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计算机工程论文:计算机工程建设论文
1计算机科学与技术运用到工程建设项目管理的意义
1.1实现技术、经济的一体化及资源共享
一直以来，工程建设项目在管理上都采用传统的管理方式进行管理，而传统的管理方式在现如今的工程项目管理中已经不适用。并且，负责建设项目管理的工作人员管理方式落后，既不懂管理也不懂技术，导致管理出现混乱的局面。采用计算机科学与技术进行管理，将各个部门相互联系，在日常工作中交换信息，各部门的人员可以通过网络来进行技术交流，实现了技术与经济一体化。在工程建设项目管理中使用计算机科学技术，可实现资源共享，项目管理需要对信息进行跟踪、收集以及处理等，过程相当复杂，并且信息量大，只是靠人为来处理信息很容易造成信息丢失。而采用计算机处理信息则不同，将建筑工程项目各种信息资料，通过互联网进行整理、归类，以工程数据库为中心，进行科学管理。在建设工程管理中，会有很多资料，例如建议书、施工设计图、工程验收等各阶段所产生的材料，计算机系统根据工程信息的格式、类型等进行一体化管理，并根据各部门的需要将资料实现共享，使建设工程各个部门联合在一起，形成一个紧密联系的整体，更便于管理。
1.2控制物资，实现现代化管理
在建设项目管理中使用计算机可了解到物资管理的情况，并结合项目的实际情况对物质进度进行适当的调整。在工程施工中，常常需要采购工程材料，此时可通过计算机编辑限制条件，可在及时时间里了解到采购量是否满足或是大于请购量，请购量是否与设计量一致等，再采取相关措施，从而降低项目建设成本。使用计算机科学与技术还可有效提高资金的管理水平，工程项目的结算、验工计价等，均在企业内部进行，在计算机的辅助下，资金运作实现了统一管理，合理使用，满足工程需要的同时，更降低了资金的运作成本。就我国目前建设项目管理水平来看，与发达国家还存在很大的差距，我国加入WTO之后，与世界各国的合作机会不断增多，计算机技术是拉小我国项目管理水平与发达国家项目管理水平的有效途径。
2计算机科学与技术在工程建设项目管理中的应用
2.1采用计算机进行项目预算
建筑企业的生存离不开项目预算，工程项目预算是企业获得利益的关键环节，但是，建设项目预算往往比较复杂繁琐，预算人员难免在预算中出错。预算工作常常需要消耗预算人员大量的时间和精力，而所取得的效率并不高，为了解决这一问题，设计、管理部门可采用计算机来提高工作效率。采用计算机进行工程项目的概预算编制、审核等工作，计算机相关软件可达到审核、预算编制的要求，直接打印概预算资料，不仅节省了大量的时间，而且错误率低，大大减轻了预算人员的工作量。这样一来，预算人员便可将更多的精力放在经济分析上，采用计算机相关的软件，根据公式输入数据计算出预算结果，通过计算机计算出来的结果率为百分之百，不仅如此，通过计算机整理出来的预算文件十分完整，并保存简单，具有安全性，需要进行更改时，打开相应文件便可更改。预算工作量大，预算人员若是单纯进行手工预算工作，则需要消耗大量的时间和精力，采用计算机则不同，可以在较短时间内完成预算工作，并且计算结果得到保障，是提高工作效率的有效途径。
2.2评标工作
建设工程项目在施工前期需要进行投标工作，标前评审、造价询问等一系列工作都十分重要，运用计算机辅助评标工作，可将实际中的评标工作转化为电子方式评标。在招标与投标这两个项目过程中，招标的一方首先要负责的工作就是制作电子版的招标文件，电子版招标文件与传统的纸质版文件相比，更方便携带。然后招标方根据电子版的招标文件准备相关的设备，开展招标工作。至于投标方当收到电子版的招标文件之后，需要进行招标文件的填写工作，填写数据以及价格等，完成填写之后生成本件进行保存，电子存储设备上会有清楚的记录，形成一个完整的招标文件。电子版的招标文件具有较高的性，实现了公平、公正、公开的招标制度。另外，在计算机分析技术下，历史数据和招标工作存在的规律，可不断提高评审水平，使评审决策更加具有科学性。招标工作是建设项目中一个重要的工作环节，将计算机科学技术运用到此项工作中，使传统的招标文件转变为电子版文件，有效提高了招标的工作效率，使招标工作更加公平化和规范化。
2.3在审计与监理中的运用
计算机科学与技术是企业发展不可或缺的一部分，当下，我国计算机科学与技术水平也取得了很大的突破，在各个领域上都得到广泛运用。在工程审计工作中也使用到了计算机科学与技术，工程审计工程一般包括两方面的工作，一方面是投资的检查核对，另一个方面是工程量的检查及核对，工程程序复杂，并且工作量大。在此工作中使用计算机技术可有效提高工作效率，在审计中，计算机主要是充当监督和审查的角色，对已经竣工的工程项目进行审查和监督，并结合国家制度，对已经结束的工程、工期等一一进行审核。另外，在监理工作中亦可使用计算机科学与技术，近年来，我国监理工作逐渐规范，此时，将计算机科学与技术运用到其中，可有效促进监理工作的健康发展。使用计算机技术，主要是在监理过程当中，采用科学的方法来处理各种信息，达到控制监理整个过程的目的。传统的工程监理主要是通过手工的方式来处理，这样的处理方式效率低，极不适应现如今竞争日益激烈的建筑行业需。采用计算机来完成监理工作，取代手工方式，可有效提高工作效率，为企业带来更大的经济效益。审计与监理工作一直以来都是人力来完成，而这两项工作较为复杂，人工完成的过程中常常出现问题，采用计算机来完成，可使监督和审查规范化，更具有科学性，有利于建筑企业的健康发展。
3结语
我国建筑行业发展的过程当中，常常忽视建设项目管理，而建设项目管理水平与建筑质量息息相关，因此，要提高工程质量，就要做好管理工作，将计算机科学与技术运用到管理当中，促进我国建设行业的快速发展。
作者：韦姗单位：广东省清远市勘察测绘院
计算机工程论文:计算机工程绘图土木工程论文
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，学习效率也是较高的，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，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，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
计算机工程论文:计算机工程专业方向系统设计论文
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
计算机工程论文:安全维护的计算机工程论文
1适应性维护
适应性维护，即确保计算机软件运行时能更好地应对外部环境及其变化需求。其中包含转变或升级数据环境、升级计算机操作系统及软、硬件设施等方面。计算机软件，相当于一种应用程序，通过开展适应性维护工作，可为用户使用计算机提供功能性辅助，从而提升其工作效率。除上述4类维护活动外，还包含其他类型维护活动，如支援性维护：即提供近期的用户或者是联机用户文档，并对用户定期开展培训，安排专业维护人员等，来保障计算机工程的顺畅运行。软件维护工作任冲道远，但有其自身的必要性。上述几项维护工作中，预防性维护与改正性维护在总维护工作中占比较高（约为80%），软件维护成本相应也偏高。可知，软件维护难度增加，这也是迫切需解决的问题。
2计算机软件工程的维护策略
计算机软件应用过程中，通常受到软、硬件设施等因素限制，加之用户有时操作出现问题，使得软件极易发生故障，工作效率被降低。因此，我们必须通过科学的维护方法，来保障软件工程的顺畅使用。
2.1构建病毒防御机制为确保计算机工程软件的正常运行，我们就必须构建病毒防御机制，避免计算机遭受病毒的入侵与干扰。出于上述目的，可选择性安装性能较好的防御软件，如毒杀或防火墙等等。与此同时，用户自身也应培养科学的上网习惯，不断增强自身防范意识，切勿随意浏览或是下载非法复制软件及文件夹，应增强对系统的扫描检查，提高软件应用的安全性。
2.2减少系统盘程序数量，定期予以优化计算机系统，是安装程序软件的重要载体，对软件运行的安全性有较大影响。假如将全部程序都置入系统盘内，必然会降低软件的运行效率及稳定性。因此，用户在使用过程中，应尽量缩减软件的安装数量，为系统盘腾出更广阔的运行空间。另外，用户还应定期重装系统，以调整和优化系统盘所占空间，提升系统的运行速率。
2.3科学选择程序设计语言从本质上看，程序设计语言的选择合理与否，很大程度上决定着计算机软件工程维护的成效。通常而言，低层次语言即计算机换边语言或者是机器语言。针对该类语言，人类要理解和掌握，相对较为困难，维护工作更是如此。而针对高级语言，其理解难度相对较小，维护起来较为简便。然而，在理解高级语言时，应明确分析其中差异性，以便更好地开展相关工作。不同程序设计，其所选语言也不相同。只有根据程序语言采取针对性的维护方案，确保计算机软件工程的高效运行，才能真正发挥出计算机软件工程的应用实效。
2.4提升软件工程的整体质量模块与技术在实际计算机软件工程开发工作中，为提升计算机软件工程的维护性，我们就必须就是提升软件工程质量，控制和压缩其研发成本。实际上，通过上述措施，能实现对程序的重复测量及测试，并在软件运行中及时发现和改变存在的序列错误，以提升程序的运行效率。此外，如转变软件工程中的某个功能模块的功能，其他模块并不会受到影响。在软件工程开发工作中，通过程序设计技术便能增强计算机系统的可维护性。即便不了解模块内部状况，通过更换软件工程的某个外部模块，也能降低模块错误率。
3结论
新时期，计算机的应用范围日益在扩大，对计算机软件工程的维护也提出了更高的要求。该形势下，我们在使用计算机时，就必须结合自身实际，对计算机软件工程采取科学的维护方法，以提升计算机软件运行时的安全性与性。只有认真管理和维护计算机软件工程，才能真正发挥出软件的辅助功能，为人类工作及生活提供更多便利，并推动计算机软件工程的稳步发展。
作者：陈晖单位：同济大学银川中侨假日旅行社
计算机工程论文:课程教学计算机工程论文
1.课程教学中存在的主要问题
1.1教学方法传统单一
传统教学是先由教师把非常系统的知识讲完，让学生进行知识储备，然后再应用某些知识点进行练习训练。“计算机工程制图”授课一般是先课堂授课，黑板板书加上一些PPT课件和教学模型展示，布置作业，而后是AutoCAD授课与上机练习，是零部件测绘实训。并且未能根据课程内容和学生特点，灵活运用现代教育技术和教学方法。这样教学的弊端是学生在毫无目的地被动接收，学习没有积极性，学习效果往往不够理想。
1.2课程实践性不够强
高等职业技术教育作为高等教育的一个重要组成部分，培养的是具有高素质的技能型复合人才。但当前多数学校制图课程教学中，重理论，轻实践，而且理论与实践教学不能有效结合，使在校学习的内容与生产企业的实际工作过程脱轨严重，没有很好地体现职业性、实践性和开放性的要求，因此很难培养出学生真正的职业技能。
2.课程建设思路
通过对课程教学中存在的主要问题进行分析和企业实际生产调研，结合部级精品课程评估指标，课题组明确了建设《计算机工程制图》精品课程的思路。按照“实用为主、必须和够用为度”的原则重组与企业人才需求相适合的课程体系和内容；根据课程内容体系，建设与之相适应的教材、教学方法与教学手段；强化教师培训与再教育，建设一支教学观念新、教学水平高、教学手段先进、职称结构合理的“双师素质”教师队伍；坚持走工学结合的道路，开展校企交流与合作，建设的校内实训基地和校外实训基地，进而完善教学设施；完善学生专业基本技能、职业综合技能、创新意识和创新能力的培养，满足学生未来就业岗位需要。
3.课程建设内容与成果
3.1教学内容
课题组认真研究相关专业人才培养目标，遵循国家制图员职业资格考试的标准要求，进行了岗位需求调查，并且经过大量的企业调研，发现机械设计与制造、化工等工科类专业学生就业主要从事制图、产品检验与研发、机床操作、技术改造、设备管理与维修等职业岗位。2000年以前，我校的《机械制图》和计算机绘图《AutoCAD软件》课程分别单独设置，计算机绘图课程安排在学习完工程制图课后开设，总学时144学时，其中实践学时16学时，占总学时11%，课程内容强调知识的系统性、完整性与严谨性。2000年后合并为《机械制图及AutoCAD》，对教学大纲和教学内容进行了更改，适当降低了画法几何、机械制图部分内容的难度要求，开始注重生产实际需求，高度重视读、画工程图样能力的培养，总学时调整为124个学时，实践学时24，占总学时19%。2003年，我们将“机械制图”和AutoCAD软件课程整合，编写完成了面向21世纪规划教材《计算机工程制图》、《计算机工程制图实训教程》，获我校教学成果二等奖。2006年我们以我校机械制造与自动化专业被国家教育部确定为高职高专教学改革示范专业为契机，对课程进行了重新设计，探索基于工作过程系统化的课程开发，将《机械制图》、《计算机绘图》、《零部件测绘》有机整合，并注重“实用为主、必须和够用为度”，教学内容强化了实践教学，制定了新的教学大纲，总学时变为128学时，实践学时62，占总学时49%。2009年，我们编写出版了基于工作过程的《计算机工程制图与测绘》和《计算机工程制图与测绘实训教程》，内容选取力求与工作岗位的需求紧密相连，比如实训项目———减速器全套图纸测绘的主要学习任务就包括螺纹画法、轴类零件画法、箱体类零件画法、装配图画法、计算机绘图、公差知识及测绘方面知识的使用等，该教学内容的工作对象包括机械零部件、设计方案、要绘制的工程图样和三维造型等，运用CAD/CAM软件、绘图工具及仪器、测绘用工量具等各类工具。教材的使用取得了很好的教学效果。
3.2教学方法和手段
3.2.1教学模式设计把课程学习内容联系企业生产实际，提出各种任务，进行任务驱动式教学。将学生置于提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中学习，比如利用常用的减速器模型，提出减速器的某个零件属于哪一类零件，如何表达绘制该类零件图，零件图上哪些尺寸是重要尺寸，哪些表面有表面粗糙度的要求，零件图有何用处等任务。引导学生进行主动思考，优化了教学过程，从而提高了课程质量和效率。课程实践教学充分利用校内外实习、实训基地，邀请工厂技术人员现场指导。由企业教师有针对性地安排与课程相关的任务并指导学生，使学生在学中做，在做中学，让学生在生产实境中体验图纸表达的内容，深切体验到知识的实用性，从而提高学生的读识图能力和绘图能力，也培养了团队合作精神及适应社会的能力。工学结合应该是课内结合与顶岗实习等相结合，课内结合应为最终的顶岗实习做好准备。通过顶岗实习，使学生在真实的环境中进行实践锻炼，在企业教师的指导下，完成真实工作环境下的测绘、计算机绘图及其它任务，强化学生专业能力和岗位适应能力。同时结合本课程的教学内容及进程，开展了创新设计大赛、计算机绘图竞赛，参加《计算机工程制图》课程网站开发的建设等实践性环节，取得了较好的实践效果。3.2.2根据不同内容采用相应的教学方法（1）采用现代化教学手段（利用多媒体课件等）讲授制图基本知识部分（体上的点线面、基本体与组合体），大量运用模型演示与动画模拟，对学生进行空间想象思维训练。同时讲解计算机绘图（CAD）的基本操作和绘图命令，使抽象的理论变得直观、形象，容易理解。（2）按工作过程导向讲授机件表达、零件图和装配图，对学生进行机械制图基础训练。打破章节界限，采用幻灯片、模型、零部件实物展示台和台虎钳等真实零部件进行教学，并利用多媒体课件加以操作演示，同时讲解计算机绘图（CAD）的零件图、装配图、标注等内容。模拟了生产工作过程，也提高了直观性与趣味性。（3）测绘实训教学。针对具有工程意义的减速器、台虎钳、齿轮泵等做零部件测绘、手工绘制草图能力训练，再利用计算机软件把全套工程图样绘制出来，而后总结撰写测绘实训报告。这样提高了学生动手和构图的能力，同时也强化了计算机绘制工程图样的能力。3.2.3采用多种现代教学技术手段采用先进的教学手段、利用多媒体课件和网络教学，可增加大学生获取知识的信息量。在理论和实训教学中，课程组教师制作了集图片、动画、flash和声音为一体的《计算机工程制图》教学课件，建立三维模型、虚拟项目等仿真教学环境，全部教学过程采用多媒体授课方式，并结合其它方式。多样的信息承载形式，丰富了学生的空间想象力，提高了教学效果。依托校园网，建设精品课程网站，将《计算机工程制图》课程的电子教案、多媒体课件、课程教学视频、三维模型、实训项目、练习题库等相关资料全部上网，实现开放式教学。丰富的网络资源可以满足本课程学生自主学习和上网学习的需要。
3.3教师队伍
我校极为重视青年教师的培养，采用培养和引进相结合的办法，大大提高了师资队伍素质。制订师资培养计划，鼓励青年教师参加理论进修和企业顶岗学习，每年完成不少于一个月到企业单位顶岗，以提高生产实践经验，增强职业能力。同时对企业兼职教师进行师德培训，支持其参加高等教育学和高等教育心理学的课程学习，以增强其执教能力。经过几年的培养，教师队伍中全部具有多种职业资格证书，专任教师全部是“双师型”教师，在企业中担任技术服务。部分教师为河南省成人制图学会成员，教师教学理论及实践水平大幅提高，教学观念新颖、教学水平较高、教学手段先进。已经形成一支老、中、青结合的较为理想的教学队伍，且各自所学专业形成交叉,知识结构很合理。组成了不同知识层次和年龄的教学梯队；教学队伍中从事课堂教学的教师6人（其中3人兼带实验），专职从事实践教学的教师4人；校外兼职教师4名，均系工学结合单位的生产实践经验丰富的技术人员，参与了课程的设置、教学内容的制定，负责本课程实践教学环节，实现了教学过程的开放性。
3.4教学条件
《计算机工程制图》是我校机电、化工、建筑等工科类专业的技术基础课程，学校对该门课程的建设、发展给予了高度重视。为保障该课程教学的顺利实施，已建设了良好的校内教学与实践环境。为保障学生在校学习与实际工作的一致性，强化学生专业能力、方法能力和岗位适应能力，学校加强了校外实习基地的建设，与河南中轴控股集团股份有限公司、焦作三岛输送机械有限公司、厦工机械（焦作）有限公司、焦作科瑞森机械制造有限公司、焦作市迈克冶金机械有限公司等5家单位建立了长期合作关系。可以满足学生企业认知实训、课程实训和生产性实习等实践教学的需要。
4.课程建设成效
《计算机工程制图》精品课程建设符合教育部教高[2006]16号文件精神，很好地实现了工学结合与一体化教学。课程组全体教师经过几年的努力，取得了较好的成效。清华大学著名教授王先逵在听取了《计算机工程制图》的教学汇报后，给予高度评价，认为这门课程的改革力度较大，具有较高的可操作性，走在了工程制图课程改革的前列，是一项有积极意义的尝试，能够提高学生的学习兴趣和课程的教学质量。近5年，在《计算机工程制图》课程教学团队的教师每学期期中教学检查中，学生的评价结果均为、良好水平，平均得分97.75分，并多人次获得“受学生欢迎的教师”称号，均评为，同行专家及我校督导组听课评价较高。根据对机械制造与自动化专业、应用化工技术专业近5届毕业生回访调查，毕业生认为《计算机工程制图》课程对自己的读画工程图、计算机绘图、协作能力等多项能力帮助很大，课程教学体系使自己学习了生产技能、团队意识，为尽快适应岗位打下了坚实的基础。近5年，通过对近20余家用人单位的问卷调查，用人单位对学生的制图水平给予了充分肯定。认为毕业生的制图功底较为扎实，识图能力很强，进入角色较快，适应能力强，基本达到了毕业能直接上岗的要求。目前有约60%的毕业生从事与设计、维修和测绘等相关工作，满意率达到95%以上。
5.课程建设完善思路
精品资源共享课程建设是国家精品开放课程建设项目的组成部分，为高校师生和社会学习者提供品质课程教学资源。为使该课程达到高等学校精品资源共享课程的要求，以下4个方面有待进一步完善提高。①实现课程与后续课程如模具设计基础、PRO/E、数控加工的有机融合，进一步强化学生的测、绘及制图软件使用的职业能力、协作能力及创新意识。②进一步加强电子课件建设，并将教学视频全部上网，完善试题库建设，丰富课程资源，加强利用先进信息技术和网络技术，实现教、学兼备，互动交流。③根据企业岗位设置和岗位能力需求，与合作企业共同探索更加适应的教学内容与载体，进一步开发学习情景和项目，并实施完善。④结合教育部高职高专教学改革示范专业建设项目、河南省示范性实训基地建设项目，与企业共同进行课程的深度开发，进一步完善具有鲜明工学特色并有较强示范性的充分开放共享课程。
作者：范俊玲曹军卢杉单位：焦作大学河南理工大学
计算机工程论文:关于能力培养的计算机工程论文
1计算机实践教育理念的形成与传承
国防科技大学的计算机事业起步于上个世纪50年代，人才培养随着科研型号项目的推进而逐渐形成规模和体系。当时计算机还是个稀罕物，计算机人才极为紧缺。老一辈银河擎旗人慈云桂先生高瞻远瞩，在科研工作十分忙碌的情况下，组成了一支精干力量的教学团队，自编教材，边干科研边搞教学。教学的舞台甚至就在科研实验室，科研仪器设备经过加工改造成为最合适的实验器材。我国及时代电子管计算机(鱼雷指挥仪)研制成功不久就安装到教学实验室，开创全国用整机开设计算机实验课的先河，在人才培养方面发挥了重要作用，这一优良传统一直得到了继承和发扬。斗转星移，一代又一代的栋梁之才培养出来了，人才培养体系逐渐建立和完善并凝聚成了“坚持教学、科研、生产三结合，促进计算机学科建设”教学成果。1989年，该项成果获得了国家教学成果特等奖。纵观半个世纪的银河事业，毫不夸张地说，正是国家的需要具体化为学院一项项重大科研工程，正是科研工程的需要牵引教学与人才培养体系的建设和发展，正是科研和教学的紧密结合形成了具有丰富内涵的实践教学体系和教学相长的人才培养模式。一方面，寓人才的培养于科研一线，通过解决实际问题不断磨砺和提升教师的能力;另一方面，不断选拔在工程研制中涌现出的经验丰富的骨干充实到教学及时线，以解决理论脱离实际的问题。在数十年的奋斗历程中，崇尚实践，崇尚创新成为一代又一代银河人的共同信念。面向计算机、微电子、软件工程、网络与信息安全技术的飞速发展与交叉融合的局面，实践教学的理念与手段亦需有创新。可喜的是，计算机实践教学团队也在不断进步，围绕教书育人、实践育人又有了新的贡献和创造。近些年来，在国家和军队重点建设计划的支持下，我校计算机实践教学条件有了长足的进步。计算机教学实验室在用房、设备、人员等方面获得了很大的补充，持续推进的实践教学改革成果丰硕:建成了部级计算机实践教学示范中心，先后有7门课程进入部级精品课程行列;研发和推广了一批实验教学系统和实验平台工具;与全国同行一道，编撰《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》等指导性文件，以教育部计算机教学指导委员会的名义出版，在全国高校推广，产生了广泛的影响。
2计算机实践教学的特色与发展
2．1创建新的计算机实践教学体系
着眼未来国家和国防建设的需要，我校在制定人才培养方案中始终强调“坚持把重实践作为推进人才培养科学发展的重要理念，作为提高人才培养质量的重要着力点，作为统筹人才培养工作的重要抓手”，着力塑造厚基础、重实践、强能力、实践贯穿全程的教学特色。与之相呼应，计算机学院提出并实践了“4433”计算机专业实践教学体系:将计算机实践教学与能力培养贯穿于课程实验、实习/实训、课外实践和毕业设计等四个环节;进一步将课程实验分为基础验证性实验、课内综合性实验、综合课程设计和自主科研创新活动四个层次;多方位培养学生计算机硬件、软件、网络与安全三个方面的工程实践能力;并通过不断建设和完善教学团队、实践教学环境和实践教学管理三个支撑条件使整个实践教学体系得以有效运转。特别是通过学生自己组织的“银河之光”文化节开展系列科技创新实践活动，在培养学生创新思维的同时，锻炼学生的组织协调能力;通过与地方单位和部队建立实习和实训基地，使学生在实践中发现和解决应用问题;通过开展学科和军事特色浓厚的专题式毕业设计组训方式改革，90%的毕业设计选题与科研课题、工程项目或者部队实际系统有关，强化了学生工程实践能力培养与服务部队意识的养成。
2．2拓展计算机实践教学内涵改革
进入新世纪，特别是近年来，信息技术仍处在高速发展的态势，学科间的交叉与融合更加丰富，如何因应发展态势，优化学科特色，拓展为军服务能力成为我校计算机实践教学内涵改革的重要内容。
2．2．1突出系统级训练，形成以硬件能力见长的特色与优势
长期以来，国内计算机人才培养普遍都存在重软件轻硬件的现象。一方面，由于软件人才需求量相对较大，在资金投入、技术积累、实践条件要求等多方面相对较低;另一方面，随着EDA设计技术的发展，计算机硬件系统设计的软件化现象越来越普遍，导致很多高校轻视学生硬件实践能力培养。长此以往，将会造成宏观上人才结构不合理，微观上人才的发展空间受限。随着社会对复合型、创新型人才的需求不断提升，系统级(软、硬结合)实践能力的缺失将带来严重的负面影响。以“银河”、“天河”系列超级计算机、“银河玉衡”核心路由器、“银河飞腾”系列芯片为代表的一系列大型科研课题不断扩展，使得计算机教学实验室在硬件以及系统级能力训练上提供了国内的实践条件，教师团队有意识强化学生的硬件实践能力培养并形成了独特的优势。在制定人才培养方案时，充分考虑硬件系列课程在课程体系框架中的独特地位，开出了一组高水平的硬件系列课程及相应的配套实验课。以“计算机原理课程设计”实验课程为例，20多年的教学历程总结起来大致可划分为三个阶段。及时个阶段，(上世纪90年代初)，学生在面包板实验箱上以VLSI芯片(74LS181、74LS138、74LS00等)，配以成组的导线设计并实现各种类型的CPU。多轮实践下来，学生普遍反映对CPU基本工作原理与特点有了深刻的理解。第二个阶段(上世纪90年代后期)，学生使用可编程逻辑器件在实验箱上实现CPU。第三个阶段(2000年以后)，我们依靠多年技术积累和技术革新，先后研发了“六合一”计算机系统实验平台、“天河阳光”硬件综合实验平台。该平台采用“ARM+FPGA”架构，可开展从元件、部件到系统各层面的实践教学，针对不同的课程可以采用原理图输入、提供构件设计以及基于HDL语言的设计方法，实现了硬件课程实验平台的统一，使得硬件课程实验内容可以一体化设计。同时，学生可以通过先进的实验平台设计验证CPU多级流水、Cache、多核等功能，并在此基础上开展创新实践。更进一步，通过升级可以将操作系统、编译环境移植到该平台上，实现一个软硬皆可实验的综合实验平台，有效地锻炼学生全系统设计实践能力。此外，当今的硬件设备呈现微型化、智能化、网络化发展趋势，以Google眼镜、iWatch、3D打印机、智能机器人、无人机等新设备与新装置层出不穷。针对发展趋势，实验室积极引进新设备，更新实践教学计划，整合软、硬件开发能力训练。例如，批量采购Lego、NAO等多款智能机器人，引入Android智能终端、无人机等平台，更新和优化“程序设计”、“人工智能”、“嵌入式系统”等课程实验内容，同时大量设置创新实践题目，鼓励由学生自拟题目，自组团队申请各级创新实践计划。可以说，实践条件的改善，自由竞争氛围的建立唤起了学生强烈的探索兴趣，对于实现从实验验证到综合创新的跨越，突出学生硬、软件一体化的实践能力的培养起到了重要的作用。
2．2．2因应网络空间发展形势，积极规划网络应用与网络安全能力培养
计算机网络迄今已在全社会广泛普及，没有网络，现代社会将无法运转。与此同时，互联网上病毒感染、木马植入、私密信息泄漏等安全事件层出不穷，也让人们意识到网络空间安全的严峻形势。加强学生网络信息安全的实践能力已成为计算机人才培养关注的新焦点，这不仅仅是信息技术学科乃至工科大学生专业素质与能力训练与时俱进的需要，更是建设信息化军队的需要。2012年，信息安全专业纳入军队招生计划，标志着我校网络信息安全人才培养进入新的发展阶段。在专业建设上，实验室对照网络空间安全人才专业能力的定位，构建了综合化的网络安全实验平台涵盖网络预警、安全态势感知、入侵检测到灾难恢复与评估等方面，并推出相应的实验大纲与讲义。面对网络技术突飞猛进和网络应用的蓬勃发展，学院继续贯彻网络硬件、软件并重的人才培养理念。在网络工程科研平台上进行拓展、充实和改造，多层次开展本科生网络与信息安全方向实验教学。例如，在开展下一代互联网关键技术的基础上，自主研制了可编程实验平台—NetMagic。该平台通过自定义网络功能单元、接口和通信协议，可使学生了解和熟悉网络核心设备硬件、软件的设计，首先满足网络协议设计和验证等实验，进一步可支持对网络拥塞控制、服务质量等关键网络机制的创新实践活动。该平台在ACMSIGCOMM’11国际会议上获得了大会主席A．Chesnais教授的高度评价并已推广到香港理工大学、清华大学等高校。针对云计算、物联网技术的快速发展，实验室正在以微型化的天河机为服务器搭建一个云计算平台，以“天河阳光”硬件综合实验平台为终端、配置各种传感器使学生通过网络在天河机上开展物联网实验。随着互联网进入大数据时代，同时在线人数达到百万甚至千万级，管理上百TB数据的网络集群系统开始浮出水面，应该看到高校暂时还不具备相应的实验条件，但可以通过教育部工程师计划，与企事业单位合作共建的实习实训基地，培养学生深入内容分发网络、负载均衡、海量数据挖掘等一线开展实验与创新实践，在工程实战中锻炼学生的能力，进而满足社会对人才能力的需要。
3先进的条件环境是实践能力培养的物质基础
3．1引入先进IT技术，加快实验室的现代化建设
“工欲善其事，必先利其器”。培养实践能力强的人才首先需要建设的实践教学环境。
(1)必须使实验室设备能够得到及时更新。近些年来，国家和军队对教育投资的力度不断加大，而IT设备器材的价格一直呈现快速下降通道，为实验环境的更新换代提供了良好的条件。
(2)随着云计算技术的成熟，积极推行瘦客户机/服务器的实验模式。实验室过去多采用的网络同传、硬盘还原方式进行日常维护与管理。当一台计算机上安装的软件越来越多，软件运行时所占用的系统资源越来越大时，整个实验环境性能急剧下降的问题便突显出来。相比之下，瘦客户机/服务器模式更廉价、更安全、更易于管理。每一台终端机使用的软件和数据均保存在服务器上，学生通过瘦客户机远程运行软件、数据访问，较好地解决软硬件升级、软件许可等困扰实验室发展与设施更新多年的问题，可较大限度地节省各种费用。
(3)在实验室管理方面，若管理工作停留在简单的数据表格填写处理，不能充分利用网络化的强大能力、提供具有翔实而有说服力的统计数据，那么实验室服务能力是令人置疑的。随着互联网的快速发展，教师们应该充分意识到云计算、大数据技术给实验室管理带来的新气象。这些年来，学院实验室管理系统从简单的信息化过渡到网络化、智能化的管理平台，开始实现尝试无人值守实验及实验室管理的云服务技术。智能化的云服务不仅仅是体现在实践教学本身，同时也是实验室管理能力螺旋上升的必然趋势，基于实验室运行数据挖掘下的决策与管理代表着未来实验室建设的重要方向。
3．2整合优势资源，打造优良的科技创新实践环境
IT新技术的推广与应用，为计算机人才培养提出了新的挑战与机遇。优良的科技创新实践条件，可有效支撑从理论设计到实际验证的跨越，成为培养创新型人才的必要条件。计算机学院将优势科研资源与实验教学资源进行有效整合，使学生一方面可以共享使用科研环境中各类性能先进、种类齐全的精密仪器设备;另一方面，通过将科研成果部署在教学实验室中，化为实践教学内容，使学生可以快速接触和学习前沿技术。同时，为了找准人才需求定位，通过与部队及地方单位共建实习/实训基地，实现办学资源的整合、优势互补。更重要的是通过现场与工程师的交谈，通过应用需求的亲身了解，注重专业知识的综合应用，强化实践能力的导向性，熟悉项目规划与决策。创造条件让学生投入到社会化的实践活动，还有一个重要的作用，就是使学生明白作为“社会人”所应具备的道德与职责，学会与别人相处，学会被领导和领导。
4专业化的教师团队是高水平实践教学的保障
“师者，所以传道受业解惑也”。培养学生是高校中心工作，也是教师最根本的任务。在实践环节，建立一支专业化的教师团队对于提升实践教学质量的作用同样十分重要。在教学团队中，我们很早就建立一个专门负责教学实验保障的小组，以后随着招生规模的扩大，逐渐引入研究生充当助教。回顾我们的历程，科研工程经验丰富的教师转入教学一线，很快便能赢得学生的喜欢，因为他们的授课充满了活生生的科研案例，在实验课题设计与评估中往往能给予学生非常中肯的意见与独到的见解。除了课程实验的充实和优化，实践能力培养的一个重要领域便是课外创新实践活动，这也是学院发挥学科整体优势，培养创新人才的着力之处。计算机学院也明确研究所同时应肩负有人才培养的任务，并制定明确的目标，从业绩评价与职称晋升中予以明确。本科生一般从大二开始便在教师带领下，组成各种兴趣小组，包括信息安全、程序设计、超级计算、数模竞赛等兴趣小组，参加的学员占总数的一半以上。指导教师一部分来自教学系，还有相当一部分来自研究所以及国防科技重点实验室。教师通过指导学生小组选择课题，申请各级创新实践基金或创新实践项目，参加学校级、省级、部级乃至国际上的学科竞赛。以竞赛活动融会贯通所学知识，熟悉和掌握科研实践的方法、手段，体会到科研实践的艰辛和成功的快乐。近些年，学生们获得了数十项部级大学生创新项目，数十队次获得国际级、部级竞赛一等奖，充分证明了学生的才华和创新潜力。实际上，教师率领学生组队赴国内外参加竞赛本身也锻炼了学生的自我管理与团队协作、语言和文字表达、沟通与社交乃至外语运用等素质和能力，这些素质和能力恰恰也是实践能力中不可或缺的组成部分。在国家教育部质量工程的推动下，实践教学的地位有明显改变。对于国家和军队人才的旺盛需求而言，学校还需要做更多的工作。作为管理机构，应鼓励高水平教师参与到实验教学中去。
(1)从政策上要改变原有实验教师低人一等的局面，使高水平教师安心实验教学。近年来，学校为吸引和鼓励更多高水平人才全身心参与实验教学，制定了多项倾斜政策。对实验队伍实行两个单列的政策，即技术职务评聘数量和条件单列，教学岗位聘任数量和条件单列;鼓励开展实验教改研究，在申报教改课题时对实验教学人员倾斜，对取得的教学研究成果在参加教学成果奖评选时予以支持。
(2)在人才交流政策方面予以倾斜，安排实验室教学骨干出国深造、参加国内外教学研讨会，开阔视野。以教育部“工程师计划”为先锋，建立大学生实习实训基地，持续推动校企合作，鼓励教师与企业合作开展工程项目等方式，增强教师们对于前沿信息技术的掌握。
5结语
高素质专业人才的培养宏观上需要有更科学的管理体制、更先进的运行机制，保障实践教学改革措施能够落实到实处，同时应配套改革实践教学人员的绩效评估机制，使成功的措施能够固化下来成为制度，从而为人才培养质量提供长久保障。众所周知，一个高水平的学者不一定能成为一个高水平的教师。实践环节教学工作需要教师既有工程实践经验，又能够长期保持热情和时间精力上的投入。如何从机制上用好指挥棒，充分调动教师实践教学上的积极性，营造一支稳定的、受学生爱戴的实践教学团队，值得我们认真思考。每一个学生的天赋不同，能力潜质上也有区别，创新实践能力培养不可能整齐划一去培养。一方面，通过大学教育，使学生获得必要、共同的实践能力训练，使之具备该专业的基本能力。更重要的是，营造尊重创造、宽松和谐的氛围，让学生在实践活动中了解自己的特长和个性，发挥自己的潜质和创造性。大学不是职业技能培训机构，不必过分关注于就业岗位的及时技能。相反，应通过有意识的培养和训练，使学生具有自适应性，也就是自我学习的能力。只有具备了自我学习能力才能使学生适应未来客观条件、需求与环境的改变。，关于人才的团队协调沟通能力，逐渐引起社会和教育界的重视。在课堂上书本知识的学习难以培养团队精神。只有在实践中，以问题求解作驱动，以团队成员的分工合作来体验感受团队攻关的价值与乐趣，自觉扮演好团队的角色，通力合作直至问题的最终解决。“十年树木，百年树人”。实践乃育人之本，然而育人又是一个长期的、艰巨的工作。需要我们站在更高的境界，具备更广阔的视野，营造更先进的育人环境，创造更有竞争性的氛围，未来的路还很长。
作者：周兴铭单位：国防科学技术大学计算机学院
计算机工程论文:关于应用问题的计算机工程论文
1计算机工程应用的相关问题
计算机工程具有高效性和便捷性等特点，但与此同时，也容易受到黑客的攻击和病毒的入侵，造成很大的安全隐患。例如，很多计算机工程应用中存在安全漏洞，计算机的非法用户通过非法入侵和电子邮件截获等手段对系统进行攻击，严重威胁着计算机工程应用的安全。另外，很多黑客也通过网页口令攻击和数据读取与写入攻击等方式，对计算机系统进行攻击。在实际应用的过程中，很多Web服务器无法确保系统的安全性，对浏览器的信息无法实施保护。很多操作人员在进行CGI程序编写等过程中，在编辑和修改中存在一定的安全漏洞，存在着操作不当等问题。因此，我们必须高度重视计算机工程的安全问题，合理、有效地保护计算机工程中的数据信息、应用程序和软硬件设施等，确保计算机工程的安全性。通常说来，在计算机工程应用中，应确保计算机工程具有较强的实体安全性，有效控制计算机系统的电磁辐射，在计算机安全标准的指引下对各项指标进行控制，确保计算机的实体安全。在软件设施方面，应更安全地对计算机中存储的信息进行管理和控制，有效防范非法用户的入侵和攻击，避免数据的流失。此外，要加强计算机实体的技术条件，能够有效地对数据信息进行保护，避免存储过程中出现漏洞，规范用户的读写操作，将用户作业的范围进行约束。在数据信息的管理和控制上，应及时、地对用户的操作进行记录，并对系统的运行情况进行监控，安排专人负责计算机的数据安全管理工作。在计算机工程应用中，应严把数据传输的审核关，、系统地对数据处理信息进行审查和核实，按照一定的审批手段对信息的传输进行控制，并建立健全数据传输审批的程序。在用户身份的辨别上，计算机系统通常通过口令辨别用户身份，因此要对口令进行的保护，对用户登记信息进行严格的管理和控制。如果在计算机工程应用中存在用户的非法请求，计算机系统应对其进行跟踪和监管，及时掌握数据信息的应用状况，并识别非法的数据传输终端。，应做好计算机工程应用中的日志记录，、客观、详细地对计算机系统的各项信息进行记录，包括节点名称、口令、用户名和数据传输终端等方面，有效识别非法操作，对数据信息进行保护。对于计算机工程应用中存在的问题，要制定出具体的安全目标，在实现计算机工程应用的便捷性的同时，也应当确保计算机工程应用的安全性。为此，要根据计算机的安全测定标准，对计算机的安全水平进行认定，对低、中、高不同层次的计算机系统进行分层管理。在计算机工程的安全保护方面，首先，应确保计算机系统的保密性，对信息资源的使用进行授权管理，对网络资源的存取与调用进行限制。其次，应确保信息传输过程中的整体性与可用性，确保计算机系统信息的授权的情况下才能修改，要重视计算机系统的可操作性与可行性，应体现出丰富的动态数据信息，保障数据信息的可见性。
2计算机工程应用的优势
一方面，计算机工程应用在目前还存在着很多问题，在安全性上还有待提高，需要更好地针对系统漏洞进行安全保护；另一方面，计算机工程应用也有其不可忽略的优势。例如，可以应用加密技术方法非法入侵者的攻击，可以通过防火墙技术对计算机用户进行约束和防范，这些计算机技术都能够在一定程度上弥补计算机工程应用在安全性上的不足，实现有效的计算机防御系统。在计算机工程应用系统的保护方面，要加强对计算机系统的安全管理，提高计算机系统的安全水平。要通过数据加密技术有效防范数据的流失，确保计算机系统数据的安全。要不断优化计算机工程的网络系统，采取优化端口保护等方法，做好安全防控工作。对于数据传输和远程终端等环节的信息安全问题，应加强对应用端口的保护，弥补计算机系统中的薄弱环节，利用单、双端的安全保护措施，提高计算机工程应用的安全性。在计算机工程应用水平不断提高的今天，计算机工程应用的优势主要表现在推动经济发展的作用上，通过计算机系统的应用带动相关产业的发展，并提供了大量的就业机遇和空间。在做好安全防护措施的基础上，我们应充分利用计算机工程应用的优势，积极推动电子商务等产业的发展，为计算机用户提供安全、、放心的网络空间，更加高效、便捷地为客户服务。
3结语
在计算机工程应用的过程中，安全问题是较大的问题，只有解决好计算机工程应用的安全问题，提高计算机系统的安全性，才能够充分发挥计算机工程应用的优势，体现计算机工程在推动经济发展进步方面的作用。为此，我们必须认真分析计算机工程应用中的安全问题，明确问题的原因、特点与防范措施，利用有效的管理与控制方法，有针对性地进行安全防控，提高计算机工程应用的安全性，进一步发挥计算机工程系统的应用效能，消除计算机的安全隐患，更好地利用现代化信息技术推动社会经济的发展。
作者：李会山单位：辽宁广播电视大学
计算机工程论文:对计算机工程创新意识研究
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。这样就保障了案例的典型性、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着增强。
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。
计算机工程论文:国外高校计算机工程特点研究
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。普度大学及时年的工程基础培养及UIUC及时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。工程教育应该在较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
计算机工程论文:计算机工程革新教学思考
1计算机工程专业方向的教学体系
1.1计算机工程专业方向培养目标
计算机工程专业方向学士学位学制为4年,学习科目主要内容为广大领域内计算机科学及其应用。专业的主要培养目标为:1、理解并掌握计算机的基本理论和实践;2、培养能应用计算机新技术的能力;3、在计算机领域为学生提供进一步学习的知识基础。该专业主要为信息技术类企业的生产和研发培养人才。毕业生的就业范围也比较大,可以在软件开发、软件测试、网络管理、软件系统管理、客户培训和服务、项目开发、设计和调试等方面从事工作。该培养目标比较简单,以培养学生的工程素养为基准,满足社会对大批量的开发性人才的需要。
1.2科学合理的课程设置
按照培养目标,应加大计算机应用方面课程设置,注重新课程的开设和引入计算机的新技术新应用,使计算机工程专业方向与时俱进,合乎信息社会发展的节拍。相比当前国内高校的计算机学科各个方向,本课程体系侧重应用性、实践性环节。计算机工程专业方向的课程分为非计算机专业课程和计算机专业课程两类。非计算机专业课程占总课时的比例应该为17%;其必修课为国家本科工程类教学规定的。增加了非计算机专业课程选修课,其目的是提高学生的文化修养和相关领域知识的了解,能够拓宽视野和扩大知识层面,这些课程主要为文学院、工商学院、信电学院、机电学院和法学院所开设的课程中选择,要求该专业的学生必须限选7门,主要是按照学生个人的兴趣和个人目标为选择指导。计算机工程专业课程分为3个层次:专业必修课、专业选修课和实践环节,其中必修课占总课时的比例38%,选修课占总课时的比例19%,实践环节占总课时的比例26%。专业课程主要为计算机应用以及软件工程和信息处理课程,包括当前应该掌握的课程如离散数学、计算机原理、操作系统、数据库原理、算法分析、计算方法、Web技术、多媒体技术、人工智能及其应用、Java和C++面向对象程序设计、软件工程、计算机系统结构和计算机网络等,注重计算机学科应用能力的培养。减少了计算机硬件的课程,例如模拟电子和电路、单片机原理和微型计算机原理;而是以计算机组成原理课程为核心,以课程事例引入嵌入式计算机和微型计算机的内容。按照国际和国内信息社会对软件业发展需求来设置教学课程,以适合应用型软件人才培养的目标。不应过多强调的基础课程,缩小基础,加强知识综合,以培养应用型人才为主。在教学内容上强调应用性、针对性和系统性。
1.3实践教学体系设置
计算机专业具有实践性[1]非常强的特点,设置了课程实验、综合设计、教学实习、社会实践、毕业设计等多种形式比较系统的实践教学体系。实践教学以综合设计和毕业设计为主。按照计算机课程设置,综合设计有高级程序语言综合设计、计算机原理综合设计、操作系统综合设计、软件工程综合设计、Web技术综合设计、信息管理系统综合设计等6门次。综合设计是以班级为单位教学,以当前现实的计算机项目开发为目标,学生独立设计和完成,以培养学生的创新能力为核心。较大的项目则采用多名学生协同完成,进一步提高学生增强交流能力、解决问题能力和应用技术技能。毕业设计采用导师负责指导制,设计开发综合应用项目,按照软件工程和信息开发的标准编写文档、撰写程序代码,提交一个项目总结和程序系统,包括开发文档、程序源代码、数据库结构、配置文档和测试文档。在答辩委员会的审核和测试下完成毕业设计,不再进行包含大量基础知识和重复开发文档内容的毕业论文撰写,侧重于提高学生的应用能力。
2计算机工程专业方向的课程实施的若干教学改革
2.1注重课程实验教学
课程实验是计算机工程专业方向实践教学中的一个重要环节,其实施质量对专业教学质量具有举足轻重的影响[3]。实践性比较强的课程都设有试验内容,按照知识结构和学生需求分配合理的试验学时。课程的每个单元实验都是从讲授过该课程一段知识范围中选取的,其内容相对独立、自成体系。这些实验集中反映了各门技术课程的典型方法和基本技术,能够加深理解和掌握课堂学习主要内容。当前多数采用实验课程单列方式进行的,要求每个单元实验结束后,每一个学生应独立完成试验过程和结 果的分析,撰写自己的实验报告,进一步训练学生的科技报告撰写能力。通过课程实验学生能够深入理解课堂中所学习的基本原理、基本方法和基本技术。在实验过程中掌握计算机专业学习所需要的实验技术和实验方法。
2.2教学方式改革
课堂教学仍然是主要的教学模式,以实践为核心的计算机工程专业方向的教学更应该注重教学互动,以灵活掌握技术为中心。课堂教学中增加讨论课、习题课、观摩课、演示课等方式,补充以大量相关技术讲座,自学辅导课相应增多,提高学生的自主性。以实践为目标的课程教学以大班讲课程内容,采用多媒体和网络,以丰富多样知识形式展示给学生,更加自然的方式掌握理论知识;同时采用小班辅导方式,进行个性化教学。小班辅导为学校划分的自然班级,或者自由组合而成的临时班,但每个班学生人数不超过30人,以便每个学生能够直接面对教师来解惑,消化并真正掌握课程内容。按照计算机工程专业方向的课程教学大纲知识点选择合适的教材和教学参考书,以国家教材和各种专业学科规划教材为主要参考,也可以选择国外着名大学教材。但是一定要以课程体系完整性为核心,不能选择过多以计算机理论和抽象内容等先进性为主的教材,要选择适合专业和学校学生实际需要的教材。注重教材与教材之间的相互衔接,符合计算机工程的课程设置。计算机工程专业方向的理论核心和课程多数起源于美英等国家。为了提高计算机专业的大学生素质和学科的发展,双语教学教育[2]已经成为必然趋势,它能使学生直接和国际接轨,满足IT市场对学生素质的需求。普通高等院校的学生的英语水平参差不齐,为此要采用多种形式进行双语教学。对于学生基础素质好的学校和学校,外语教学课程达到所开课程的5%-10%。素质比较差的可以实现部分课程选用外语教材,采用中文授课,逐步到位。
2.3考试方式改革
减少闭卷考试,增加开卷考试,也可以采用项目系统开发、课程报告等考核方式。当前以多种方式的综合为主,总评成绩由考试成绩、平时成绩和试验成绩组成,其比例为30%、40%、30%。学生平时成绩为学生在课堂上的回答问题和讨论课的发言,以及作业和专题报告、期中测试等,以此来激励学生与教师的互动,提高学习积极性,也能提高他们的语言表达能力和思维能力。课程试验内容减少验证型和演示性,以设计性、综合性和研究性实验为主,采用实验过程和结果的考核,提高学生的实践和创新能力。该考核方式能及时了解学生学习状况,更好指导教学方向。
2.4教学资源库的建立
教学资源包括以学校数字图书馆为核心的公共数字信息资源和专业教学资源。公共信息资源建设以学校定位和办学特色为基准,购买其他高校信息资源和社会商业信息资源为主,本校自己创建信息资源库补充。公共信息资源库以服务公共教学和学生自主学习为主。计算机工程专业教学资源建设关系到专业方向的发展和底气,以自己建设为主,突出精品课程,按照各个课程的自己特点建设比较的数字资源。
2.5开源应用到教学各个环节
开放源码程序就是公开源代码存取访问、软件自由再分发,任何人可以阅读、再、修改软件的源程序,通过让更多人参与来提高软件的质量、性、安全性、开发速度等。把开源软件应用到计算机课程教学中可以提高学生真正地参与比较大且比较实用项目的实践机会,让学生培养融入IT市场,提高学生的实践能力;同时学生也能够学习到更多的核心技术和系统开发技术,开拓知识面,积累实际的开发经验把握住计算机新技术和掌握计算机发展方向。学生通过感兴趣的项目,能够在相互沟通中使计算机素质得到大大提升,也可以协同开发和学习中相互碰撞中产生新的思想,拥有新的技术,同时也必定激发出学生的创造性。
3结语
随着信息社会的发展,计算机更加深入地渗透到各个行业,计算机工程成为当前重要的行业。按照计算机教育培养的原理和当前信息社会地需要调整计算机工程专业方向地课程体系已经成为必然。计算机工程要求必须以实践为中心来培养学生,以培养学生技能和实践能力为核心,为此各个高校要更新教育观念,加大教学改革,把新的教学方式和教学内容贯彻到整个教学过程中,培养出具有工程素质的学生,培养出具有创造力极强的新世纪人才。
计算机工程论文:计算机工程人才培养途径
1COQE模式的培养规格指标框架
专业人才培养规格是实现人才培养目标的纲领性文件,首先在理论上应该和完整。以“学科知识”为主线构建人才培养模式的明显特点是,专业人才培养规格中强调知识结构的内容详细具体,能力和素质结构的内容就不够完整和,比较泛且不易把握。COQE模式的专业人才培养规格,是根据培养目标完整体现知识、能力和素质3个方面的要求,而不是注重某一方面。其实现办法是:根据知识能力素质的内涵和专业特点进行补充和调整,并借鉴国外可雇佣指标体系的方法,建立培养规格指标及其细化要求,使其尽量完整并便于操作实施。具体内容是:在知识结构、能力结构和素质结构3大结构基础上,细分12项指标和80多项要求(国外的可雇佣指标内容多达百余项)。比如:在培养规格的知识结构中补充了思维科学知识指标和要求,因为思维科学知识包括抽象思维、形象思维和灵感思维等诸方面内容,这些是科学思维方法的基础。在能力结构的创新能力的表述中突出其内涵要求:发现问题能力、分析问题能力和解决问题能力的综合能力。身心素质的正确培养是目前大学生的突出问题之一,所以在培养规格中的要求中细化为:自信、自尊、自爱、自律、自我调节等,充分明确其要求,以便在教学过程中加以引导。表1是计算机工程专业COQE模式的培养规格指标框架,根据框架中的指标和要求,可以组织比较完整的专业人才培养规格。
2COQE模式的课程体系目标结构
以“学科知识”为主线的人才培养模式的课程设置方式,主要按“专业知识体系”构建,一般采用“楼层式”(基础课—技术基础课—专业课—专业方向课)或者“平台式”(公共基础平台—专业大类基础平台—专业课程平台)结构模式。为了体现素质教育要求,又增添了人文社会科学系列课程和素质教育系列课程等,构成通识教育平台,形成了基础平台、专业平台、实践平台和通识教育平台的课程体系结构。这样的课程体系结构的不足之处,是没有明确的建立课程体系和人才培养规格中的各项培养要求之间的联系。虽然课程体系设计时已经考虑,并且希望在教学过程中再体现培养能力和提高素质。显然,如果在课程体系结构中就明确表明人才培养规格的要求,将更有利于指导教学过程中的落实。COQE模式要求将知识能力素质教育的贯穿到课程体系中,采取的办法是将培养规格中的知识能力素质的培养要求,依据课程的特点细化为课程目标并加入到课程体系结构中,形成“楼层式”和“平台式”相结合的一体化专业课程体系目标结构(见表2)。其目的是明确的强调:课堂教学不仅是传授知识,而且要体现培养能力和提高素质;实践教学环节也不仅仅培养动手能力,也要体现传授知识和提高素质;专业教育课堂和素质教育课堂同样都要“融传授知识、培养能力和提高素质为一体”。有了这样明确的要求和联系,就有利于引导教学过程中的所有参与者去努力实现规定的目标。
3COQE模式的层次教学目标体系
如何根据人才培养规格的指标要求和课程目标建立教学目标,也是教育教学改革中研究的重要问题。在制定教学目标时,往往知识目标比较容易明确,而能力和素质目标比较含混。COQE模式要求将培养目标切实的落实到课堂教学和实践教学过程上,其方法是针对课程目标建立层次化的教学目标体系。布卢姆的教育目标分类理论把教育目标分为:认知领域、情感领域和技能领域3大领域、共18个层次。霍恩斯坦将教学目标分类理论进行了改进,分为认知领域、情感领域、动作技能领域和行为领域4大领域,每个领域分别包含5个层次。借鉴上述两位学者的方法,结合我国社会特点和课程目标,将教学目标分为知识领域、能力领域和道德价值观领域3大领域、8个层次及100余个规范行为动词,形成层次目标体系。以此作为教学指导的依据,要求在每个教学过程中必须落实层次目标,并在教案里、课堂上、实验中、作业里、试卷上和考核中都规范使用指定的行为动词。这样的层次目标体系既包含了目标也体现了方法,使得所有的教学活动参与者能清楚的了解该项教学活动的目的及其实现途径。
3.1知识领域2个层次水平
(1)理解水平:认识并把握知识的逻辑联系和本质。规范行为动词示例:识别、描述、解释、辨认、懂得、指明、区分、枚举、想象、比喻、比较、选择、标注、验算、总结、阐述、熟悉等。(2)运用水平:运用概念、原理和规则进行分析、推理和扩展。规范行为动词示例:分析、评价、预测、推断、联想、抽象、推理、解答、证明、论证等。
3.2能力技能领域3个层次水平
(1)获取水平:按照规范和规程能够独立完成作业或行为。规范行为动词示例:模仿、尝试、重复、维持、验证、使用、运行、校对、估算、制定、编码、编制、调查、修理、组装、整理等。(2)应用水平:运用理论原理独立完成设计和实现系统功能,并能进行调整与维护。规范行为动词示例:完成、运用、执行、提出、撰写、计算、指导、设计、实现、维护、调整、构建、改装、修正等。(3)创新水平:在新的情境下运用已有技能和方法,或改进已有技能和方法以适应不同情境。规范行为动词示例:提高、优化、发现、研究、发明、转换、更新、改进、扩展、升级、创造等。
3.3道德价值观3个层次水平
(1)感受水平:建立感性认识。规范行为动词示例:经历、感受、参与、尝试、交流、合作、体验、感知、明白、对话等。(2)理性水平:能表达感受、态度和价值判断,做出相应的反应等。规范行为动词示例:遵守、拒绝、认同、尊重、接受、同意、反对、讨论、关心、关注等。(3)觉悟水平:具有相对稳定的态度、个性化的价值观和持续的行为。规范行为动词示例:形成、树立、坚持、保持、坚信、确立、确信、信奉、追求等。
4结束语
实施素质教育是教育改革和发展的战略主题,其目的是促进人才知识、能力和素质的发展。为实现这一目标,本文就“融传授知识、培养能力和提高素质为一体”的COQE模式进行了研究探讨。从教学管理层面改革,完善和细化了专业培养规格要求,建立了3大结构、12个指标及80多项内容要求的培养规格指标框架,并将这些指标内容与课程目标相联系形成课程体系目标结构,进一步落实到教学环节的教学目标上,建立3大领域、8个层次及100余个规范行为动词的层次教学目标体系。人才培养模式随着社会的发展而与时俱进,人才培养模式的研究也在不断深入,关于培养方案中的知识能力素质结构的培养指标要求会因 学校和专业各有不同,课程目标和教学目标体系等也有不同,这些都有待探讨和充实完善。但是,促进人才知识、能力、素质发展的教育理念应该是一致。
计算机工程论文:计算机工程嵌入式教育思路
1计算机工程专业方向培养目标
随着计算机领域新技术的不断涌现,“计算机科学与技术”原有的专业设置框架被突破,逐渐形成计算机科学、计算机工程、软件工程、信息技术、信息系统等多个专业方向的新格局[3]。计算机工程是计算机科学与技术领域最早出现的专业方向,它是现代计算机系统、计算机控制设备的软/硬件设计、制造、实施和维护的科学与技术。国际技术教育协会定义工程设计为:系统和创造性地把科学和数学原理运用于实践。鉴于此,在《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》中指出计算机工程专业方向的培养目标是:系统地掌握计算机科学理论、计算机软/硬件系统及应用知识,基本具备领域分析问题、解决问题的能力,具备一定的工程实践能力。因此,实践教学显得尤为重要。
2计算机工程专业方向嵌入式系统课程特点
嵌入式系统涉及到IT领域方方面面的新技术,它融合了计算机软、硬件技术、通讯技术和半导体微电子技术,针对实际应用系统需求,将相应的计算机直接嵌入到应用系统中。嵌入式系统设计需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力,是对设计者一个综合能力、特别是创新能力的考查。因此,嵌入式系统课程应更注重培养学生工程实践的能力、团队合作的能力[2]。目前,在计算机专业之外,国内许多高校还在电子工程、自动化、软件等专业开设了“嵌入式系统”相关课程。由于各专业培养目标、教学体系侧重点不同,课程内容也不尽相同。电子工程专业主要侧重于硬件基础平台的设计,自动化专业则侧重于智能仪器、仪表的设计,软件专业侧重于嵌入式应用软件开发。计算机工程专业方向则应从“系统”的角度出发,更侧重于软/硬件的协同工作,将计算机系统“自下而上”的专业课程有机地整合起来,形成一条清晰的逻辑线,让学生认识到计算机组成原理、微机接口技术、操作系统、数据库、程序设计、计算机网络、计算机控制等课程不再是独立的课程,而是一个有机的“整体”。在嵌入式系统工程设计中,会用到操作系统课程中所讲述的进程、线程、调度、文件系统的概念等;在通信中会用到微机接口课程中所讲述的串行接口的概念;在数据采集中会用到计算机控制课程中讲述的A/D转换、数字滤波算法等;在一个大型应用系统中还会用到计算机组网技术、套接字、数据库的概念等等。因此,计算机工程专业方向嵌入式系统课程内容应以实践为主,结合前修理论课程的内容,最终完成一个实际应用系统的开发[3]。
3嵌入式系统课程内容体系的构建及特色
我学院在2004年开设“嵌入式系统”专业选修课的同时,将计算机工程专业方向细分成嵌入式系统和网络技术两个培养方向,并制定了嵌入式系统专业方向培养计划,设置了4门实践性很强的专业方向课:计算机控制原理与技术(64学时)、嵌入式系统原理与技术(64学时)、嵌入式系统工程设计方法(32学时)和嵌入式系统课程设计(60学时)。IT领域的新技术发展之快、之多令人应接不暇,虽然大学生在校期间需要学习的都是一些基础知识,但他们毕业走向社会后,必然要面对这些新技术,如果我们的教学内容过于陈旧,就会加长学生毕业后的适应周期;如果我们能够提供给学生更多的接触这些新知识、新技术的机会,就能够缩短学生毕业后角色转换的时间,尽快地投入到工作中。因此,在教学内容设置上应力求将近期的技术、近期的设计方法传授给学生。为此,我们积极与国际知名企业建立合作关系,先后建立了“北京工业大学—Intel嵌入式系统联合实验室”、“微软嵌入式系统认证培训中心”和“北京工业大学—AlteraEDA/SOPC联合实验室”,为学生提供了一个接触、学习新技术的环境,同时也能使我们的教学内容与这些企业的新技术基本保持同步[4-5]。“嵌入式系统原理与技术”涉及目前嵌入式系统最为流行的两项新技术—英特尔公司的XScale技术(ARM架构)和微软公司的嵌入式操作系统WindowsCE,该课程以XScale应用处理机为硬件平台,讲述WindowsCE操作系统定制、优化方法以及驱动程序、应用程序的开发手段和方法。“嵌入式系统工程设计方法”则涉及了另一项新技术“IP(知识产权)复用技术”,该课程以Altera公司的Nios软核嵌入式处理器为核心,讲述了SOPC(片上可编程系统)设计方法和流程。上述两门课程均是以工程设计为主的课程,在讲述工程设计方法和设计流程时要涉及到开发环境、开发工具的使用,如果按照以往先在课堂讲授,再到实验室做实验的教学方式,不仅会使学生感觉到枯燥无味、不易掌握,而且在实验之前还要再花费时间复习。因此,我们借鉴美国卡内基?梅隆大学率先提出的“Learningbydoing”的教学理念,这种教学理念旨在强化工程学科的学生的实践能力和工程素养。从2005年开始, 在实验室授课,采用教师边讲学生边做的教学方式,使学生“从做中学”,取得到了较好的教学效果[6]。
4实践教学安排
为了加强学生工程实践能力的培养,在实践教学体系中,采用了课内实验、课程设计和综合性课程设计3个阶段的培养模式,使学生掌握嵌入式系统的工程设计方法和设计流程。
4.1课内实验
以一个实际应用系统开发流程为例,设计了如下实验内容:(1)WindowsCE操作系统的定制:包括在硬件平台和模拟器上定制WindowsCE操作系统、添加组件以及使用远程调试工具进行调试。(2)修改WindowsCE操作系统映像配置文件:包括通过修改系统映像配置文件,在操作系统映像中添加各类文件和修改系统设置。(3)硬件定制实验:包括添加CF存储卡、802.11无线网卡和蜂窝注册表等硬件相关组件。(4)WindowsCE驱动程序的开发:包括流接口驱动程序的开发以及在PlatformBuilder环境下开发简单应用程序用以调用驱动程序函数。(5)WindowsCE应用程序的开发:包括导出SDK开发包,在EVC开发环境下开发、调试应用程序,制作自定义组件、系统优化和Shell实验。
4.2课程设计
课程设计的任务是完成一个应用程序的开发,课程设计题目每年不断更新,学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目,分值依据题目难易程度而定。学生也可以自拟题目,为保障题目的难度和规模能达到教学要求须经任课教师认可。题目有:在WindowsCE环境下的闹钟提醒程序、注册表编辑器、串口调试程序、文本编辑器、计算器、画图、贪吃蛇等[4,7]。
4.3综合性课程设计
“嵌入式系统课程设计”是综合性课程设计,要求学生结合专业方向的理论课程,充分发挥自身的能动性,3~4名学生组成一个项目组,自选题目,自选平台,按照工程项目管理规范严格检查各阶段完成情况。使学生掌握嵌入式系统实际工程设计的方法和流程,巩固理论课程内容,规范工程文档的建立,培养学生的创新能力和团队精神。通过答辩、演示给出成绩,将题目新颖、完成情况较好的项目组推荐参加国内外相关竞赛。今年正在进行中的项目有:家庭视频监控系统、食品安全追溯系统、家电语音控制系统等[8]。
4.4学生科技竞赛
2007年1月,教育部、财政部“关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”中,要求继续开展大学生竞赛活动,重点资助在全国具有较大影响和广泛参与面的大学生竞赛活动,激发大学生的兴趣和潜能,培养大学生的团队协作意识和创新精神[4,9]。我校十分重视嵌入式系统学生科技竞赛活动,在2006年投资近60万元,建立了“嵌入式系统科技竞赛训练基地”。通过搭建一个学生参加科技竞赛、训练的基础平台,形成一个传、帮、带的梯队、达到“以点带面”的良性循环效果,增加了学生学习理论课程的兴趣,加强学生创新能力的培养[4]。计算机学院在国、内外嵌入式系统相关竞赛中取得了优异的成绩,在教育部、信息产业部举办的“全国大学生电子设计竞赛———嵌入式系统专题邀请赛(英特尔杯)”中,2004年获得了三等奖,2008年获得了二等奖。“2005年微软嵌入式系统全球大学生挑战赛”入围全球前30名,并参加了在美国西雅图微软总部举行的总决赛,获得“优胜奖”。在IEEE举办的“第六届计算机协会国际设计大赛(CSIDC)”,进入了在美国首都华盛顿举行的全球前10名总决赛,并获得“优胜奖”。在Altera公司举办的“Nios软核嵌入式处理器设计大赛”中,先后获得过优胜奖和三等奖[10]。
5结束语
嵌入式系统涉及的领域越来越广,发展速度越来越快,为了加强计算机工程专业方向学生工程实践能力的培养,就要求我们通过不断地探索、实践,完善嵌入式系统实践教学体系。
计算机工程论文:对国外高校计算机工程特点研究
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。普度大学及时年的工程基础培养及UIUC及时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。工程教育应该在较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
计算机工程论文:嵌入式计算机工程化设计分析
1引言
某控制管理系统主要用于收集外部传感器数据及控制数据,对数据进行分析处理及逻辑判断,向外部设备输出处理后的数据及控制指令。系统中嵌入式计算机模块的主要任务是处理外部通信接口的大量数据收发,数据及控制逻辑处理任务相对简单。嵌入式计算机要求具备异步串口、网络接口、离散量接口等资源,满足控制任务的实时性要求,便于应用软件的研制、维护及升级并且能够适用于恶劣的使用环境。传统嵌入式计算机中的应用软件与系统软件联合编译、统一加载,不便于工程应用。为满足某控制管理系统的功能及工程化需求,对传统嵌入式计算机系统软件进行了改进,给出了采用MPC8265处理器[1]实现该嵌入式计算机的设计方案,指出了工程应用中的设计要点。
2硬件设计
整个嵌入式计算机系统的硬件功能模块主要由电源、时钟、复位电路、中央处理器、FPGA、接口电路和存储系统等部分组成。FPGA主要实现模块的控制逻辑、LBE总线逻辑及部分外围资源,比如串口、双口等;接口电路主要实现模块内外接口信号的隔离及信号电平的变换以及串口和网口等。各硬件功能模块的组成及设计要点与其他嵌入式计算机类似,下面对主要功能模块的设计进行说明。
(1)中央处理器
中央处理器选用MPC8265芯片,工作频率为150~300MHz,内核电压为1.7~2.2V。中央处理器的电路设计主要包括对一些关键信号的端接处理、处理器工作电源的分配及滤波、工作频率设置电路及调试接口设计等。在工程应用设计过程中,由于该控制管理系统的工作环境温度范围要求较宽,为保障中央处理器在高温环境中运行的性,处理器设定的工作频率应低于较高值,比如200MHz;为提高中央处理器在低温环境中运行的稳定性,处理器的内核电压应设置为可选范围的上限电压值,比如200MHz的主频,内核电压值应设定为1.9V。
(2)时钟设计
计算机中存在3种时钟频率,分别为计算机系统外部总线使用的100MHz时钟、网络接口电路使用的25MHz时钟以及异步串行接口使用的14.7456MHz时钟。其中100MHz是主时钟信号,采用全局时钟的设计原则,经CY2305芯片驱动后,输出给MPC8265器件和SDRAM器件。由于MPC8265器件和SDRAM器件MT48LC8M32的建立、保持时间存在差异,因此,两者的输入时钟信号时序需进行控制,最为简便的方法是控制时钟信号的传输距离。工程应用中,根据MPC8265器件和MT48LC8M32器件的建立、保持时间要求,同时结合印制板的布线面积以及所使用的FR4材料,最终要求输入MPC8265的时钟信号线需要比输入MT48LC8M32的长约15cm。
(3)复位设计
复位设计包括加电复位、手动复位、COP接口复位和看门狗复位等设计,复位控制逻辑统一处理所有输入的复位电路信号,并且实现对硬件配置字的访问。在实际工程应用中,MPC8265硬件配置字一般不会改变,因此,为了简化设计,提高生产效率,直接把硬件配置字配置在FPGA逻辑中,从而略去生产过程中的硬件配置字烧写步骤。
(4)存储器系统
存储器系统包括SDRAM存储器、程序存储器、数据存储器和双口存储器。SDRAM存储器分配在存储空间的低端。在系统运行中被划分成3个功能区,即操作系统驻留区、应用程序驻留区、保留区。程序存储器分配在存储空间的高端,程序存储器分为系统程序区和用户程序区。系统程序区用于保存系统程序,包括操作系统、底层测试与监控软件等程序。用户程序区用于保存用户应用程序。数据存储器和双口存储器分别分布在存储空间的高端和中端。在工程应用中,为了实现系统软件和用户软件独立的设计和开发,存储器系统必须为系统软件和用户软件提供独立的存储区域和运行区域。
(5)总线接口设计
计算机系统采用32位机载航空计算机系统(LBE)总线作为对外总线接口。LBE总线与处理器总线间的桥接逻辑采用FPGA实现,主要包括地址和数据信号的处理单元、信号的时序同步单元和控制信号逻辑实现单元。数据和地址信号处理单元用于实现处理器及LBE总线间数据和地址信号的转换、缓冲、输入输出控制等。数据总线处理单元包括数据缓冲、字节交换、字节选择输出等模块,支持对外部存储器的对齐与不对齐的字、半字等动态数据宽度的读写操作以及突发传输等。时序同步单元用于对控制信号逻辑单元产生的控制信号、数据信号处理单元产生的数据信号和地址信号处理单元产生的地址信号进行时序控制。时序同步单元功能分为两部分,可以分别按照处理器总线和LBE总线的时序要求完成同步控制。控制信号逻辑单元用于实现对处理器及LBE总线间的所有控制信号的转换和访问模式的转换,以及地址译码控制信号的产生等。
3软件设计
嵌入式计算机系统上的驻留软件是非常重要的一部分。目前,较为常用的方式是系统软件及用户应用软件分别独立设计,把两者代码联合编译、调试并生成最终的嵌入式计算机系统驻留软件,通过仿真器加载、固化驻留软件。这种联合编译及软件加载的方式实现简单,但是任务界面不清晰,维护不便,不利于工程化。为此,对嵌入式计算机的软件结构进行了改进,在传统的嵌入式计算机系统软件结构上增加了状态监控软件及维护系统软件,实现了各系统软件及用户应用程序的单独编译、调试以及维护系统软件、操作系统及用户应用程序的单独加载。改进的嵌入式计算机系统软件模块结构层次如图4所示,图中无底色部分的软件模块包括板级支持包、设备驱动、操作系统及系统应用软件,这些软件模块的功能及组成与其他嵌入式计算机系统基本相同;加底色部分为在传统嵌入式计算机系统基础上增加的系统软件,其主要功能及组成如下所述。
(1)状态监控软件
状态监控软件位于BSP软件和设备驱动软件之上,在BSP和设备驱动完成对计算机主要硬件资源和设备的初始化后运行[2],负责收集设备的状态信息,引导设备进入不同的工作模式。设备的状态信息由计算机外部离散量或IO设备提供,不同的状态信息对应不同的工作模式。计算机系统的工作模式分为运行态及维护态两种模式,其中运行态模式是计算机的默认模式,该模式下计算机将调用并运行操作系统和用户软件。维护态运行模式下,系统将调用并运行维护系统软件。软件的主要功能模块有两个,一是模式检测模块,实现对计算机系统不同模式的检测及引导;二是程序搬移模块,实现程序从固存向内存的搬移。
(2)维护系统
该软件主要用于计算机系统的维护,包括调试模式、加载模式及测试模式等3种模式,计算机的实际运行模式由用户通过计算机外部离散量或IO设备选择。调试模式下,计算机建立了一个多任务运行环境,可以实现用户软件的在线调试,常用于软件故障定位及软件调试;加载模式下,可以完成对Vx-Works操作系统和用户软件的升级,常用于产品的维护及更新;测试模式下,计算机系统运行测试软件对主要的硬件资源进行测试并输出结果。维护系统的主要功能模块有3个,一是软件调试模块,实现用户软件的动态加载、调试;二是软件加载模块,实现操作系统或用户软件的接收、缓存、烧入及更新;三是测试模块,实现对硬件资源的测试。
4应用情况
本方案实现的基于MPC8265处理器的嵌入式计算机,通过了某控制管理系统的环境适应性试验及现场高强度的使用验证,满足该系统小型化、实时性以及恶劣的使用环境要求。经过软件设计人员和产品用户现场使用,该嵌入式计算机可以有效提高应用软件的开发效率,增加软件维护的便利性,有利于产品的设计、研制、维护和升级。目前,该嵌入式计算机已在多个类似的控制管理系统中推广应用。
5设计建议
根据实际的工程应用经验,在基于MPC8265的嵌入式计算机系统设计过程中,下面两点需要特别注意。(1)内核供电MPC8265器件的内核供电电压与工作频率密切相关,工作频率越高,内核电压值越高,较高不能超过2.5V,工作频率与内核电压推荐值关系。实际应用中,应根据选用的MPC8265工作频率和表2的推荐来选择内核电压。如果内核电压设置为下限值,可在一定程度上降低硬件功耗,但是在特殊的低温应用环境中,电路的工作稳定较差;如果内核电压设置为上限值,硬件功耗较高,而且在特殊的高温应用环境中,电路的工作稳定较差。对于大多数普通应用环境的设计而言,内核电压值可以选择推荐范围的中间值。因此,建议内核电压供电电路的输出电压设计成可调的。实际设计中,综合考虑应用环境和硬件设计的具体情况,好通过应用环境摸底测试最终确定内核电压值,根据该电压值调整内核电压的供电。(2)时钟信号设计由于MPC8265器件输出信号保持时间小于大多数SDRAM器件输入信号的最小保持时间,因此,在MPC8265和SDRAM器件的时钟信号电路设计中,为保障两者信号的建立,保持时间满足要求并具有一定的余量,需要对两者的输入时钟信号时序进行控制。建议采用延长(相对输入SDRAM的时钟信号而言)输入MPC8265的时钟信号传输距离,使得输入MPC8265的时钟信号比输入SDRAM的晚,从而保障MPC8265和SDRAM间信号满足特定时序要求。工程设计中,选用的MPC8265器件输出信号的最小保持时间为0.5ns,SDRAM器件MT48LC8M32输入信号要求的最小保持时间为1ns;MPC8265器件输入信号的保持时间要求必须大于0.5ns,MT48LC8M32数据信号输出保持时间最小为2.5ns,因此,为满足时序设计要求,输入MPC8265的时钟信号必须比输入SDRAM的晚t时间(0.5ns 6结束语
本文针对某控制管理系统的实际工程需求,给出了基于MPC8265处理器的嵌入式计算机设计方案,结合实际工程经验,指出了工程设计中的关键点,给出了设计建议和软件改进方法,对工程应用中的嵌入式计算机设计具有一定的参考价值。
计算机工程论文:对计算机工程教学改革分析
1.计算机实践教学中存在的问题
随着国家对教育的不断投入,教学改革已经有了明显的成效,但实践教学还在诸多方面存在一些不足。
1.1实践经费相对不足
学校真正提供给实践的资金有限,校内实践场地和设备存在一定程度上的不足,这就出现了人均实际操作动手机会少,教学与设备不协调等现象,直接影响了实践教学的质量,也影响了学生技能的培养。
1.2实践指导教师结构不合理
在实践教学师资队伍中,“双师型”教师还比较紧缺。参与实践教学指导者多为从公司聘请的工程技术人员,他们虽有着深厚的实践经验,但不能很好地将实践操作与理论知识统一起来,属于会做不会讲。而本校的教师虽有一定的专业基础理论知识,但在生产实践方而缺乏一定的锻炼,属于会讲不会做。教师结构的不合理,使得理论知识与实践技能不能有效的形成统一体,也影响了实践教学的质量。
1.3校企合作实践存在不足
(1)能够接受实践的学生少。企业受到人员和场地的限制,不可能接收太多的学生进入企业实习。
(2)对学生管理不足。由于学校和企业对于学生实践的管理都较为松散,造成学生对实践教学缺乏正确认识,使得实践教学的质量难以保障。
(3)需要有专门的教师脱离工作岗位指导学生。如果没有专门教师指导,企业很难抽调人员为学生提供专门指导。另外,没有教师的参与,企业很难保障项目开发进度,也不愿意不熟练的学生参与项目开发。这样,学校和企业就失去了合作的基础。
1.4实践考核不严
学校对于实践教学没有建立规范的考核标准,对实践教学的考核往往低于理论考核的要求,使得实践考核流于形式,影响了实践教学的效果。
2.计算机工程教育实践教学改革
针对上面分析的问题,我们认为高等工程教育中计算机实践教学改革应该侧重以下几个方面。
2.1加强教师实践能力培养,提高教师专业素质
高素质、实践能力强的师资队伍是提高人才培养质量的保障。学校应该加强计算机专业具有丰富工程经验的“双师型”教师的引进,同时采取有力措施组织教师参加各类师资培训,努力提高师资队伍的业务水平和工程能力,不断更新和拓展专业知识,提高专业素养。学校发展过程中有许多与计算机相关的项目,教师应该关注这些项目的实施,学校要尽可能把这些项目放在学校内部立项、实施。这些可以为老师和学生提供一次实践锻炼的机会,并能够降低开发成本,方便维护。有计划地安排教师到相关企业实践,了解计算机行业管理知识和新技术发展动态,积累工程开发经验,努力打造“双师型”教师队伍。教师们将近期的软件技术和职业技能传授给学生,指导学生进行实践,培养学生的实践创新能力。在人才引进和教师培训有限的情况下,教师可以组成模拟项目开发教学团队,确定明确的设计目标,教师引导,学生直接参与,按照工程项目管理方法管理,按照项目验收标准验收,提高教师的实践教学能力和管理水平,促进学生工程开发能力和团队合作精神的培养。
2.2案例教学法
根据教材重点、难点和学生中存在的疑难问题,精心设计案例题,以巩固深化知识,发展能力,以达到热能生巧。案例教学模式就是打破“以教师为中心”的传统教学模式,扩展到“以学生为中心”的复合型教学模式。在这种教学模式下,整个教学过程,教师利用情境、协作、会话等学习环境,要求充分发挥学生的主动性、积极性和创造精神。在这种模式中,学生是主体,也是中心,是知识的主动构建者;而教师是教学过程的组织者、指导者、促进者;教材是学生主动构建的对象;媒体则是认知工具。这种模式是与现代社会对人才培养目标相适应的,因而也是最有效的新型教学模式。
2.3激发学生的自主实践兴趣
采取激励机制,鼓励学生以兴趣小组或课程实验小组的形式开展实验、展开实验讨论,并主动和教师交流;鼓励学生和高年级学生参与课外实践指导,逐步形成学生合作、自主实验和自主指导的氛围,转变教师指导为学生自主研讨,缓解开放性建设中实验指导教师数量不足的问题。设置合理比例,严格规定学生应该完成的课内和课外实验,让学生带着任务进实验室或实习基地。根据学生的学习动态,启发和引导学生自主选择实验项目,自主设计实验,综合运用所学知识,解决学习中的困难和问题,显现自己的智慧和能力,体验自主实践的成果,从而达到充分调动学生自主实践的积极性和主动性的目的。
2.4开发虚拟实践教学平台
由于自主实验所占比例较高,实践教学条件势必有限,加上难以为每个开放实验室全程安排指导教师,那么,可以借助校园网络建设虚拟实践教学平台,方便各个实践课程项目案例的管理,缓解教师和设备短缺问题,也缓解外出校企合作费用过高问题,为学生自主学习创造条件。以此平台的软件虚拟实训环境为例,老师和学生分组充当项目经理、开发员和测试员角色,登陆虚拟实训环境,根据其中真实的软件开发实例课件内容要求完成不同的开发和测试任务,并分阶段提交各自的成果,项目经理对开发员和测试员的工作进行指导、评审、考核和答疑。这样,学生将置身于以真实工程项目职场为背景的实训环境中,以项目团队的组织形式完成实战训练,亲身感受到规范的软件开发流程,迅速掌握规范高效的软件项目开发步骤与方法,在真实的项目开发过程中提高实践动手能力,获得实际工作经验,从而大大缩短了就业后的岗位适应期,真正实现专业教育与企业岗位需求之间的相互衔接。为了提高实践教学资源的利用率,开发实践教学资源库也就显得尤为重要。计算机虚拟实践教学资源库的构建要与人才培养目标相一致,以专业岗位需求为根据,突出“能力”目标。如软件开发课程实践库应主要包括以下内容:软件开发的基本概念、方法和步骤,解决问题的思路和过程;完整的开发过程和各个过图1计算机 虚拟实践教学资源库结构图程的实际成果资料,具体包括“软件开发计划书”、“可行性研究报告”、“需求分析说明书”、“概要设计说明书”和“详细设计说明书”;最终开发成果、编码集及操作使用说明书。实践案例按照行业工程标准规范化的、系统的制定原则,把行业的要求融合到教学案例中,使案例库丰富及多样。实践项目库的项目是非常典型的,具有代表性的任务,根据专业相关技术领域相关职业岗位的任职要求,充分体现职业性、实践性和可持续发展性;以职业岗位真实的项目和任务及其工作过程为依据,整合相应的知识、技能,在真实项目的基础上构建学习性的环境。
3.结束语
实践教学是高等计算机工程教育中的重要环节,也是培养学生实践能力、创新能力的重要手段,还有许多教学改革的问题值得研究,我们将不断努力,逐步完善实践教学体系,在改革中探索、提高,培养出更多适应社会需要的复合型、应用型工程人才。
计算机工程论文:个人工作总结计算机工程师
个人工作总结计算机工程师
本人于年获得计算机工程师技术资格，从年元月起，被聘为公司计算机工程师至今。任现职以来，严格履行计算机工程师的岗位职责，认真学习，努力工作，较好地完成了本职工作和领导交给的个项任务，任现职以来年度任职考核全部。
一、思想政治表现：
能认真学习马列主义、思想和邓小平理论，拥护党的领导，坚持四项基本原则，热爱祖国，遵纪守法，具有良好的思想素质和职业道德，能用“三个代表”的要求来指导自己的行动。积极要求进步，原创：团结友善，明礼诚信，曾于年计算机应用大赛中荣获一等奖，并于年度被评为“”。现将任职年来的情况汇报如下：
二、完成本职工作的质和量
本人熟悉本专业领域的国内外现状和发展趋势，具有丰富的计算机理论知识和计算机在企业管理方面的经验，具有较强的解决本专业实际问题的能力，能将本专业与相关专业相互配合，协调解决有关技术难题，能指导工程师工作和学习。任职期间，较好的完成了公司下达的责任目标。
⒈在年至年间，利用三年的时间，进行了计算机网络综合管理系统的建设与实施工程，使企业办公自动化以及生产调度自动化走向现代化的前沿。
⒉至年，先后为公司以及下属部门独立编制了等具有本企业特色的软件。
⒊年作为主要负责人之一完成了总公司的管理信息系统，取得一定的社会和经济效益，使服务上了一个新的台阶。
⒋参与完成了项目。该项目投入使用后具有显著的经济效益，年节约资金万元。
⒌主持完成了总公司系统，实现无纸化办公。
⒍任职期间，不仅建设了本公司的企业内部与互联网的网站，打开企业的知名度，同时还利用近期的等前沿技术协助建立了“网站”，使迅速走向国际化的轨道，受到的表彰。
⒎受的委托，为部分技术人员和管理人员累计授课达余课时，在授课过程中，自己能将理论结合实际，深入浅出，圆满完成了教学任务，提高了本公司技术人员素质和职工素质，为计算机的普及做了一定的贡献。
⒏参加撰写中的计算机与信息工作计划。
三、工作业绩：
⒈至年，在“系统”中，本人进行了部分模块的软件编写工作，该系统经省、市科委鉴定，被奖。本系统的完成，较好的解决了问题，取得极大的社会经济效益。
⒉年，为实现的信息化管理，原创：同时还本着节约投资的原则，组织完成了“系统”，该系统完成之后，不仅加快了我公司的生产自动化的建设，还为起了模范带头作用，经鉴定，该项目填补了我国技术的空白，为此，荣获奖。
⒊年参加了总公司活动，在课题研究中，本人利用计算机进行了大量的计算和工艺改造工作，圆满完成任务，该课题获得奖。
⒋本人自参加工作以来，一直在从事计算机技术工作。工作中，注重技术成果的推广应用。
（）本人独立编写的“”软件，实现了计算机等功能，使管理走向了现代化管理的轨道，该软件经鉴定，达到先进水平，本人也因此获得。
（）参与编写的“”软件，使用方便，功能满足要求，经鉴定达到水平。
四、总结经验，不断提高理论水平
任职五年来，根据生产实际中存在的问题，不断总结经验，提高理论水平。其中独著《》，在《》杂志年第期上发表（字）；合著《》在《》年第期上发表（字）；独著《》在《》年第期上发表（字）；独著《》，在《》年第期上发表（字）；独著《》，在“”学术会议上宣读（字）；独著《》在中会议上宣读（字）；独著《》、《》获“”学术会议论文奖。
五、不断加强理论学习，拓宽知识领域
计算机行业是个飞速发展的行业，计算机技术更是发展的日新月异，因此，不断加强理论学习，拓展知识领域，进行知识更新，也是形势所迫。为了加强自身计算机水平的提高，于年度在微软授权培训中心接受和培训，并获得中国微软颁发的双科结业证书；同时，为了掌握计算机更前沿的技术，充实自己的理论知识，从年开始就读于 大学“”专业研究生，与年取得国家教委颁发的“计算机科学与技术同等学历硕士学位综合课程考试”合格证书。通过学习，不仅丰富了自己的理论知识，更加强了在计算机应用中的实际解决问题的能力。
以上是本人任计算机工程师六年来在技术岗位上所做的工作。通过几年来的学习和实践，不仅专业知识得到了一定的拓展，而且利用专业知识解决实际问题的能力也得到了进一步的提高。本人将在今后的工作中加强理论学习，不断完善自己，为计算机事业的发展做出更大的成绩。
计算机工程论文:巨型计算机工程的创新
一、现代审计风险成因
(一)审计工作人员素质有待于提高
作为审计工作人员应该具有良好的职业道德素养和审计专业知识,但是当前相当一部分审计人员的素质有待于进一步提高。一方面审计工作人员的审计缺乏丰富的审计经验,一定程度上影响了审计工作的效率。大多数的审计工作人员都是财务人员转化而来,对于审计工作的认识不足,再加上缺少审计工作经验,导致审计工作难以发挥出应有的作用,审计工作的效率和质量都有待于进一步提高。另一方面审计工作人员缺少责任心。由于审计工作涉及较多的财务数据,审计工作人员面对如此复杂的审计工作会产生众多的工作压力,出现审计问题是难免的的,一些审计工作人员在工作中缺少工作责任意识和工作积极性,导致审计工作存在一定的风险,严重影响了审计工作的作用。
(二)审计工作中缺少监督
由于审计工作管理不规范,一些审计工作中缺少相应的监督工作,导致审计工作存在一定的风险。由于财务管理工作不完善,财务信息不真实的现象有所增加,严重影响了审计工作的有序开展。审计工作中由于缺少比较严格的监督,审计工作中也往往会存在一些虚假行为,影响整个审计工作的效果。
二、现代审计风险控制探析
审计工作作为企业监督的重要措施之一,对于保障企业的健康发展有着十分重要的作用。近年来企业的财务风险日益增加,加强审计工作逐渐受到关注。但是由于审计工作不完善,存在的风险日益增加,未能及时发现企业财务工作中的问题。今后企业需要进一步完善审计工作,减少企业审计风险,保障企业的健康发展。
(一)完善审计方法
针对企业审计工作不完善的现状应该进一步完善审计工作方式,确保审计工作的有序进行。一方面需要建立相应的审计责任制度,将审计工作由专门的人员负责,一旦出现审计风险将追究相关责任人的责任,减少由于审计工作不规范导致的审计风险。另一方面需要严格规范审计程序。企业需要对审计工作进行合理的规范,通过制定相对完善的审计程序,规范审计行为。审计工作中最重要的是撰写审计报告,审计报告的撰写需要严格按照审计结果,由专门的人员对审计报告进行复核,审定,确保审计报告能够真实反映审计工作结果,提高审计报告的性。
(二)提高审计工作人员素质
审计工作人员的素质直接影响审计工作的效果,审计工作存在风险很大程度上是因为审计工作人员的素质问题。今后需要进一步规范审计工作人员的行为,确保审计工作的有序进行。一方面需要加强对现有审计工作人员的培训工作。加强审计工作人员专业知识培训工作可以有助于提高审计工作的质量和审计工作的效率,提高审计工作水平,减少审计风险。另一方面需要提高审计工作人员的工作责任意识。审计工作作为企业财务监督的重要促使之一,能够及时发现企业财务工作中存在的问题,避免企业的经济损失。作为审计工作人员应该具有良好的职业道德素养,审计工作人员需要充分认识到审计工作的重要性,不断提高自身的业务水平,保障审计工作有序进行。
(三)加强企业的内部控制
企业审计风险一定程度上也是因为企业的财务管理工作不完善,加强企业内部控制工作可以有效地减少财务工作中存在的问题,减少审计风险。一方面需要完善内部控制制度,完善的内部控制制度可以有效地落实审计工作,确保审计工作有序进行,减少由于审计工作不完善导致的风险。另一方面需要加强审计工作的监督。加强审计工作的监督可以有效地减少审计工作中存在的信息不符或者是审计工作人员失误行为,提高审计工作的质量,减少审计工作风险。
三、结束语
企业审计工作作为财务管理的有效监督措施,对于减少企业发展中的财务风险,保障企业的健康发展有着十分重要的作用。但是由于当前企业审计工作不完善,导致审计工作存在一定的风险,严重影响了审计工作的水平,企业发展也面临众多的挑战。今后企业需要进一步规范审计制度和审计程序,提高审计工作人员的素质,充分发挥审计工作的监督作用,减少由于审计风险导致的企业发展风险,确保企业的健康有序发展。
计算机工程论文:对计算机工程技术应用分析
1、计算机工程技术应用的现状
现在计算机的发展速度很快,硬件技术和软件技术都有很大的进步。各种应用程序层出不穷,并且广泛的应用于建设设计行业。所以这一批工程师在刚刚参加工作就开始使用计算机进行工程的相关计算和设计工作。他们开始盲目的相信计算机,而不通过自己实际的手工计算来对结果进行审核,这样会使设计的性受到影响。会对建筑的安全有很大威胁。这些人认为计算机可以解决所有的问题,并且不会出现错误。但是现在的计算机软件虽然得到了大量的开发,但是这些软件的质量却没有得到保障,有一些软件的开发者和技术支持的资质证明都没有得到保障,还有的软件的质量没有进行合理的检测,所以这些软件往往不能全部相信,不能依赖。如果只通过这些软件进行设计,会造成工程的安全受到威胁。所以我们必须重视这个问题。现在因为在工程的设计工作中,使用计算机工程技术进行计算已经产生了很多不利的影响。现在新一代的工程师变得十分依赖计算机,他们坚信计算机的知识性、安全性和能力不会出现问题,所以逐渐失去了对工程内容进行正确计算的能力。他们不知道,计算机不可能对一些模型、设计的技巧和分析进行详细的记录。他们只会依赖计算机来进行设计。通过实践经验表明,工程的设计工作,尤其是水利水电方面的工程设计有很多模型,而且差别很大,计算机不可能对这些不同的模型全部识别清楚。计算机的计算速度是很快,这一点毋庸置疑,但是除此之外,它在其他方面的知识都十分零散。而在工程建设过程中,要凭借设计师自身的经验、灵感、直觉、创造力、领悟力、想象力和认知能力来综合的进行设计。这一点计算机是永远无法取代的。任何计算机和程序员都没有办法对这种设计进行理解。所以,我们要培养这些新一批的设计师进行自主的设计,不要只依赖与计算机,而要进行手工计算,这样才能设计出符合规范的作品。现代工程具有复杂的理论依据、集体的设计思想,单纯的依靠计算机工程技术是不可能让人们学习有意义的经验的。越来越多的工程师们都期盼计算机软件能将工程设计程序自动化,希望在解决工程问题时他们只需要区化类型和条件,让程序自动生成必要的数学模型,完成复杂而重复的分析和设计过程,由制图工具完成设计图纸。这样,工程设计责任就是明确所要解决的问题,然后评价的设计“成果”。而对于是否能的检测特征值,在进行分析时是否用了足够的模型、状态,或计算机建立数学模型的理论是否正确,是否符合工程实际的特征,分析结果对工程敏感部位是否敏感,计算结果是否在条件允许范围之内,是否能根据实际的工程设计模型对某些边界条件进行调整。这些在年轻一代的结构工程师们心中,都变得模糊不清。很多软件开发商,在对计算机技术知识的精通之外,毕竟不是工程师,专业技术知识肯定有着各种方面的欠缺。计算机是一种工具,不可能替代人的脑力劳动、人的知识、经验的积累,计算机能处理大量的信息,但计算机程序是没有多少工程实际工作经验的程序员编制的,程序对工程建立的数学模型也不会很完善,在计算中,即使是错误的信息,计算机也不可能识别同样的都在计算机上显示给专业技术工程师们。这就要求专业技术工程师右自己能通过专业技术知识的掌握,来控制设计计算中的偏差。在软件的实际应用方面,那些只有极少经验、极少学识、年轻的工程师依靠计算机软件来解决极度复杂的结构分析和设计问题。他们对力学基本原理和设计规范的背景知识了解很少,无法判断程序算法所蕴含的假设和根据,也无法判断计算机运算结果的质量,他们宁愿相信计算机程序产生的结果都是正确的,也无法怀疑计算机做出的所有结果,以及用独立的例证校验结果,这对计算机工程技术的应用方面造成了很大的缺陷。
2、如何正确合理的应用计算机工程技术
首先,在年轻一代的工程师当中,应让他们对工程设计的危险性、又对公众安全的威胁、对工程设计的责任感有一定的认识,应该让他们知道,工程特性是由工程设计的质量决定的。真正有经验的工程师,应该不能依赖计算机工作,计算机工程技术的应用本身并不是坏事,问题的核心在于工程计算中计算机的使用方法,不能滥用计算机。要强调工程实践中知识、专业技术以及经验的重要性,了解“为什么”这样设计才是关键。专业的工程师应在参加工作的最初一段时间内,对工程设计计算进行手工求解了解手工求解的原理、基本原则和提炼模型、识别计算结果中的错误,解决问题的其他方法,判断计算结果的有效性。对计算机的计算结果应持批评态度,尊重工程实践经验,通过工程实践学习工程设计,强调从那些博学的剪有经验的结构工程师那里学习结构工程设计。不依赖计算机解决工程问题,要经常怀疑计算机,在没有深人工程以前不使用计算机的结果。在被工程证实正确之前,假设计算机提供的结果是错误的。在用计算机求解之前,必须先知道答案。不崇拜计算机,而是崇尚知识和经验,提倡了解工程理论和实践中的所有经验。一个称职的工程师,应具备不依赖计算机技术解决工程问题的能力,具备经验、直觉、灵感、领悟力、创造力、想象力和对工程的设计思想的能力。工程师应该能够做到独立地靠学识、创新和丰富的经验,而不是依赖计算机找出工程问题的正确解答。计算机工程技术只能回归到工具的位置,它只是一种方便快捷的计算、图像、文字处理等信息技术工具的位置,而不能够把它当做工作中必须依赖的东西。认识到这点,将对计算机工程技术的应用策略起到重要的影响。能够使设计工作更好地进行。总之,对计算机工程技术的应用不能宪全依赖于计算机及其得出的表面数据,而应该更多的凭借自身的工程经验知识,这是一个合格的工程师所必备的条件之一。
3、结语
通过本文我们了解了我国计算机在工程设计上应用所存在的问题,并且提出了相应的解决办法。我们必须要使新一代的设计师对计算机的使用有一个科学的认识,不能够盲目的相信计算机,要学会通过自己手动计算和发挥自己的想象力创造了进行设计创造。要明确计算机在工作中的地位,合理的使用计算机,这样才能使设计工作能够更好地完成,是工程更加安全。
