發，采用工程化的基本思想，組織學生分組設計實現一個初步的工程項目，培養學生的自學能力、主動學習能力、團隊協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，包括系統界面設計、基本的數據操作和查詢統計功能設計、性能指標設計等基本要求。學生可自由組成小組，根據教師要求自主選題并自主選擇開發工具和數據庫環境，在完成基本功能要求的前提下，可以結合自己的工程項目設計實現一些特色功能模塊，然后完成項目設計的總結報告。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。
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實踐，以著重培養學生的自學能力、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據庫開發工具和環境，強調獨立設計，強化學生查閱資料能力、自學能力、創新設計和實踐能力的培養。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，以保證選題的質量。為避免抄襲等行為的發生，每個學生的題目和內容必須不同。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，但教師有權對成績進行微調。另外，在課程設計結束后，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，學生提高了撰寫規范的項目設計方案的能力和設計總結報告的水平。
3）從業工程訓練實踐。從業工程訓練實踐主要指學生在企業實習期間，以行業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工作（或作為其畢業設計），培養數據庫工程應用實踐開發和運用數據庫技術從事服務外包等實際應用開發能力。第3階段主要是結合實際數據庫工程項目，尤其是與傳媒應用密切相關的數據庫工程項目的設計與實現工作，如電視節目查詢點播系統、媒體資產管理系統、影視資料編目系統等。這一階段的實踐主要培養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據庫工程及服務外包等項目開發的基本能力。
二、以能力培養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象的發生。多數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，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，還可以在學期結束前的任何一次考試中重考。數據結構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。數據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并重的方式。
三、結語
通過組建由C程序設計、Java程序設計、數據結構與算法分析、數據庫技術與應用4門課構成的計算機類課程，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，突出專業層面的基本程序設計能力訓練。
（2）以案例驅動和項目驅動并重的方式深化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語言的語法規則和調試方法，熟悉Java特性和程序架構，特別是熟悉面向對象程序設計的理念；后半學期主要通過項目驅動教學方法，強化學生工程實踐能力的培養，突出項目設計實現能力訓練。
（3）以理論與實踐并重的模式開展數據結構與算法課程教學，以學習傳統的、經典的數據處理方法為核心，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）以工程案例驅動和分組數據庫應用工程訓練方式改革數據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，激發學生學習積極性，提高學生自主學習能力；始終堅持以培養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容。計算機安全保護主體應針對其物理構成、數據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范標準。對于系統軟件則應體現良好的存儲管控功能，應能夠預防用戶非法存取各類數據。同時，計算機實體還應具備優質存儲保護能力，進而有效預防用戶作業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，并做好數據文件存儲讀取的有效監測。同時，處理數據機構進行的輸出管控應設置專人全面負責。傳輸數據文件至用戶前期，應通過數據處理機構的全面審核，同時輸出信息發放應具備完善審批手續。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。系統應實現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，計算機系統應具備全面詳實日志記錄，在每次成功應用后，應登記節點名稱、用戶名稱、具體口令、終端名稱，登陸時間，應用數據信息內容以及程序名、實施操作的類別，還有修改之前以及之后各類數據值等。計算機網絡系統安全應用目標為，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、數據制定相應等級的安全保護策略。其安全特性則表現為保密性、整體性與可用性。保密性為網絡資源僅能通過授權實體進行存取調用。而信息儲存以及傳輸階段中應保持良好的整體性、全面性，不應在沒有授權的狀況下，由其他方進行修改?？捎眯詣t為對各類靜態信息應體現可操作性，同時對豐富動態數據信息內容應體現可見性。計算機網絡系統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?；赥CP/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攻擊。還可通過網頁口令錄入以及個人資料寫入進行攻擊。Web服務器同網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。進而令其呈現出相似的安全漏洞。安全管理階段中，則由于欠缺網絡管理人員，操作不規范，沒能定期做好安全測試、全面監察，欠缺對網絡系統安全的有效監控，進而形成了網絡系統安全的一定威脅影響。
二、計算機工程應用顯著優勢
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展與推進，并令其呈現出一定優勢。例如，為應對網絡攻擊、黑客入侵，可通過應用加密技術，防火墻系統凸顯其安全優勢，有效的彌補漏洞，提升計算機網絡與應用工程系統綜合安全水平。還可應用數據加密技術，做好網絡安全的有效防御。計算機網絡系統中，優化端口保護為網絡安全防控的首要環節?；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絡犯罪創造一定空間，并帶動相關產業發展，在一定層面也對經濟發展形成了刺激作用，并擴充了就業機遇。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，激發計算機工程應用的正面優勢。例如，應全面推進電子商務的發展，發揮計算機工程應用優勢，創建健康、優質、良好的信息環境，令客戶不會受到空間、地域范疇的限制?？杉涌觳煌貐^的經濟交流，應用計算機技術，實現信息共享、數據傳輸，價值化資料綜合應用，并推進個性化、高效性、優質化的電子商務服務，滿足用戶個性化應用需求。同時，可利用計算機系統、網絡平臺推進開展豐富商務活動，促進科技創新，令較多企業可實現快速、自動化的商務處理，而無需像往常一樣關注內部的具體分工?；谟嬎銠C工程技術，較多企業可提供給客戶更為全面統一的集成服務，網絡則在該類服務之中發揮了催化劑作用。企業則可令客戶具體服務過程轉移到網絡系統中，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向支票戶頭轉移，還可清晰的明確信用卡的具體收支事項，進行發貨請求的詳細記錄，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電子商務系統，可為客戶提供更為便利、高效、快速、一體化的優質服務，對于客戶自身以及企業發展，均發揮了顯著的優勢作用。
三、結束語
總之，計算機工程應用實踐中，存在一定的安全問題，同時顯現出在現代化社會發展建設進程中的優勢及應用價值。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，激發現代化技術綜合應用優勢，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合方針以及全國大力協作的產物,也是中國工程創新的成功案例。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、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],美國三軍及戰略武器部隊的C3I系統也使用了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],經過仿制蘇聯到自行研究、設計、制造等不同發展階段,先后研制出電子管、晶體管、集成電路和超大規模集成電路計算機,為國家經濟、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。據此,國防科委四局組織調查組到中國科學院計算技術研究所調研,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,組織國內計算機知名單位,進行全國性調研,了解國內對巨型機的需求、國產元器件質量狀況、外部設備的生產能力與水平,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籌劃,均未能正式實施。
“”結束后,巨型計算機工程問題被再次提出。1977年國防科委經過一段緊張的醞釀、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,鄧小平決定將研制任務交給國防科委,責成長沙工學院完成[10],規定用六年左右時間(到1983年底左右)、2億元左右經費,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費。二是敢于拼搏、勇于創新的團隊精神。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人計算機小組發展而來,爾后逐漸發展成為軍用計算機室、計算機專業、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,率先用國產元器件生產出穩定可靠的441B晶體管通用計算機,打破“國產元器件做不出穩定可靠計算機”的說法,先后生產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年洲際運載火箭發射、潛艇水下發射、同步衛星發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需求及生產的調研工作,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工程的組織管理創新,主要體現在指導思想、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
工程創新首先是觀念創新。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,當時中國的工業基礎、技術水平遠遠落后于發達國家,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年兩次全國性調研,了解國內當時無法提供巨型機所需的大規模、高速集成電路和其他相關元器件。如果完全立足國內,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,必須闖出內外結合的新路,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、外先進經驗,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,盡量采用行之有效的、先進成熟的工藝、技術和元件,把先進性和現實性有機地結合起來,加速完成研制任務”。785工程總體方案設計,集中體現了這一指導思想。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
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)、研究室和專業組構成的組織系統。國防科委組成785工程工作組,張震寰[15]副主任擔任領導、組織協調。張震寰自20世紀50年代中期起,便協助聶榮臻、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成,分成若干研究室,室下設專業組,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,調查研究,解決問題。他經常把電話直接打到計算機研究所下轄的室、專業組和車間,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、專業組以及工廠、車間,在整個工程中發揮了不可替代的作用。
2?3組織各種相關力量,聯合攻關、協同作戰
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、生產人員十分缺乏。在各級領導的大力支持下,陸續從校內、外調入近百名技術干部。國防科委司令部從各基地抽調50名戰士集中培訓,從事785工程試制、調試的輔助工作;招收100名知青經過政治和業務集訓后,參加785工程的生產?！按罅f同”是對研制原子彈工程的重要批示[15],也是中國成功發展尖端武器的重要經驗。鑒于785工程研制力量的短缺,“必須發揚社會主義大協作精神,組織各種相關力量聯合攻關”。一方面在校內與各系及相關部門協作,另一方面與校外相關單位協作。這些協作,按其內容、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。為解決這批協作人員的住宿問題,專門建了招待所,稱其為“協作樓”。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級本科生的畢業設計,在研究室研制人員和教員的指導下,大多數是圍繞785工程任務展開,既提高教學質量,又培養了技術人員,推動學科建設的發展。為保證785工程的生產,計算機研究所不僅為計算機工廠[10],抽調培養上百名技術工人,而且從國內、外購入相關設備,大大提高印制板生產、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工程按時按質完成,計算機研究所制定了一系列嚴格的設計、生產、保障等管理的規章制度。首先,制定了從設計研制人員到生產、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,認真貫徹執行規章制度,提高產品質量,杜絕各種事故?！瓫Q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席會議,討論、解決工程研制中出現的問題。后逐漸形成每周一次的協調會制度。計算機工廠也建立相應的生產協調會制度。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,器材設備科統一采購。涉及國外采購任務時,實行“技貿合作”方式:技術上由計算機所把關,貿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[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工程的質量和工期,而且節省了大量資金,全部工程支出只為下撥經費的五分之一[10]。再次,堅持質量第一、可靠性第一,把“三嚴”作風貫徹到整個工程的始終。為保證生產質量,計算機工廠成立了質量管理領導小組,制定各類人員質量管理職責,對廠長、總工程師、科室、車間、工程技術人員直至生產班長、檢驗員、工人的質量管理職責,都做出明確規定,并建立嚴格的生產工藝規程,創下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、戰士、工人、知青和政工干部組成的團隊,長期集合在一個專業領域中,以創造精神和高超技術團結協作,不斷做出貢獻,沒有共同的理想信念、思想基礎、傳統作風,是不可能達成的。政治工作在工程創新尤其是國防科技工程創新中發揮著重要作用,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,把個人的價值實現同國家計算機事業、國防科技事業聯系起來。在工程實施的各個關鍵時刻,通過思想教育、動員會、總結表彰等各種方式,強調“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、技術與生產工作相結合,緊緊圍繞“弘揚獻身國防、無私奉獻和我軍優良傳統,倡導開拓創新、集智攻關和團結協作精神,堅持科學求實、質量第一和三嚴作風”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,需要付出極大的創造性勞動。政治工作的目的,在于激發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。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、團結協作,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,對于當今的工程創新尤其是國防工程創新,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
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,而且受國內外政治、經濟、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,進行規劃、決策、組織、協調與管理,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。
3?2兩彈一星工程組織管理模式的示范作用
統一領導、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出來的寶貴經驗。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、組裝、調試、試算,及時發現和解決問題,積累經驗,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驗,如PERT,要提高效率,要進行質量控制。
3?3工程質量與規章制度的可靠保證
質量是工程的生命線,也是巨型機運行穩定可靠的重要保證。在工程的研制、生產、測試、質檢等各個環節中,通過制定一系列的規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,穩妥可靠,萬無一失),從而有效地控制了工程質量和進度,按時保質達成設計目標。
3?4領軍帥才與優良傳統的有機結合
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。他具有戰略眼光,對新技術敏感,開拓進取,勇于創新,在總體方案、關鍵技術以及整個工程的組織協調方面,發揮了重要作用。在他的領導下,這支團隊相繼產生一名科學院院士、兩名工程院院士,并為國防科技領域培養出一大批優秀技術人才。發揚我軍艱苦奮斗優良傳統、團結協作、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新的理想信念與內在動力。
14所大學計算機工程課程設置
計算機工程是涉及現代計算系統、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的交互性能，如嵌入式系統、分布式數據與大規模存儲系統。絕大多數美國學校的電氣工程和計算機工程是在一個系，除數學、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、設計和構建計算機系統及基于計算機系統的相關軟硬件課程。培養的學生應具備從事計算機系統工作的能力，或具備基于計算機相關系統進行分析、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計算機工程專業本科課程設置
UIUC計算機工程專業學生需要修滿128個學分，這些課程分為如下7大類：1)科學基礎與數學課程(31學分)，包括數學、物理、化學在內的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)專業基礎數學課程(6學分)，包括離散數學和概率、工程應用兩門數學課程。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技術選修課程。這些課程強調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本科課程設置
普度大學計算機工程專業學生需要修滿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)數學課程(21～22學分)，數學課程有兩種套餐，各6門課，學生可以根據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、生物及面向對象編程等5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)計算機工程專業課程(49學分)，包括32～33學分的13門計算機工程專業核心課程；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門計算機專業選修課程，使計算機工程專業課程總學分達到49學分。6)任選課程(4～6學分)，根據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本科課程設置
IIT計算機工程專業學生需要修滿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)跨專業實踐項目課程(6學分)，包括IPROI跨專業實踐項目I和IPROII跨專業實踐項目II兩門課程。
1.4西北大學計算機工程專業本科課程設置
西北大學計算機工程專業學生需要修48門課程，這些課程分為如下7類：1)通用工程方法、數學、科學基礎課程(15門)，必修計算方法與線性代數GenEng205-1、線性代數與力學GenEng205-2、動態系統建模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概率系統與隨機信號，并從McCormick工學院工程基礎課程熱電力學、系統工程與分析、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)專業核心課程(5門)，必修EECS205計算機系統軟件基礎、EECS303高級數字邏輯設計、EECS361計算機體系結構、EECS311數據結構與數據管理和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分高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統和算法設計與軟件系統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；從專業基礎課程EECS213計算機系統導論、EECS222信號與系統基礎、EECS223固態工程基礎、EECS224電磁場與光學基礎、EECS225電子學基礎5門課中根據學習方向選修2門；剩下3門從計算機科學、計算機工程、數學、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項目EECS347-1、計算機體系結構項目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的課程設置都通過美國工程教育認證機構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學生的各種能力?；A知識直接決定學生未來的發展潛力[7-8]，而基礎知識的掌握通常是通過通識教育實現的。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學、物理、信息、物質、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及UIUC第一年的計算機工程訓練從一開始就圍繞能力培養，使學生能更好地理解和應用所學的基礎科學和數學知識。
2)注重相關學科的交叉和融合，培養學生跨學科處理問題的本領。現代工程是一個復雜系統，不是狹隘的技術知識背景所能勝任的。解決現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在課程設上均體現了學科交叉、學科融合的思想。UIUC規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、農業與生物工程、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、材料結構與特性、環境工程中的物理化學原理、環境可持續工程以及運籌學-優化、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-波現象和現代物理外，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)強調工程實踐能力培養，培養學生“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性和完整性。這4所大學都十分強調學生工程實踐能力的培養，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)課程培養學生的實踐能力。如IIT有IPRO跨專業實踐項目，西北大學要求學生在微處理器系統項目(EECS347)、計算機體系結構項目(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)、操作系統工程(ECE469)、編譯器與翻譯器工程(ECE495S)和數字系統高級項目(ECE495C)等項目課程。UIUC則有計算機組成與設計(ECE411)、高級數字系統項目(ECE395)、微處理器項目(ECE412)、數字信號處理項目(ECE410)等項目課程供學生選擇。
4)發揮和保護學生的個性及興趣，激發學生的自主性和創造性。工程教育應該在最大程度上發揮學生的個性并促進其創新能力的發展。在專業學習中，學生可以根據自己的水平、學習興趣、個性特長選擇不同的課程，從而促進個性和創造性的發展。為學生提供不同的培養計劃是這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、嵌入式系統和算法設計及軟件系統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，使學生可以依據興趣愛好自行組織課程和學習內容，以發展個性，提高創新能力。
5)堅持課程設置機構的開放性，改變只按學科知識、由教師單方面設置的做法。在課程設置機構方面，這4所大學均根據產業界對計算機工程師的能力、素質、技能和知識等要求，學生求職的需求，畢業校友學習和工作的經驗反饋及ABET2000指標體系，成立由有工程背景的教師、產業界、教育認證機構、學生及畢業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，由缺乏產業經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業界需要等方面有明顯優勢[8]。
3改進我國計算機科學與技術本科專業實踐教學的思考
截至2006年，我國高校工科專業在校生為600萬人，其中計算機相關專業在校生近45萬人，在規模上基本適應我國經濟社會發展的需求。問題是我國計算機工程教育與計算機工業界脫節較嚴重，不同類型、層次學校的培養目標趨同[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的培養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本科教育存在的諸多弊端。比如工程實踐環節薄弱；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，導致創新與實踐雙向不足，計算機畢業生得不到產業界的認同，普通工科院校計算機專業畢業生就業率低下。以下是我們對工科院校計算機科學與技術本科專業實踐教學改革的一些思考：
1)計算機科學與技術本科專業實踐教學的改革應從培養目標、課程體系、師資建設和評價體系、產學合作等方面綜合考慮。
2)從培養目標上，工科計算機人才培養應從學科導向轉為求職導向，也就是以產業需求為導向。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業人員，而不僅僅是只掌握系統、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，強調基礎知識的同時強化對學生實踐能力的培養。實踐教學應加強實驗課程、項目課程和企業實習項目的建設，強調做中學、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目標的重要因素。如果要培養符合計算機產業界需要的具有各種能力和素質的工程師，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。一方面應加強對現有教師實踐環節的訓練，鼓勵大學教師到產業界兼職、進修和實習，通過必要的產業實踐提高他們理論聯系實際的能力，加強他們對產業發展需求的了解和認識；另一方面應聘請產業界具有豐富理論及實際經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，產學合作主要體現在校企科研項目聯合攻關、科研成果轉化等方面。今后，我們應將產學合作有計劃、有步驟地深入到工科高等院校計算機專業的課程設置、教學內容制定、實踐項目課程教學、教學評價、師資培訓等方面中去。
1現狀分析
培養高質量的軟件開發人才一直是社會和行業關注的焦點。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問題被討論［2］?，F在從國家層面在戰略上建立了軟件學院進行專門培養，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有了翻天覆地的變化，但來自企業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的角度去設計，其鍛煉效果就有限了。在軟件開發這一領域，由于其具有變化迅速，新技術不斷涌現的特點，導致不少在教育內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前專門花錢去青鳥學習，似乎可以看到這種教育的優勢。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經典課程。以一個研究生為例，一學期能修2門課是正常，3門就很優秀。它并沒有追逐所謂的新技術。但無人質疑其學生的工程能力、科研能力和創造能力。
2什么是計算機工程能力的核心
什么才是我們軟件開發教育的核心知識架構，怎樣才能培養學生可持續發展的核心競爭力?我們調查過一些非常高水準的軟件開發者，發現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，一個非計算機專業的系統分析員曾經“只”在DOS這種原始的操作系統下玩了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絡故障。這是一個典型的例子，他并沒有“實際的”網絡經驗，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。如何才是軟件開發人員的本質力量?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容:(1)核心知識架構;(2)計算機的思維方式。什么是核心知識架構呢?是反應該領域最基本規律和支撐技術的知識。簡單地說就是傳統的操作系統、編譯、數據庫。操作系統將硬件、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，似乎只有面向對象這種“高級東西”才有的虛函數運用，其實在Linux中就有相應的虛文件系統。操作系統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，深入到其內里，體現了最根本的計算機技術。其優化技術，也深刻地和硬件交融在一起，很好體現了底層風范。數據庫，不僅是運用算法最多的地方，甚至是超越操作系統的一個復雜的系統，從緩存技術到i/o優化，到索引，再到事務處理，無一不是反映計算機最深刻規律。大家可以發現，所謂核心知識架構，都具有兩個特點，反映本質規律，體現軟硬融匯交織。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
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”。而且已經出現的問題是，按照傳統科目和方式學習后，學生在企業什么都不會。這也正是大家關注工程教育的初衷。為什么不強調這些新興實用技術的教育還在強調“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?？?，新技術、語言層出不窮。這很容易導致當我們發現學生能力欠缺時，將問題歸罪于新技術的學習不得力，知識結構老化。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，我們發現兩個特點:(1)關鍵的基礎課程，如操作系統、編譯原理、數據庫，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。而國內卻呈現相反的狀況，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:國內學生反映操作系統課程是文科課程(只需要背條款考試即可);而相對地，國外著名高校操作系統課程要求學生實現“小”操作系統。國內數據庫只講其應用(如大量講解sql等運用，sql即使非計算機專業人士也很容易學習，這也是它被發明的初衷)。斯坦福的數據庫課程中有一門需要實現一個數據庫系統。在筆者走訪的計算機工程上優秀的人才，發現其共同的特點就是在諸如操作系統或數據庫上都有很深入的學習經歷，比如前面提及的自己構建過漢化DOS系統，或者在Unix下，做內核以及驅動很多年等。而當他們接觸新技術時，之前深刻的經驗和淬煉的思維就讓他們如虎添翼，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，轉戰到微軟并入主.net平臺的開發，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
對非專業人士它是很抽象的概念，而對真正專業人士，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，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規律，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，我們在實踐中發現，往往是那些自己醉心于編程的學生最后有著卓越的表現。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
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)，對軟件開發環境產生支撐。而軟件開發環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起來。從而將基礎知識和工程開發更有機整合在一起。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秀程序員。在我們的調查人員中，無一例外地都具有很深厚的底層軟件開發背景。有長期從DOS的Hack入手的;有長期從事Unix內核編程的;有從Windows的driver起步的;有以反匯編逆向為根基的。長期在最底層的經歷，使他們建立了最真實和能觸摸的系統觀，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?！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年代就出現在了匯編一級的軟件技術中，它本質就是鉤子技術的系統化。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(我們可能就是用機器碼自己構建出來的，而不被新技術的華麗外衣障目)。這些使得具有底層經驗的開發者，更有創造力，更能創造，也更能洞察迷亂后的本質，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驗的程序員(一直只有C語言和操作系統編程經驗)和一個只有深刻Java經驗的程序員，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”，上層和底層經驗在面對新事物時的對比。既然底層軟件賦予我們如此強大的能力，那么哪些是底層軟件呢?大家公認，操作系統、編譯和數據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門課的知識和我們日常的軟件開發聯系起來呢?如何用它們指導平時程序的開發呢(我們大多數是開發用戶級軟件，不會開發內核軟件，因此許多人認為幾乎整個在內核中的操作系統對用戶級軟件開發無從指導)?另一門課，《軟件開發環境》解決了這一問題。它有一條主線，通過反匯編將C語言和匯編串聯起來，讓系統級的知識從高級語言的面紗下展現出來。同時用逆向工程這把庖丁之刃，將編譯、鏈接、面向對象等軟件開發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技術。因此，我們用“3塊連一線”來總結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。我們的思路是以構建式完成大量的完整系統的編寫，這樣就很好鍛煉了軟件開發和工程能力。同時，“軟件開發環境”本身從逆向層面也對語言有了深刻的剖析，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，語言的力量已經滲透到一個個工程構建中，隨風潛入夜了。為什么不納入算法課程?從某種程度上，“程序就是算法與數據結構嗎”?我們認為在系統中運用算法，算法才具有生命力。而編譯、操作系統、數據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據結構。在實戰中運用并學習提升才是王道。這也正是構建式學習的精髓所在，這也正是探索式學習培養學生的創造能力的精髓所在。算法課已經為我們準備了元件，就看你怎么去組裝甚至改造。
3.2以構建主義的思路，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“構建一個具體而微的系統”。講操作系統就構建一個小操作系統，講編譯原理就構建一個小編譯器。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容。構建完整系統本身就可真實淬煉工程能力，而這些內容的復雜性、難度以及運用知識點的廣度，本身就超越了簡單的企業實訓項目，在培養人才方面具有系統性、完整性、挑戰性獨特優點。我們需要的是運用團隊的思路和現代軟件工程的手段，將其開發過程管理發起來，從而熟悉企業級開發的工具鏈，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，而現在的做法是回歸計算機工程的自身科學規律———實踐為王。
3.3改革考核評價標準，充分強調動手實踐
以前我們一直是卷面考試，實驗分數只是象征性的點綴。這本身違反了計算機工程的特點。只有改變評價考核標準，才能真正驅動學生充分鍛煉工程。在課程軟件開發環境中，我們采取了平時的考試結合期末考試的方式，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。不強調對一些函數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的規律。
4結束語
我們在計算機工程教育上試圖做一些回歸本質的工作，也取得了一些效果。比如在軟件開發環境中，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，這在傳統的教學環節中是難以獲取的。但整個工作尚在起步階段，所以仍有很多工作需要做，許多環節需要優化。我們希望在以后的工作中更深入探索工程教育的規律和本質。
一、引言
近年來,我國高等教育規模迅速擴大,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,他們是國家培養工程技術人才的主要基地,是我國實現走新型工業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的是工程型高級人才,但在培養方案的制定與實施過程中重知識傳授、輕能力培養,重課堂教學、輕實踐教學,重學科的系統性、完整性,輕人才培養模式的復合性和綜合性[3]。人才培養與社會需求嚴重脫節,一方面,越來越多的應屆本科畢業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方面的成功經驗,在以滿足企業用人需求為目標的高素質計算機工程型人才培養方面所開展的一些探索性工作。
二、國外工程型人才培養模式分析研究與啟示
(一)德國FH“企業主導型”工程型人才培養模式
FH是德國的一類以培養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)和Hochschule(高等學校)兩部分組成。FH起源于20世紀60年代末,由于德國經濟與科技的發展,社會不僅需要傳統大學培養的研究型人才和各級職業教育培養的中、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,聯邦德國政府通過了一項協定來組建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席會(HRK)提議,德國各州文化部長聯席會議(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緊密相關的企業進行實習。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,由企業中有經驗的專業人員指導。FH的教授與企業里的指導人員之間保持密切的聯系,共同協調,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,并以培養學生的這種能力為目標;企業能夠將給FH學生無償提供一些實習和實訓支援作為“企業行為”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“職業資格證書體系推動型”工程型人才培養模式
目前,英國已經建立了包括國家職業資格證書、國家通用職業資格證書以及普通教育證書在內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,促使以培養工程型人才為主的高等院校改革實踐教學內容和方法,將實踐教學與經濟發展和生產實際緊密結合,以適應科技發展及市場需要,確保了實踐教學質量和工程型人才的培養質量[6]。英國的以資格證書為中心的實踐教學模式以能力培養為目標,因此,本科教育實踐教學的開展必然以能力培養為目標,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“國家職業資格”規定進行評定。科學實用的職業資格證書體系、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建各種職業資格認證考試,以計算機相關專業為例,目前已經開展的有軟件程序員、網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資格證書體系的關注點不同,要真正在本科教育階段實現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,它以能力培養為中心,以勝任崗位要求為基礎,其最大特點就是不從傳統的“學科本位”模式出發,而是從圍繞著從事職業工作所需要的知識、技能來制定培養方案,決定教學方法、步驟、內容及考核方式,從而保證學生具備從事某種職業的較高實踐能力,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,根據自身的實際條件,通過充分的社會需求調研,確立反映社會需求的專業人才培養目標體系;并根據人才培養目標,分析勝任崗位所應具備的能力體系;并以此開發專業課程,制定科學合理、具有內在邏輯聯系的專業教學計劃;在專業教學計劃的指導下,科學設計課程教學目標、教學環節、教學方式、方法、評價體系和質量標準等。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的實踐教學模式。
三、我國計算機工程型人才培養模式探索
從以上對有關國家工程型人才培養模式的分析可以看出,不論采用何種模式,都是以培養學生應用能力為最終目標,使培養出來的學生成為可滿足企業需求、具有一定職業能力和職業素質、能為企業創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、充分調研企業需求的基礎上,在計算機工程型人才培養方面開展了大量的探索性工作,初步形成了圖1所示的高素質計算機工程型人才培養體系以及圖2所示的計算機工程型人才培養的組織實施框架。
(一)培養方案
符合工程型人才培養的教育理念和教學指導思想是:傳授知識、培養能力和提高素質協調發展,注重對學生探索精神、科學思維、實踐能力和創新能力的培養。工程型本科人才的培養目標應該是培養具有扎實的基礎理論知識和較高的綜合素質、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)”的工程型人才培養模式的啟發下,對社會需求進行深入調研,廣泛聽取來自產業界具有豐富理論和實踐經驗的專家意見,形成了以社會需求為導向,高度重視學生實踐能力培養的工程型人才培養方案。目前計算機各專業培養方案中集中實踐環節的總學時數均超過35周(四年累計);課內實驗、課程設計、認識實習、生產實習以及畢業設計等實踐環節都制定了嚴格規范的指導書或實施細則等;根據企業需求,采取了靈活彈性的專業選修課設置、考核與管理模式。為了加強與企業的聯系與溝通,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定的合作關系,成為中關村軟件園軟件人才培養基地。實訓中心成為我們與企業之間溝通的橋梁,成為我們了解企業對人才需求的一個重要窗口。根據來自企業的信息及時對培養方案進行充實調整,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實,我們及時在“軟件工程”等相關專業培養方案中增加了日語課程;企業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企業員工職業素質”課程,聘請企業人事部門經理、項目經理等到學校為學生授課。這些調整和合作得到了企業的認可與支持,取得了很好的效果。
(二)理論教學
1?改變傳統的灌輸式教學模式,探索有利于提高學生興趣和培養學生應用能力的啟發式教學模式。在知識傳授過程中要堅持以人為本,遵循認識規律,發揮學生的主動性,增加實驗和實習,通過認識、實踐再到認識的循環使他們真正理解書本上的知識,產生興趣。我們的中學教育基本上還是應試教育,很多學生已經厭倦了聽課、考試。到了大學,如果還是延續這樣的教育模式,我們的工程型人才培養將完全失敗。因此要改變傳統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合起來,同時培養學生的興趣,發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現自我,增強綜合素質。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生找不到工作,而另一方面經濟的快速發展對高素質工程型人才的需求越來越多,很多企業都在感嘆找不到合適的員工。解決目前高等教育與產業需求脫節,培養可滿足企業需求的高素質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驗的“雙師”型教師。目前,大多數青年教師的成長經歷都是從學校到學校,沒有企業工作經歷,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公司進行為期六周的訪問學習,直接參與到企業嵌入式系統項目組的研發工作中去;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、聯想集團神州數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、能力和素質是工程型人才必須具備的三大要素,而能力和素質的培養只有通過大量的實踐活動來實現。除了加強傳統的實踐教學環節(課內實驗、課程設計、認識實習、生產實習和畢業設計等)的組織管理和質量保證外,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實驗、課程設計以及畢業設計等任務的同時,全天為學生開放。每門課程都開發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實驗學時不足的問題,又為學生綜合使用所學知識創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;“網頁制作及組網興趣小組”安排在網絡實驗室;“計算機應用系統設計興趣小組”安排在硬件實驗室。一個興趣小組常常出現數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、挑戰杯以及各類企業或行業比賽中獲得了很好的成績。多位一體的學生實踐能力培養體系為提高學生的能力和素質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素質培養
高等教育與產業脫節是目前出現畢業生結構性就業困難的主要原因,加強與企業的合作,以滿足企業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模式。具體有:與企業聯合培養IT行業的緊缺人才,如針對軟件外包、集成電路設計等人才的供不應求,舉辦校企聯合培訓班,經過培訓的學生畢業后都被相關企業直接聘用;根據企業需要進行定向培養,先由企業在三年級學生中招聘,通過筆試和面試的學生,根據企業的要求與企業共同組織進行培養;與政府機構合作的分段接力式聯合人才培養,建立“中關村軟件園軟件人才培養基地”,軟件園提供課程或培養要求,學校按照中關村軟件園的要求培養學員,軟件園實踐中心接收畢業生到軟件園實訓,并推薦學生在北京軟件園區的企業工作;與企業聯合建立3+1教育創新實驗班,根據新技術發展和企業需要,前三年基本上執行原培養計劃,第四年按照校企共同制定的培養計劃培養學生在某技術領域所需要的新的專業知識和能力,使學生的知識結構和能力適應新技術的發展和企業的需要。例如,在國內著名的嵌入式系統公司廣州周立功單片機發展有限公司與我們共同舉辦了“周立功3+1嵌入式系統創新教育實驗班”,培養當前IT領域很多企業十分缺乏的嵌入式系統開發人才,受到學生普遍歡迎,報名十分踴躍。國內的應試教育模式更注重人才學歷的培養,而在職業素質教育方面則寄托于自覺。職業素質是人才對社會職業了解與適應能力的一種綜合體現,一般說來,人才能否順利就業并取得成就,在很大程度上取決于本人的職業素質,職業素質越高的人,獲得成功的機會就會越多一些。國內各大高校開始積極對計算機工程型人才職業素質培養模式進行研究和實踐,但大多數學校現有的教育培養模式,無法向學生提供優質的職業素質培養的大環境,同時,在校教師也并不深入了解企業,無法實現相關授課環節。近年來,我們積極與企業合作,在畢業班學生中進行了IT人才職業素質培養,如東軟的素質拓展訓練,因地制宜,寓教于樂,使同學們從內心到身體都經歷了一次難忘的洗禮,對自己的職業生涯和追求的目標更為堅定。這也讓包括教師在內的校園一族,親眼看到、也親身體會到什么是真正的職業素質培養教育。
四、結語
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,構建多位一體實踐教學體系,由企業參與制定了人才培養方案,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體系和組織實施框架,并取得了較好的實踐效果。
1現狀及發展趨勢
大多數高等院校計算機本科專業涉及的硬件教學課程主要有“數字邏輯”、“匯編語言程序設計”、“計算機組成原理”、“計算機系統結構”、“微機原理與接口技術”、“單片機”、“嵌入式系統”等，在新形勢下部分課程內容設置顯得不夠合理，部分教學內容與實際應用脫節，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，更無法有效培養同學們的創新意識。目前，作為計算機教學重要專業基礎課程的“數字邏輯”，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、通用中小規模集成電路及基本的可編程器件等，介紹的方法也以傳統方法為主，已無法適應目前應用的需要；作為專業主干課程的“計算機組成原理”、“計算機系統結構”，主要內容是討論計算機的結構、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構，為以后應用和設計計算機系統打下基礎。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、培養創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”、“計算機系統結構”課程一樣，由于缺乏實際應用背景，教學目標無法完全實現。隨著電子設計自動化(EDA)、系統編程(ISP)、片上系統(SOC)等技術的發展，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，并根據實際及時調整教學內容。國外許多知名高校本科專業的教學內容已經作了適時調整，如麻省理工學院非常注重學生的設計能力的培養，為此專門開設了“計算機系統設計”課程，要求學生在實踐環節中自主設計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節；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，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開始廣泛運用。案例教學法是一種動態的、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生了重大的影響。鑒于計算機專業知識與實際應用結合緊密的特點，教學中尤其適合案例式教學。目前在國內計算機課程的教學中，案例教學還處于一個起步階段，主要表現在：案例教學比例不夠，沒有形成完整的體系；案例數量不足，質量欠缺；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硬件課程教學體系和教學內容
計算機本科專業涉及的硬件教學課程按合理教學順序一般為“數字邏輯”、“匯編語言程序設計”、“計算機組成原理”、“計算機系統結構”、“微機原理與接口技術”、“單片機”、“嵌入式系統”等，一些課程可以在時間上重疊，如“數字邏輯”、“匯編語言程序設計”等。由于ISP、EDA技術可以靈活地開發出具有自主知識產權的硬件產品，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，達到培養創新性人才的目的。為了實現這一目標，在“數字邏輯”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容展開。
單片機系統本質上也是嵌入式系統，嵌入式系統是針對應用或用戶定制的完整、高效的計算機系統，嵌入式系統設計需要較強的操作系統原理、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設計能力可以通過以上幾門硬件課程的系統學習逐步培養，因此相關課程的教學內容應注意銜接，同時遵循先易后難的原則，面向實際應用，以提高動手能力、增強創新意識為目的。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整教學內容。解決問題的一個好思路是利用ISP、SOC技術開發出一種內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“數字邏輯”教學大綱已在近年作過相應調整，EDA技術、可編程技術的理論和實踐教學內容的比例從原來的20%增加到60%以上，經過多年的建設，“數字邏輯”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，獲得近似于實戰的經驗。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，培養創新意識。這樣教師在授課中可以把精力集中于教學內容的總體把握上，而不需要過分在知識細節上消耗時間，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境，有針對性地通過自主學習和思考進行設計，培養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教學內容，讓學生分別充當不同的角色，進行模擬性的實踐活動；四是發展開放型，通過案例發現新的理論生長點，討論相關理論的發展趨勢。我院在相關課堂教學中采用的部分案例如表1所示。在“數字邏輯”、“計算機組成原理”等課程的重點章節教學中，我們通過采用上述案例法，調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
為實現面向實際應用提高學生動手能力、增強創新意識、培養創新型人才、確定完整合理的計算機本科專業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硬件課程教學改革方案。它的主要內容為兩方面：一是調整現有教學體系和教學內容，如在“數字邏輯”、“計算機組成原理和系統結構”、“嵌入式系統設計”等課程中以“數字邏輯”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勢。實踐表明以ISP技術為主線的計算機專業硬件課程教學改革，符合國家高等質量工程建設中培養創新性人才的規劃，有效地增強了學生的動手能力和創新意識。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律，不斷提高教學水平，進一步改善教學效果。
