时间：2022-03-30 05:51:48
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了1篇计算机工程论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
0引言
随着计算机技术的不断发展，我们已然进入了信息化时代，互联网逐渐渗透进了各行各业，无时无刻不在影响着人们的学习工作和生活。带来方便性的同时也逐渐显现出了更多的弊端，网络工程软件控制问题日益凸显，这种情况给用户们带来了很大的困扰，因此必须要对其进行优化和改进，加强网络安全防护，保证网络秩序，打造一个良好的互联网环境。
1计算机工程网络控制软件的概述
1.1网络软件
网络软件指的是在计算机中可以承载网络活动以及数据通信的软件。网络软件直接与计算机网络相互连接，可以与其他的系统实现资源共享，为用户提供最好的服务体验。网络软件一般包括五种，分别是协议软件、通信软件、管理软件、操作软件、应用软件等。
1.2工程网络控制
工程网络控制指的是利用通信网络装置建立一个以上的闭环控制系统，这种系统可以对其操作功能进行不断优化和处理。一般情况下网络控制系统主要应用在通信网络中间，对系统信号进行快速的分配和处理。
1.3网络控制软件
网络软件中包括网络控制软件，良好的使用网络控制软件可以有效提高网络工作效率，主要是由管理人员来操作和使用，以便实现网络的自动化管理和实时监控，这样可以避免出现一些不必要的失误，提高网络工作效率。
2网络控制软件的应用及弊端
2.1网络控制软件相关应用
计算机网络控制软件涉及到很多方面的内容，应用范围比较广泛，一般情况下主要分为狭义和广义两类。（1）.狭义从狭义方面来说，网络控制软件可以根据其控制对象分为设备管理软件和系统管理软件两种形式。其中设备管理软件主要来源于各个设备厂商，最终目的是加强网络设备的管理效果；系统管理软件主要针对的对象是整个网络，可以实现实时监控和管理。（2）.广义从广义方面来说，只要是存在的网络的地方就需要利用网络管理软件对其进行网络管理。眼下有很多的企业都有实行网络管理，例如：银行企业、电信企业等等。
2.2网络控制软件存在的弊端
网络的兴起固然给人们的生活和工作带来了很大的方便，但是难免也存在着大量的弊端，对互联网工作造成了很大的不良影响。其中包括：计算机运行卡顿，网络系统安全性较低，宽带级别过低信息传输堵塞等等，这些问题的出现就决定着工作人员必须要对网络控制软件进行优化和改进。
3如何对电子计算机工程网络控制软件进行改进和优化
随着眼下社会经济的快速发展，人们对网络应用的需求也逐渐变得越来越高，面对这一趋势，网络控制软件逐渐朝着智能化、集成化方向发展，此外网络工作人员也要对其进行优化和改进，具体内容如下：
3.1加强网络安全建设
首先对应用的网络进行安全性测试，一旦发现存在漏洞和安全隐患立即进行处理和排除。很多系统本身就存在一些漏洞，对于这种现象可以使用一些软件进行漏洞修补。与此同时也要注意，于运行的软件越多，漏洞产生的可能性就越高，因此，必须要注意避免过多的运行软件，定期进行扫描，这样才能有效提高电脑运行速度，避免产生漏洞的产生，提高计算机网络系统安全性。除此之外，用户也可以使用数据加密技术进行加密，这种加密方式除了指定的网络以外基本上没有人可以能够破解。一般情况下数据加密技术主要应用在网络维护和系统运营以及软件开发等方面，可以对网端安全性进行有效的保障，提高网络运行的安全性。
3.2优化网络配置
（1）.信息资源分配使用SNMP来询问路由表，接口表，地址表和ARP表等。（2）.利用管理协议更改配置利用SNMP协议进行网络设置更改，由于绝大多数的制造商都不允许将访问资源表明，因此主要是通过登录系统进行，这样就可以直接实现对系统配置的更改。
3.3实行分布式管理
眼下的分布式管理技术主要来源于两方面，分别是移动技术和CORBA技术。对网络实行分布式管理首先要建立多域名管理，这样可以实现对不同域名的不同管理，同时保证各个进程之间可以进行良好的互动与协调，进一步促进网络全球化管理的实现。使用分布管理不仅可以将网络管理负荷有效降低，同时也能加快信息的传递速度，减少时间，提高网络管理效果。
3.4实现智能控制
智能控制系统中主要包括专家系统、分级智能系统、学习智能系统、模糊控制系统、神经系统等。智能控制可不经过任何人工操作，就可以直接实现设备自主操作的控制形式，其主要就是依靠模仿人类智能从而实现具体操作。将智能控制技术应用在计算机控制软件中可以进一步实现电脑控制自动化，不断提高科技生产水平，同时加快计算机技术的发展进程。
4结束语
总而言之，随着眼下社会发展对计算机网络技术的使用要求不断提高，相关网络工作人员也必须要加强管理和控制，采用先进的网络技术对工程网络控制软件进行优化和改进，提高软件使用性能，促进网络集成化、智能化发展，保证电子计算机的使用效果。
作者：颜滨竹 单位：中国民用航空东北地区交通管理局
摘要:随着计算机信息网络工程技术的快速普及，数字化技术发展水平越来越快。网络环境的开放式管理得到人们的认可，但随之而来的是越来越多的网络信息安全问题。计算机工程应用过程中往往受计算机应用的影响，需要对工程安全的相关问题进行合理的分析，充分研究提升计算机应用技术的整体优势方案，按照人们日常的生活需求，逐步建立良好的计算机应用管理标准，不断提升计算机应用生产效果，实现对计算机工程优势化的管理和分析.
【关键词】计算机；应用；优势
计算机发展与网络信息发展相互适应，通过资源数据信息的共享，提升计算机网络信息技术的安全化管理，不断提升网络信息的快速应用水品个，逐步实现计算机网络信息应用的优势提升。根据计算机工程应用分析标准，对计算机实际的发展形式和发展类别进行准确的分析，充分研究计算机实际符合需求的应用范围，按照计算机应用实际工程领域标准，重点分析计算机工程存在的各种优势特点，结合实际情况，确保计算机网络信息工程的安全可靠化的管理，保证计算机使用的安全性。
1计算机网络信息的应用问题
加强计算机网络信息的安全化应用，逐步提升网络信息技术的普及过程，提高计算机工程化应用标准，对计算机工程的相关安全问题进行逐步探索分析，明确计算网络应用对人们的关注度。加强计算机网络应用信息的分析过程，对计算机网络信息的相关应用问题进行判断，确定实际网络信息问题的快速分析和解决。
1.1受病毒黑客的侵扰
在计算机工程网络化应用中，需要建立合理的网络安全标准。黑客如果恶意的攻击或干扰，就会对计算机应用造成负面的影响问题。计算机的信息安全需要以数据、物理构成以及功能应用为安全管理标准。在计算机应用中，逐步加强实体的安全化管理。计算机应用需要与外围设备相互适应，逐步完善计算机实体的安全规范控制范围，对计算机软件系统、存储控制功能进行有效的分析，明确实际不同类型用户的非数据存储标准。根据计算机实际优化配置标准和存储能力，准确的分析用户操作规定范围内存在的违规行为。根据计算机有效控制标准，利用计算机体系的运营标准进行负责建设，明确数据文件的存储和检测方式。按照数据结构化的输出量，对管控标准进行全面的责任化分析。计算机往往是以口令识别身份的，根据口令的生成、信息的等级、期限的规范等数据进行严格的管控。对于系统可能存在的自动识别进行全面的跟踪调查，明确实际文焕有效应用的标准登记范围，采用全面识别的方式确定终端量。计算系统记录中的相关内容，对计算机系统的节点、用户名称、口令、终端、数据进行合理的分析和应用，确定实际数据操作判断的标准类别，明确实际数据的信息登记过程，确定有效识别数据信息的方案。
1.2信息安全通信的平衡关系
计算机应用信息安全分为低、中、高三个安全级别。按照实际不同信息等级，准确的分析安全保护的有效策略方式。根据安全实际的数据信息保密特征，合理的分析计算机信息传输、存储过程中的相关标准，保证实际可见的数据信息动态量。一班计算机往往受电子数据邮件、个人资料信息、口令录入等内容的工具，网络服务器无法及时对计算机终端进行安全化管理。根据计算机实际工程程序标准，对程序的相关内容进行准确的修正，确定实际终端的安全漏洞问题，改善计算机网络信息人才存在的匮乏现象，适宜的完善管理信息的安全漏洞。
2计算机网络应用存在的优势效果
计算机网络安全需要得到有效的扩展，根据计算机实际应用效果，对计算机网络信息安全进行分析，逐步完善计算机技术的优势特点，对计算机网络信息的安全化进行处理，提升计算机网络工程的应用效果。
2.1计算机网络信息的应用
计算机网络信息需要以合理的建筑标准进行支持，不断完善计算机网络信息技术的应用，实现数据的传输协议，保证信息系统的合理规范。计算机网络信息技术需要对数据库进行处理，完善计算机网络信息的传输性，完善网络信息的安全性，提升信息整体发展水平。
2.2计算机网络科技教育的优势性
计算机网络信息需要对实际的应用范围进行分析，按照计算机网络应用标准，采用合理的教育科研活动，大力开展网络信息技术的支持，提升教育新发展的拓展水平。按照计算机网络信息技术远程标准教育范围，逐步完善我国教育综合事业的快速发展水平，拓展教育范围，提升教育背景，实现教育整体效果水平的提升。按照计算机网络信息安全，采用远程化教育形式，全面构建合理的教育手段，提升教育发展促进的积极性，实现教育体系的快速建设。例如，在教育科研中加强虚拟数据的分析应用过程，按照实际数据分析标准，对教育科研的发展和管理进行数据分析，明确实际科研数据的统计分析标准，依附传统数据分析过程，确定相关预期的分析效果。按照实际计算机网络信息开发的基本原则，结合网络虚拟分析方式，逐步提升数据的分析效果。
3计算机网络系统的快速应用
按照网络信息的传播发展途径，分析计算机网络系统应用的标准，为互联网系统提供合理的拓展空间。以因特网、信令网、光纤分布、数据接口分析为基础的计算机网络信息，需要加强信息数据的快速拓展，逐步提升信息网络数据的安全级别。
4计算机网络公共服务的安全体系
社会服务信息体系需要良好的公共服务管理进行拓展，逐步提升公共服务网络结合的效果，改变传统公共服务的应用标准，对人工数据的输入进行合理的分析，提升整体服务拓展水平，降低服务效率，造成大量的数据安全隐患。依照计算机网络信息的发展，对公共服务系统进行技术支持，提升计算机网络工程的改变性意义，实现传统信息公共服务模式的拓展和提升。
5结语
综上所述，计算机网络信息的应用需要改变现有的信息支持，逐步拓展社会发展水平，改善计算机各个领域经济的快速发展标准，拓展社会的发展进程，提升计算机应用基础，实现计算机网络应用水平的快速拓展，保证计算机综合性应用水平的提升。加强计算机公共信息应用服务的管理方式，改善计算机技术应用标准，对实际计算机的优势进行准确的分析，逐步完善实际计算机优势拓展办法，提升计算机网络信息优势的快速发展。
作者：张艳艳 丁乐 单位：单位江西应用科技学院
在春意盎然的季节，重庆人文科技学院计算机工程学院成立了。这是重庆人文科技学院发展历程中的一件大事，标志着整个学院在深化应用技术型本科大学建设的道路上迈出了坚实的步伐。我们深信，这对我校向应用技术型本科大学转型具有重大的战略意义。
一、发展总体目标
我们将经过五年努力(前三年打基础，后二年初见成效)，在办学体制和机制上有创新，在教育教学模式上有突破，在教育教学方法上有创造，在教育教学内容上有革新，总体上建立一套完善的现代应用技术型本科计算机类高等教育教学体系，使学生的培养质量位于重庆市应用技术型本科前列，把计算机学院建设成在全国有影响，在重庆为一流的民办应用技术型二级学院。我们将不遗余力地坚持现代大学的办学理念，执行应用型本科大学的国家意志，并将国家意志转化成我们实际行动;我们将不予余力的坚持走教育国际化之路，坚持开门办学，扩大教育开放，加强国际合作，创新教育教学改革;我们将不予余力坚持质量强校的方针，切实将知识转化为学生的智力和创造力，为培养符合社会经济发展的创新性人才而努力。我们一定统一思想，积极推进，把计算机学院办成高层次，高亮点、高水平的应用技术型二级专业学院。为实现计算机工程学院立足重庆，面向全国，走向世界之梦而奋斗。
二、具体发展规划
1．学科专业建设
学科专业建设着重体现社会发展的专业人才的需求，特别是体现重庆经济发展的紧缺人才需求。加强和国际国内ICT公司合作，使设置的专业方向显特色、专业内容上层次、专业群集有体系。经过三年努力实现我校计算机类专业全覆盖，同时突出在IT领域社会人才需求的关键的几个专业方向:软件体系、软件技术、软件开发应用和云计算技术及信息系统技术，智能技术，物联网技术，大数据技术等方向。打造完备的，具有特色的专业群，使人文科技学院成为重庆IT专紧缺人才示范校。到2017年成功申报5个专业:有网络工程和物联网工程、智能科学与技术和数字媒体、及电子与计算机工程专业。
2．师资队伍建设
建立一支稳定的，热爱教育事业，有人文素养、学术水平和专业技术的高素质教师队伍是办好教育事业的核心。要培养和造就一批中青年骨干教师队伍，在学校支持下，下决心多渠道、多方位、多层次的招贤纳士。根据教育部制定的大学师资队伍配备和学科发展要求，到2017年教师总数达85人左右，并在年龄结构、学缘结构、职称结构、专业结构等方面尽最大努力趋于科学合理。
3．学生招生数
为了从学生规模上体现专业结构的调整，实现特色专业、亮点专业的较大发展，以适应重庆社会经济发展的人才需求，根据专业的设置计算机科学与技术专业(设二个方向)招生150名;软件工程专业(设三个方向)招生250名;网络工程(设二个方向)招生150名;物联网工程(设二个方向)招生100名;智能科学与技术(设二个方向)招生150名;数字媒体技术(设一个方向)招生100名。到2017年，在校学生达2000人左右。这将有利于体现应用型本科的内涵特征，有利于学校战略性的可持续发展。
4．研究生教育
为了提升我校的办学层次和办学质量，提高我校在重庆市乃至全国的影响力，我们将尽最大努力积极与ORACLE公司、微软公司、中兴通信公司和思科公司建立战略合作关系，从而充分利用他们的人力资源、技术资源、市场资源、教育资源、成果资源，快速提升我院的办学水平和办学层次，首先是办好计算机本科专业教育，只要条件成熟就全面启动“服务国家特殊需求人才培养项目”的申报，为我校专业硕士的培养做出贡献。
5．建设科学的课程体系
课程体系的建设是教育教学改革的重要组成部分，是落实教育教学体系改革和教育教学模式创新的实施体现。通过与ICT公司的合作，三年内建设完备的优质专业课程体系。使课程体系就有如下特点:第一，体现专业特色的鲜明性，工程技术的实用性，知识架构的先进性。第二，结合重庆信息产业发展的需求和我们的实情，使课程体系结构清晰、层次分明、内容全面，并与我院的素质教育和通识教育深度融合。第三，充分利用全球教学资源，把课程教学与课程设计有机结合，把课程设计与工程项目有机结合，真正实现理论与实践的融合，以提高学生的知识水平、提高学生的认知能力、提高学生工程设计能力。建立一套完整的集课堂教学、课程设计、实验实训为一体的教学大纲、教学课件、和教学视频等教学资源库。使我校在重庆应用型本科院校中，教育教学质量名列前列。
6．建立现代大学教育教学管理和治理体系
将充分利用我院的合作办学的优势，强化国际现代教育思想，用三年时间建立一套完整的适合社会经济发展的现代教育管理和治理体系。包括:教育教学各项管理制度，教育教学各项治理条例，教育教学各项激励机制，教育教学的各项保障机制，教育教学各项约束机制和教育教学质量评价体系。调动一切积极因素，发挥一切可以发挥的力量，使我院教育教学管理科学有序、教育教学规范育人、教育教学发展持续。
7．建设5大工程实验中心
以专业设置为基础，建立配套的5大工程实验中心:计算机科学与技术工程试验中心、软件工程试验中心、网络工程实验中心、物联网工程试验中心和云计算工程试验中心。把工程试验中心建成集专业试验、课程设计、科学研究和实习实训为一体的开放性教学科研平台;加强工程试验中心的内涵管理，用三年时间建立一套完善的规章制度和运营机制;通过引进和培养造就一支合作精神强、技术能力过硬的团队;力争建成重庆市级重点实验室。
8．加强和提高教育教学和科学研究的水平
加强教育教学的研究是提高教师队伍水平的重要举措，是彰显教育教学特色的重要体现，是提高教育教学质量的有力保障，是推进我校教育教学改革的创新力。我们将积极探索适合我校教育教学的新模式、新机制和新方法。我们将以MOOCs为改革的突破口，组织计算机公共基础课和计算机专业基础课的二个MOOCs教学攻关教研组，用二年的时间，对MOOCs课程脚本的研制、课程多媒体的制作、MOOCs应用平台的建设，以及教育教学理论、方法、技术上作出示范性的成果，推动应用型本科的教育教学的实践和改革的发展。加强科学技术研究同样是高等院校重要任务。鼓励教师积极投入到科学研究的创新性活动中，这对提高教师深刻地掌握自然科学研究方法，提高教师科学学术水平，提高教师紧跟世界科学技术发展前沿的能力至关重要。有这样一支教学团队，我们才能在前进的道路上立于不败之地。根据学院的具体情况，用二年的时间建立一套较完善的教改和科研激励机制，并制定配套的实施意见。实现每年每个教师1－2篇，讲师以上的教师至少发表核心期刊论文1篇;每个专业每年成功申报省部级教改或者科研项目1－2项，并获得专利或著作权1－2项;每个专业三年内完成1－2门精品课程建设任务。经过三年努力，在教改和科研成果方面位居重庆市民办高校前列。
9．构建具有特色的校企合作产教结合体系框架
校企合作产教结合是应用型技术大学人才培养的及其重要的模式，校企合作产教结合是一个系统工程。我们要研究新形势，提出新问题，创新新机制，使之上升到教育理念、教育方法、教育模型上来，作为产教结合的行为指南。体系框架主要包括六方面，即:产教结合的机制、产教结合的形式、产教结合的教育教学模型、产教结合的师资队伍、产教结合的课程体系、产教结合的质量保障体系。六个方面相互联系，相互渗透，相互融合，构建了产教结合的科学体系。我们的目标是:用一年时间初步形成产教结合的体系框架，并制定相关的规章、制度及实施办法。再花一年时间形成一套较完整的产教结合体系构架，并完成大部分相关的规章、制度、实施办法的制定。第三年形成一套完整的产教结合体系构架，实现较成熟的产教结合机制、体制、制度、方法的有机融合，为产教结合的长期发展打下坚实的基础。我们要走的路很长很长，但只要我们按照既定的目标坚定不懈的走下去，前途一片光明。
作者：汪林林 单位：重庆人文科技学院 计算机工程学院
近年来，计算机相对应的软件技术及硬件技术都得到了一定程度的发展和进步，计算机工程技术在各个不同领域中的程序化应用也得到了多样化的发展。由于计算机工程技术本身是一种较为固定的程序模式，人们在使用的过程中往往缺少对其创新设计的理念，而是直接按照计算机工程技术中的程序进行应用，因此，才会使得计算机工程技术在应用中没有真正地发挥出他的价值及意义。
一、计算机工程技术的弊端
任何事物都具有两面性，虽然高科技的应用能够有效提升工作效率等，但仍然会存在相应的弊端，如：计算机工程在实际应用中的缺点需要工程师进行合理化的调整，我们认为，计算机工程技术想要得到合理、深刻的运用必须要将其弊端充分地展示出来，让所有使用者对其有更加清楚的了解，进行针对性的合理应用。与不少工程师交谈过程中发现，他们对于工程的设计还是具有一定的危险性意识和责任感，但总的来说，他们还是比较热衷于使用计算机工程技术。我们必须要将计算机工程技术的弊端展示出来，让工程师了解实际工程设计中不能完全依赖于计算机工程技术的应用，要将计算机工程技术与实践经验和知识结合起来应用。例如：专业的工程师在计算机工程技术的应用上会了解该工程的每一项细节，如设计模型、设计原则及原理等，再者，利用计算机工程技术来进行准确性计算和设计，最后再将结果进行比较，分析出最有效的问题解决途径，判断计算结果的真实有效性。以这样的方式不仅能够让计算机工程技术的弊端展示出来，还能够让使用者了解到它的真实性能[2]。
二、计算机工程技术和传统工程技术的融合应用
计算机工程技术的出现无疑是帮助工程师解决各种设计及计算问题，使得工程师和相关工程审核人员的观念及思维都处在了一个高科技水平的阶段之中，有的人会认为，不使用计算机工程技术是与现今时代脱离的现象。正是由于这样的想法，致使部分工程师自身对于计算机工程技术的应用缺乏了应有的创新能力。首先，我们以建筑工程为例子，大部分的工程师都会借助计算机工程技术来对建筑面积范围进行计算，然后再对建筑工程进行规划，其中就包括了所需要使用的原材料等等，整个建筑工程的设计都依赖于计算机工程技术来实行，手工的操作逐渐减少，这样的发展趋势使得建筑工程的安全得到保障。完全地依赖于计算机工程技术而不参与手工预算，对于建筑的安全会形成一定的威胁性。因此，我们认为，在实际的建筑工程操作过程中，建筑工程师应该将计算机工程技术和传统技术相结合在一起应用，在实践中找出差异，并根据实际情况进行深入整合和修改，最大程度保障建筑的安全性。如：站在计算机工程技术的角度上来对问题进行深入分析，并根据设计出建筑工程的相关内容，然后进行传统的手工分析，提出多样化工程设计方案，最后，将计算机工程技术和传统工程技术相结合在一起，再将设计好的思路整合，运用计算机工程技术来设计出最终的程序[1]。
三、合理使用计算机工程技术
计算机工程技术虽然存在弊端，但其实用性极强，所谓“去其糟粕，取其精华”，工程师在使用计算机工程技术时也应该扬长避短，合理地运用它来开展工作。计算机工程技术在实际运用过程中可以以一些适合的自动化工作内容经过高科技转化来进行，对于工程安全性及威胁性问题则要求工程师手工进行预算，控制工程整体设计方案中的偏差，确保工程具备足够的实用性和安全性。如：在实际的计算机工程技术使用过程中，常常会涉及到规范、数学的原理等知识，假设工程师因为缺乏这类知识将使得其难以判断工程技术是否适用于工程，为此，工程师在使用计算机工程技术时要有选择性，才能够将计算机工程技术的优势真正发挥出来。
四、结语
计算机工程技术的应用在实际中会存在一些问题，需要使用者探索出解决途径，以最大的限度来推动计算机工程技术的合理应用。透过全方面的了解，有意识地选择使用计算机工程技术，确保自身的工作能够有效开展，尤其是建筑工程等领域，要确保其设计的安全性，真正地将计算机工程技术的作用发挥出来，促进科技进步与科技发展。
作者：王玉峰 单位：赤峰市生产力促进中心
1概述
近年来，科学技术不断进步，互联网与计算机技术也随之快速发展，信息技术向人类生活的各个领域全面推进，促进了商业、信息业、通信业等各个科学领域的发展，逐步演变成数字化时代。如今，计算机工程应用具备方便、快捷等优势不可否认，但网络环境的开放性，使非法用户有机可趁，随之带来了病毒入侵、数据丢失、黑客攻击等一系列影响人们正常工作与生活的问题。因此，计算机工程应用中存在的问题，值得我们深入探究，并挖掘计算机工程应用的优势，不断改进，不断取得创新，以确保计算机工程应用的安全性和可靠性。
2计算机工程应用存在的相关问题
在计算机工程的应用中，由于信息网络平台的开放共享，病毒与黑客极易入侵计算机系统，对信息数据的安全构成严重威胁。因此，计算机工程应用中的安全问题应该得到重视。对计算机安全的管理，包括软硬件结构管理、数据信息管理和应用程序的管理。首先，在计算机应用阶段，计算机的实体安全性应该得到有效确保，计算机实体、计算机的电磁辐射应该得到有效控制，使其符合各项安全指标。其次，针对计算机软件设施，应该进行高效安全的管理和控制，使计算机的存储功能得到体现，阻止非法入侵和数据丢失。除此之外，提高计算机的存储防护能力也很重要，约束用户的作业范畴，避免用户读写操作跨越规范的界限。对于数据信息管理，设置专人进行数据的安全管理以及数据的输出管控，实施安全体系监测，有效记录数据及系统运行状况。另外，对计算机传输数据的输出进行全面审核也很重要。在计算机系统中，用户识别身份的方式通常为口令识别，因此，应严格管理用户登记信息，当应用中出现非法请求，系统应实施全面追踪程序，进行有效识别，对非法用户实施拦截。此外，计算机应自动对应用中的日志记录进行全面记载，记录项目包括节点名、用户名、用户口令、使用终端、使用数据等方面，实施对信息的有效保护。在计算机中，计算机应用的安全性与便利性存在失衡。安全体系的安全水平等级不一，针对信息的重要程度，制定相应的安全措施进行保护。确保信息与数据的保密性、整体性、可用性。在计算机网络体系中，计算机信息的取用，使用者必须经过授权方可访问，这是确保网络管理信息保密性的根本[1]。在信息输入、输出过程中，未经授权用户禁止擅自更改数据，破坏数据的整体性。同时，要体现动态信息的可见性，提高系统静态信息的可操作性。
3计算机工程应用的优势
计算机工程在应用上存在诸多安全隐患，对计算机信息实施安全保护非常重要，计算机工程应用也因此得到发展。例如，运用入侵检测系统，对计算机软硬盘设施中的信息数据进行实时检测，及早发现恶意攻击。对于黑客的入侵和恶意攻击，采取防火墙、防病毒墙对计算机系统进行保护，防火墙可以对网络数据的合理性进行分析，防止外部入侵，对非法用户进行约束[2]。运用加密技术，使黑客无法还原数据，从而阻止其恶意攻击。优化端口保护也具有显著的保护作用，能够对单端及双端进行保护，解决远程终端在计算机应用中的不足。计算机工程的广泛应用，推动了信息化的发展，同时也对经济发展起到了促进作用，计算机工程的发展，带动起相关产业的发展步伐，使我国经济水平提高，同时网络平台的发展给就业者提供了更多的就业机会和发展平台，带动电子产业、商业、信息业、通信业等各大领域的大规模发展。在保证安全的情况下，充分发挥计算机工程应用的优势，让用户安全、放心的使用。在公共服务体系中，计算机工程得到社会的广泛应用，其与互联网技术相结合，有效提高了公共服务体系的管理水平和工作效率。过去，公共服务体系数据需要人工采用手工输入法输入，导致工作效率较慢、服务水平低下、服务质量欠佳等想象。如今，计算机工程与互联网技术的应用，使公共服务体系得到明显改善，服务效率有所加强，获得巨大的进步。
结束语
综上所述，计算机工程在应用过程中，尚存在一些相关的安全问题，但也具备相应的优势。因此，对计算机工程应用的不足与优势进行探讨，掌握存在的问题并针对问题提出解决方案，运用科学的管理手段，实施具有针对性的安全措施，以解决计算机工程应用存在的不足，提高其可靠性和安全性，充分发挥其应用价值，为人们提供安全、可靠的信息平台，促进经济、科学的发展，提高全民经济水平。
作者：王玉峰 单位：赤峰市生产力促进中心
1某一体化计算机中LVDS显示电路的设计原理
根据LVDS的传输线路组成，某一体化计算机中显示电路应由LVDS信号输出、LVDS信号传输、LVDS信号接收三部分组成。在选择LVDS输出电路时，应注意LVDS输出接口的选择。LVDS输出接口也分为以下四种类型：
1）单路6位LVDS输出接口，RGB信号均采用6位数据，共18位RGB数据；
2）双路6位LVDS输出接口，采用双路方式传输，RGB信号采用6位数据，其中奇路数据为18位，偶路数据为18位，共36位RGB数据；
3）单路8位TTL输出接口。这种接口电路中，采用单路方式传输，RGB信号采用8位数据，共24位RGB数据；
4）双路8位1TL输出位接口。这种接口电路中，采用双路方式传输，RGB信号采用8位数据，其中奇路数据为24位，偶路数据为24位，共48位RGB数据。考虑到实际使用，单路6位LVDS接口就可以满足。而单路6位LVDS接口需要四对差分线来通讯，三对差分线是数据传输，一对差分线用于时钟信号传输。因此，选择了一款支持单路6位LVDS显示输出的COMExpress模块作为LVDS显示的信号输出端，选择一款支持单路6位LVDS的LCD液晶显示屏作为LVDS信号接收端。
2一体化计算机中LVDS显示的实现
一体化计算机中的LVDS显示发送端及接收端选型好之后，还需要考虑好LVDS信号传输的设计，以确保信号质量。
2.1计算机背板PCB设计
从COMExpress模块引出的信号不能从COMExpress接口直接传输到液晶屏上，这需要计算机背板的转接，在背板PCB设计时要考虑好高速LVDS信号的走线，主要有以下几点需要注意：
1）LVDS信号的匹配阻抗通常为100Ω±10%；2）保证差分线平行等距，一般是将差分线对长度误差限制，尽量使用同层内的差分；
3）LVDS差分对走线应尽可地短而直，避免过孔和大于90°的转向；
4）LVDS信号要远离其它信号。其他信号最好分层布线，若必须使用同一层走线，距离应大于3～5倍差分线间距；
5）不同差分线对间的间距至少应大于3～5倍差分线间距。
2.2传输线缆的设计
从计算机背板到显示屏之间，需要设计有传输线缆。在设计传输线缆的时候，为确保信号质量，应该注意以下几点：
1）信号传输线缆应双绞、等长；
2）要做好线缆的屏蔽，屏蔽层要接地；
3）信号线缆要注意避开其他信号线，尤其是电源线缆，防止造成干扰；
4）选用的连接器务必要压接可靠，采用的接触件一般为铜材质以保证信号质量。
3调试及故障分析
一体化计算机按照上述设计方案进行了生产，在首次测试时，发现显示屏上没有显示，经检查，LVDS信号线路连接正确，在调试板上测试COMExpress模块，显示正常，但在查看BIOS设置时，发现可以设置主模块的输出为单路6位LVDS输出，或是单路8位LVDS输出，默认的是单路8位输出，与液晶屏的输入接口不符，导致没有显示。调整为单路6位输出后，显示正常。在后续一体化计算机的调试、试验中，发生过一些显示故障，总结起来，主要有黑屏、抖屏、缺色现象。通过更换模块的方式进行排查，排除了线缆、液晶显示器的问题，定位是LVDS显示输出异常。然后在发生故障时，测量了故障模块的LVDS信号输出波形，通过对比工作正常时的波形，发现主要是时钟信号波形异常。工作正常时的LVDS时钟信号（TXCLK±）.根据LVDS信号的通信原理，在LVDS显示工作正常时，时钟信号的摆幅应满足的要求，即LVDS时钟信号的TXCLK+与TXCLK-差分信号对的差值在250mV～450mV时，判断为逻辑“1”，差值大于-250mV时～-450mV，判断为逻辑“0”，而且同时必须满足峰峰值的要求，在差值最小的250mV时，峰峰值最小应满足500mV，在差值最大的450mV时，最大峰峰值为900mV。根据故障时的时钟信号波形与要求对比，可以清晰地判断出故障的波形不满足中的LVDS时钟信号的要求，从而造成LVDS显示无法正常工作，解释了故障机理，下一步则需要对输出LVDS显示的模块进行进一步的故障分析。
4结论
本文在工程应用中，依据LVDS显示的基本原理，结合了LVDS在应用中的一些经验，成功实现了应用LVDS显示的某一体化计算机，并对调试过程中发生的问题进行了分析，供其他需要LVDS显示工程应用的设计者作为参考。
作者：孙懿 单位：江苏自动化研究所
一、从教师的角度寻找提高专业绘图能力的途径
教师的教学要结合职业技术学院学生的特点，应采用适合的教学方法，教学内容与本科学生要有一定的区别。应结合职业技术学院学生实际进行教学改革，以工作任务为中心组织教学内容；以典型的建筑施工图为载体，设计教学活动。突出实践性，强调学生的自主学习。教师的实践总结，融合进教学之中，从而达到让学生自主提高专业绘图能力的效果。
（一）改革教学方法和教学手段
过去教师系统讲解理论知识、满堂灌、学生被动听课的传统的教学方法，学生缺乏积极性、主动性和创造性，现在职业技术学院的教学应重视激发学生的积极性、主动性和创造性。对于计算机工程绘图这一门课程来讲，主要应采用项目引领、任务导向等教学方法；并采用多媒体教学及人机互动等教学手段。提高学生听课的专注程度，提高学生的学习热情。
1.项目引领项目引领的教学方法，改变了传统的教学过程，以实际的工程项目为依托，并根据学生能够接受的程度，展开针对性的教学。通过计算机工程绘图这门课程，提高学生的绘图能力，在进行教学时，以项目引领的方式，使用具体的工程项目教学；在绘制具体的工程图的各个环节，在学生急需知道下一步做法时，传授必要的理论及实践知识。学生在这种情况下，是最想学习的时候，学习效率也是最高的，学习兴趣也是最浓的。
2.任务导向任务导向的教学方法，强调把一个工程项目，分解成若干个任务，以实际的工作过程（建筑工程施工图）为载体，提炼出典型的工作任务，使学生在完成工作任务的过程中，学会绘图命令、修改命令以及与之相关的各种高级操作命令。打破原有的章节顺序，以任务为引领，逐级深入。以能让学生在自主学习中真正、切实地掌握绘图技巧，精确熟练地利用课内知识，以及内容的精准应用为主。让学生自主实践，自主结合课内知识，自己动手并总结经验。这样做的目的，避免学生在绘制工程项目时，由于工作量大，而感到枯燥，并产生厌烦情绪。在绘图的过程中，教师在给学生渗透理论知识的同时，融入企业岗位资格标准。学生在完成一个个的小任务时，绘图能力自然就得到了提升。并且体验到了其中的乐趣，从而愿意去主动学习。
3．教学做一体化将课堂教学和实训室整合在一起，采用一体化教室上课，理论教师与实践教师由同一名（批）教师担任。通过项目引领、任务导向“边做边学、边学边教”，促使学生学习相关理论知识和实践技能，打破了原来的理论课和实训课的界限，是一种非常适合职业技术学院学生的学习方法，这种教学方法的教学过程实际上就是教学做一体化。“教学做一体化”的教学模式是我国职业教育界普遍认可的一种教学模式。在这种教学模式中，学生是主体，教师起到的是主导的作用，教师多半时间都是在辅导学生，而不是讲理论课。
4.应用广播教学软件教学广播教学软件可以完成：一机（教师机）对多机（学生机）的广播（授课或播放各种软件、课件等）、一机（教师机）对一机（学生机）的辅导、控制和查看学生机的屏幕。应用这种教学软件，代替了传统的教学手段，也代替了投影仪加大屏幕的多媒体的教学，并且不会受到投影仪投影效果的影响，是一次教学方式的改革和飞跃。采用这种教学方式，学生乐于接受，效果显著。
（二）整合教学内容
职业技术学院工程绘图的教学内容，不能是本科这门课教学内容压缩或简单地删减，学生不愿意接受或很难接受的理论知识，尽量地少讲甚至不讲，尽量多地带领学生进行实际操作，在操作的过程中，渗透给学生能够理解并且容易接受的理论知识。为了让学生在将来的工作岗位上得心应手，学校的教学内容应以将来的实际工程应用为主。要打破原来的章节顺序，按照工程图的绘制顺序，整合教学内容。使学生更加易于接受。
（三）模拟真实的工程实例，进行课程设计，增强实践力度
为了使学生的绘图能力得到巩固和提高，必须增强实践力度。可以适当地增加课程设计，在课程设计中，要模拟真实的工程实例，绘一小型工程的施工图，根据课时量，模拟的施工图内容可以进行适当的删减，绘制典型的施工图纸，比如建筑的平、立、剖、节点都只画一张等，学生在绘图时，要严格执行各种建筑绘图规范。能力是练出来的，只有通过典型工作任务的参与、独立完成,才能形成相应的技能,掌握实用的理论知识。
（四）提高教师的专业技能
教师的专业技能，对土木工程类学生绘图能力的提高，起到了很大的影响，教计算机工程绘图的教师，最好能具有双师素质，也就是要具有一定的实践经验，教师的双师素质，在整合教学内容，以及按照绘制施工图的顺序，重新排列教学内容的先后顺序、贯穿整个教学内容的主线上等方面，均起到一定的作用。由于教师具有相关的工作经验，可以很随意地找到一些极容易画、学生又感兴趣的建筑施工图或结构施工图的相关内容，能够对各种相关规定，把握得相当到位，并能根据新规范、新图集及时修订所教的内容，使学生所学与将来的工作完全接轨。同时做到教学相长，有时学生的思路，也会给我们带来启发，并且对以后的教学产生一定的影响，使更多的学生因此而受益。
二、结束语
综上所述，对于动手能力很强的职业技术学院的土木工程专业学生来说，要想提高其计算机工程绘图能力，并不是件多么困难的事情，这需要任课教师和学生的共同努力，教师要根据学生特点，按照实际施工图的要求，进行教学方法和教学手段的改革，同时对教学内容进行整合，其中所有的案例都围绕真实的施工图进行，并且重视对学生好奇心和求知欲的培养，激发学生的学习热情，变被动为主动。要培养学生的专业热情，学生有了对专业的热爱，了解具有绘图能力的必要性，从而愿意去画图，这样在老师的指导下，才能去主动练习。按照这样的途径去执行，学生应用计算机绘制工程图能力一定会提高的。
作者：谢桂英 张威琪 杨化奎 霍堂霞 王滨生 单位：哈尔滨职业技术学院 黑龙江省质量监督检测研究院
1研究思路与目标
集成电路技术的发展，使集成电路和处理器的关系密不可分。随着多核技术的出现，处理器已经变成构成系统级芯片（SoC）的基本单元，因此，从集成电路的功能级设计层面讲，计算机系统设计实现采用的方法就是大规模集成电路（VLSI）系统的设计方法。从卓越人才培养的角度，VLSI系统设计是微处理器的逻辑实现手段，而数字逻辑是计算机组成的物理实现基础。学生的数字逻辑系统设计能力和VLSI系统设计能力直接决定了其计算机系统设计能力。因此提升学生计算机系统设计能力的关键是提升学生的数字逻辑系统设计能力和VLSI系统设计能力。为了切实提高计算机工程专业方向本科学生的计算机系统设计能力，教学改革研究工作的目标确定为：以数字逻辑设计方法为设计基础、以硬件描述语言为设计工具、以硬件仿真系统为设计环境、以FPGA为系统实现手段、以计算机系统设计实现为目标和主线，将计算机系统设计实践完整地贯穿于专业核心课程之中；教学改革研究思路确定为：系统视角、整体优先、设计牵引、讲做结合、注重能力。该研究思路不同于一般的课程群，不是简单的知识点的审视，是“自顶向下”的观点和“自底向上”的实现的一种结合方法，最终目标是提升计算机工程专业方向本科学生的计算机系统设计能力。
2研究内容
计算机工程专业方向的主干课程包括数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、计算机系统结构、嵌入式系统、计算机设计与调试、计算机系统设计、VLSI系统设计等。课程各有目标，课程之间有宏观上的先后顺序，有微观上的相互穿插，有内容上的重叠。经过近几年的教学研究和改革，各门课程都发生了非常大的变化[1]：VLSI课程中会涉及算术逻辑单元的设计甚至处理器设计方面的内容；汇编语言的作用已经从编程工具转变为描述和理解计算机系统工作原理的有效工具；HDL语言和仿真工具不再专属于数字逻辑电路设计领域，已经成为计算机系统设计的通用语言和工具。但是，由于总目标不明确，导致课程分头讲，实验分头做，总体学时不少，最终效果欠佳。笔者的主要研究内容以计算机系统设计为目标，从能力培养的视角看待和理解数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、计算机系统结构、嵌入式系统、计算机设计与调试、VLSI、计算机系统设计等课程，借鉴CDIO的思想，将系统设计思想和设计实践贯穿整个计算机工程专业方向人才培养过程。
2.1重新审视和修订教学计划
在研究过程中，我们首先整理涉及的各门课程的全部知识点，对相互影响的重要知识点整体排序，整合相近和相似的知识点，归并出一些重要的专题，提出有利于培养计算机系统设计能力的完整实践教学体系，全线引入HDL语言，全线引入基于FPGA开发板的设计实验，紧密配合理论课、设计方法课、实践课，形成“学习—构思—设计—实现”的完整过程。
2.2数字逻辑电路设计课程内容的改革
数字逻辑电路设计课程改革的研究重点是设法强化和提升学生使用硬件描述语言说明硬件系统的能力，将硬件设计语言的介绍提前到课程的开始部分，使学生在学习数字逻辑电路设计过程中就开始使用硬件设计语言，相当于使学生掌握了一个设计工具，为计算机组成原理课程和计算机系统结构课程提供支持，另外，从教学上形成学习数字逻辑电路设计就是学习集成电路设计的理念。数字逻辑电路设计课程的实验既有使用逻辑电路器件搭建实验电路的传统型实验，又有使用FPGA开发板的设计实验。
2.3计算机组成原理课程的教学改革
计算机组成原理课程借鉴“深入理解计算机系统”教材中的思想，调整了部分课程内容和授课重点，比如，在数据表示部分增加了C语言的整数表示以及比较运算的示例，在存储器部分增加了程序访问局部性原理的C语言示例，在指令系统部分增加了寻址方式的C语言示例等。增加C语言的示例是进行教学视角调整的一种尝试，由于学生已经学习过C语言，已经初步掌握了编程方法，但是并不清楚程序在计算机内部，特别是在计算机系统底层硬件中是如何表示、如何执行的。通过在计算机组成原理课程中增加一些C语言的示例，让学生真正理解程序的执行过程。
2.4计算机系统结构课程内容的调整
计算机系统结构课程在课程内容方面进行了一些调整，主要为了更好地与计算机组成原理和计算机设计与调试等课程衔接。增加多核处理器和多线程调度等方面的内容；对教材中给出的一些具体处理器实例给予更多关注，比如Pentium、PowerPC和MIPS处理器实例等；重视向量运算和向量处理器部分的内容。
2.5计算机设计与调试课程实践教学改革
计算机设计与调试课程把以往让学生设计实现一个有十几条基本指令的微程序控制器改变为设计实现向量协处理器；以PowerPCRISC处理器的指令系统为参考，把设计PowerPC扩展指令协处理器AltiVec模块中的VSFX指令部分作为教学内容。整个设计任务分为8个相互联系、难度逐步增加的子任务，通过教师引导、分组讨论、学生实践、实现设计、完成测试等一系列教学环节，让学生完成协处理器中的部分设计工作并熟悉完整的协处理器的设计与调试方法。
2.6嵌入式系统设计课程实践教学改革
嵌入式系统设计课程开发出嵌入式系统计算机结构及相关软件的综合实验，使硬件与软件相结合，强化对学生计算机综合开发应用能力的培养，提高学生的实践能力。综合实验要求学生完成一个嵌入式系统开发实现的全过程，包括完成硬件、软件的功能分配，进行主控数字系统硬件的设计和制作，设计驱动和功能软件，硬件、软件的分别测试与综合测试等。
2.7VSLI系统设计课程实践教学改革
VSLI系统设计课程的实践教学改革，把实践分为3种类型：课程实验、自主实验和课程设计，3种类型的实验全部基于Nexys3FPGA开发板进行设计。课程实验包括XilinxFPGA设计流程、Nexys3FPGA开发板主要模块接口设计和基于IP的数字电路设计等。自主实验部分的题目类型包括：串—并转换电路、FIFO存储器设计、大数加法器设计和FIR数字滤波器设计等。课程设计部分的题目类型包括密码协处理器设计、数字信号协处理器设计和图像处理协处理器设计等。
3实验室建设
天津大学计算机科学与技术学院2006年建立了数字逻辑电路设计实验室、计算机组成实验室、计算机系统结构实验室、嵌入式系统实验室，建立了超大规模集成电路设计与应用研究所。实验室配备了数字逻辑实验台、计算机组成原理实验台、计算机系统结构实验台（带有FPGA模块）、嵌入式系统设计实验台等教学实验设备。这些实验室和实验设备能够满足常规的计算机系统实验，但对计算机系统设计能力培养的支持还不够。为此，学院2013年与美国Xilinx公司合作，建立了天津大学—美国Xilinx公司计算机系统设计联合实验室，实验室配备了50多块Nexys3FPGA开发板，实验时可以满足每人一块开发板的要求。超大规模集成电路设计与应用研究所于2012年引进BEECube公司先进的BEE3系统，该系统基于计算机系统的第三代商用FPGA系统，包括4个Virtex5FXTFPGA芯片，以及高达64GB的DDR2ECCDRAM和8个用于模块间通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA开发板和BEE3系统，我们具备了实现学生设计的各种计算机系统的设备平台，为培养学生计算机系统设计能力提供了强有力的支撑。
4结语
经过两年多的教学改革与实践，在新的教学改革思路指引下，学院调整了教学计划和课程内容，建设了新的实验室，引入了新的实践手段和方法，教学研究和改革实践工作取得了初步成效。“计算机学院教学管理过程化规范化改革”和“嵌入式系统设计课程实践教学改革”两项教学研究成果获得2013年天津大学教学成果二等奖。
作者：张钢 郭炜 车明 魏继增 李雪威 单位：天津大学计算机科学与技术学院
一、渐进式的工程化实践教学
数据库技术及应用是与各专业应用结合比较紧密的应用技术基础课程，是一门工程性和实践性都非常强的课程，因此我们主要以工程化实践教学模式进行数据库技术与应用课程的教学，根据“初步体验、独立项目实践、从业实践与实训”3个层次实行渐进式实践教学训练。在教学过程中，我们注重培养学生的工程能力，强化学生的工程实践意识，从教学内容的组织和实验环节的设计到课堂教学案例和实验教学的开展，都围绕工程素养的培养进行遴选。
1.1采用工程案例驱动的理论教学模式
在理论课讲授方面，我们以工程案例驱动模式进行教学，以网上书店的开发案例贯穿教学全过程，将数据库基本原理和设计技术融于案例教学过程。同时，根据浙江传媒学院电子信息工程专业的传媒行业特色，对教材的内容进行优化整合，增加与新媒体应用相关的多媒体数据库等新技术内容，加强数据库工程应用设计及网络数据库应用技术能力的培养。在各章的教学中，我们用案例进行分析，逐层引导，全过程地阐述数据库系统原理及应用中的各类概念和技术问题。
1.2实行渐进式的工程化实践教学过程
1）初步工程训练体验。课程的教学除了理论教学外，还有相应的课内实验教学。实验内容分成两部分，一部分是数据库技术的基本实践，主要包括特定DBMS的使用、SQL语言的编程练习以及数据库的连接技术；另一部分是小型数据库应用系统的开发，采用工程化的基本思想，组织学生分组设计实现一个初步的工程项目，培养学生的自学能力、主动学习能力、团队协作能力以及初步的工程实践能力。在初步工程训练体验阶段，教师提出工程设计的基本功能和性能要求，包括系统界面设计、基本的数据操作和查询统计功能设计、性能指标设计等基本要求。学生可自由组成小组，根据教师要求自主选题并自主选择开发工具和数据库环境，在完成基本功能要求的前提下，可以结合自己的工程项目设计实现一些特色功能模块，然后完成项目设计的总结报告。最后，教师对每个小组的作品进行项目验收，要求每个小组制作PPT进行项目工作汇报并演示所设计的作品，由学生推选出的若干学生评委负责项目评分。工程项目设计成绩作为该小组成员平时成绩的主要评分依据。
2）独立工程训练实践。独立工程训练实践要求学生在课程设计阶段完成。该阶段要求每个学生自主完成一个真实的或模拟的项目开发实践，以着重培养学生的自学能力、独立从事工程实践的能力、基本的分析问题和解决问题能力。课程设计阶段要求学生自学数据库开发工具和环境，强调独立设计，强化学生查阅资料能力、自学能力、创新设计和实践能力的培养。在此课程设计阶段，教师除了提出项目设计的基本能力训练要求和设计作品的基本功能和性能要求外，还给出一系列参考选题让学生选择。学生也可以自主选题，但需征得教师同意，以保证选题的质量。为避免抄袭等行为的发生，每个学生的题目和内容必须不同。同时，课程设计阶段会要求学生采用与上一次设计不同的工作模式（C/S或B/S），采用工程化的手段和方法完成基本的设计实现工作。课程设计完成后，指导教师组织学生评委（7人）对学生作品和设计方案进行检查，最后通过汇报答辩的形式评定作品设计成绩。作品设计和汇报答辩成绩由学生评委给定，教师在设计过程中负责答疑，在答辩过程中负责点评，但教师有权对成绩进行微调。另外，在课程设计结束后，学生要完成课程设计报告，教师对课程设计报告批注评语并给出成绩，课程设计的最终成绩由作品设计成绩和设计报告成绩组成。经若干次实践证明，上述实践教学方法既减轻了教师的工作任务，同时又促使学生相互学习并取长补短，在促进学生自主学习、主动学习和实践的同时，也提高了学生的表达能力；通过课程设计报告，学生提高了撰写规范的项目设计方案的能力和设计总结报告的水平。
3）从业工程训练实践。从业工程训练实践主要指学生在企业实习期间，以行业一线的真实工程项目为背景，参与并完成相应的工程项目设计实现工作（或作为其毕业设计），培养数据库工程应用实践开发和运用数据库技术从事服务外包等实际应用开发能力。第3阶段主要是结合实际数据库工程项目，尤其是与传媒应用密切相关的数据库工程项目的设计与实现工作，如电视节目查询点播系统、媒体资产管理系统、影视资料编目系统等。这一阶段的实践主要培养学生的实际应用能力，帮助其尽快适应社会需求，在离校前具备应对复杂工程实践的基本能力。通过3个阶段的实践教学，学生能够初步具备到一线从事数据库工程及服务外包等项目开发的基本能力。
二、以能力培养为目标的考核评价机制
教学方法和手段中的一些不足之处，不可避免地会导致考核评价机制不科学和不公平现象的发生。多数课程的考试都采用期末笔试形式，课程考试无法真正做到考核学生的实际工程能力，为此改革评价方式宜与教学模式改革相配套。为使实践训练能落到实处并能给出客观公正的实践评价，我们对于C语言、Java课程以机考为主，采用具有自动评价学生程序功能的程序设计上机练习及考试系统，改变期末笔试的考试形式，在开学半学期后每两周组织一次机考，采用多次开卷机考的方式进行课程考核。通过考试的学生如果不满意成绩，还可以在学期结束前的任何一次考试中重考。数据结构与算法课程考核分为笔试和机考两部分，期末总评成绩建议按照平时成绩占20%、笔试成绩占40%、机考成绩占40%的比例计算。数据库技术与应用课程的成绩由理论考试成绩和工程项目设计成绩两部分组成，理论考试和工程项目设计各占总成绩的50%，其中设计作品占40%，设计报告占10%，不再单独设置平时成绩，而以初步的工程项目实践成绩作为平时成绩。课程成绩的评价采用理论学习与能力培养并重的方式。
三、结语
通过组建由C程序设计、Java程序设计、数据结构与算法分析、数据库技术与应用4门课构成的计算机类课程，我们从以下几个方面对教学模式尤其是实践教学模式进行改革和探索。
（1）以案例驱动方式深化C语言课程的教学改革，完全由学生自学C语言语法，突出专业层面的基本程序设计能力训练。
（2）以案例驱动和项目驱动并重的方式深化Java语言课程的教学改革，前半学期主要采用案例教学法，让学生学会Java语言的语法规则和调试方法，熟悉Java特性和程序架构，特别是熟悉面向对象程序设计的理念；后半学期主要通过项目驱动教学方法，强化学生工程实践能力的培养，突出项目设计实现能力训练。
（3）以理论与实践并重的模式开展数据结构与算法课程教学，以学习传统的、经典的数据处理方法为核心，以掌握算法设计基本功能为目标，通过课堂教学与OJ系统中相应的配套练习，基本达到工程设计必需的基本技能要求。
（4）以工程案例驱动和分组数据库应用工程训练方式改革数据库技术与应用课程教学。我们通过工程教育相关课程的理论和实践教学模式改革，激发学生学习积极性，提高学生自主学习能力；始终坚持以培养学生的工程实践能力为目标，使学生能将工程设计理论和技术应用于实际系统中，更好更快地适应社会对工程人才的需求。
作者：殷伟凤 瞿有甜 郑珺 徐强 单位：浙江传媒学院电子信息学院
一、计算机工程应用相关问题
计算机工程应用阶段中，由于较易受到病毒干扰与黑客入侵影响，因此安全问题成为我们应首要关注的内容。计算机安全保护主体应针对其物理构成、数据信息以及应用功能进行安全保护管理。一般来讲，计算机工程应用阶段中应体现良好的实体安全性。其主机同外设形成的电磁辐射较为显著，为此应控制计算机实体符合安全规范标准。对于系统软件则应体现良好的存储管控功能，应能够预防用户非法存取各类数据。同时，计算机实体还应具备优质存储保护能力，进而有效预防用户作业超越制定范畴实施读写操作。再者，还应具备良好的管控功能，进而有效的记录并反映体系运行状况，并做好数据文件存储读取的有效监测。同时，处理数据机构进行的输出管控应设置专人全面负责。传输数据文件至用户前期，应通过数据处理机构的全面审核，同时输出信息发放应具备完善审批手续。计算机对用户身份识别的常用方式为口令，因此应对口令生成、信息登记以及期限的更换实施严格管控。系统应实现对各类非法请求的全面跟踪，并登记该类文件应用状况，对非法终端进行全面识别。另外，计算机系统应具备全面详实日志记录，在每次成功应用后，应登记节点名称、用户名称、具体口令、终端名称，登陆时间，应用数据信息内容以及程序名、实施操作的类别，还有修改之前以及之后各类数据值等。计算机网络系统安全应用目标为，在安全以及通信便利性之中寻求一种平衡。计算机总体安全水平应体现出由低级到中级再到高级的丰富多层安全体系，并可对各类重要信息、数据制定相应等级的安全保护策略。其安全特性则表现为保密性、整体性与可用性。保密性为网络资源仅能通过授权实体进行存取调用。而信息储存以及传输阶段中应保持良好的整体性、全面性，不应在没有授权的状况下，由其他方进行修改。可用性则为对各类静态信息应体现可操作性，同时对丰富动态数据信息内容应体现可见性。计算机网络系统中还包含一定的漏洞，由于其属于复杂庞大的软件包，因而最大漏洞为I/O处理。基于TCP/IP应用明文进行传输，因而攻击者可通过电子邮件截获实现攻击。还可通过网页口令录入以及个人资料写入进行攻击。Web服务器同网络浏览器则无法确保全面安全。较多人在进行CGI程序编写时，并非做新程序的编辑，而是实施一定修改。进而令其呈现出相似的安全漏洞。安全管理阶段中，则由于欠缺网络管理人员，操作不规范，没能定期做好安全测试、全面监察，欠缺对网络系统安全的有效监控，进而形成了网络系统安全的一定威胁影响。
二、计算机工程应用显著优势
计算机工程应用常常存在安全问题，同时为有效应对漏洞的影响，则进一步促进了计算机工程应用向前的发展与推进，并令其呈现出一定优势。例如，为应对网络攻击、黑客入侵，可通过应用加密技术，防火墙系统凸显其安全优势，有效的弥补漏洞，提升计算机网络与应用工程系统综合安全水平。还可应用数据加密技术，做好网络安全的有效防御。计算机网络系统中，优化端口保护为网络安全防控的首要环节。基于远程终端以及通信线路均为计算机信息安全之中的薄弱问题，因此可应用端口保护凸显优势效能，做好单端以及双端的安全防护，提升计算机工程技术安全应用水平。同时，计算机工程应用安全问题进一步会为网络犯罪创造一定空间，并带动相关产业发展，在一定层面也对经济发展形成了刺激作用，并扩充了就业机遇。当然，该类影响作用我们应有效把握，将负面影响降到最低，积极探寻有效的安全防护策略，激发计算机工程应用的正面优势。例如，应全面推进电子商务的发展，发挥计算机工程应用优势，创建健康、优质、良好的信息环境，令客户不会受到空间、地域范畴的限制。可加快不同地区的经济交流，应用计算机技术，实现信息共享、数据传输，价值化资料综合应用，并推进个性化、高效性、优质化的电子商务服务，满足用户个性化应用需求。同时，可利用计算机系统、网络平台推进开展丰富商务活动，促进科技创新，令较多企业可实现快速、自动化的商务处理，而无需像往常一样关注内部的具体分工。基于计算机工程技术，较多企业可提供给客户更为全面统一的集成服务，网络则在该类服务之中发挥了催化剂作用。企业则可令客户具体服务过程转移到网络系统中，令客户通过更为快速、简单、清晰的方式应对各类复杂工作，提升实践效率。例如，将资金由存款户头实现向支票户头转移，还可清晰的明确信用卡的具体收支事项，进行发货请求的详细记录，或是搜集查阅并采购各类稀有材料与产品。该类操作均可在足不出户的情况下快速的完成。由此可见，应用计算机工程技术开创电子商务系统，可为客户提供更为便利、高效、快速、一体化的优质服务，对于客户自身以及企业发展，均发挥了显著的优势作用。
三、结束语
总之，计算机工程应用实践中，存在一定的安全问题，同时显现出在现代化社会发展建设进程中的优势及应用价值。我们只有针对安全问题特征，变不利为有利，制定科学有效的防控、管理策略，提升计算机工程技术安全应用效能，激发现代化技术综合应用优势，方能凸显计算机工程技术应用价值，有效弥补安全隐患，促进计算机工程领域的快速、科学与全面发展。
作者：王峰 单位：江海证券有限公司
1983年12月,由国防科学技术大学计算机研究所研制成功的中国第一台亿次巨型计算机通过国家技术鉴定,国防科委主任张爱萍将其命名为“银河”。这是中国改革开放、独立自主与引进吸收相结合方针以及全国大力协作的产物,也是中国工程创新的成功案例。本文以银河亿次巨型计算机为例,着重探讨该工程的决策、组织管理中的成功经验,为后人提供有益借鉴。
1工程的背景与决策
国际巨型计算机的研制始于20世纪60年代中期。1976年美国CRAY公司研制成功的Cray-1流水线向量巨型计算机,标志巨型计算机技术的成熟,并开始进入商品化阶段。苏联、法国、英国、西德以及日本奋起直追[1][2],相继研制出各自的巨型计算机。技术先进、功能最强的计算机,历来被首先满足于军事领域的迫切需求。美国国防部以及和军事密切相关的航天局、能源部、国家安全局,一直是巨型机的最大用户,也是巨额研制费用的提供者。1976年,美国著名核武器设计发展中心洛斯•阿拉莫斯实验室以880万美元的价格购买了第一台Cray-1机[3],美国三军及战略武器部队的C3I系统也使用了Cray-1机[4]。因此,美国将巨型计算机看作“军备竞赛的基本要素”,决定“不应让这种计算机输出到任何国家”,尤其对社会主义阵营国家,实行技术封锁和禁运。第三台Cray-1机原本是苏联定购的,但被美国国防部一票否决[5]。
中国考虑研制巨型计算机始于20世纪70年代初。1956年中国的计算技术开始兴起[6],经过仿制苏联到自行研究、设计、制造等不同发展阶段,先后研制出电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路计算机,为国家经济、科学研究尤其是国防科技做出重要贡献[7][8]。正是由于计算机技术与国家安全、国防科技以及武器装备发展密切相关,1967年9月聂荣臻就提议研制更高水平的计算机。据此,国防科委四局组织调查组到中国科学院计算技术研究所调研,准备百万次计算机的研制方案。1968年4月,在北京召开总体方案论证会,9月国家计委、国防科委、国防工办向中科院计算所下达百万次计算机研制任务书,代号1025。1970年11月,十院向国防科委报告,提议中科院计算所研制亿次巨型计算机,代号723[9]。1972年10月,国防科委根据国家尖端武器、增强国防实力的迫切需要,召开常委扩大会议,专门研究我国巨型计算机研制问题,并向中共中央专门委员会建议,将巨型计算机的研制列入国家重点工程项目。1974年初,中科院、四机部和国防科委联合向国务院、中央军委、中央专委提出组织全国力量,开展巨型计算机研制。1975年10月,国防科委主任张爱萍指示科委机关,组织国内计算机知名单位,进行全国性调研,了解国内对巨型机的需求、国产元器件质量状况、外部设备的生产能力与水平,以及性能价格比等情况。但是,由于“”的干扰,巨型计算机工程几经筹划,均未能正式实施。
“”结束后,巨型计算机工程问题被再次提出。1977年国防科委经过一段紧张的酝酿、准备,于11月14日向中央呈报了《关于研制巨型电子计算机事》的请示报告,四机部、中科院等部门亦积极争取。此时,中国巨型计算机的研制力量主要有两支:一支是专门从事计算技术研究的研究所,如中科院计算技术研究所、四机部第十五研究所(即华北计算技术研究所)和华东计算技术研究所;另一支是分散在地方和军队高校中从事计算技术教学、科研单位。1978年3月4日,在中央部署巨型计算机研制的汇报会议上,邓小平决定将研制任务交给国防科委,责成长沙工学院完成[10],规定用六年左右时间(到1983年底左右)、2亿元左右经费,研制出每秒运算1亿次的巨型计算机。
长沙工学院的前身是成立于1953年的哈尔滨军事工程学院,是新中国第一所直属中央军委领导的高等军事工程技术学院。1966年退出军队序列,改名哈尔滨工程学院;1970年南迁长沙,改名长沙工学院;1978年10月组建国防科学技术大学,重新回到军队序列。长沙工学院计算机研究所能够争取到巨型机工程项目,主要原因有三:一是由于研制武器装备的迫切需求,国防科委在国家财政困难的情况下,积极承担该项工程的经费。二是敢于拼搏、勇于创新的团队精神。长沙工学院计算机研究所是由哈尔滨军事工程学院海军工程系一个9人计算机小组发展而来,尔后逐渐发展成为军用计算机室、计算机专业、计算机系。自1958年以来,先后研制出一系列军用、通用计算机。1965年,在慈云桂的主持下,率先用国产元器件生产出稳定可靠的441B晶体管通用计算机,打破“国产元器件做不出稳定可靠计算机”的说法,先后生产30余台,用于国防科委各基地、国防科研院所、高等院校及国民经济各部门。1970年代研制的151-3/4型百万次计算机,在1979年、1980年洲际运载火箭发射、潜艇水下发射、同步卫星发射等一系列科学试验中应用。三是与慈云桂的运筹帷幄和不遗余力分不开。在中央决策到底由谁承担巨型机研制任务时,中科院计算所正在研制757工程千万次计算机(该工程直到1983年11月完成)[11];四机部十五所承担的718工程任务,“进展十分缓慢”[12]。此时,慈云桂正在主持国防科委巨型机国内需求及生产的调研工作,虽然也承担着718工程任务,但因前期工作进展较快,1977年下半年就把主要骨干力量抽出,提前进入巨型机的预研和方案论证,从而把握时机,抓住机遇。1978年5月,巨型计算机工程正式立项,代号785工程。
2工程的组织与管理
785工程的组织管理创新,主要体现在指导思想、工程指挥、组织队伍、建立制度以及政治工作等方面。
2•1制定正确的指导思想
工程创新首先是观念创新。在特定的历史条件下,制定一个正确的指导方针是保证工程得以顺利完成的重要前提。785工程是在改革开放之初上马的,当时中国的工业基础、技术水平远远落后于发达国家,不少人认为五年根本研制不出亿次机,即使勉强研制出来也不能工作。有人甚至上书中央、国务院、军委领导,希望制止这种“毫无成功希望”的工程[13]。慈云桂和同事们顶着压力,提出“豁出命也要把亿次机研制出来”[10]。慈云桂参加过1975年、1977年两次全国性调研,了解国内当时无法提供巨型机所需的大规模、高速集成电路和其他相关元器件。如果完全立足国内,从元器件攻关开始,十年也没有希望研制出巨型机。因此,他们大胆提出,785工程不能走闭关自守的老路,必须闯出内外结合的新路,进而制定出既符合中国实际又反映时代特征的工程指导思想:“学习国内、外先进经验,尽量以当前国际先进水平为起点,积极采用先进技术,引进必要的技术、设备,洋为中用。从我国实际出发,尽量采用行之有效的、先进成熟的工艺、技术和元件,把先进性和现实性有机地结合起来,加速完成研制任务”。785工程总体方案设计,集中体现了这一指导思想。1977年,亿次巨型机的总体方案设计是瞄准美国1972-1973年研制成的两台著名巨型机Star100和ASC,此方案1978年5月通过。几乎同时,设计人员偶然了解到美国新近推出的Cray-1产品简介。对新技术极其敏感的慈云桂,立即组织力量进行研究,认为Cray-1的设计思想和实现手段是先进的,是新一代巨型机的杰作,当即决定把瞄准目标转向Cray-1,重新设计既符合中国国情又与国际主流机兼容的总体方案[14]。1978年12月,建立在一个较高起点上的785工程总体方案获得批准。
2•2建立垂直的工程指挥系统
785工程立项后,即建立了由国防科委、国防科技大学、计算机系(所)、研究室和专业组构成的组织系统。国防科委组成785工程工作组,张震寰[15]副主任担任领导、组织协调。张震寰自20世纪50年代中期起,便协助聂荣臻、张爱萍组织“两弹”的研制,主抓试验工作。国防科技大学成立785工程领导小组,张文峰副校长担任组长,下设785工程办公室。计算机研究所分为教学、科研两大块,其中,科研人员按亿次巨型机的构成,分成若干研究室,室下设专业组,形成所、室、组三个层次。张震寰采取“一竿子插到底”的垂直指挥方式,亲自带领工作组定期到工程一线,调查研究,解决问题。他经常把电话直接打到计算机研究所下辖的室、专业组和车间,做到处理事情不过夜。工程涉及的境外订货,凭电话“热线”办理,按正常程序需几个月才能办成的事,缩短在几天完成。学校785工程领导小组、办公室主任也经常深入工程第一线。为保证及时通报工程进展情况,国防科技大学组办了“785工程简报”,将工程进展情况及时上报有关领导部门和单位。在这个工程指挥系统中,慈云桂担任了多重角色:作为副校长兼计算机系(所)主任、学校785工程领导小组成员,具有行政指挥权力;同时,作为785工程总设计师,直接负责技术工作;此外,上至直接接受钱学森、张震寰等领导的指示,下至深入到研究所各研究室、专业组以及工厂、车间,在整个工程中发挥了不可替代的作用。
2•3组织各种相关力量,联合攻关、协同作战
785工程上马之时,正值“”后第一批大学生入学,教学和科研工作全面展开,研制、设计、生产人员十分缺乏。在各级领导的大力支持下,陆续从校内、外调入近百名技术干部。国防科委司令部从各基地抽调50名战士集中培训,从事785工程试制、调试的辅助工作;招收100名知青经过政治和业务集训后,参加785工程的生产。“大力协同”是对研制原子弹工程的重要批示[15],也是中国成功发展尖端武器的重要经验。鉴于785工程研制力量的短缺,“必须发扬社会主义大协作精神,组织各种相关力量联合攻关”。一方面在校内与各系及相关部门协作,另一方面与校外相关单位协作。这些协作,按其内容、方式及深入程度的不同,分为五大类,即直接参研、提供设备器材、人力支援、给予技术支持和参加试算,共计48个单位。为使研制出来的巨型机能够及时、有效地发挥作用,785工程开始不久,用户便派技术人员到计算机研究所参与工程,同步学习、掌握巨型机的使用、操作及维护。为解决这批协作人员的住宿问题,专门建了招待所,称其为“协作楼”。在785工程的推动下,计算机研究所(系)坚持教学与科研结合,狠抓师资队伍建设、教材建设、实验室建设,逐步形成学科专业门类齐全,包含本科、硕士、博士完整的教学体系。77级、78级和79级本科生的毕业设计,在研究室研制人员和教员的指导下,大多数是围绕785工程任务展开,既提高教学质量,又培养了技术人员,推动学科建设的发展。为保证785工程的生产,计算机研究所不仅为计算机工厂[10],抽调培养上百名技术工人,而且从国内、外购入相关设备,大大提高印制板生产、绘图与制板、打孔、层压、金属化孔、蚀刻、抗蚀镀金、外形加工、装联工艺等工艺水平[10],攻克许多技术和工艺难关。
2•4建立严格的工程管理制度
质量是工程的生命线,国防、军事工程尤为如此。为保证785工程按时按质完成,计算机研究所制定了一系列严格的设计、生产、保障等管理的规章制度。首先,制定了从设计研制人员到生产、加工、组织管理等一系列岗位责任制。整个工程期间,要求“严格岗位责任制,认真贯彻执行规章制度,提高产品质量,杜绝各种事故。……决不能迁就敷衍”。在研制设计层面上,所领导定期召开各室领导、各部分技术负责人的联席会议,讨论、解决工程研制中出现的问题。后逐渐形成每周一次的协调会制度。计算机工厂也建立相应的生产协调会制度。其次,成立器材设备科,负责785工程器材设备的采购、验收及经费管理。为保证工程顺利进行,实行“用采合作”方式:由科研人员提出所需器材清单及要求,器材设备科统一采购。涉及国外采购任务时,实行“技贸合作”方式:技术上由计算机所把关,贸易由相关部门专人进行商务谈判。为确保进口元器件设备及时而准确到位,有关部门简化审批手续[10]。此外,还建立器材进出库制度、请领申报制度、元器件老化筛选制度、工具申请登记制度等一整套严格的管理制度,各研究室也有专人负责器材的清理与保管。正是由于这些合理的器材管理制度,不仅保障了785工程的质量和工期,而且节省了大量资金,全部工程支出只为下拨经费的五分之一[10]。再次,坚持质量第一、可靠性第一,把“三严”作风贯彻到整个工程的始终。为保证生产质量,计算机工厂成立了质量管理领导小组,制定各类人员质量管理职责,对厂长、总工程师、科室、车间、工程技术人员直至生产班长、检验员、工人的质量管理职责,都做出明确规定,并建立严格的生产工艺规程,创下100多万个焊点无一虚焊等多个工程上的纪录,保证了工程的顺利完成。
2•5开展“以人为本”的政治思想工作
政治工作历来是中国大工程成功的保证。要想把有专家学者、工程技术人员、战士、工人、知青和政工干部组成的团队,长期集合在一个专业领域中,以创造精神和高超技术团结协作,不断做出贡献,没有共同的理想信念、思想基础、传统作风,是不可能达成的。政治工作在工程创新尤其是国防科技工程创新中发挥着重要作用,是中国大工程最重要的特征之一。计算机研究所注重理想信念教育,要求全体研制人员具有坚定正确的政治方向,竖立国家利益至上的观念,把个人的价值实现同国家计算机事业、国防科技事业联系起来。在工程实施的各个关键时刻,通过思想教育、动员会、总结表彰等各种方式,强调“任务光荣、责任重大”,“是立了军令状的,是极其严肃的问题”,大大提升研制人员为国增光、为军服务的政治热情和集体荣誉感。同时,785工程各基层党组织,始终注重将政治工作与科研、技术与生产工作相结合,紧紧围绕“弘扬献身国防、无私奉献和我军优良传统,倡导开拓创新、集智攻关和团结协作精神,坚持科学求实、质量第一和三严作风”这一主题展开。政治工作者深刻认识到,巨型计算机的研制是一项长期、艰巨的事业,需要付出极大的创造性劳动。政治工作的目的,在于激发全体研制人员的工作热情。因此,政治工作不能仅仅停留在讲大道理的层面,更要注重人文关怀,积极解决涉及研制人员切身利益的晋职晋级、学习进修、出国考察、夫妻分居、住房改善、子女教育、日常生活等一系列实际问题,解除大家的后顾之优。政治工作者的这些努力是卓有成效的。正是通过亿次巨型机的研制,逐步形成大家一致认同的“银河精神”:胸怀祖国、团结协作,志在高峰,奋勇拼搏。
3相关启示
通过以上分析,我们可以得出这样一个认识:银河亿次巨型机工程的顺利完成,与其正确的指导思想和合理有效的组织管理是密不可分的。其中的一些思想观念和组织管理措施,对于当今的工程创新尤其是国防工程创新,具有一定借鉴意义。概括起来主要有以下几点:
3•1国家支持与国家意志的集中体现
重大工程项目往往与国家利益、国家安全密切相关,它不仅包含着工程技术的综合集成,而且受国内外政治、经济、军事和文化等诸多因素的影响与制约。巨型计算机对当今人类社会的影响是不言而喻的。然而,现实中“用精度高、速度快的巨型机来解决的问题并不太多”,加之技术风险大、研制费用巨,不是某一个部门、单位能够独立承担并完成的。因此,必须在国家层面上,进行规划、决策、组织、协调与管理,并提供足够的人力、物力、财力的保障。银河亿次巨型机正是在国家鼎力支持和组织保障下完成的。它不仅填补了中国巨型机技术的空白,而且在国防尖端技术和石油地震勘探领域得到实际应用,促进了中国计算机技术的发展。然而,亿次巨型机工程完成之时,就已落后世界先进水平[13],其应用也非常有限。从这个意义上说,它本身的政治意义大于技术意义。它不仅充分表明中国改革开放的必要性和“独立自主与引进吸收相结合方针”的正确性,而且在一定程度上打破西方对中国的技术封锁,帮助中国人建立自信,向世人昭示中国人在高技术领域中是能够有所作为的。因此,亿次巨型机是大工程更是大政治,是国家意志的集中体现。
3•2两弹一星工程组织管理模式的示范作用
统一领导、行政和技术两线式指挥、总设计师制、“集中力量、大力协同”以及预先研究、计划评审技术(programevaluationandreviewtechnique,即PERT)等,是两弹一星工程总结出来的宝贵经验。银河亿次巨型机工程的决策与组织管理,以两弹一星工程为示范,并加以发展。如“一竿子插到底”的垂直指挥方式,“预先研究+模型机研制”(通过对模型机的生产、组装、调试、试算,及时发现和解决问题,积累经验,避免浪费)等。但有些方面还做得很不够,1979年钱学森视察785工程时就曾指出:亿次巨型机工程,从制定计划到组织管理,要使用先进的管理经验,如PERT,要提高效率,要进行质量控制。
3•3工程质量与规章制度的可靠保证
质量是工程的生命线,也是巨型机运行稳定可靠的重要保证。在工程的研制、生产、测试、质检等各个环节中,通过制定一系列的规章制度和岗位责任制,坚持“三严作风”(严肃、严密、严格)、“十六字方针”(严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失),从而有效地控制了工程质量和进度,按时保质达成设计目标。
3•4领军帅才与优良传统的有机结合
慈云桂院士作为国防科技大学副校长兼计算机研究所所长,是亿次巨型机工程的总设计师。他具有战略眼光,对新技术敏感,开拓进取,勇于创新,在总体方案、关键技术以及整个工程的组织协调方面,发挥了重要作用。在他的领导下,这支团队相继产生一名科学院院士、两名工程院院士,并为国防科技领域培养出一大批优秀技术人才。发扬我军艰苦奋斗优良传统、团结协作、无私奉献和勇攀科技高峰的银河精神,始终是支撑这支队伍从事巨型机工程创新的理想信念与内在动力。
14所大学计算机工程课程设置
计算机工程是涉及现代计算系统、计算机控制设备的软硬件设计、制造、操作的科学与技术，建立在计算、数学、科学和工程学的基础上，主要研究计算机处理器、多处理器通讯设计、网络设计和存储器体系，着重研究硬件设计以及与软件和操作系统的交互性能，如嵌入式系统、分布式数据与大规模存储系统。绝大多数美国学校的电气工程和计算机工程是在一个系，除数学、物理等基础科学知识外，课程体系主要包括计算机科学和电气工程等学科的相关课程、设计和构建计算机系统及基于计算机系统的相关软硬件课程。培养的学生应具备从事计算机系统工作的能力，或具备基于计算机相关系统进行分析、设计、应用和集成工作的能力，具有扎实的计算机基础理论、良好的科学素质和工程实践能力，包括良好的团队合作和人际交流沟通能力[5]。下面主要介绍美国这4所大学的计算机工程课程设置情况。
1.1UIUC计算机工程专业本科课程设置
UIUC计算机工程专业学生需要修满128个学分，这些课程分为如下7大类：1)科学基础与数学课程(31学分)，包括数学、物理、化学在内的10门课程。2)计算机工程核心课程(34学分)，这些课程重点介绍计算机工程领域的基本概念、基本原理、基本实验方法和技术，共有10门课程。3)专业基础数学课程(6学分)，包括离散数学和概率、工程应用两门数学课程。4)写作课程(4学分)，1门写作原理课程，主要讲授研究报告的写作方法。5)专业技术选修课(23学分)，其中1门必须选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程之外的课程，其他必须均选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程。这些课程强调计算机工程实践中用到的主要分析方法和设计原则。6)社会科学与人文科学课程(18学分)，这些课程被工学院认可并满足学校对学生社会科学与人文科学课程通识教育的要求。7)自由选修课程(12学分)，这些几乎没有限制的选修课可以让学生学习任何领域的知识。学生可以在计算机工程专业深入学习课程，也可以学习生物工程、技术管理或语言等课程。
1.2普度大学计算机工程专业本科课程设置
普度大学计算机工程专业学生需要修满125个学分，这些课程分为如下6大类：1)通识教育课程(24～25学分)，包括6～7学分的两门交流技巧课程和18个学分的社会与人文学科选修课程。2)数学课程(21～22学分)，数学课程有两种套餐，各6门课，学生可以根据自己的情况任选一种。3)科学基础课程(18～19学分)，包括物理、化学、生物及面向对象编程等5门课程。4)工程基础课程(7学分)，包括工程导论两门课程及计算机工程和计算机科学以外学科的工程学科选修课1门。5)计算机工程专业课程(49学分)，包括32～33学分的13门计算机工程专业核心课程；两门共计1学分的研讨课程；2门3～4学分的高级设计课程；2门8学分的研究生课程；1～2门计算机专业选修课程，使计算机工程专业课程总学分达到49学分。6)任选课程(4～6学分)，根据辅修要求或个人兴趣，任选课程可以从理学院或文理学院中适合工科学生的数学、科学课程中选择，目的是使总学分达到125学分。
1.3伊利诺伊理工学院计算机工程专业本科课程设置
IIT计算机工程专业学生需要修满130～134个学分，这些课程分为如下3大类：1)限选课程(109学分)，学分分配如下：计算机工程专业限选课程47学分，包括计算机工程和计算机科学两类课程；数学限选课程24学分；物理限选课程11学分；化学限选课程3学分；工程科学限选课程3学分；社会科学与人文学科限选课程21学分。2)选修课程(15～19学分)，包括专业选修课程9～12学分，其中含1门硬件设计选修课；科学选修课程3学分。3)跨专业实践项目课程(6学分)，包括IPROI跨专业实践项目I和IPROII跨专业实践项目II两门课程。
1.4西北大学计算机工程专业本科课程设置
西北大学计算机工程专业学生需要修48门课程，这些课程分为如下7类：1)通用工程方法、数学、科学基础课程(15门)，必修计算方法与线性代数GenEng205-1、线性代数与力学GenEng205-2、动态系统建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4门通用工程方法课程；必修微积分(I)MATH220，微积分(II)MATH224，微积分(III)MATH230及多元积分与矢量微积分MATH234四门数学课程；必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3两门科学基础课程；从McCormick工学院科学基础课程中任选其他2门课程；另外必修IDEA106-1工程设计与交流(I)、IIDEA106-2工程设计与交流(II)两门工程设计和交流课程。2)工程基础课程(5门)，必修4门，包括EECS202电气工程导论、EECS203计算机工程导论、EECS211编程基础(C++)、EECS302概率系统与随机信号，并从McCormick工学院工程基础课程热电力学、系统工程与分析、材料科学和流体与固体中任选1门。3)交流与社科人文学科课程(8门)，选修GenCmn102演讲或GenCmn103课程的其中1门，另外选修7门满足McCormick工学院要求的社科人文学科课程。4)专业核心课程(5门)，必修EECS205计算机系统软件基础、EECS303高级数字逻辑设计、EECS361计算机体系结构、EECS311数据结构与数据管理和EECS343电路基础这5门课程。5)技术选修课程(10门)，西北大学计算机工程专业分高性能计算、VLSI与CAD、嵌入式系统和算法设计与软件系统4个方向，每个方向开设若干门技术课程，每个学生必须在这4个方向中选修5门课；从专业基础课程EECS213计算机系统导论、EECS222信号与系统基础、EECS223固态工程基础、EECS224电磁场与光学基础、EECS225电子学基础5门课中根据学习方向选修2门；剩下3门从计算机科学、计算机工程、数学、科学基础等课程中选修，如可以是生物学BIOL210-1,2,3和化学原理CHEM210-1,2,3课程，也可以经申请同意选修相关计算机工程研究生课程。6)自由选修课程(5门)，共修5门，学生可以根据自身情况和兴趣爱好自由选修。若从未学习过任何计算机编程语言，建议其中1门选修编程入门(Python)EECS110课程。7)高级项目课程(1门)，至少在微处理器系统项目EECS347-1、计算机体系结构项目EECS362和VLSI设计项目EECS3923门课中选修1门。
24所大学计算机工程课程设置特色
4所大学计算机工程本科专业的课程设置都通过美国工程教育认证机构ABET的EC2000指标体系认证，有如下特点：
1)注重基础知识的学习，在贯彻通识教育中培养学生的各种能力。基础知识直接决定学生未来的发展潜力[7-8]，而基础知识的掌握通常是通过通识教育实现的。与我国高校通识教育不同的是，这4所美国大学按照各种完整的项目组织基础知识，让学生在基于项目的学习中形成各种能力。他们还特别重视人际沟通能力的培养和学生对广泛深入的人文社科知识的理解，使所有工科学生在数学、物理、信息、物质、生命、技术和能源科学方面及人文社科方面打下广泛的基础。这种比知识更重要的能力是学生取之不尽、用之不竭的资源。普度大学第一年的工程基础培养及UIUC第一年的计算机工程训练从一开始就围绕能力培养，使学生能更好地理解和应用所学的基础科学和数学知识。
2)注重相关学科的交叉和融合，培养学生跨学科处理问题的本领。现代工程是一个复杂系统，不是狭隘的技术知识背景所能胜任的。解决现代工程问题要求工程师能够打破学科壁垒，把被学科割裂开来的工程再还原为一个整体。这要求学校在课程设置上必须充分考虑学科的交叉和融合，为学生提供综合的知识背景，以利于复杂工程问题的解决[6,8]。UIUC、普度大学、西北大学和IIT在课程设上均体现了学科交叉、学科融合的思想。UIUC规定学生在技术选修课中必须选1门计算机工程和计算机科学系以外的课程，例如宇航工程、农业与生物工程、土木工程、化学工程、生理学、生物工程、生物物理学、生物化学、大气科学、天文学、材料科学与工程、机械工程等。普度大学的计算机工程专业学生也必须选修1门电气工程和计算机工程领域以外的课程，以满足工程拓宽要求，可以是航空力学、化学工程计算、噪音控制、核工程导论、材料结构与特性、环境工程中的物理化学原理、环境可持续工程以及运筹学-优化、运筹学-随机模型中的任何1门。西北大学的计算机工程本身就是该校电气工程和计算机科学交叉和融合的结果，学生除必须选修科学基础选修课中的普通物理-电磁学、普通物理-波现象和现代物理外，还必须在遗传和进化生物学、工程分子和细胞生物学中任选1门。IIT规定科学选修课必须选1门生物学、材料科学、化学原理，工程选修课必须选1门机械学导论或热动力学。
3)强调工程实践能力培养，培养学生“以解决问题为中心”的工程设计能力。工程本身就意味着实践，意味着更加重视工程实际和工程的系统性和完整性。这4所大学都十分强调学生工程实践能力的培养，在课程设置上不仅有丰富的实验课程，而且通过更为灵活多样的基于项目学习(Project-basedLearning)课程培养学生的实践能力。如IIT有IPRO跨专业实践项目，西北大学要求学生在微处理器系统项目(EECS347)、计算机体系结构项目(EECS362)、VLSI设计项目(EECS392)等项目课程中必须至少选修1门。普度大学要求学生选修电气工程设计导论(ECE402)、计算机设计与样机(ECE437)、操作系统工程(ECE469)、编译器与翻译器工程(ECE495S)和数字系统高级项目(ECE495C)等项目课程。UIUC则有计算机组成与设计(ECE411)、高级数字系统项目(ECE395)、微处理器项目(ECE412)、数字信号处理项目(ECE410)等项目课程供学生选择。
4)发挥和保护学生的个性及兴趣，激发学生的自主性和创造性。工程教育应该在最大程度上发挥学生的个性并促进其创新能力的发展。在专业学习中，学生可以根据自己的水平、学习兴趣、个性特长选择不同的课程，从而促进个性和创造性的发展。为学生提供不同的培养计划是这4所大学的共同特点。西北大学为计算机工程学生提供了高性能计算、VLSI与CAD、嵌入式系统和算法设计及软件系统4个不同的学习路径。UIUC、IIT及普度大学则采用庞大的选修课程及明确的课程分类，使学生可以依据兴趣爱好自行组织课程和学习内容，以发展个性，提高创新能力。
5)坚持课程设置机构的开放性，改变只按学科知识、由教师单方面设置的做法。在课程设置机构方面，这4所大学均根据产业界对计算机工程师的能力、素质、技能和知识等要求，学生求职的需求，毕业校友学习和工作的经验反馈及ABET2000指标体系，成立由有工程背景的教师、产业界、教育认证机构、学生及毕业生等利益相关者组成的专门委员会，讨论、确认、不断改进计算机工程专业的课程体系及教学大纲。这与我国由高等院校计算机科学与技术专业教学指导委员会主导、以学科为导向，追求知识完备性为基础，由缺乏产业经验和工程背景的教师确定的课程设置和教学计划相比，在满足学生求职和产业界需要等方面有明显优势[8]。
3改进我国计算机科学与技术本科专业实践教学的思考
截至2006年，我国高校工科专业在校生为600万人，其中计算机相关专业在校生近45万人，在规模上基本适应我国经济社会发展的需求。问题是我国计算机工程教育与计算机工业界脱节较严重，不同类型、层次学校的培养目标趋同[8]。通过深入研究、分析和比较美国高等学校计算机工程专业的培养目标及课程设置特色，我们深刻认识到我国工科院校计算机专业本科教育存在的诸多弊端。比如工程实践环节薄弱；工科教师队伍的非工化趋向严重；评价体系错位；课程体系落后，学科交叉欠缺，导致创新与实践双向不足，计算机毕业生得不到产业界的认同，普通工科院校计算机专业毕业生就业率低下。以下是我们对工科院校计算机科学与技术本科专业实践教学改革的一些思考：
1)计算机科学与技术本科专业实践教学的改革应从培养目标、课程体系、师资建设和评价体系、产学合作等方面综合考虑。
2)从培养目标上，工科计算机人才培养应从学科导向转为求职导向，也就是以产业需求为导向。这使学生能形成胜任今后工作的能力，成为合格的公民和称职的产业人员，而不仅仅是只掌握系统、完备的学科知识。
3)课程体系要符合大工程观的要求，注重学科的交叉和融合，强调基础知识的同时强化对学生实践能力的培养。实践教学应加强实验课程、项目课程和企业实习项目的建设，强调做中学、用中学，提倡学生的主动学习和实践是实践教学改革的重点内容。
4)评价体系涉及如何评价学生的学习效果，是关系到教学是否能达到培养目标的重要因素。如果要培养符合计算机产业界需要的具有各种能力和素质的工程师，以理论考试为主评价学生能力的评价体系就尤显片面。如何制定科学有效的评价指标，对学生的各种能力进行综合评价，特别是在基于项目的实践学习中对学生的团队合作能力、交流沟通能力、解决工程实际问题的能力进行科学评价，是一个有待探索的问题。
5)工科院校的师资队伍建设不应片面追求高学位和高学历。一方面应加强对现有教师实践环节的训练，鼓励大学教师到产业界兼职、进修和实习，通过必要的产业实践提高他们理论联系实际的能力，加强他们对产业发展需求的了解和认识；另一方面应聘请产业界具有丰富理论及实际经验的工程师到工科院校兼课，帮助学生了解工程实际，指导他们应用理论解决实际问题。
6)目前，产学合作主要体现在校企科研项目联合攻关、科研成果转化等方面。今后，我们应将产学合作有计划、有步骤地深入到工科高等院校计算机专业的课程设置、教学内容制定、实践项目课程教学、教学评价、师资培训等方面中去。
1现状分析
培养高质量的软件开发人才一直是社会和行业关注的焦点。早在11年前，对于工程教育的迫切性就被人提出来［1］。工程教育本身也作为一个系统问题被讨论［2］。现在从国家层面在战略上建立了软件学院进行专门培养，各个高校也不断推出新的课程、新的措施方案。在这一领域虽然比过去似乎已经有了翻天覆地的变化，但来自企业的呼吁似乎一直反映出诸多不尽如人意。更多的思路希望将企业的力量直接引入到教学，比如实训基地等［3］;而国家层面也非常关注实训［4］。但实际效果可能变得流于表面，因为企业往往难以将核心的工作拿给学生做，而其训练的项目也并未从更全面系统的角度去设计，其锻炼效果就有限了。在软件开发这一领域，由于其具有变化迅速，新技术不断涌现的特点，导致不少在教育内容上选择了追逐新技术、新语言、新平台，以能用会用这些流行主流技术为目标。典型的代表就是北大青鸟，有些二本的学生在毕业前专门花钱去青鸟学习，似乎可以看到这种教育的优势。但另一个矛盾的情况是，往往那些关注员工后劲的公司却不愿意招聘青鸟的学生。如果将目光投向国外的顶级大学，例如斯坦福，其教学上并没有去“依赖”校企合作，以及很热门的“实训”。其核心课程依然是过去的传统经典课程。以一个研究生为例，一学期能修2门课是正常，3门就很优秀。它并没有追逐所谓的新技术。但无人质疑其学生的工程能力、科研能力和创造能力。
2什么是计算机工程能力的核心
什么才是我们软件开发教育的核心知识架构，怎样才能培养学生可持续发展的核心竞争力?我们调查过一些非常高水准的软件开发者，发现他们往往在底层软件上持之以恒地进行长时间深刻的锻炼，然后在未接触的新领域才能非常迅速地掌握核心。例如，一个非计算机专业的系统分析员曾经“只”在DOS这种原始的操作系统下玩了10年，甚至自己写过一个汉化的DOS。他只有书本上的一点点网络知识时，就用一两天时间解决了一个学通信的研究生1个月都不能解决的网络故障。这是一个典型的例子，他并没有“实际的”网络经验，什么使得他如此轻松地进入了新的领域呢?而另一个曾就职于vmware、google等顶级公司的程序员，在Unix下只用C语言做了10年系统级编程。当用Java，C++甚至是javascript时，其学习时间只是1天，很快就比做了几年专门java编程的程序员还精通。如何才是软件开发人员的本质力量?什么才能让他们在变化万千的新技术面前屹立不倒，乘风破浪?
2.1计算机工程能力
我们认为计算机工程能力包含两方面的内容:(1)核心知识架构;(2)计算机的思维方式。什么是核心知识架构呢?是反应该领域最基本规律和支撑技术的知识。简单地说就是传统的操作系统、编译、数据库。操作系统将硬件、软件、高级语言和汇编融汇在一起，它几乎包括了软件工程中所有重要的因素。举一个简单的例子，似乎只有面向对象这种“高级东西”才有的虚函数运用，其实在Linux中就有相应的虚文件系统。操作系统是最为复杂的计算机工程之一。编译融汇了大量的算法，而且能让大家真正看“穿”语言的外表，深入到其内里，体现了最根本的计算机技术。其优化技术，也深刻地和硬件交融在一起，很好体现了底层风范。数据库，不仅是运用算法最多的地方，甚至是超越操作系统的一个复杂的系统，从缓存技术到i/o优化，到索引，再到事务处理，无一不是反映计算机最深刻规律。大家可以发现，所谓核心知识架构，都具有两个特点，反映本质规律，体现软硬融汇交织。也只有这样，才能建立下面谈到的“计算机思维方式”。
2.2核心知识架构
为什么我们没包括一些新兴的语言和技术呢?似乎它们很“实用”。而且已经出现的问题是，按照传统科目和方式学习后，学生在企业什么都不会。这也正是大家关注工程教育的初衷。为什么不强调这些新兴实用技术的教育还在强调“古老”的“基础”。计算机领域一个显著的特点是，表面上知识更新非常快，新技术、语言层出不穷。这很容易导致当我们发现学生能力欠缺时，将问题归罪于新技术的学习不得力，知识结构老化。但其实目前的问题可以从另外一个角度考虑，是否是基础教育不得力?分析国外著名大学，如斯坦福、伯克利的课程，我们发现两个特点:(1)关键的基础课程，如操作系统、编译原理、数据库，始终是其最重要的课程，并没有过分追逐各种“新潮”技术。(2)学生一学期能修的课程非常有限，一般为3门课。而国内却呈现相反的状况，比如编译原理被降到了选修课的角色，新潮课程层出不穷，一个学生二年级一学期要修13门课。在这种走马观花的状况下，计算机这种具有强烈“手艺”色彩和工程实践的学科，被完全纸上谈兵化。而一些可怜的实验内容，还被学生的复制拷贝所湮没。我们认为，恰恰是这种情况，使得基础核心知识教育没有工程化，没有充分动手，导致了基础知识教育某种程度上的巨大失败。从以下鲜明的对比可以窥见问题的端倪:国内学生反映操作系统课程是文科课程(只需要背条款考试即可);而相对地，国外著名高校操作系统课程要求学生实现“小”操作系统。国内数据库只讲其应用(如大量讲解sql等运用，sql即使非计算机专业人士也很容易学习，这也是它被发明的初衷)。斯坦福的数据库课程中有一门需要实现一个数据库系统。在笔者走访的计算机工程上优秀的人才，发现其共同的特点就是在诸如操作系统或数据库上都有很深入的学习经历，比如前面提及的自己构建过汉化DOS系统，或者在Unix下，做内核以及驱动很多年等。而当他们接触新技术时，之前深刻的经验和淬炼的思维就让他们如虎添翼，快人一等。更有甚者，国外真正的最顶级专家，都是在这些领域有无与伦比水平的专家，从delphi的缔造者，转战到微软并入主.net平台的开发，也可看到雄厚的底层知识和能力的巨大作用。所以“老”知识并不是障碍，而是通向天堂的阶梯。究其原因，就涉及到工程能力的第2个方面，计算机思维方式。
2.3计算机思维方式
对非专业人士它是很抽象的概念，而对真正专业人士，这又是一个非常鲜活的概念。这里限于篇幅，我们只举一个简单的例子。面对在C++中外部代码如何直接修改私有变量的问题，计算机的思维方式就是:对象也是放在内存中，只要能拿到对象的地址，并知道对象的布局，那么就可修改。而没有建立这种思维的人，就完全被高级语言的语法所左右，无从下手。一句话，无法看到本质，没有从下而上的底层思维。核心知识课程的有效深入教学和计算机思维方式建立有何直接关系呢?我们认为核心知识因为其反应了计算机本质规律，而且从底层建立起来，所以对其深入掌握运用后，它从开始的逼迫到最后的陶冶，最终潜移默化地让受众建立起“计算机思维方式”。而这正是计算机工程师安身立命之本，就如同音乐家有其独特的音乐思维方式一样。为什么诸如java之类的课程于建立计算机基本思维不太合适呢?因为它更高层，无法让学生看到最下面。而唯有彻底、深刻和系统的底层淬炼，才能真正建立起“计算机思维方式”。
3如何打造强大的计算机工程能力
大家一方面指责基础课程的“空洞”、“无用”、“陈旧”;另一方面在不断开设的海量新课和技术中压得学生更加远离编程，远离实践。即使能培养出熟悉某种语言的学生，也无法看到他们和培训学校有何不同。实训也似乎没有根本解决问题，我们在实践中发现，往往是那些自己醉心于编程的学生最后有着卓越的表现。让基础知识能支撑和指导实践，而非仅仅“符号”，并引导学生进行高效的实践。
3.1“3块连一线”，4门基础课程整合打造核心知识架构
我们将4门基本课程进行贯通式整合，着力塑造学生的“计算机思维”。下层的是3门基础课(在上一小节探讨了其在工程能力训练上不可替代的重要地位)，对软件开发环境产生支撑。而软件开发环境又通过精心的设计和工程实践，从应用角度将3门课程所学的知识串联起来。从而将基础知识和工程开发更有机整合在一起。首先，阐述为什么将以上课程整合在一起的理由。要回答这个问题，必须先回答什么东西支撑了优秀程序员。在我们的调查人员中，无一例外地都具有很深厚的底层软件开发背景。有长期从DOS的Hack入手的;有长期从事Unix内核编程的;有从Windows的driver起步的;有以反汇编逆向为根基的。长期在最底层的经历，使他们建立了最真实和能触摸的系统观，能以计算机的方式思考。所以面临新技术时，他们能透过新形式很快把握其精髓，深刻地把握其实质。“太阳下面没有真正的新事物”，例如号称21世纪最新的重要的软件技术AOP(AspectOrientedProgramming，AOP)，其实在20世纪60年代就出现在了汇编一级的软件技术中，它本质就是钩子技术的系统化。在底层的软件世界，我们不仅能够用到那些所谓的最新的技术，而且能看到其本质(我们可能就是用机器码自己构建出来的，而不被新技术的华丽外衣障目)。这些使得具有底层经验的开发者，更有创造力，更能创造，也更能洞察迷乱后的本质，庖丁解牛，解决那些异常复杂的工程问题。举一个笔者遇到的真实例子，一个具有深刻底层经验的程序员(一直只有C语言和操作系统编程经验)和一个只有深刻Java经验的程序员，在同时学习Javascript的闭包概念时，后者一个礼拜都还有些似是而非。前者很快就能自如运用，且最后指点了后者1个小时，后者顿时豁然开朗。这是典型的“新”与“老”，上层和底层经验在面对新事物时的对比。既然底层软件赋予我们如此强大的能力，那么哪些是底层软件呢?大家公认，操作系统、编译和数据库由来就是计算机工程自身的根基。所以，我们必须将这3门课涉及的知识好好淬炼。而如何将3门课的知识和我们日常的软件开发联系起来呢?如何用它们指导平时程序的开发呢(我们大多数是开发用户级软件，不会开发内核软件，因此许多人认为几乎整个在内核中的操作系统对用户级软件开发无从指导)?另一门课，《软件开发环境》解决了这一问题。它有一条主线，通过反汇编将C语言和汇编串联起来，让系统级的知识从高级语言的面纱下展现出来。同时用逆向工程这把庖丁之刃，将编译、链接、面向对象等软件开发中的重要知识块剖剔，让底层与上层贯通一气。而逆向的技术技巧，本身也是非常高级的软件开发技术。因此，我们用“3块连一线”来总结4门课的关系是最好不过了。为什么不纳入语言课程，比如C/C++语言?从我们的工程经验来看，语言只是计算机原理和思想的载体，是表述方式而已。为了表述形式而专门花大力气是不值得的。比如，国外的著名大学很多都不开设语言课，在其他课程作业中必须用C语言编程，学生们就在那里锻炼了。真正的语言的力量并非来自语言本身，而是底层知识为支撑的项目锻炼。我们的思路是以构建式完成大量的完整系统的编写，这样就很好锻炼了软件开发和工程能力。同时，“软件开发环境”本身从逆向层面也对语言有了深刻的剖析，这是纯粹的语言课难以完成的。另外，从大纲安排上，我们在大一就会让学生用C语言来初步接触程序编写，这时并不适合放入太高级主题。而在教学中，语言的力量已经渗透到一个个工程构建中，随风潜入夜了。为什么不纳入算法课程?从某种程度上，“程序就是算法与数据结构吗”?我们认为在系统中运用算法，算法才具有生命力。而编译、操作系统、数据库以及我们专门设立的一些课程设计将全面运用各种算法和数据结构。在实战中运用并学习提升才是王道。这也正是构建式学习的精髓所在，这也正是探索式学习培养学生的创造能力的精髓所在。算法课已经为我们准备了元件，就看你怎么去组装甚至改造。
3.2以构建主义的思路，深度实践的风格改革课程
前面我们论述了底层知识架构的重要性，那么怎么来将它们实际地建立在学生的工程实践中呢?简单地说就是“构建一个具体而微的系统”。讲操作系统就构建一个小操作系统，讲编译原理就构建一个小编译器。同时，设计一些跨度较大的课程设计覆盖这些课程的一些重点内容。构建完整系统本身就可真实淬炼工程能力，而这些内容的复杂性、难度以及运用知识点的广度，本身就超越了简单的企业实训项目，在培养人才方面具有系统性、完整性、挑战性独特优点。我们需要的是运用团队的思路和现代软件工程的手段，将其开发过程管理发起来，从而熟悉企业级开发的工具链，将软件工程学到的知识贯通到实作中。这也回答了“和以前相似的强调基础课程教育，什么特点使得我们的做法能获得强大的工程能力?”这一问题。以前更多注重理论知识的学习，而现在的做法是回归计算机工程的自身科学规律———实践为王。
3.3改革考核评价标准，充分强调动手实践
以前我们一直是卷面考试，实验分数只是象征性的点缀。这本身违反了计算机工程的特点。只有改变评价考核标准，才能真正驱动学生充分锻炼工程。在课程软件开发环境中，我们采取了平时的考试结合期末考试的方式，而两者均为软件编写。期末考试在实验室上机编撰指定题目。不强调对一些函数名等死知识点的记忆，可以用在线帮助。这本身也符合软件开发的规律。
4结束语
我们在计算机工程教育上试图做一些回归本质的工作，也取得了一些效果。比如在软件开发环境中，学生普遍认为:“似乎将3年学的程序课全学习了，收获很大”。更有同学，在外企公司的面试中，直接运用了课堂上的知识，这在传统的教学环节中是难以获取的。但整个工作尚在起步阶段，所以仍有很多工作需要做，许多环节需要优化。我们希望在以后的工作中更深入探索工程教育的规律和本质。
一、引言
近年来,我国高等教育规模迅速扩大,高等教育已从精英教育步入大众化教育阶段。在大众化教育阶段,社会对人才的需求呈多样化,尤其对既有扎实理论基础又有较强实践能力的工程型人才的需求更为迫切[1-2]。一般工科院校在全国高校中占绝大多数,他们是国家培养工程技术人才的主要基地,是我国实现走新型工业化道路目标的主力军。虽然许多高等院校一直认为自己培养的是工程型高级人才,但在培养方案的制定与实施过程中重知识传授、轻能力培养,重课堂教学、轻实践教学,重学科的系统性、完整性,轻人才培养模式的复合性和综合性[3]。人才培养与社会需求严重脱节,一方面,越来越多的应届本科毕业生面临着找工作难的问题,而另一方面,用人单位却感叹找不到他们急需的工程技术人才。本文在对德国、英国、加拿大等国家工程型人才培养模式进行深入研究的基础上,介绍了近年来我们借鉴国外工程型人才培养方面的成功经验,在以满足企业用人需求为目标的高素质计算机工程型人才培养方面所开展的一些探索性工作。
二、国外工程型人才培养模式分析研究与启示
(一)德国FH“企业主导型”工程型人才培养模式
FH是德国的一类以培养工程型高级人才为目标的高等学府,施行的是4年制8个学期的本科教育。FH是德语单词Fachhochschule的缩写,由Fach(专业)和Hochschule(高等学校)两部分组成。FH起源于20世纪60年代末,由于德国经济与科技的发展,社会不仅需要传统大学培养的研究型人才和各级职业教育培养的中、初级技术人员,同时更需要介于两者之间的高级工程型技术人才。1968年,联邦德国政府通过了一项协定来组建FH[4]。为了更好地开展高等教育国际合作,1998年由德国大学校长联席会(HRK)提议,德国各州文化部长联席会议(KMK)审议,FH的英文译名被正式确认为UniversityofAppliedSciences,即应用科技大学。德国的FH非常注重实践教学,企业的主导地位是其实践教学模式的显著特点。学生进入FH后,有2个完整的学期被安排在与今后职业紧密相关的企业进行实习。第一个实习学期安排在第3学期,目的是使学生在理论学习的基础上,拓宽视野、提高技能,对未来职业获得一定了解。第二个实习学期通常安排在第7或第8学期,学生在此时要承担接近工程师要求的任务,由企业中有经验的专业人员指导。FH的教授与企业里的指导人员之间保持密切的联系,共同协调,指导和帮助学生完成实习任务[5]。德国FH实践教学模式的成功得益于:学校能够高度重视学生实际动手能力和解决问题能力,并以培养学生的这种能力为目标;企业能够将给FH学生无偿提供一些实习和实训支援作为“企业行为”来看待;政府积极地给予立法上的支持[6]。我国高校近年来在校企合作工程型人才培养方面进行了大量的研究与探索,取得了一定的成绩,但由于企业在理念上对校企合作教育的认识严重不足,因而缺乏参与合作培养的热情与责任感,加之政府缺乏必要的立法支持及相关的优惠与鼓励政策,全面有效深层次的校企合作教育很难开展。
(二)英国“职业资格证书体系推动型”工程型人才培养模式
目前,英国已经建立了包括国家职业资格证书、国家通用职业资格证书以及普通教育证书在内的非常完整的在国际教育中独一无二的证书体系。完整的证书体系以及相应严格、标准的资格认证制度,促使以培养工程型人才为主的高等院校改革实践教学内容和方法,将实践教学与经济发展和生产实际紧密结合,以适应科技发展及市场需要,确保了实践教学质量和工程型人才的培养质量[6]。英国的以资格证书为中心的实践教学模式以能力培养为目标,因此,本科教育实践教学的开展必然以能力培养为目标,并建立以实际工作效果评定学习成效的考核制度,教学效果按“国家职业资格”规定进行评定。科学实用的职业资格证书体系、完善的资格认证考试体系是在高等院校中推行“资格证书体系推动型”实践教学模式的基础。近年来,我国有关部门也在积极创建各种职业资格认证考试,以计算机相关专业为例,目前已经开展的有软件程序员、网络管理员等资格认证考试,很多在校大学生都积极参加此类认证考试,但该认证考试还没有得到用人单位的广泛认可。另外我国目前的职业资格认证考试体系还很不完善,覆盖面有限,加之一直以来,普通高等教育与职业资格证书体系的关注点不同,要真正在本科教育阶段实现二者的并重还有一定困难。
(三)加拿大“以能力为基础”的工程型人才培养模式[6]
加拿大的CBE(以能力为基础的教育Compe-tencybasededucation)是目前国际上比较流行的一种教学模式,它以能力培养为中心,以胜任岗位要求为基础,其最大特点就是不从传统的“学科本位”模式出发,而是从围绕着从事职业工作所需要的知识、技能来制定培养方案,决定教学方法、步骤、内容及考核方式,从而保证学生具备从事某种职业的较高实践能力,使理论与实践紧密的融合在一起。我国高校,尤其是以培养工程工程型人才为主的一般工科院校,可以借鉴CBE的指导思想,根据自身的实际条件,通过充分的社会需求调研,确立反映社会需求的专业人才培养目标体系;并根据人才培养目标,分析胜任岗位所应具备的能力体系;并以此开发专业课程,制定科学合理、具有内在逻辑联系的专业教学计划;在专业教学计划的指导下,科学设计课程教学目标、教学环节、教学方式、方法、评价体系和质量标准等。由此,形成以社会需求为导向的,高度重视学生实践能力的工程型本科人才培养的实践教学模式。
三、我国计算机工程型人才培养模式探索
从以上对有关国家工程型人才培养模式的分析可以看出,不论采用何种模式,都是以培养学生应用能力为最终目标,使培养出来的学生成为可满足企业需求、具有一定职业能力和职业素质、能为企业创造价值的合格的工程技术人才。近年来,我们在借鉴国外成功的实践教学模式、充分调研企业需求的基础上,在计算机工程型人才培养方面开展了大量的探索性工作,初步形成了图1所示的高素质计算机工程型人才培养体系以及图2所示的计算机工程型人才培养的组织实施框架。
(一)培养方案
符合工程型人才培养的教育理念和教学指导思想是:传授知识、培养能力和提高素质协调发展,注重对学生探索精神、科学思维、实践能力和创新能力的培养。工程型本科人才的培养目标应该是培养具有扎实的基础理论知识和较高的综合素质、具有较强的实践能力和适应性,具备解决工程实际问题能力的现场工程师。我们在加拿大“以能力为基础—CBE(Com-petencybasededucation)”的工程型人才培养模式的启发下,对社会需求进行深入调研,广泛听取来自产业界具有丰富理论和实践经验的专家意见,形成了以社会需求为导向,高度重视学生实践能力培养的工程型人才培养方案。目前计算机各专业培养方案中集中实践环节的总学时数均超过35周(四年累计);课内实验、课程设计、认识实习、生产实习以及毕业设计等实践环节都制定了严格规范的指导书或实施细则等;根据企业需求,采取了灵活弹性的专业选修课设置、考核与管理模式。为了加强与企业的联系与沟通,我们成立了西安邮电学院IT应用人才实训中心。实训中心与企业之间进行广泛深入的交流,与西安软件园、北京中关村软件园以及大连软件园建立了长期稳定的合作关系,成为中关村软件园软件人才培养基地。实训中心成为我们与企业之间沟通的桥梁,成为我们了解企业对人才需求的一个重要窗口。根据来自企业的信息及时对培养方案进行充实调整,如针对社会对对日软件外包人才需求量大,且要求人才具有一定的日语水平这一现实,我们及时在“软件工程”等相关专业培养方案中增加了日语课程;企业对学生的语言交流能力、团队合作能力等有一定要求,我们以选修课的形式开出“IT企业员工职业素质”课程,聘请企业人事部门经理、项目经理等到学校为学生授课。这些调整和合作得到了企业的认可与支持,取得了很好的效果。
(二)理论教学
1•改变传统的灌输式教学模式,探索有利于提高学生兴趣和培养学生应用能力的启发式教学模式。在知识传授过程中要坚持以人为本,遵循认识规律,发挥学生的主动性,增加实验和实习,通过认识、实践再到认识的循环使他们真正理解书本上的知识,产生兴趣。我们的中学教育基本上还是应试教育,很多学生已经厌倦了听课、考试。到了大学,如果还是延续这样的教育模式,我们的工程型人才培养将完全失败。因此要改变传统的以知识传授为主的教育教学模式,首先需要改变知识传授的方式,加强互动式教学、讨论式教学,把知识传授和实习实验紧密结合起来,同时培养学生的兴趣,发挥他们的主观能动性,开展科技活动让他们在各类活动中发现自我,增强综合素质。例如,近年来我们在C语言程序设计、微机原理与汇编语言等课程的教学过程中,在同年级学生中开展相关课程的程序设计大赛,提高了学生的兴趣,活跃学习气氛,培养了团队精神,达到了单纯知识传授教学模式不可能达到的效果。
2•建立适应工程型人才培养需要的双师型教师队伍。高校扩招后一方面越来越多的毕业生找不到工作,而另一方面经济的快速发展对高素质工程型人才的需求越来越多,很多企业都在感叹找不到合适的员工。解决目前高等教育与产业需求脱节,培养可满足企业需求的高素质工程型人才的关键就是要拥有一批既具有较高的理论水平,又具有一定的实际工作经验的“双师”型教师。目前,大多数青年教师的成长经历都是从学校到学校,没有企业工作经历,他们都具备有坚实的本学科的基础理论,但缺乏实际工作经验。近年来,我们成立了IT工程型人才实训中心,通过中心的窗口作用,与很多企业进行了广泛的交流:2006年暑假,我们派出四位教师到北京中关村软件园参加欧美软件外包的相关培训;2007年暑假有三位老师到广州周立功嵌入式系统公司进行为期六周的访问学习,直接参与到企业嵌入式系统项目组的研发工作中去;我们还先后派老师到用友软件公司、西安康奈克软件公司、微软公司、联想集团神州数码融信软件公司等进行短期的交流学习。我们要求每一位刚来的青年教师,要么参加到校内的某一个科研项目中去,要么去对口的公司进行至少三个月的交流学习。
(三)实践教学
知识、能力和素质是工程型人才必须具备的三大要素,而能力和素质的培养只有通过大量的实践活动来实现。除了加强传统的实践教学环节(课内实验、课程设计、认识实习、生产实习和毕业设计等)的组织管理和质量保证外,近年来,在学校的大力支持下,各实验室积极配合,我们积极开展了实验室开放工作。各个实验室在完成正常课内实验、课程设计以及毕业设计等任务的同时,全天为学生开放。每门课程都开发了供学生在开放实验中选做的综合性设计实验项目。这一举措既解决了正常课内实验学时不足的问题,又为学生综合使用所学知识创造性地开展实验研究工作提供了条件,受到了同学的广泛欢迎,取得了很好的效果。除了学生自由参加的开放实验外,还成立了十余个课外科技活动兴趣小组,目前,我们的五个实验室都承担了学生的课外科技活动的组织与管理工作,其中“嵌入式系统兴趣小组”安排在软件实验室;“FPGA兴趣小组”安排在电科实验室;“多媒体制作兴趣小组”安排在软件工程实验室;“网页制作及组网兴趣小组”安排在网络实验室;“计算机应用系统设计兴趣小组”安排在硬件实验室。一个兴趣小组常常出现数百学生报名的可喜景象,但由于资源和指导教师的精力所限不得已采取了一些分流的措施。近年来,学生课外科技活动项目在陕西省电子竞赛、全国大学生电子竞赛、挑战杯以及各类企业或行业比赛中获得了很好的成绩。多位一体的学生实践能力培养体系为提高学生的能力和素质起到了不可估量的作用。积极参加开放实验或科技活动同学的实践动手能力得到了用人单位的好评和肯定。
(四)校企合作教育与职业素质培养
高等教育与产业脱节是目前出现毕业生结构性就业困难的主要原因,加强与企业的合作,以满足企业用人需求为目标是解决目前问题的根本途径。近年来,我们在校企合作人才培养方面开展了大量的实践与探索,形成了多种形式并存的校企合作人才培养模式。具体有:与企业联合培养IT行业的紧缺人才,如针对软件外包、集成电路设计等人才的供不应求,举办校企联合培训班,经过培训的学生毕业后都被相关企业直接聘用;根据企业需要进行定向培养,先由企业在三年级学生中招聘,通过笔试和面试的学生,根据企业的要求与企业共同组织进行培养;与政府机构合作的分段接力式联合人才培养,建立“中关村软件园软件人才培养基地”,软件园提供课程或培养要求,学校按照中关村软件园的要求培养学员,软件园实践中心接收毕业生到软件园实训,并推荐学生在北京软件园区的企业工作;与企业联合建立3+1教育创新实验班,根据新技术发展和企业需要,前三年基本上执行原培养计划,第四年按照校企共同制定的培养计划培养学生在某技术领域所需要的新的专业知识和能力,使学生的知识结构和能力适应新技术的发展和企业的需要。例如,在国内著名的嵌入式系统公司广州周立功单片机发展有限公司与我们共同举办了“周立功3+1嵌入式系统创新教育实验班”,培养当前IT领域很多企业十分缺乏的嵌入式系统开发人才,受到学生普遍欢迎,报名十分踊跃。国内的应试教育模式更注重人才学历的培养,而在职业素质教育方面则寄托于自觉。职业素质是人才对社会职业了解与适应能力的一种综合体现,一般说来,人才能否顺利就业并取得成就,在很大程度上取决于本人的职业素质,职业素质越高的人,获得成功的机会就会越多一些。国内各大高校开始积极对计算机工程型人才职业素质培养模式进行研究和实践,但大多数学校现有的教育培养模式,无法向学生提供优质的职业素质培养的大环境,同时,在校教师也并不深入了解企业,无法实现相关授课环节。近年来,我们积极与企业合作,在毕业班学生中进行了IT人才职业素质培养,如东软的素质拓展训练,因地制宜,寓教于乐,使同学们从内心到身体都经历了一次难忘的洗礼,对自己的职业生涯和追求的目标更为坚定。这也让包括教师在内的校园一族,亲眼看到、也亲身体会到什么是真正的职业素质培养教育。
四、结语
近年来,在教育部、陕西省及学院教育教学改革研究项目的支持下,我们在计算机工程型人才培养模式方面开展了大量的探索性研究工作:以提高学生工程实践能力为目标,构建多位一体实践教学体系,由企业参与制定了人才培养方案,进行各种校企合作教育模式的探索等。在这些工作的基础上,初步形成了计算机工程型人才培养体系和组织实施框架,并取得了较好的实践效果。
1现状及发展趋势
大多数高等院校计算机本科专业涉及的硬件教学课程主要有“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”、“微机原理与接口技术”、“单片机”、“嵌入式系统”等，在新形势下部分课程内容设置显得不够合理，部分教学内容与实际应用脱节，影响了教学效果，无法完全满足教学大纲中要求的动手能力培养，更无法有效培养同学们的创新意识。目前，作为计算机教学重要专业基础课程的“数字逻辑”，要求学生掌握组合逻辑、时序逻辑电路的分析和设计方法，研究对象主要是分立元件、通用中小规模集成电路及基本的可编程器件等，介绍的方法也以传统方法为主，已无法适应目前应用的需要；作为专业主干课程的“计算机组成原理”、“计算机系统结构”，主要内容是讨论计算机的结构、各功能部件原理及设计方法，同时介绍当前的新技术、新方法，目的是让同学们熟悉计算机的结构，为以后应用和设计计算机系统打下基础。目前大家普遍采用的教材在部件设计中讨论的方法主要是硬布线逻辑或微程序设计方法：硬布线逻辑运行速度高，但缺乏灵活性；微程序设计方法有一定的灵活性，但资源占用多，运行速度慢。尽管这两种方法对于理解计算机组成原理不失为一种较好的选择，但由于缺乏实际应用背景，学生学习兴趣受到影响，教学效果也大打折扣，提高学生的动手能力、培养创新意识更是无从谈起。
“汇编语言程序设计”课程也存在类似尴尬，讨论以16位个人计算机为背景的汇编语言程序设计知识，适合入门和了解基本原理，但与“计算机组成原理”、“计算机系统结构”课程一样，由于缺乏实际应用背景，教学目标无法完全实现。随着电子设计自动化(EDA)、系统编程(ISP)、片上系统(SOC)等技术的发展，32位个人计算机的应用已很成熟，多核64位计算机应用也将逐步成为主流。嵌入式系统设计需要较强的软硬件知识综合应用能力，因此在计算机硬件课程的教学中应加大相关新技术的比例，并根据实际及时调整教学内容。国外许多知名高校本科专业的教学内容已经作了适时调整，如麻省理工学院非常注重学生的设计能力的培养，为此专门开设了“计算机系统设计”课程，要求学生在实践环节中自主设计ALU、单指令周期CPU、多指令周期CPU乃至流水线32位MipsCPU和Cache；斯坦福大学也有相似的课程和实验环节；加州大学伯克利分校和杨百翰大学在基于可编程逻辑的超级计算机研制方面也有大量成果。当前在国内，案例教学已被越来越多的人所接受，尤其是在一些法学、工商管理类高校已经开始广泛运用。案例教学法是一种动态的、开放的教学方法，目标是解决学生如何用更有效的方式获得知识以提高应用能力的问题。案例教学法具有综合性、交互性、启发性、针对性和可操作性等多种特征，它的使用大大缩短了教学理论与实际应用之间的差距，同时对教师的教学观念产生了重大的影响。鉴于计算机专业知识与实际应用结合紧密的特点，教学中尤其适合案例式教学。目前在国内计算机课程的教学中，案例教学还处于一个起步阶段，主要表现在：案例教学比例不够，没有形成完整的体系；案例数量不足，质量欠缺；许多高校尽管重视案例教学的应用，但是在案例的搜集、整理与分析等方面相对滞后；案例陈旧，缺乏代表性等。
2以ISP技术为主线改革计算机专业硬件课程教学体系和教学内容
计算机本科专业涉及的硬件教学课程按合理教学顺序一般为“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”、“微机原理与接口技术”、“单片机”、“嵌入式系统”等，一些课程可以在时间上重叠，如“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”等。由于ISP、EDA技术可以灵活地开发出具有自主知识产权的硬件产品，是目前工程实践领域和芯片设计领域运用最广泛也是最有应用前景的技术，因此在计算机硬件课程的教学中应该把相关技术列为重要内容，即以ISP、SOC技术为主线，使相关课程形成一个完整的体系，达到培养创新性人才的目的。为了实现这一目标，在“数字逻辑”课程中，应大幅增加可编程逻辑技术的比重，重点讨论用EDA方法，利用ISP技术、SOC技术设计IP核的方法，使学生对相关技术的应用及发展趋势有一个全面的理解，并具备基本的实践能力；在“计算机组成原理”课程中增加计算机设计原理和实践的内容，也可考虑再单独增加一门计算机设计课程以替代目前“计算机组成原理”课程设计，在该课程中重点讨论如何采用EDA方法，利用ISP技术、SOC技术设计计算机各部件如CPU、Cache等，通过实际应用和实践进一步加深对相关技术的理解和掌握。在“微机原理与接口技术”课程可以考虑以16位计算机应用知识入门，以讨论32位计算机的应用为重点。相应的，作为“微机原理与接口技术”课程的先行课程，“汇编语言程序设计”课程也应把相应的内容整体提升到32位，考虑到学习过程的先易后难，可以先介绍16位汇编语言程序设计知识作为入门，再对32位汇编语言程序设计相关内容展开。
单片机系统本质上也是嵌入式系统，嵌入式系统是针对应用或用户定制的完整、高效的计算机系统，嵌入式系统设计需要较强的操作系统原理、应用程序设计和硬件设计方面知识的综合应用能力，其中特别是硬件系统设计能力可以通过以上几门硬件课程的系统学习逐步培养，因此相关课程的教学内容应注意衔接，同时遵循先易后难的原则，面向实际应用，以提高动手能力、增强创新意识为目的。针对实践教学，目前相关课程的实验教学的实验项目及内容固定，大多为验证性实验，实验步骤程式化，许多同学按教学实验计划做完实验，仍然无法充分理解课程的主要内容，无法真正拥有教学大纲所要求的动手能力。更重要的是计算机技术一直处于高速发展中，高等院校的计算机教学理应不断地适应这种要求，相关的实验教学应适时地调整教学内容。解决问题的一个好思路是利用ISP、SOC技术开发出一种内容可定制的硬件课程教学实验平台，由于作为控制对象的外围电路是相同或相近的，可以设计为通用模块，而实验平台控制部分则可以利用可编程逻辑改变，以适应不同的课程。如控制部分设计为基本CPU即可做“计算机组成原理”课程的相关实验；控制部分设计为单片机即可做“单片机”课程的相关实验；甚至控制部分可以设计为个人计算机CPU，配合有关的接口电路，即可做“微机原理与接口技术”课程的相关实验等。在我院的计算机本科专业相关硬件课程教学实践中，我们已作出了一些有益的探索，如我院“数字逻辑”教学大纲已在近年作过相应调整，EDA技术、可编程技术的理论和实践教学内容的比例从原来的20%增加到60%以上，经过多年的建设，“数字逻辑”课程在今年被评定为“湖北省精品课程”；在“计算机组成原理”课程中引入利用ISP技术设计CPU软核等教学和实践内容；“汇编语言程序设计”、“微机原理与接口技术”课程中也增加了32位计算机相关内容的学习和讨论，新的实验设备可以进行32位的相关实验等，这些安排增强了学生的学习兴趣，学生学习的主动性也明显提高了。
3采用案例教学法作为计算机专业硬件课程教学的主要方法
案例教学法是一种事半功倍的教学方法，在教学过程中围绕事先精选的典型的、具有工程背景的实际案例进行讨论，可以为同学们模拟实际应用的场景，获得近似于实战的经验。为完成设计目标，同学们自然会自己主动学习，在这一过程中掌握知识，并学会应用知识，提高解决问题的能力；也能通过用不同的途径解决问题，培养创新意识。这样教师在授课中可以把精力集中于教学内容的总体把握上，而不需要过分在知识细节上消耗时间，提高了教学效率。案例教学法关键在于选择合适的案例，案例首先必须有代表性和实时性，必须是实践中的典型应用实例。在实践中应用的几率高，具有普遍意义，这样的实例在教学过程中值得花费精力讨论和设计，才是有意义的。同样重要的是案例需具有实际工程背景，学生可以面对具体的实际问题和特定的环境，有针对性地通过自主学习和思考进行设计，培养实际解决问题的能力。案例还应该形成相对固定的案例集，并具备一定的开放性，应定期对案例集进行评估，剔除一些过时的案例，增加一些新的典型应用实例。这样就保证了案例的典型性、实时性及工程背景。在教学实践中，我们把案例教学法作为主要方法，并把案例分为4类：一是问题评论型，给出问题和解决问题的方案，让学生去评价；二是分析实现型，不给出解决方案，要求学生讨论分析以提出方案；三是实际模拟型，是指在教学过程中依据教学内容，让学生分别充当不同的角色，进行模拟性的实践活动；四是发展开放型，通过案例发现新的理论生长点，讨论相关理论的发展趋势。我院在相关课堂教学中采用的部分案例如表1所示。在“数字逻辑”、“计算机组成原理”等课程的重点章节教学中，我们通过采用上述案例法，调动学生成为积极参与者，而不是消极被动的听众，在案例学习和讨论中，鼓励学生提出更多解决问题的办法，在课堂上营造出积极发表意见和争论的气氛。这样提高了学生的学习兴趣，教学效果有明显改善，学生的动手能力有了显著增强。
4总结
为实现面向实际应用提高学生动手能力、增强创新意识、培养创新型人才、确定完整合理的计算机本科专业硬件理论教学和实践教学体系的目的，我们提出了以ISP技术为主线的计算机专业硬件课程教学改革方案。它的主要内容为两方面：一是调整现有教学体系和教学内容，如在“数字逻辑”、“计算机组成原理和系统结构”、“嵌入式系统设计”等课程中以“数字逻辑”课程为先导，以ISP、SOC技术为主线贯穿于各相关课程教学过程中；在“汇编语言程序设计”、“微机原理与接口技术”等课程中把主要内容全面提升到32位等。二是在教学中运用案例法，使学生成为教学活动的主体，形成学生自主学习、合作学习、研究性学习和探索性学习的开放型学习氛围。充分发挥案例教学有利于提高学生分析问题和解决实际问题的能力、有利于促使学生学会学习、有利于促使学生学会沟通与合作的优势。实践表明以ISP技术为主线的计算机专业硬件课程教学改革，符合国家高等质量工程建设中培养创新性人才的规划，有效地增强了学生的动手能力和创新意识。我们也意识到计算机工程教学是一个复杂的过程，牵涉到许多方面，我们将在实践中探索教学规律，不断提高教学水平，进一步改善教学效果。
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