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計算機工程論文:計算機工程建設論文

1計算機科學與技術運用到工程建設項目管理的意義

1.1實現技術、經濟的一體化及資源共享

一直以來，工程建設項目在管理上都采用傳統的管理方式進行管理，而傳統的管理方式在現如今的工程項目管理中已經不適用。并且，負責建設項目管理的工作人員管理方式落后，既不懂管理也不懂技術，導致管理出現混亂的局面。采用計算機科學與技術進行管理，將各個部門相互聯系，在日常工作中交換信息，各部門的人員可以通過網絡來進行技術交流，實現了技術與經濟一體化。在工程建設項目管理中使用計算機科學技術，可實現資源共享，項目管理需要對信息進行跟蹤、收集以及處理等，過程相當復雜，并且信息量大，只是靠人為來處理信息很容易造成信息丟失。而采用計算機處理信息則不同，將建筑工程項目各種信息資料，通過互聯網進行整理、歸類，以工程數據庫為中心，進行科學管理。在建設工程管理中，會有很多資料，例如建議書、施工設計圖、工程驗收等各階段所產生的材料，計算機系統根據工程信息的格式、類型等進行一體化管理，并根據各部門的需要將資料實現共享，使建設工程各個部門聯合在一起，形成一個緊密聯系的整體，更便于管理。

1.2控制物資，實現現代化管理

在建設項目管理中使用計算機可了解到物資管理的情況，并結合項目的實際情況對物質進度進行適當的調整。在工程施工中，常常需要采購工程材料，此時可通過計算機編輯限制條件，可在及時時間里了解到采購量是否滿足或是大于請購量，請購量是否與設計量一致等，再采取相關措施，從而降低項目建設成本。使用計算機科學與技術還可有效提高資金的管理水平，工程項目的結算、驗工計價等，均在企業內部進行，在計算機的輔助下，資金運作實現了統一管理，合理使用，滿足工程需要的同時，更降低了資金的運作成本。就我國目前建設項目管理水平來看，與發達國家還存在很大的差距，我國加入WTO之后，與世界各國的合作機會不斷增多，計算機技術是拉小我國項目管理水平與發達國家項目管理水平的有效途徑。

2計算機科學與技術在工程建設項目管理中的應用

2.1采用計算機進行項目預算

建筑企業的生存離不開項目預算，工程項目預算是企業獲得利益的關鍵環節，但是，建設項目預算往往比較復雜繁瑣，預算人員難免在預算中出錯。預算工作常常需要消耗預算人員大量的時間和精力，而所取得的效率并不高，為了解決這一問題，設計、管理部門可采用計算機來提高工作效率。采用計算機進行工程項目的概預算編制、審核等工作，計算機相關軟件可達到審核、預算編制的要求，直接打印概預算資料，不僅節省了大量的時間，而且錯誤率低，大大減輕了預算人員的工作量。這樣一來，預算人員便可將更多的精力放在經濟分析上，采用計算機相關的軟件，根據公式輸入數據計算出預算結果，通過計算機計算出來的結果率為百分之百，不僅如此，通過計算機整理出來的預算文件十分完整，并保存簡單，具有安全性，需要進行更改時，打開相應文件便可更改。預算工作量大，預算人員若是單純進行手工預算工作，則需要消耗大量的時間和精力，采用計算機則不同，可以在較短時間內完成預算工作，并且計算結果得到保障，是提高工作效率的有效途徑。

2.2評標工作

建設工程項目在施工前期需要進行投標工作，標前評審、造價詢問等一系列工作都十分重要，運用計算機輔助評標工作，可將實際中的評標工作轉化為電子方式評標。在招標與投標這兩個項目過程中，招標的一方首先要負責的工作就是制作電子版的招標文件，電子版招標文件與傳統的紙質版文件相比，更方便攜帶。然后招標方根據電子版的招標文件準備相關的設備，開展招標工作。至于投標方當收到電子版的招標文件之后，需要進行招標文件的填寫工作，填寫數據以及價格等，完成填寫之后生成本件進行保存，電子存儲設備上會有清楚的記錄，形成一個完整的招標文件。電子版的招標文件具有較高的性，實現了公平、公正、公開的招標制度。另外，在計算機分析技術下，歷史數據和招標工作存在的規律，可不斷提高評審水平，使評審決策更加具有科學性。招標工作是建設項目中一個重要的工作環節，將計算機科學技術運用到此項工作中，使傳統的招標文件轉變為電子版文件，有效提高了招標的工作效率，使招標工作更加公平化和規范化。

2.3在審計與監理中的運用

計算機科學與技術是企業發展不可或缺的一部分，當下，我國計算機科學與技術水平也取得了很大的突破，在各個領域上都得到廣泛運用。在工程審計工作中也使用到了計算機科學與技術，工程審計工程一般包括兩方面的工作，一方面是投資的檢查核對，另一個方面是工程量的檢查及核對，工程程序復雜，并且工作量大。在此工作中使用計算機技術可有效提高工作效率，在審計中，計算機主要是充當監督和審查的角色，對已經竣工的工程項目進行審查和監督，并結合國家制度，對已經結束的工程、工期等一一進行審核。另外，在監理工作中亦可使用計算機科學與技術，近年來，我國監理工作逐漸規范，此時，將計算機科學與技術運用到其中，可有效促進監理工作的健康發展。使用計算機技術，主要是在監理過程當中，采用科學的方法來處理各種信息，達到控制監理整個過程的目的。傳統的工程監理主要是通過手工的方式來處理，這樣的處理方式效率低，極不適應現如今競爭日益激烈的建筑行業需。采用計算機來完成監理工作，取代手工方式，可有效提高工作效率，為企業帶來更大的經濟效益。審計與監理工作一直以來都是人力來完成，而這兩項工作較為復雜，人工完成的過程中常常出現問題，采用計算機來完成，可使監督和審查規范化，更具有科學性，有利于建筑企業的健康發展。

3結語

我國建筑行業發展的過程當中，常常忽視建設項目管理，而建設項目管理水平與建筑質量息息相關，因此，要提高工程質量，就要做好管理工作，將計算機科學與技術運用到管理當中，促進我國建設行業的快速發展。

作者：韋姍單位：廣東省清遠市勘察測繪院

計算機工程論文:計算機工程繪圖土木工程論文

一、從教師的角度尋找提高專業繪圖能力的途徑

教師的教學要結合職業技術學院學生的特點，應采用適合的教學方法，教學內容與本科學生要有一定的區別。應結合職業技術學院學生實際進行教學改革，以工作任務為中心組織教學內容；以典型的建筑施工圖為載體，設計教學活動。突出實踐性，強調學生的自主學習。教師的實踐總結，融合進教學之中，從而達到讓學生自主提高專業繪圖能力的效果。

（一）改革教學方法和教學手段

過去教師系統講解理論知識、滿堂灌、學生被動聽課的傳統的教學方法，學生缺乏積極性、主動性和創造性，現在職業技術學院的教學應重視激發學生的積極性、主動性和創造性。對于計算機工程繪圖這一門課程來講，主要應采用項目引領、任務導向等教學方法；并采用多媒體教學及人機互動等教學手段。提高學生聽課的專注程度，提高學生的學習熱情。

1.項目引領項目引領的教學方法，改變了傳統的教學過程，以實際的工程項目為依托，并根據學生能夠接受的程度，展開針對性的教學。通過計算機工程繪圖這門課程，提高學生的繪圖能力，在進行教學時，以項目引領的方式，使用具體的工程項目教學；在繪制具體的工程圖的各個環節，在學生急需知道下一步做法時，傳授必要的理論及實踐知識。學生在這種情況下，是最想學習的時候，學習效率也是較高的，學習興趣也是最濃的。

2.任務導向任務導向的教學方法，強調把一個工程項目，分解成若干個任務，以實際的工作過程（建筑工程施工圖）為載體，提煉出典型的工作任務，使學生在完成工作任務的過程中，學會繪圖命令、修改命令以及與之相關的各種高級操作命令。打破原有的章節順序，以任務為引領，逐級深入。以能讓學生在自主學習中真正、切實地掌握繪圖技巧，熟練地利用課內知識，以及內容的精準應用為主。讓學生自主實踐，自主結合課內知識，自己動手并總結經驗。這樣做的目的，避免學生在繪制工程項目時，由于工作量大，而感到枯燥，并產生厭煩情緒。在繪圖的過程中，教師在給學生滲透理論知識的同時，融入企業崗位資格標準。學生在完成一個個的小任務時，繪圖能力自然就得到了提升。并且體驗到了其中的樂趣，從而愿意去主動學習。

3．教學做一體化將課堂教學和實訓室整合在一起，采用一體化教室上課，理論教師與實踐教師由同一名（批）教師擔任。通過項目引領、任務導向“邊做邊學、邊學邊教”，促使學生學習相關理論知識和實踐技能，打破了原來的理論課和實訓課的界限，是一種非常適合職業技術學院學生的學習方法，這種教學方法的教學過程實際上就是教學做一體化。“教學做一體化”的教學模式是我國職業教育界普遍認可的一種教學模式。在這種教學模式中，學生是主體，教師起到的是主導的作用，教師多半時間都是在輔導學生，而不是講理論課。

4.應用廣播教學軟件教學廣播教學軟件可以完成：一機（教師機）對多機（學生機）的廣播（授課或播放各種軟件、課件等）、一機（教師機）對一機（學生機）的輔導、控制和查看學生機的屏幕。應用這種教學軟件，代替了傳統的教學手段，也代替了投影儀加大屏幕的多媒體的教學，并且不會受到投影儀投影效果的影響，是一次教學方式的改革和飛躍。采用這種教學方式，學生樂于接受，效果顯著。

（二）整合教學內容

職業技術學院工程繪圖的教學內容，不能是本科這門課教學內容壓縮或簡單地刪減，學生不愿意接受或很難接受的理論知識，盡量地少講甚至不講，盡量多地帶領學生進行實際操作，在操作的過程中，滲透給學生能夠理解并且容易接受的理論知識。為了讓學生在將來的工作崗位上得心應手，學校的教學內容應以將來的實際工程應用為主。要打破原來的章節順序，按照工程圖的繪制順序，整合教學內容。使學生更加易于接受。

（三）模擬真實的工程實例，進行課程設計，增強實踐力度

為了使學生的繪圖能力得到鞏固和提高，必須增強實踐力度。可以適當地增加課程設計，在課程設計中，要模擬真實的工程實例，繪一小型工程的施工圖，根據課時量，模擬的施工圖內容可以進行適當的刪減，繪制典型的施工圖紙，比如建筑的平、立、剖、節點都只畫一張等，學生在繪圖時，要嚴格執行各種建筑繪圖規范。能力是練出來的，只有通過典型工作任務的參與、獨立完成,才能形成相應的技能,掌握實用的理論知識。

（四）提高教師的專業技能

教師的專業技能，對土木工程類學生繪圖能力的提高，起到了很大的影響，教計算機工程繪圖的教師，好能具有雙師素質，也就是要具有一定的實踐經驗，教師的雙師素質，在整合教學內容，以及按照繪制施工圖的順序，重新排列教學內容的先后順序、貫穿整個教學內容的主線上等方面，均起到一定的作用。由于教師具有相關的工作經驗，可以很隨意地找到一些極容易畫、學生又感興趣的建筑施工圖或結構施工圖的相關內容，能夠對各種相關規定，把握得相當到位，并能根據新規范、新圖集及時修訂所教的內容，使學生所學與將來的工作接軌。同時做到教學相長，有時學生的思路，也會給我們帶來啟發，并且對以后的教學產生一定的影響，使更多的學生因此而受益。

二、結束語

綜上所述，對于動手能力很強的職業技術學院的土木工程專業學生來說，要想提高其計算機工程繪圖能力，并不是件多么困難的事情，這需要任課教師和學生的共同努力，教師要根據學生特點，按照實際施工圖的要求，進行教學方法和教學手段的改革，同時對教學內容進行整合，其中所有的案例都圍繞真實的施工圖進行，并且重視對學生好奇心和求知欲的培養，激發學生的學習熱情，變被動為主動。要培養學生的專業熱情，學生有了對專業的熱愛，了解具有繪圖能力的必要性，從而愿意去畫圖，這樣在老師的指導下，才能去主動練習。按照這樣的途徑去執行，學生應用計算機繪制工程圖能力一定會提高的。

作者：謝桂英 張威琪 楊化奎 霍堂霞 王濱生 單位：哈爾濱職業技術學院 黑龍江省質量監督檢測研究院

計算機工程論文:計算機工程專業方向系統設計論文

1研究思路與目標

集成電路技術的發展，使集成電路和處理器的關系密不可分。隨著多核技術的出現，處理器已經變成構成系統級芯片（SoC）的基本單元，因此，從集成電路的功能級設計層面講，計算機系統設計實現采用的方法就是大規模集成電路（VLSI）系統的設計方法。從人才培養的角度，VLSI系統設計是微處理器的邏輯實現手段，而數字邏輯是計算機組成的物理實現基礎。學生的數字邏輯系統設計能力和VLSI系統設計能力直接決定了其計算機系統設計能力。因此提升學生計算機系統設計能力的關鍵是提升學生的數字邏輯系統設計能力和VLSI系統設計能力。為了切實提高計算機工程專業方向本科學生的計算機系統設計能力，教學改革研究工作的目標確定為：以數字邏輯設計方法為設計基礎、以硬件描述語言為設計工具、以硬件仿真系統為設計環境、以FPGA為系統實現手段、以計算機系統設計實現為目標和主線，將計算機系統設計實踐完整地貫穿于專業核心課程之中；教學改革研究思路確定為：系統視角、整體優先、設計牽引、講做結合、注重能力。該研究思路不同于一般的課程群，不是簡單的知識點的審視，是“自頂向下”的觀點和“自底向上”的實現的一種結合方法，最終目標是提升計算機工程專業方向本科學生的計算機系統設計能力。

2研究內容

計算機工程專業方向的主干課程包括數字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統結構、嵌入式系統、計算機設計與調試、計算機系統設計、VLSI系統設計等。課程各有目標，課程之間有宏觀上的先后順序，有微觀上的相互穿插，有內容上的重疊。經過近幾年的教學研究和改革，各門課程都發生了非常大的變化[1]：VLSI課程中會涉及算術邏輯單元的設計甚至處理器設計方面的內容；匯編語言的作用已經從編程工具轉變為描述和理解計算機系統工作原理的有效工具；HDL語言和仿真工具不再專屬于數字邏輯電路設計領域，已經成為計算機系統設計的通用語言和工具。但是，由于總目標不明確，導致課程分頭講，實驗分頭做，總體學時不少，最終效果欠佳。筆者的主要研究內容以計算機系統設計為目標，從能力培養的視角看待和理解數字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統結構、嵌入式系統、計算機設計與調試、VLSI、計算機系統設計等課程，借鑒CDIO的思想，將系統設計思想和設計實踐貫穿整個計算機工程專業方向人才培養過程。

2.1重新審視和修訂教學計劃

在研究過程中，我們首先整理涉及的各門課程的全部知識點，對相互影響的重要知識點整體排序，整合相近和相似的知識點，歸并出一些重要的專題，提出有利于培養計算機系統設計能力的完整實踐教學體系，全線引入HDL語言，全線引入基于FPGA開發板的設計實驗，緊密配合理論課、設計方法課、實踐課，形成“學習—構思—設計—實現”的完整過程。

2.2數字邏輯電路設計課程內容的改革

數字邏輯電路設計課程改革的研究重點是設法強化和提升學生使用硬件描述語言說明硬件系統的能力，將硬件設計語言的介紹提前到課程的開始部分，使學生在學習數字邏輯電路設計過程中就開始使用硬件設計語言，相當于使學生掌握了一個設計工具，為計算機組成原理課程和計算機系統結構課程提供支持，另外，從教學上形成學習數字邏輯電路設計就是學習集成電路設計的理念。數字邏輯電路設計課程的實驗既有使用邏輯電路器件搭建實驗電路的傳統型實驗，又有使用FPGA開發板的設計實驗。

2.3計算機組成原理課程的教學改革

計算機組成原理課程借鑒“深入理解計算機系統”教材中的思想，調整了部分課程內容和授課重點，比如，在數據表示部分增加了C語言的整數表示以及比較運算的示例，在存儲器部分增加了程序訪問局部性原理的C語言示例，在指令系統部分增加了尋址方式的C語言示例等。增加C語言的示例是進行教學視角調整的一種嘗試，由于學生已經學習過C語言，已經初步掌握了編程方法，但是并不清楚程序在計算機內部，特別是在計算機系統底層硬件中是如何表示、如何執行的。通過在計算機組成原理課程中增加一些C語言的示例，讓學生真正理解程序的執行過程。

2.4計算機系統結構課程內容的調整

計算機系統結構課程在課程內容方面進行了一些調整，主要為了更好地與計算機組成原理和計算機設計與調試等課程銜接。增加多核處理器和多線程調度等方面的內容；對教材中給出的一些具體處理器實例給予更多關注，比如Pentium、PowerPC和MIPS處理器實例等；重視向量運算和向量處理器部分的內容。

2.5計算機設計與調試課程實踐教學改革

計算機設計與調試課程把以往讓學生設計實現一個有十幾條基本指令的微程序控制器改變為設計實現向量協處理器；以PowerPCRISC處理器的指令系統為參考，把設計PowerPC擴展指令協處理器AltiVec模塊中的VSFX指令部分作為教學內容。整個設計任務分為8個相互聯系、難度逐步增加的子任務，通過教師引導、分組討論、學生實踐、實現設計、完成測試等一系列教學環節，讓學生完成協處理器中的部分設計工作并熟悉完整的協處理器的設計與調試方法。

2.6嵌入式系統設計課程實踐教學改革

嵌入式系統設計課程開發出嵌入式系統計算機結構及相關軟件的綜合實驗，使硬件與軟件相結合，強化對學生計算機綜合開發應用能力的培養，提高學生的實踐能力。綜合實驗要求學生完成一個嵌入式系統開發實現的全過程，包括完成硬件、軟件的功能分配，進行主控數字系統硬件的設計和制作，設計驅動和功能軟件，硬件、軟件的分別測試與綜合測試等。

2.7VSLI系統設計課程實踐教學改革

VSLI系統設計課程的實踐教學改革，把實踐分為3種類型：課程實驗、自主實驗和課程設計，3種類型的實驗全部基于Nexys3FPGA開發板進行設計。課程實驗包括XilinxFPGA設計流程、Nexys3FPGA開發板主要模塊接口設計和基于IP的數字電路設計等。自主實驗部分的題目類型包括：串—并轉換電路、FIFO存儲器設計、大數加法器設計和FIR數字濾波器設計等。課程設計部分的題目類型包括密碼協處理器設計、數字信號協處理器設計和圖像處理協處理器設計等。

3實驗室建設

天津大學計算機科學與技術學院2006年建立了數字邏輯電路設計實驗室、計算機組成實驗室、計算機系統結構實驗室、嵌入式系統實驗室，建立了超大規模集成電路設計與應用研究所。實驗室配備了數字邏輯實驗臺、計算機組成原理實驗臺、計算機系統結構實驗臺（帶有FPGA模塊）、嵌入式系統設計實驗臺等教學實驗設備。這些實驗室和實驗設備能夠滿足常規的計算機系統實驗，但對計算機系統設計能力培養的支持還不夠。為此，學院2013年與美國Xilinx公司合作，建立了天津大學—美國Xilinx公司計算機系統設計聯合實驗室，實驗室配備了50多塊Nexys3FPGA開發板，實驗時可以滿足每人一塊開發板的要求。超大規模集成電路設計與應用研究所于2012年引進BEECube公司先進的BEE3系統，該系統基于計算機系統的第三代商用FPGA系統，包括4個Virtex5FXTFPGA芯片，以及高達64GB的DDR2ECCDRAM和8個用于模塊間通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA開發板和BEE3系統，我們具備了實現學生設計的各種計算機系統的設備平臺，為培養學生計算機系統設計能力提供了強有力的支撐。

4結語

經過兩年多的教學改革與實踐，在新的教學改革思路指引下，學院調整了教學計劃和課程內容，建設了新的實驗室，引入了新的實踐手段和方法，教學研究和改革實踐工作取得了初步成效。“計算機學院教學管理過程化規范化改革”和“嵌入式系統設計課程實踐教學改革”兩項教學研究成果獲得2013年天津大學教學成果二等獎。

作者：張鋼 郭煒 車明 魏繼增 李雪威 單位：天津大學計算機科學與技術學院

計算機工程論文:安全維護的計算機工程論文

1適應性維護

適應性維護，即確保計算機軟件運行時能更好地應對外部環境及其變化需求。其中包含轉變或升級數據環境、升級計算機操作系統及軟、硬件設施等方面。計算機軟件，相當于一種應用程序，通過開展適應性維護工作，可為用戶使用計算機提供功能性輔助，從而提升其工作效率。除上述4類維護活動外，還包含其他類型維護活動，如支援性維護：即提供近期的用戶或者是聯機用戶文檔，并對用戶定期開展培訓，安排專業維護人員等，來保障計算機工程的順暢運行。軟件維護工作任沖道遠，但有其自身的必要性。上述幾項維護工作中，預防性維護與改正性維護在總維護工作中占比較高（約為80%），軟件維護成本相應也偏高。可知，軟件維護難度增加，這也是迫切需解決的問題。

2計算機軟件工程的維護策略

計算機軟件應用過程中，通常受到軟、硬件設施等因素限制，加之用戶有時操作出現問題，使得軟件極易發生故障，工作效率被降低。因此，我們必須通過科學的維護方法，來保障軟件工程的順暢使用。

2.1構建病毒防御機制為確保計算機工程軟件的正常運行，我們就必須構建病毒防御機制，避免計算機遭受病毒的入侵與干擾。出于上述目的，可選擇性安裝性能較好的防御軟件，如毒殺或防火墻等等。與此同時，用戶自身也應培養科學的上網習慣，不斷增強自身防范意識，切勿隨意瀏覽或是下載非法復制軟件及文件夾，應增強對系統的掃描檢查，提高軟件應用的安全性。

2.2減少系統盤程序數量，定期予以優化計算機系統，是安裝程序軟件的重要載體，對軟件運行的安全性有較大影響。假如將全部程序都置入系統盤內，必然會降低軟件的運行效率及穩定性。因此，用戶在使用過程中，應盡量縮減軟件的安裝數量，為系統盤騰出更廣闊的運行空間。另外，用戶還應定期重裝系統，以調整和優化系統盤所占空間，提升系統的運行速率。

2.3科學選擇程序設計語言從本質上看，程序設計語言的選擇合理與否，很大程度上決定著計算機軟件工程維護的成效。通常而言，低層次語言即計算機換邊語言或者是機器語言。針對該類語言，人類要理解和掌握，相對較為困難，維護工作更是如此。而針對高級語言，其理解難度相對較小，維護起來較為簡便。然而，在理解高級語言時，應明確分析其中差異性，以便更好地開展相關工作。不同程序設計，其所選語言也不相同。只有根據程序語言采取針對性的維護方案，確保計算機軟件工程的高效運行，才能真正發揮出計算機軟件工程的應用實效。

2.4提升軟件工程的整體質量模塊與技術在實際計算機軟件工程開發工作中，為提升計算機軟件工程的維護性，我們就必須就是提升軟件工程質量，控制和壓縮其研發成本。實際上，通過上述措施，能實現對程序的重復測量及測試，并在軟件運行中及時發現和改變存在的序列錯誤，以提升程序的運行效率。此外，如轉變軟件工程中的某個功能模塊的功能，其他模塊并不會受到影響。在軟件工程開發工作中，通過程序設計技術便能增強計算機系統的可維護性。即便不了解模塊內部狀況，通過更換軟件工程的某個外部模塊，也能降低模塊錯誤率。

3結論

新時期，計算機的應用范圍日益在擴大，對計算機軟件工程的維護也提出了更高的要求。該形勢下，我們在使用計算機時，就必須結合自身實際，對計算機軟件工程采取科學的維護方法，以提升計算機軟件運行時的安全性與性。只有認真管理和維護計算機軟件工程，才能真正發揮出軟件的輔助功能，為人類工作及生活提供更多便利，并推動計算機軟件工程的穩步發展。

作者：陳暉單位：同濟大學銀川中僑假日旅行社

計算機工程論文:課程教學計算機工程論文

1.課程教學中存在的主要問題

1.1教學方法傳統單一

傳統教學是先由教師把非常系統的知識講完，讓學生進行知識儲備，然后再應用某些知識點進行練習訓練?！坝嬎銠C工程制圖”授課一般是先課堂授課，黑板板書加上一些PPT課件和教學模型展示，布置作業，而后是AutoCAD授課與上機練習，是零部件測繪實訓。并且未能根據課程內容和學生特點，靈活運用現代教育技術和教學方法。這樣教學的弊端是學生在毫無目的地被動接收，學習沒有積極性，學習效果往往不夠理想。

1.2課程實踐性不夠強

高等職業技術教育作為高等教育的一個重要組成部分，培養的是具有高素質的技能型復合人才。但當前多數學校制圖課程教學中，重理論，輕實踐，而且理論與實踐教學不能有效結合，使在校學習的內容與生產企業的實際工作過程脫軌嚴重，沒有很好地體現職業性、實踐性和開放性的要求，因此很難培養出學生真正的職業技能。

2.課程建設思路

通過對課程教學中存在的主要問題進行分析和企業實際生產調研，結合部級精品課程評估指標，課題組明確了建設《計算機工程制圖》精品課程的思路。按照“實用為主、必須和夠用為度”的原則重組與企業人才需求相適合的課程體系和內容；根據課程內容體系，建設與之相適應的教材、教學方法與教學手段；強化教師培訓與再教育，建設一支教學觀念新、教學水平高、教學手段先進、職稱結構合理的“雙師素質”教師隊伍；堅持走工學結合的道路，開展校企交流與合作，建設的校內實訓基地和校外實訓基地，進而完善教學設施；完善學生專業基本技能、職業綜合技能、創新意識和創新能力的培養，滿足學生未來就業崗位需要。

3.課程建設內容與成果

3.1教學內容

課題組認真研究相關專業人才培養目標，遵循國家制圖員職業資格考試的標準要求，進行了崗位需求調查，并且經過大量的企業調研，發現機械設計與制造、化工等工科類專業學生就業主要從事制圖、產品檢驗與研發、機床操作、技術改造、設備管理與維修等職業崗位。2000年以前，我校的《機械制圖》和計算機繪圖《AutoCAD軟件》課程分別單獨設置，計算機繪圖課程安排在學習完工程制圖課后開設，總學時144學時，其中實踐學時16學時，占總學時11%，課程內容強調知識的系統性、完整性與嚴謹性。2000年后合并為《機械制圖及AutoCAD》，對教學大綱和教學內容進行了更改，適當降低了畫法幾何、機械制圖部分內容的難度要求，開始注重生產實際需求，高度重視讀、畫工程圖樣能力的培養，總學時調整為124個學時，實踐學時24，占總學時19%。2003年，我們將“機械制圖”和AutoCAD軟件課程整合，編寫完成了面向21世紀規劃教材《計算機工程制圖》、《計算機工程制圖實訓教程》，獲我校教學成果二等獎。2006年我們以我校機械制造與自動化專業被國家教育部確定為高職高專教學改革示范專業為契機，對課程進行了重新設計，探索基于工作過程系統化的課程開發，將《機械制圖》、《計算機繪圖》、《零部件測繪》有機整合，并注重“實用為主、必須和夠用為度”，教學內容強化了實踐教學，制定了新的教學大綱，總學時變為128學時，實踐學時62，占總學時49%。2009年，我們編寫出版了基于工作過程的《計算機工程制圖與測繪》和《計算機工程制圖與測繪實訓教程》，內容選取力求與工作崗位的需求緊密相連，比如實訓項目———減速器全套圖紙測繪的主要學習任務就包括螺紋畫法、軸類零件畫法、箱體類零件畫法、裝配圖畫法、計算機繪圖、公差知識及測繪方面知識的使用等，該教學內容的工作對象包括機械零部件、設計方案、要繪制的工程圖樣和三維造型等，運用CAD/CAM軟件、繪圖工具及儀器、測繪用工量具等各類工具。教材的使用取得了很好的教學效果。

3.2教學方法和手段

3.2.1教學模式設計把課程學習內容聯系企業生產實際，提出各種任務，進行任務驅動式教學。將學生置于提出問題、思考問題、解決問題的動態過程中學習，比如利用常用的減速器模型，提出減速器的某個零件屬于哪一類零件，如何表達繪制該類零件圖，零件圖上哪些尺寸是重要尺寸，哪些表面有表面粗糙度的要求，零件圖有何用處等任務。引導學生進行主動思考，優化了教學過程，從而提高了課程質量和效率。課程實踐教學充分利用校內外實習、實訓基地，邀請工廠技術人員現場指導。由企業教師有針對性地安排與課程相關的任務并指導學生，使學生在學中做，在做中學，讓學生在生產實境中體驗圖紙表達的內容，深切體驗到知識的實用性，從而提高學生的讀識圖能力和繪圖能力，也培養了團隊合作精神及適應社會的能力。工學結合應該是課內結合與頂崗實習等相結合，課內結合應為最終的頂崗實習做好準備。通過頂崗實習，使學生在真實的環境中進行實踐鍛煉，在企業教師的指導下，完成真實工作環境下的測繪、計算機繪圖及其它任務，強化學生專業能力和崗位適應能力。同時結合本課程的教學內容及進程，開展了創新設計大賽、計算機繪圖競賽，參加《計算機工程制圖》課程網站開發的建設等實踐性環節，取得了較好的實踐效果。3.2.2根據不同內容采用相應的教學方法（1）采用現代化教學手段（利用多媒體課件等）講授制圖基本知識部分（體上的點線面、基本體與組合體），大量運用模型演示與動畫模擬，對學生進行空間想象思維訓練。同時講解計算機繪圖（CAD）的基本操作和繪圖命令，使抽象的理論變得直觀、形象，容易理解。（2）按工作過程導向講授機件表達、零件圖和裝配圖，對學生進行機械制圖基礎訓練。打破章節界限，采用幻燈片、模型、零部件實物展示臺和臺虎鉗等真實零部件進行教學，并利用多媒體課件加以操作演示，同時講解計算機繪圖（CAD）的零件圖、裝配圖、標注等內容。模擬了生產工作過程，也提高了直觀性與趣味性。（3）測繪實訓教學。針對具有工程意義的減速器、臺虎鉗、齒輪泵等做零部件測繪、手工繪制草圖能力訓練，再利用計算機軟件把全套工程圖樣繪制出來，而后總結撰寫測繪實訓報告。這樣提高了學生動手和構圖的能力，同時也強化了計算機繪制工程圖樣的能力。3.2.3采用多種現代教學技術手段采用先進的教學手段、利用多媒體課件和網絡教學，可增加大學生獲取知識的信息量。在理論和實訓教學中，課程組教師制作了集圖片、動畫、flash和聲音為一體的《計算機工程制圖》教學課件，建立三維模型、虛擬項目等仿真教學環境，全部教學過程采用多媒體授課方式，并結合其它方式。多樣的信息承載形式，豐富了學生的空間想象力，提高了教學效果。依托校園網，建設精品課程網站，將《計算機工程制圖》課程的電子教案、多媒體課件、課程教學視頻、三維模型、實訓項目、練習題庫等相關資料全部上網，實現開放式教學。豐富的網絡資源可以滿足本課程學生自主學習和上網學習的需要。

3.3教師隊伍

我校極為重視青年教師的培養，采用培養和引進相結合的辦法，大大提高了師資隊伍素質。制訂師資培養計劃，鼓勵青年教師參加理論進修和企業頂崗學習，每年完成不少于一個月到企業單位頂崗，以提高生產實踐經驗，增強職業能力。同時對企業兼職教師進行師德培訓，支持其參加高等教育學和高等教育心理學的課程學習，以增強其執教能力。經過幾年的培養，教師隊伍中全部具有多種職業資格證書，專任教師全部是“雙師型”教師，在企業中擔任技術服務。部分教師為河南省成人制圖學會成員，教師教學理論及實踐水平大幅提高，教學觀念新穎、教學水平較高、教學手段先進。已經形成一支老、中、青結合的較為理想的教學隊伍，且各自所學專業形成交叉,知識結構很合理。組成了不同知識層次和年齡的教學梯隊；教學隊伍中從事課堂教學的教師6人（其中3人兼帶實驗），專職從事實踐教學的教師4人；校外兼職教師4名，均系工學結合單位的生產實踐經驗豐富的技術人員，參與了課程的設置、教學內容的制定，負責本課程實踐教學環節，實現了教學過程的開放性。

3.4教學條件

《計算機工程制圖》是我校機電、化工、建筑等工科類專業的技術基礎課程，學校對該門課程的建設、發展給予了高度重視。為保障該課程教學的順利實施，已建設了良好的校內教學與實踐環境。為保障學生在校學習與實際工作的一致性，強化學生專業能力、方法能力和崗位適應能力，學校加強了校外實習基地的建設，與河南中軸控股集團股份有限公司、焦作三島輸送機械有限公司、廈工機械（焦作）有限公司、焦作科瑞森機械制造有限公司、焦作市邁克冶金機械有限公司等5家單位建立了長期合作關系?？梢詽M足學生企業認知實訓、課程實訓和生產性實習等實踐教學的需要。

4.課程建設成效

《計算機工程制圖》精品課程建設符合教育部教高[2006]16號文件精神，很好地實現了工學結合與一體化教學。課程組全體教師經過幾年的努力，取得了較好的成效。清華大學著名教授王先逵在聽取了《計算機工程制圖》的教學匯報后，給予高度評價，認為這門課程的改革力度較大，具有較高的可操作性，走在了工程制圖課程改革的前列，是一項有積極意義的嘗試，能夠提高學生的學習興趣和課程的教學質量。近5年，在《計算機工程制圖》課程教學團隊的教師每學期期中教學檢查中，學生的評價結果均為、良好水平，平均得分97.75分，并多人次獲得“受學生歡迎的教師”稱號，均評為，同行專家及我校督導組聽課評價較高。根據對機械制造與自動化專業、應用化工技術專業近5屆畢業生回訪調查，畢業生認為《計算機工程制圖》課程對自己的讀畫工程圖、計算機繪圖、協作能力等多項能力幫助很大，課程教學體系使自己學習了生產技能、團隊意識，為盡快適應崗位打下了堅實的基礎。近5年，通過對近20余家用人單位的問卷調查，用人單位對學生的制圖水平給予了充分肯定。認為畢業生的制圖功底較為扎實，識圖能力很強，進入角色較快，適應能力強，基本達到了畢業能直接上崗的要求。目前有約60%的畢業生從事與設計、維修和測繪等相關工作，滿意率達到95%以上。

5.課程建設完善思路

精品資源共享課程建設是國家精品開放課程建設項目的組成部分，為高校師生和社會學習者提供品質課程教學資源。為使該課程達到高等學校精品資源共享課程的要求，以下4個方面有待進一步完善提高。①實現課程與后續課程如模具設計基礎、PRO/E、數控加工的有機融合，進一步強化學生的測、繪及制圖軟件使用的職業能力、協作能力及創新意識。②進一步加強電子課件建設，并將教學視頻全部上網，完善試題庫建設，豐富課程資源，加強利用先進信息技術和網絡技術，實現教、學兼備，互動交流。③根據企業崗位設置和崗位能力需求，與合作企業共同探索更加適應的教學內容與載體，進一步開發學習情景和項目，并實施完善。④結合教育部高職高專教學改革示范專業建設項目、河南省示范性實訓基地建設項目，與企業共同進行課程的深度開發，進一步完善具有鮮明工學特色并有較強示范性的充分開放共享課程。

作者：范俊玲曹軍盧杉單位：焦作大學河南理工大學

計算機工程論文:關于能力培養的計算機工程論文

1計算機實踐教育理念的形成與傳承

國防科技大學的計算機事業起步于上個世紀50年代，人才培養隨著科研型號項目的推進而逐漸形成規模和體系。當時計算機還是個稀罕物，計算機人才極為緊缺。老一輩銀河擎旗人慈云桂先生高瞻遠矚，在科研工作十分忙碌的情況下，組成了一支精干力量的教學團隊，自編教材，邊干科研邊搞教學。教學的舞臺甚至就在科研實驗室，科研儀器設備經過加工改造成為最合適的實驗器材。我國及時代電子管計算機(魚雷指揮儀)研制成功不久就安裝到教學實驗室，開創全國用整機開設計算機實驗課的先河，在人才培養方面發揮了重要作用，這一優良傳統一直得到了繼承和發揚。斗轉星移，一代又一代的棟梁之才培養出來了，人才培養體系逐漸建立和完善并凝聚成了“堅持教學、科研、生產三結合，促進計算機學科建設”教學成果。1989年，該項成果獲得了國家教學成果特等獎。縱觀半個世紀的銀河事業，毫不夸張地說，正是國家的需要具體化為學院一項項重大科研工程，正是科研工程的需要牽引教學與人才培養體系的建設和發展，正是科研和教學的緊密結合形成了具有豐富內涵的實踐教學體系和教學相長的人才培養模式。一方面，寓人才的培養于科研一線，通過解決實際問題不斷磨礪和提升教師的能力;另一方面，不斷選拔在工程研制中涌現出的經驗豐富的骨干充實到教學及時線，以解決理論脫離實際的問題。在數十年的奮斗歷程中，崇尚實踐，崇尚創新成為一代又一代銀河人的共同信念。面向計算機、微電子、軟件工程、網絡與信息安全技術的飛速發展與交叉融合的局面，實踐教學的理念與手段亦需有創新。可喜的是，計算機實踐教學團隊也在不斷進步，圍繞教書育人、實踐育人又有了新的貢獻和創造。近些年來，在國家和軍隊重點建設計劃的支持下，我校計算機實踐教學條件有了長足的進步。計算機教學實驗室在用房、設備、人員等方面獲得了很大的補充，持續推進的實踐教學改革成果豐碩:建成了部級計算機實踐教學示范中心，先后有7門課程進入部級精品課程行列;研發和推廣了一批實驗教學系統和實驗平臺工具;與全國同行一道，編撰《高等學校計算機科學與技術專業實踐教學體系與規范》等指導性文件，以教育部計算機教學指導委員會的名義出版，在全國高校推廣，產生了廣泛的影響。

2計算機實踐教學的特色與發展

2．1創建新的計算機實踐教學體系

著眼未來國家和國防建設的需要，我校在制定人才培養方案中始終強調“堅持把重實踐作為推進人才培養科學發展的重要理念，作為提高人才培養質量的重要著力點，作為統籌人才培養工作的重要抓手”，著力塑造厚基礎、重實踐、強能力、實踐貫穿全程的教學特色。與之相呼應，計算機學院提出并實踐了“4433”計算機專業實踐教學體系:將計算機實踐教學與能力培養貫穿于課程實驗、實習/實訓、課外實踐和畢業設計等四個環節;進一步將課程實驗分為基礎驗證性實驗、課內綜合性實驗、綜合課程設計和自主科研創新活動四個層次;多方位培養學生計算機硬件、軟件、網絡與安全三個方面的工程實踐能力;并通過不斷建設和完善教學團隊、實踐教學環境和實踐教學管理三個支撐條件使整個實踐教學體系得以有效運轉。特別是通過學生自己組織的“銀河之光”文化節開展系列科技創新實踐活動，在培養學生創新思維的同時，鍛煉學生的組織協調能力;通過與地方單位和部隊建立實習和實訓基地，使學生在實踐中發現和解決應用問題;通過開展學科和軍事特色濃厚的專題式畢業設計組訓方式改革，90%的畢業設計選題與科研課題、工程項目或者部隊實際系統有關，強化了學生工程實踐能力培養與服務部隊意識的養成。

2．2拓展計算機實踐教學內涵改革

進入新世紀，特別是近年來，信息技術仍處在高速發展的態勢，學科間的交叉與融合更加豐富，如何因應發展態勢，優化學科特色，拓展為軍服務能力成為我校計算機實踐教學內涵改革的重要內容。

2．2．1突出系統級訓練，形成以硬件能力見長的特色與優勢

長期以來，國內計算機人才培養普遍都存在重軟件輕硬件的現象。一方面，由于軟件人才需求量相對較大，在資金投入、技術積累、實踐條件要求等多方面相對較低;另一方面，隨著EDA設計技術的發展，計算機硬件系統設計的軟件化現象越來越普遍，導致很多高校輕視學生硬件實踐能力培養。長此以往，將會造成宏觀上人才結構不合理，微觀上人才的發展空間受限。隨著社會對復合型、創新型人才的需求不斷提升，系統級(軟、硬結合)實踐能力的缺失將帶來嚴重的負面影響。以“銀河”、“天河”系列超級計算機、“銀河玉衡”核心路由器、“銀河飛騰”系列芯片為代表的一系列大型科研課題不斷擴展，使得計算機教學實驗室在硬件以及系統級能力訓練上提供了國內的實踐條件，教師團隊有意識強化學生的硬件實踐能力培養并形成了獨特的優勢。在制定人才培養方案時，充分考慮硬件系列課程在課程體系框架中的獨特地位，開出了一組高水平的硬件系列課程及相應的配套實驗課。以“計算機原理課程設計”實驗課程為例，20多年的教學歷程總結起來大致可劃分為三個階段。及時個階段，(上世紀90年代初)，學生在面包板實驗箱上以VLSI芯片(74LS181、74LS138、74LS00等)，配以成組的導線設計并實現各種類型的CPU。多輪實踐下來，學生普遍反映對CPU基本工作原理與特點有了深刻的理解。第二個階段(上世紀90年代后期)，學生使用可編程邏輯器件在實驗箱上實現CPU。第三個階段(2000年以后)，我們依靠多年技術積累和技術革新，先后研發了“六合一”計算機系統實驗平臺、“天河陽光”硬件綜合實驗平臺。該平臺采用“ARM+FPGA”架構，可開展從元件、部件到系統各層面的實踐教學，針對不同的課程可以采用原理圖輸入、提供構件設計以及基于HDL語言的設計方法，實現了硬件課程實驗平臺的統一，使得硬件課程實驗內容可以一體化設計。同時，學生可以通過先進的實驗平臺設計驗證CPU多級流水、Cache、多核等功能，并在此基礎上開展創新實踐。更進一步，通過升級可以將操作系統、編譯環境移植到該平臺上，實現一個軟硬皆可實驗的綜合實驗平臺，有效地鍛煉學生全系統設計實踐能力。此外，當今的硬件設備呈現微型化、智能化、網絡化發展趨勢，以Google眼鏡、iWatch、3D打印機、智能機器人、無人機等新設備與新裝置層出不窮。針對發展趨勢，實驗室積極引進新設備，更新實踐教學計劃，整合軟、硬件開發能力訓練。例如，批量采購Lego、NAO等多款智能機器人，引入Android智能終端、無人機等平臺，更新和優化“程序設計”、“人工智能”、“嵌入式系統”等課程實驗內容，同時大量設置創新實踐題目，鼓勵由學生自擬題目，自組團隊申請各級創新實踐計劃。可以說，實踐條件的改善，自由競爭氛圍的建立喚起了學生強烈的探索興趣，對于實現從實驗驗證到綜合創新的跨越，突出學生硬、軟件一體化的實踐能力的培養起到了重要的作用。

2．2．2因應網絡空間發展形勢，積極規劃網絡應用與網絡安全能力培養

計算機網絡迄今已在全社會廣泛普及，沒有網絡，現代社會將無法運轉。與此同時，互聯網上病毒感染、木馬植入、私密信息泄漏等安全事件層出不窮，也讓人們意識到網絡空間安全的嚴峻形勢。加強學生網絡信息安全的實踐能力已成為計算機人才培養關注的新焦點，這不僅僅是信息技術學科乃至工科大學生專業素質與能力訓練與時俱進的需要，更是建設信息化軍隊的需要。2012年，信息安全專業納入軍隊招生計劃，標志著我校網絡信息安全人才培養進入新的發展階段。在專業建設上，實驗室對照網絡空間安全人才專業能力的定位，構建了綜合化的網絡安全實驗平臺涵蓋網絡預警、安全態勢感知、入侵檢測到災難恢復與評估等方面，并推出相應的實驗大綱與講義。面對網絡技術突飛猛進和網絡應用的蓬勃發展，學院繼續貫徹網絡硬件、軟件并重的人才培養理念。在網絡工程科研平臺上進行拓展、充實和改造，多層次開展本科生網絡與信息安全方向實驗教學。例如，在開展下一代互聯網關鍵技術的基礎上，自主研制了可編程實驗平臺—NetMagic。該平臺通過自定義網絡功能單元、接口和通信協議，可使學生了解和熟悉網絡核心設備硬件、軟件的設計，首先滿足網絡協議設計和驗證等實驗，進一步可支持對網絡擁塞控制、服務質量等關鍵網絡機制的創新實踐活動。該平臺在ACMSIGCOMM’11國際會議上獲得了大會主席A．Chesnais教授的高度評價并已推廣到香港理工大學、清華大學等高校。針對云計算、物聯網技術的快速發展，實驗室正在以微型化的天河機為服務器搭建一個云計算平臺，以“天河陽光”硬件綜合實驗平臺為終端、配置各種傳感器使學生通過網絡在天河機上開展物聯網實驗。隨著互聯網進入大數據時代，同時在線人數達到百萬甚至千萬級，管理上百TB數據的網絡集群系統開始浮出水面，應該看到高校暫時還不具備相應的實驗條件，但可以通過教育部工程師計劃，與企事業單位合作共建的實習實訓基地，培養學生深入內容分發網絡、負載均衡、海量數據挖掘等一線開展實驗與創新實踐，在工程實戰中鍛煉學生的能力，進而滿足社會對人才能力的需要。

3先進的條件環境是實踐能力培養的物質基礎

3．1引入先進IT技術，加快實驗室的現代化建設

“工欲善其事，必先利其器”。培養實踐能力強的人才首先需要建設的實踐教學環境。

(1)必須使實驗室設備能夠得到及時更新。近些年來，國家和軍隊對教育投資的力度不斷加大，而IT設備器材的價格一直呈現快速下降通道，為實驗環境的更新換代提供了良好的條件。

(2)隨著云計算技術的成熟，積極推行瘦客戶機/服務器的實驗模式。實驗室過去多采用的網絡同傳、硬盤還原方式進行日常維護與管理。當一臺計算機上安裝的軟件越來越多，軟件運行時所占用的系統資源越來越大時，整個實驗環境性能急劇下降的問題便突顯出來。相比之下，瘦客戶機/服務器模式更廉價、更安全、更易于管理。每一臺終端機使用的軟件和數據均保存在服務器上，學生通過瘦客戶機遠程運行軟件、數據訪問，較好地解決軟硬件升級、軟件許可等困擾實驗室發展與設施更新多年的問題，可較大限度地節省各種費用。

(3)在實驗室管理方面，若管理工作停留在簡單的數據表格填寫處理，不能充分利用網絡化的強大能力、提供具有翔實而有說服力的統計數據，那么實驗室服務能力是令人置疑的。隨著互聯網的快速發展，教師們應該充分意識到云計算、大數據技術給實驗室管理帶來的新氣象。這些年來，學院實驗室管理系統從簡單的信息化過渡到網絡化、智能化的管理平臺，開始實現嘗試無人值守實驗及實驗室管理的云服務技術。智能化的云服務不僅僅是體現在實踐教學本身，同時也是實驗室管理能力螺旋上升的必然趨勢，基于實驗室運行數據挖掘下的決策與管理代表著未來實驗室建設的重要方向。

3．2整合優勢資源，打造優良的科技創新實踐環境

IT新技術的推廣與應用，為計算機人才培養提出了新的挑戰與機遇。優良的科技創新實踐條件，可有效支撐從理論設計到實際驗證的跨越，成為培養創新型人才的必要條件。計算機學院將優勢科研資源與實驗教學資源進行有效整合，使學生一方面可以共享使用科研環境中各類性能先進、種類齊全的精密儀器設備;另一方面，通過將科研成果部署在教學實驗室中，化為實踐教學內容，使學生可以快速接觸和學習前沿技術。同時，為了找準人才需求定位，通過與部隊及地方單位共建實習/實訓基地，實現辦學資源的整合、優勢互補。更重要的是通過現場與工程師的交談，通過應用需求的親身了解，注重專業知識的綜合應用，強化實踐能力的導向性，熟悉項目規劃與決策。創造條件讓學生投入到社會化的實踐活動，還有一個重要的作用，就是使學生明白作為“社會人”所應具備的道德與職責，學會與別人相處，學會被領導和領導。

4專業化的教師團隊是高水平實踐教學的保障

“師者，所以傳道受業解惑也”。培養學生是高校中心工作，也是教師最根本的任務。在實踐環節，建立一支專業化的教師團隊對于提升實踐教學質量的作用同樣十分重要。在教學團隊中，我們很早就建立一個專門負責教學實驗保障的小組，以后隨著招生規模的擴大，逐漸引入研究生充當助教?；仡櫸覀兊臍v程，科研工程經驗豐富的教師轉入教學一線，很快便能贏得學生的喜歡，因為他們的授課充滿了活生生的科研案例，在實驗課題設計與評估中往往能給予學生非常中肯的意見與獨到的見解。除了課程實驗的充實和優化，實踐能力培養的一個重要領域便是課外創新實踐活動，這也是學院發揮學科整體優勢，培養創新人才的著力之處。計算機學院也明確研究所同時應肩負有人才培養的任務，并制定明確的目標，從業績評價與職稱晉升中予以明確。本科生一般從大二開始便在教師帶領下，組成各種興趣小組，包括信息安全、程序設計、超級計算、數模競賽等興趣小組，參加的學員占總數的一半以上。指導教師一部分來自教學系，還有相當一部分來自研究所以及國防科技重點實驗室。教師通過指導學生小組選擇課題，申請各級創新實踐基金或創新實踐項目，參加學校級、省級、部級乃至國際上的學科競賽。以競賽活動融會貫通所學知識，熟悉和掌握科研實踐的方法、手段，體會到科研實踐的艱辛和成功的快樂。近些年，學生們獲得了數十項部級大學生創新項目，數十隊次獲得國際級、部級競賽一等獎，充分證明了學生的才華和創新潛力。實際上，教師率領學生組隊赴國內外參加競賽本身也鍛煉了學生的自我管理與團隊協作、語言和文字表達、溝通與社交乃至外語運用等素質和能力，這些素質和能力恰恰也是實踐能力中不可或缺的組成部分。在國家教育部質量工程的推動下，實踐教學的地位有明顯改變。對于國家和軍隊人才的旺盛需求而言，學校還需要做更多的工作。作為管理機構，應鼓勵高水平教師參與到實驗教學中去。

(1)從政策上要改變原有實驗教師低人一等的局面，使高水平教師安心實驗教學。近年來，學校為吸引和鼓勵更多高水平人才全身心參與實驗教學，制定了多項傾斜政策。對實驗隊伍實行兩個單列的政策，即技術職務評聘數量和條件單列，教學崗位聘任數量和條件單列;鼓勵開展實驗教改研究，在申報教改課題時對實驗教學人員傾斜，對取得的教學研究成果在參加教學成果獎評選時予以支持。

(2)在人才交流政策方面予以傾斜，安排實驗室教學骨干出國深造、參加國內外教學研討會，開闊視野。以教育部“工程師計劃”為先鋒，建立大學生實習實訓基地，持續推動校企合作，鼓勵教師與企業合作開展工程項目等方式，增強教師們對于前沿信息技術的掌握。

5結語

高素質專業人才的培養宏觀上需要有更科學的管理體制、更先進的運行機制，保障實踐教學改革措施能夠落實到實處，同時應配套改革實踐教學人員的績效評估機制，使成功的措施能夠固化下來成為制度，從而為人才培養質量提供長久保障。眾所周知，一個高水平的學者不一定能成為一個高水平的教師。實踐環節教學工作需要教師既有工程實踐經驗，又能夠長期保持熱情和時間精力上的投入。如何從機制上用好指揮棒，充分調動教師實踐教學上的積極性，營造一支穩定的、受學生愛戴的實踐教學團隊，值得我們認真思考。每一個學生的天賦不同，能力潛質上也有區別，創新實踐能力培養不可能整齊劃一去培養。一方面，通過大學教育，使學生獲得必要、共同的實踐能力訓練，使之具備該專業的基本能力。更重要的是，營造尊重創造、寬松和諧的氛圍，讓學生在實踐活動中了解自己的特長和個性，發揮自己的潛質和創造性。大學不是職業技能培訓機構，不必過分關注于就業崗位的及時技能。相反，應通過有意識的培養和訓練，使學生具有自適應性，也就是自我學習的能力。只有具備了自我學習能力才能使學生適應未來客觀條件、需求與環境的改變。，關于人才的團隊協調溝通能力，逐漸引起社會和教育界的重視。在課堂上書本知識的學習難以培養團隊精神。只有在實踐中，以問題求解作驅動，以團隊成員的分工合作來體驗感受團隊攻關的價值與樂趣，自覺扮演好團隊的角色，通力合作直至問題的最終解決?！笆陿淠?，百年樹人”。實踐乃育人之本，然而育人又是一個長期的、艱巨的工作。需要我們站在更高的境界，具備更廣闊的視野，營造更先進的育人環境，創造更有競爭性的氛圍，未來的路還很長。

作者：周興銘單位：國防科學技術大學計算機學院

計算機工程論文:關于應用問題的計算機工程論文

1計算機工程應用的相關問題

計算機工程具有高效性和便捷性等特點，但與此同時，也容易受到黑客的攻擊和病毒的入侵，造成很大的安全隱患。例如，很多計算機工程應用中存在安全漏洞，計算機的非法用戶通過非法入侵和電子郵件截獲等手段對系統進行攻擊，嚴重威脅著計算機工程應用的安全。另外，很多黑客也通過網頁口令攻擊和數據讀取與寫入攻擊等方式，對計算機系統進行攻擊。在實際應用的過程中，很多Web服務器無法確保系統的安全性，對瀏覽器的信息無法實施保護。很多操作人員在進行CGI程序編寫等過程中，在編輯和修改中存在一定的安全漏洞，存在著操作不當等問題。因此，我們必須高度重視計算機工程的安全問題，合理、有效地保護計算機工程中的數據信息、應用程序和軟硬件設施等，確保計算機工程的安全性。通常說來，在計算機工程應用中，應確保計算機工程具有較強的實體安全性，有效控制計算機系統的電磁輻射，在計算機安全標準的指引下對各項指標進行控制，確保計算機的實體安全。在軟件設施方面，應更安全地對計算機中存儲的信息進行管理和控制，有效防范非法用戶的入侵和攻擊，避免數據的流失。此外，要加強計算機實體的技術條件，能夠有效地對數據信息進行保護，避免存儲過程中出現漏洞，規范用戶的讀寫操作，將用戶作業的范圍進行約束。在數據信息的管理和控制上，應及時、地對用戶的操作進行記錄，并對系統的運行情況進行監控，安排專人負責計算機的數據安全管理工作。在計算機工程應用中，應嚴把數據傳輸的審核關，、系統地對數據處理信息進行審查和核實，按照一定的審批手段對信息的傳輸進行控制，并建立健全數據傳輸審批的程序。在用戶身份的辨別上，計算機系統通常通過口令辨別用戶身份，因此要對口令進行的保護，對用戶登記信息進行嚴格的管理和控制。如果在計算機工程應用中存在用戶的非法請求，計算機系統應對其進行跟蹤和監管，及時掌握數據信息的應用狀況，并識別非法的數據傳輸終端。，應做好計算機工程應用中的日志記錄，、客觀、詳細地對計算機系統的各項信息進行記錄，包括節點名稱、口令、用戶名和數據傳輸終端等方面，有效識別非法操作，對數據信息進行保護。對于計算機工程應用中存在的問題，要制定出具體的安全目標，在實現計算機工程應用的便捷性的同時，也應當確保計算機工程應用的安全性。為此，要根據計算機的安全測定標準，對計算機的安全水平進行認定，對低、中、高不同層次的計算機系統進行分層管理。在計算機工程的安全保護方面，首先，應確保計算機系統的保密性，對信息資源的使用進行授權管理，對網絡資源的存取與調用進行限制。其次，應確保信息傳輸過程中的整體性與可用性，確保計算機系統信息的授權的情況下才能修改，要重視計算機系統的可操作性與可行性，應體現出豐富的動態數據信息，保障數據信息的可見性。

2計算機工程應用的優勢

一方面，計算機工程應用在目前還存在著很多問題，在安全性上還有待提高，需要更好地針對系統漏洞進行安全保護；另一方面，計算機工程應用也有其不可忽略的優勢。例如，可以應用加密技術方法非法入侵者的攻擊，可以通過防火墻技術對計算機用戶進行約束和防范，這些計算機技術都能夠在一定程度上彌補計算機工程應用在安全性上的不足，實現有效的計算機防御系統。在計算機工程應用系統的保護方面，要加強對計算機系統的安全管理，提高計算機系統的安全水平。要通過數據加密技術有效防范數據的流失，確保計算機系統數據的安全。要不斷優化計算機工程的網絡系統，采取優化端口保護等方法，做好安全防控工作。對于數據傳輸和遠程終端等環節的信息安全問題，應加強對應用端口的保護，彌補計算機系統中的薄弱環節，利用單、雙端的安全保護措施，提高計算機工程應用的安全性。在計算機工程應用水平不斷提高的今天，計算機工程應用的優勢主要表現在推動經濟發展的作用上，通過計算機系統的應用帶動相關產業的發展，并提供了大量的就業機遇和空間。在做好安全防護措施的基礎上，我們應充分利用計算機工程應用的優勢，積極推動電子商務等產業的發展，為計算機用戶提供安全、、放心的網絡空間，更加高效、便捷地為客戶服務。

3結語

在計算機工程應用的過程中，安全問題是較大的問題，只有解決好計算機工程應用的安全問題，提高計算機系統的安全性，才能夠充分發揮計算機工程應用的優勢，體現計算機工程在推動經濟發展進步方面的作用。為此，我們必須認真分析計算機工程應用中的安全問題，明確問題的原因、特點與防范措施，利用有效的管理與控制方法，有針對性地進行安全防控，提高計算機工程應用的安全性，進一步發揮計算機工程系統的應用效能，消除計算機的安全隱患，更好地利用現代化信息技術推動社會經濟的發展。

作者：李會山單位：遼寧廣播電視大學

計算機工程論文:對計算機工程創新意識研究

1現狀及發展趨勢

大多數高等院校計算機本科專業涉及的硬件教學課程主要有“數字邏輯”、“匯編語言程序設計”、“計算機組成原理”、“計算機系統結構”、“微機原理與接口技術”、“單片機”、“嵌入式系統”等,在新形勢下部分課程內容設置顯得不夠合理,部分教學內容與實際應用脫節,影響了教學效果,無法滿足教學大綱中要求的動手能力培養,更無法有效培養同學們的創新意識。目前,作為計算機教學重要專業基礎課程的“數字邏輯”,要求學生掌握組合邏輯、時序邏輯電路的分析和設計方法,研究對象主要是分立元件、通用中小規模集成電路及基本的可編程器件等,介紹的方法也以傳統方法為主,已無法適應目前應用的需要;作為專業主干課程的“計算機組成原理”、“計算機系統結構”,主要內容是討論計算機的結構、各功能部件原理及設計方法,同時介紹當前的新技術、新方法,目的是讓同學們熟悉計算機的結構,為以后應用和設計計算機系統打下基礎。目前大家普遍采用的教材在部件設計中討論的方法主要是硬布線邏輯或微程序設計方法:硬布線邏輯運行速度高,但缺乏靈活性;微程序設計方法有一定的靈活性,但資源占用多,運行速度慢。盡管這兩種方法對于理解計算機組成原理不失為一種較好的選擇,但由于缺乏實際應用背景,學生學習興趣受到影響,教學效果也大打折扣,提高學生的動手能力、培養創新意識更是無從談起?！皡R編語言程序設計”課程也存在類似尷尬,討論以16位個人計算機為背景的匯編語言程序設計知識,適合入門和了解基本原理,但與“計算機組成原理”、“計算機系統結構”課程一樣,由于缺乏實際應用背景,教學目標無法實現。隨著電子設計自動化(EDA)、系統編程(ISP)、片上系統(SOC)等技術的發展,32位個人計算機的應用已很成熟,多核64位計算機應用也將逐步成為主流。嵌入式系統設計需要較強的軟硬件知識綜合應用能力,因此在計算機硬件課程的教學中應加大相關新技術的比例,并根據實際及時調整教學內容。國外許多知名高校本科專業的教學內容已經作了適時調整,如麻省理工學院非常注重學生的設計能力的培養,為此專門開設了“計算機系統設計”課程,要求學生在實踐環節中自主設計ALU、單指令周期CPU、多指令周期CPU乃至流水線32位MipsCPU和Cache;斯坦福大學也有相似的課程和實驗環節;加州大學伯克利分校和楊百翰大學在基于可編程邏輯的超級計算機研制方面也有大量成果。當前在國內,案例教學已被越來越多的人所接受,尤其是在一些法學、工商管理類高校已經開始廣泛運用。案例教學法是一種動態的、開放的教學方法,目標是解決學生如何用更有效的方式獲得知識以提高應用能力的問題。案例教學法具有綜合性、交互性、啟發性、針對性和可操作性等多種特征,它的使用大大縮短了教學理論與實際應用之間的差距,同時對教師的教學觀念產生了重大的影響。鑒于計算機專業知識與實際應用結合緊密的特點,教學中尤其適合案例式教學。目前在國內計算機課程的教學中,案例教學還處于一個起步階段,主要表現在:案例教學比例不夠,沒有形成完整的體系;案例數量不足,質量欠缺;許多高校盡管重視案例教學的應用,但是在案例的搜集、整理與分析等方面相對滯后;案例陳舊,缺乏代表性等。

2以ISP技術為主線改革計算機專業硬件課程教學體系和教學內容

計算機本科專業涉及的硬件教學課程按合理教學順序一般為“數字邏輯”、“匯編語言程序設計”、“計算機組成原理”、“計算機系統結構”、“微機原理與接口技術”、“單片機”、“嵌入式系統”等,一些課程可以在時間上重疊,如“數字邏輯”、“匯編語言程序設計”等。由于ISP、EDA技術可以靈活地開發出具有自主知識產權的硬件產品,是目前工程實踐領域和芯片設計領域運用最廣泛也是最有應用前景的技術,因此在計算機硬件課程的教學中應該把相關技術列為重要內容,即以ISP、SOC技術為主線,使相關課程形成一個完整的體系,達到培養創新性人才的目的。為了實現這一目標,在“數字邏輯”課程中,應大幅增加可編程邏輯技術的比重,重點討論用EDA方法,利用ISP技術、SOC技術設計IP核的方法,使學生對相關技術的應用及發展趨勢有一個的理解,并具備基本的實踐能力;在“計算機組成原理”課程中增加計算機設計原理和實踐的內容,也可考慮再單獨增加一門計算機設計課程以替代目前“計算機組成原理”課程設計,在該課程中重點討論如何采用EDA方法,利用ISP技術、SOC技術設計計算機各部件如CPU、Cache等,通過實際應用和實踐進一步加深對相關技術的理解和掌握。在“微機原理與接口技術”課程可以考慮以16位計算機應用知識入門,以討論32位計算機的應用為重點。相應的,作為“微機原理與接口技術”課程的先行課程,“匯編語言程序設計”課程也應把相應的內容整體提升到32位,考慮到學習過程的先易后難,可以先介紹16位匯編語言程序設計知識作為入門,再對32位匯編語言程序設計相關內容展開。單片機系統本質上也是嵌入式系統,嵌入式系統是針對應用或用戶定制的完整、高效的計算機系統,嵌入式系統設計需要較強的操作系統原理、應用程序設計和硬件設計方面知識的綜合應用能力,其中特別是硬件系統設計能力可以通過以上幾門硬件課程的系統學習逐步培養,因此相關課程的教學內容應注意銜接,同時遵循先易后難的原則,面向實際應用,以提高動手能力、增強創新意識為目的。針對實踐教學,目前相關課程的實驗教學的實驗項目及內容固定,大多為驗證性實驗,實驗步驟程式化,許多同學按教學實驗計劃做完實驗,仍然無法充分理解課 程的主要內容,無法真正擁有教學大綱所要求的動手能力。更重要的是計算機技術一直處于高速發展中,高等院校的計算機教學理應不斷地適應這種要求,相關的實驗教學應適時地調整教學內容。解決問題的一個好思路是利用ISP、SOC技術開發出一種內容可定制的硬件課程教學實驗平臺,由于作為控制對象的外圍電路是相同或相近的,可以設計為通用模塊,而實驗平臺控制部分則可以利用可編程邏輯改變,以適應不同的課程。如控制部分設計為基本CPU即可做“計算機組成原理”課程的相關實驗;控制部分設計為單片機即可做“單片機”課程的相關實驗;甚至控制部分可以設計為個人計算機CPU,配合有關的接口電路,即可做“微機原理與接口技術”課程的相關實驗等。在我院的計算機本科專業相關硬件課程教學實踐中,我們已作出了一些有益的探索,如我院“數字邏輯”教學大綱已在近年作過相應調整,EDA技術、可編程技術的理論和實踐教學內容的比例從原來的20%增加到60%以上,經過多年的建設,“數字邏輯”課程在今年被評定為“湖北省精品課程”;在“計算機組成原理”課程中引入利用ISP技術設計CPU軟核等教學和實踐內容;“匯編語言程序設計”、“微機原理與接口技術”課程中也增加了32位計算機相關內容的學習和討論,新的實驗設備可以進行32位的相關實驗等,這些安排增強了學生的學習興趣,學生學習的主動性也明顯提高了。

3采用案例教學法作為計算機專業硬件課程教學的主要方法

案例教學法是一種事半功倍的教學方法,在教學過程中圍繞事先精選的典型的、具有工程背景的實際案例進行討論,可以為同學們模擬實際應用的場景,獲得近似于實戰的經驗。為完成設計目標,同學們自然會自己主動學習,在這一過程中掌握知識,并學會應用知識,提高解決問題的能力;也能通過用不同的途徑解決問題,培養創新意識。這樣教師在授課中可以把精力集中于教學內容的總體把握上,而不需要過分在知識細節上消耗時間,提高了教學效率。案例教學法關鍵在于選擇合適的案例,案例首先必須有代表性和實時性,必須是實踐中的典型應用實例。在實踐中應用的幾率高,具有普遍意義,這樣的實例在教學過程中值得花費精力討論和設計,才是有意義的。同樣重要的是案例需具有實際工程背景,學生可以面對具體的實際問題和特定的環境,有針對性地通過自主學習和思考進行設計,培養實際解決問題的能力。案例還應該形成相對固定的案例集,并具備一定的開放性,應定期對案例集進行評估,剔除一些過時的案例,增加一些新的典型應用實例。這樣就保障了案例的典型性、實時性及工程背景。在教學實踐中,我們把案例教學法作為主要方法,并把案例分為4類:一是問題評論型,給出問題和解決問題的方案,讓學生去評價;二是分析實現型,不給出解決方案,要求學生討論分析以提出方案;三是實際模擬型,是指在教學過程中依據教學內容,讓學生分別充當不同的角色,進行模擬性的實踐活動;四是發展開放型,通過案例發現新的理論生長點,討論相關理論的發展趨勢。我院在相關課堂教學中采用的部分案例如表1所示。在“數字邏輯”、“計算機組成原理”等課程的重點章節教學中,我們通過采用上述案例法,調動學生成為積極參與者,而不是消極被動的聽眾,在案例學習和討論中,鼓勵學生提出更多解決問題的辦法,在課堂上營造出積極發表意見和爭論的氣氛。這樣提高了學生的學習興趣,教學效果有明顯改善,學生的動手能力有了顯著增強。

4總結

為實現面向實際應用提高學生動手能力、增強創新意識、培養創新型人才、確定完整合理的計算機本科專業硬件理論教學和實踐教學體系的目的,我們提出了以ISP技術為主線的計算機專業硬件課程教學改革方案。它的主要內容為兩方面:一是調整現有教學體系和教學內容,如在“數字邏輯”、“計算機組成原理和系統結構”、“嵌入式系統設計”等課程中以“數字邏輯”課程為先導,以ISP、SOC技術為主線貫穿于各相關課程教學過程中;在“匯編語言程序設計”、“微機原理與接口技術”等課程中把主要內容提升到32位等。二是在教學中運用案例法,使學生成為教學活動的主體,形成學生自主學習、合作學習、研究性學習和探索性學習的開放型學習氛圍。充分發揮案例教學有利于提高學生分析問題和解決實際問題的能力、有利于促使學生學會學習、有利于促使學生學會溝通與合作的優勢。實踐表明以ISP技術為主線的計算機專業硬件課程教學改革,符合國家高等質量工程建設中培養創新性人才的規劃,有效地增強了學生的動手能力和創新意識。我們也意識到計算機工程教學是一個復雜的過程,牽涉到許多方面,我們將在實踐中探索教學規律,不斷提高教學水平,進一步改善教學效果。

計算機工程論文:國外高校計算機工程特點研究

14所大學計算機工程課程設置

計算機工程是涉及現代計算系統、計算機控制設備的軟硬件設計、制造、操作的科學與技術,建立在計算、數學、科學和工程學的基礎上,主要研究計算機處理器、多處理器通訊設計、網絡設計和存儲器體系,著重研究硬件設計以及與軟件和操作系統的交互性能,如嵌入式系統、分布式數據與大規模存儲系統。絕大多數美國學校的電氣工程和計算機工程是在一個系,除數學、物理等基礎科學知識外,課程體系主要包括計算機科學和電氣工程等學科的相關課程、設計和構建計算機系統及基于計算機系統的相關軟硬件課程。培養的學生應具備從事計算機系統工作的能力,或具備基于計算機相關系統進行分析、設計、應用和集成工作的能力,具有扎實的計算機基礎理論、良好的科學素質和工程實踐能力,包括良好的團隊合作和人際交流溝通能力[5]。下面主要介紹美國這4所大學的計算機工程課程設置情況。

1.1UIUC計算機工程專業本科課程設置

UIUC計算機工程專業學生需要修滿128個學分,這些課程分為如下7大類:1)科學基礎與數學課程(31學分),包括數學、物理、化學在內的10門課程。2)計算機工程核心課程(34學分),這些課程重點介紹計算機工程領域的基本概念、基本原理、基本實驗方法和技術,共有10門課程。3)專業基礎數學課程(6學分),包括離散數學和概率、工程應用兩門數學課程。4)寫作課程(4學分),1門寫作原理課程,主要講授研究報告的寫作方法。5)專業技術選修課(23學分),其中1門必須選自計算機工程和計算機科學專業技術選修課程之外的課程,其他必須均選自計算機工程和計算機科學專業技術選修課程。這些課程強調計算機工程實踐中用到的主要分析方法和設計原則。6)社會科學與人文科學課程(18學分),這些課程被工學院認可并滿足學校對學生社會科學與人文科學課程通識教育的要求。7)自由選修課程(12學分),這些幾乎沒有限制的選修課可以讓學生學習任何領域的知識。學生可以在計算機工程專業深入學習課程,也可以學習生物工程、技術管理或語言等課程。

1.2普度大學計算機工程專業本科課程設置

普度大學計算機工程專業學生需要修滿125個學分,這些課程分為如下6大類:1)通識教育課程(24~25學分),包括6~7學分的兩門交流技巧課程和18個學分的社會與人文學科選修課程。2)數學課程(21~22學分),數學課程有兩種套餐,各6門課,學生可以根據自己的情況任選一種。3)科學基礎課程(18~19學分),包括物理、化學、生物及面向對象編程等5門課程。4)工程基礎課程(7學分),包括工程導論兩門課程及計算機工程和計算機科學以外學科的工程學科選修課1門。5)計算機工程專業課程(49學分),包括32~33學分的13門計算機工程專業核心課程;兩門共計1學分的研討課程;2門3~4學分的高級設計課程;2門8學分的研究生課程;1~2門計算機專業選修課程,使計算機工程專業課程總學分達到49學分。6)任選課程(4~6學分),根據輔修要求或個人興趣,任選課程可以從理學院或文理學院中適合工科學生的數學、科學課程中選擇,目的是使總學分達到125學分。

1.3伊利諾伊理工學院計算機工程專業本科課程設置

IIT計算機工程專業學生需要修滿130~134個學分,這些課程分為如下3大類:1)限選課程(109學分),學分分配如下:計算機工程專業限選課程47學分,包括計算機工程和計算機科學兩類課程;數學限選課程24學分;物理限選課程11學分;化學限選課程3學分;工程科學限選課程3學分;社會科學與人文學科限選課程21學分。2)選修課程(15~19學分),包括專業選修課程9~12學分,其中含1門硬件設計選修課;科學選修課程3學分。3)跨專業實踐項目課程(6學分),包括IPROI跨專業實踐項目I和IPROII跨專業實踐項目II兩門課程。

1.4西北大學計算機工程專業本科課程設置

西北大學計算機工程專業學生需要修48門課程,這些課程分為如下7類:1)通用工程方法、數學、科學基礎課程(15門),必修計算方法與線性代數GenEng205-1、線性代數與力學GenEng205-2、動態系統建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4門通用工程方法課程;必修微積分(I)MATH220,微積分(II)MATH224,微積分(III)MATH230及多元積分與矢量微積分MATH234四門數學課程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3兩門科學基礎課程;從McCormick工學院科學基礎課程中任選其他2門課程;另外必修IDEA106-1工程設計與交流(I)、IIDEA106-2工程設計與交流(II)兩門工程設計和交流課程。2)工程基礎課程(5門),必修4門,包括EECS202電氣工程導論、EECS203計算機工程導論、EECS211編程基礎(C++)、EECS302概率系統與隨機信號,并從McCormick工學院工程基礎課程熱電力學、系統工程與分析、材料科學和流體與固體中任選1門。3)交流與社科人文學科課程(8門),選修GenCmn102 演講或GenCmn103課程的其中1門,另外選修7門滿足McCormick工學院要求的社科人文學科課程。4)專業核心課程(5門),必修EECS205計算機系統軟件基礎、EECS303高級數字邏輯設計、EECS361計算機體系結構、EECS311數據結構與數據管理和EECS343電路基礎這5門課程。5)技術選修課程(10門),西北大學計算機工程專業分高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統和算法設計與軟件系統4個方向,每個方向開設若干門技術課程,每個學生必須在這4個方向中選修5門課;從專業基礎課程EECS213計算機系統導論、EECS222信號與系統基礎、EECS223固態工程基礎、EECS224電磁場與光學基礎、EECS225電子學基礎5門課中根據學習方向選修2門;剩下3門從計算機科學、計算機工程、數學、科學基礎等課程中選修,如可以是生物學BIOL210-1,2,3和化學原理CHEM210-1,2,3課程,也可以經申請同意選修相關計算機工程研究生課程。6)自由選修課程(5門),共修5門,學生可以根據自身情況和興趣愛好自由選修。若從未學習過任何計算機編程語言,建議其中1門選修編程入門(Python)EECS110課程。7)高級項目課程(1門),至少在微處理器系統項目EECS347-1、計算機體系結構項目EECS362和VLSI設計項目EECS3923門課中選修1門。

24所大學計算機工程課程設置特色

4所大學計算機工程本科專業的課程設置都通過美國工程教育認證機構ABET的EC2000指標體系認證,有如下特點:

1)注重基礎知識的學習,在貫徹通識教育中培養學生的各種能力?；A知識直接決定學生未來的發展潛力[7-8],而基礎知識的掌握通常是通過通識教育實現的。與我國高校通識教育不同的是,這4所美國大學按照各種完整的項目組織基礎知識,讓學生在基于項目的學習中形成各種能力。他們還特別重視人際溝通能力的培養和學生對廣泛深入的人文社科知識的理解,使所有工科學生在數學、物理、信息、物質、生命、技術和能源科學方面及人文社科方面打下廣泛的基礎。這種比知識更重要的能力是學生取之不盡、用之不竭的資源。普度大學及時年的工程基礎培養及UIUC及時年的計算機工程訓練從一開始就圍繞能力培養,使學生能更好地理解和應用所學的基礎科學和數學知識。

2)注重相關學科的交叉和融合,培養學生跨學科處理問題的本領?，F代工程是一個復雜系統,不是狹隘的技術知識背景所能勝任的。解決現代工程問題要求工程師能夠打破學科壁壘,把被學科割裂開來的工程再還原為一個整體。這要求學校在課程設置上必須充分考慮學科的交叉和融合,為學生提供綜合的知識背景,以利于復雜工程問題的解決[6,8]。UIUC、普度大學、西北大學和IIT在課程設上均體現了學科交叉、學科融合的思想。UIUC規定學生在技術選修課中必須選1門計算機工程和計算機科學系以外的課程,例如宇航工程、農業與生物工程、土木工程、化學工程、生理學、生物工程、生物物理學、生物化學、大氣科學、天文學、材料科學與工程、機械工程等。普度大學的計算機工程專業學生也必須選修1門電氣工程和計算機工程領域以外的課程,以滿足工程拓寬要求,可以是航空力學、化學工程計算、噪音控制、核工程導論、材料結構與特性、環境工程中的物理化學原理、環境可持續工程以及運籌學-優化、運籌學-隨機模型中的任何1門。西北大學的計算機工程本身就是該校電氣工程和計算機科學交叉和融合的結果,學生除必須選修科學基礎選修課中的普通物理-電磁學、普通物理-波現象和現代物理外,還必須在遺傳和進化生物學、工程分子和細胞生物學中任選1門。IIT規定科學選修課必須選1門生物學、材料科學、化學原理,工程選修課必須選1門機械學導論或熱動力學。

3)強調工程實踐能力培養,培養學生“以解決問題為中心”的工程設計能力。工程本身就意味著實踐,意味著更加重視工程實際和工程的系統性和完整性。這4所大學都十分強調學生工程實踐能力的培養,在課程設置上不僅有豐富的實驗課程,而且通過更為靈活多樣的基于項目學習(Project-basedLearning)課程培養學生的實踐能力。如IIT有IPRO跨專業實踐項目,西北大學要求學生在微處理器系統項目(EECS347)、計算機體系結構項目(EECS362)、VLSI設計項目(EECS392)等項目課程中必須至少選修1門。普度大學要求學生選修電氣工程設計導論(ECE402)、計算機設計與樣機(ECE437)、操作系統工程(ECE469)、編譯器與翻譯器工程(ECE495S)和數字系統高級項目(ECE495C)等項目課程。UIUC則有計算機組成與設計(ECE411)、高級數字系統項目(ECE395)、微處理器項目(ECE412)、數字信號處理項目(ECE410)等項目課程供學生選擇。

4)發揮和保護學生的個性及興趣,激發學生的自主性和創造性。工程教育應該在較大程度上發揮學生的個性并促進其創新能力的發展。在專業學習中,學生可以根據自己的水平、學習興趣、個性特長選擇不同的課程,從而促進個性和創造性的發展。為學生提供不同的培養計劃是這4所大學的共同特點。西北大學為計算機工程學生提供了高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統和算法設計及軟件系統4個不同的學習路徑。UIUC、IIT及普度大學則采用龐大的選修課程及明確的課程分類,使學生可以依據興趣愛好自行組織課程和學習內容,以發展個性,提高創新能力。

5)堅持課程設置機構的開放性,改變只按學科知識、由教師單方面設置的做法。在課程設置機構方面,這4所大學均根據產業界對計算機工程師的能力、素質、技能和知識等要求,學生求職的需求,畢業校友學習和工作的經驗反饋及ABET2000指標體 系,成立由有工程背景的教師、產業界、教育認證機構、學生及畢業生等利益相關者組成的專門委員會,討論、確認、不斷改進計算機工程專業的課程體系及教學大綱。這與我國由高等院校計算機科學與技術專業教學指導委員會主導、以學科為導向,追求知識完備性為基礎,由缺乏產業經驗和工程背景的教師確定的課程設置和教學計劃相比,在滿足學生求職和產業界需要等方面有明顯優勢[8]。

3改進我國計算機科學與技術本科專業實踐教學的思考

截至2006年,我國高校工科專業在校生為600萬人,其中計算機相關專業在校生近45萬人,在規模上基本適應我國經濟社會發展的需求。問題是我國計算機工程教育與計算機工業界脫節較嚴重,不同類型、層次學校的培養目標趨同[8]。通過深入研究、分析和比較美國高等學校計算機工程專業的培養目標及課程設置特色,我們深刻認識到我國工科院校計算機專業本科教育存在的諸多弊端。比如工程實踐環節薄弱;工科教師隊伍的非工化趨向嚴重;評價體系錯位;課程體系落后,學科交叉欠缺,導致創新與實踐雙向不足,計算機畢業生得不到產業界的認同,普通工科院校計算機專業畢業生就業率低下。以下是我們對工科院校計算機科學與技術本科專業實踐教學改革的一些思考:

1)計算機科學與技術本科專業實踐教學的改革應從培養目標、課程體系、師資建設和評價體系、產學合作等方面綜合考慮。

2)從培養目標上,工科計算機人才培養應從學科導向轉為求職導向,也就是以產業需求為導向。這使學生能形成勝任今后工作的能力,成為合格的公民和稱職的產業人員,而不僅僅是只掌握系統、完備的學科知識。

3)課程體系要符合大工程觀的要求,注重學科的交叉和融合,強調基礎知識的同時強化對學生實踐能力的培養。實踐教學應加強實驗課程、項目課程和企業實習項目的建設,強調做中學、用中學,提倡學生的主動學習和實踐是實踐教學改革的重點內容。

4)評價體系涉及如何評價學生的學習效果,是關系到教學是否能達到培養目標的重要因素。如果要培養符合計算機產業界需要的具有各種能力和素質的工程師,以理論考試為主評價學生能力的評價體系就尤顯片面。如何制定科學有效的評價指標,對學生的各種能力進行綜合評價,特別是在基于項目的實踐學習中對學生的團隊合作能力、交流溝通能力、解決工程實際問題的能力進行科學評價,是一個有待探索的問題。

5)工科院校的師資隊伍建設不應片面追求高學位和高學歷。一方面應加強對現有教師實踐環節的訓練,鼓勵大學教師到產業界兼職、進修和實習,通過必要的產業實踐提高他們理論聯系實際的能力,加強他們對產業發展需求的了解和認識;另一方面應聘請產業界具有豐富理論及實際經驗的工程師到工科院校兼課,幫助學生了解工程實際,指導他們應用理論解決實際問題。

6)目前,產學合作主要體現在校企科研項目聯合攻關、科研成果轉化等方面。今后,我們應將產學合作有計劃、有步驟地深入到工科高等院校計算機專業的課程設置、教學內容制定、實踐項目課程教學、教學評價、師資培訓等方面中去

計算機工程論文:計算機工程革新教學思考

1計算機工程專業方向的教學體系

1.1計算機工程專業方向培養目標

計算機工程專業方向學士學位學制為4年,學習科目主要內容為廣大領域內計算機科學及其應用。專業的主要培養目標為:1、理解并掌握計算機的基本理論和實踐;2、培養能應用計算機新技術的能力;3、在計算機領域為學生提供進一步學習的知識基礎。該專業主要為信息技術類企業的生產和研發培養人才。畢業生的就業范圍也比較大,可以在軟件開發、軟件測試、網絡管理、軟件系統管理、客戶培訓和服務、項目開發、設計和調試等方面從事工作。該培養目標比較簡單,以培養學生的工程素養為基準,滿足社會對大批量的開發性人才的需要。

1.2科學合理的課程設置

按照培養目標,應加大計算機應用方面課程設置,注重新課程的開設和引入計算機的新技術新應用,使計算機工程專業方向與時俱進,合乎信息社會發展的節拍。相比當前國內高校的計算機學科各個方向,本課程體系側重應用性、實踐性環節。計算機工程專業方向的課程分為非計算機專業課程和計算機專業課程兩類。非計算機專業課程占總課時的比例應該為17%;其必修課為國家本科工程類教學規定的。增加了非計算機專業課程選修課,其目的是提高學生的文化修養和相關領域知識的了解,能夠拓寬視野和擴大知識層面,這些課程主要為文學院、工商學院、信電學院、機電學院和法學院所開設的課程中選擇,要求該專業的學生必須限選7門,主要是按照學生個人的興趣和個人目標為選擇指導。計算機工程專業課程分為3個層次:專業必修課、專業選修課和實踐環節,其中必修課占總課時的比例38%,選修課占總課時的比例19%,實踐環節占總課時的比例26%。專業課程主要為計算機應用以及軟件工程和信息處理課程,包括當前應該掌握的課程如離散數學、計算機原理、操作系統、數據庫原理、算法分析、計算方法、Web技術、多媒體技術、人工智能及其應用、Java和C++面向對象程序設計、軟件工程、計算機系統結構和計算機網絡等,注重計算機學科應用能力的培養。減少了計算機硬件的課程,例如模擬電子和電路、單片機原理和微型計算機原理;而是以計算機組成原理課程為核心,以課程事例引入嵌入式計算機和微型計算機的內容。按照國際和國內信息社會對軟件業發展需求來設置教學課程,以適合應用型軟件人才培養的目標。不應過多強調的基礎課程,縮小基礎,加強知識綜合,以培養應用型人才為主。在教學內容上強調應用性、針對性和系統性。

1.3實踐教學體系設置

計算機專業具有實踐性[1]非常強的特點,設置了課程實驗、綜合設計、教學實習、社會實踐、畢業設計等多種形式比較系統的實踐教學體系。實踐教學以綜合設計和畢業設計為主。按照計算機課程設置,綜合設計有高級程序語言綜合設計、計算機原理綜合設計、操作系統綜合設計、軟件工程綜合設計、Web技術綜合設計、信息管理系統綜合設計等6門次。綜合設計是以班級為單位教學,以當前現實的計算機項目開發為目標,學生獨立設計和完成,以培養學生的創新能力為核心。較大的項目則采用多名學生協同完成,進一步提高學生增強交流能力、解決問題能力和應用技術技能。畢業設計采用導師負責指導制,設計開發綜合應用項目,按照軟件工程和信息開發的標準編寫文檔、撰寫程序代碼,提交一個項目總結和程序系統,包括開發文檔、程序源代碼、數據庫結構、配置文檔和測試文檔。在答辯委員會的審核和測試下完成畢業設計,不再進行包含大量基礎知識和重復開發文檔內容的畢業論文撰寫,側重于提高學生的應用能力。

2計算機工程專業方向的課程實施的若干教學改革

2.1注重課程實驗教學

課程實驗是計算機工程專業方向實踐教學中的一個重要環節,其實施質量對專業教學質量具有舉足輕重的影響[3]。實踐性比較強的課程都設有試驗內容,按照知識結構和學生需求分配合理的試驗學時。課程的每個單元實驗都是從講授過該課程一段知識范圍中選取的,其內容相對獨立、自成體系。這些實驗集中反映了各門技術課程的典型方法和基本技術,能夠加深理解和掌握課堂學習主要內容。當前多數采用實驗課程單列方式進行的,要求每個單元實驗結束后,每一個學生應獨立完成試驗過程和結 果的分析,撰寫自己的實驗報告,進一步訓練學生的科技報告撰寫能力。通過課程實驗學生能夠深入理解課堂中所學習的基本原理、基本方法和基本技術。在實驗過程中掌握計算機專業學習所需要的實驗技術和實驗方法。

2.2教學方式改革

課堂教學仍然是主要的教學模式,以實踐為核心的計算機工程專業方向的教學更應該注重教學互動,以靈活掌握技術為中心。課堂教學中增加討論課、習題課、觀摩課、演示課等方式,補充以大量相關技術講座,自學輔導課相應增多,提高學生的自主性。以實踐為目標的課程教學以大班講課程內容,采用多媒體和網絡,以豐富多樣知識形式展示給學生,更加自然的方式掌握理論知識;同時采用小班輔導方式,進行個性化教學。小班輔導為學校劃分的自然班級,或者自由組合而成的臨時班,但每個班學生人數不超過30人,以便每個學生能夠直接面對教師來解惑,消化并真正掌握課程內容。按照計算機工程專業方向的課程教學大綱知識點選擇合適的教材和教學參考書,以國家教材和各種專業學科規劃教材為主要參考,也可以選擇國外著名大學教材。但是一定要以課程體系完整性為核心,不能選擇過多以計算機理論和抽象內容等先進性為主的教材,要選擇適合專業和學校學生實際需要的教材。注重教材與教材之間的相互銜接,符合計算機工程的課程設置。計算機工程專業方向的理論核心和課程多數起源于美英等國家。為了提高計算機專業的大學生素質和學科的發展,雙語教學教育[2]已經成為必然趨勢,它能使學生直接和國際接軌,滿足IT市場對學生素質的需求。普通高等院校的學生的英語水平參差不齊,為此要采用多種形式進行雙語教學。對于學生基礎素質好的學校和學校,外語教學課程達到所開課程的5%-10%。素質比較差的可以實現部分課程選用外語教材,采用中文授課,逐步到位。

2.3考試方式改革

減少閉卷考試,增加開卷考試,也可以采用項目系統開發、課程報告等考核方式。當前以多種方式的綜合為主,總評成績由考試成績、平時成績和試驗成績組成,其比例為30%、40%、30%。學生平時成績為學生在課堂上的回答問題和討論課的發言,以及作業和專題報告、期中測試等,以此來激勵學生與教師的互動,提高學習積極性,也能提高他們的語言表達能力和思維能力。課程試驗內容減少驗證型和演示性,以設計性、綜合性和研究性實驗為主,采用實驗過程和結果的考核,提高學生的實踐和創新能力。該考核方式能及時了解學生學習狀況,更好指導教學方向。

2.4教學資源庫的建立

教學資源包括以學校數字圖書館為核心的公共數字信息資源和專業教學資源。公共信息資源建設以學校定位和辦學特色為基準,購買其他高校信息資源和社會商業信息資源為主,本校自己創建信息資源庫補充。公共信息資源庫以服務公共教學和學生自主學習為主。計算機工程專業教學資源建設關系到專業方向的發展和底氣,以自己建設為主,突出精品課程,按照各個課程的自己特點建設比較的數字資源。

2.5開源應用到教學各個環節

開放源碼程序就是公開源代碼存取訪問、軟件自由再分發,任何人可以閱讀、再、修改軟件的源程序,通過讓更多人參與來提高軟件的質量、性、安全性、開發速度等。把開源軟件應用到計算機課程教學中可以提高學生真正地參與比較大且比較實用項目的實踐機會,讓學生培養融入IT市場,提高學生的實踐能力;同時學生也能夠學習到更多的核心技術和系統開發技術,開拓知識面,積累實際的開發經驗把握住計算機新技術和掌握計算機發展方向。學生通過感興趣的項目,能夠在相互溝通中使計算機素質得到大大提升,也可以協同開發和學習中相互碰撞中產生新的思想,擁有新的技術,同時也必定激發出學生的創造性。

3結語

隨著信息社會的發展,計算機更加深入地滲透到各個行業,計算機工程成為當前重要的行業。按照計算機教育培養的原理和當前信息社會地需要調整計算機工程專業方向地課程體系已經成為必然。計算機工程要求必須以實踐為中心來培養學生,以培養學生技能和實踐能力為核心,為此各個高校要更新教育觀念,加大教學改革,把新的教學方式和教學內容貫徹到整個教學過程中,培養出具有工程素質的學生,培養出具有創造力極強的新世紀人才。

計算機工程論文:計算機工程人才培養途徑

1COQE模式的培養規格指標框架

專業人才培養規格是實現人才培養目標的綱領性文件,首先在理論上應該和完整。以“學科知識”為主線構建人才培養模式的明顯特點是,專業人才培養規格中強調知識結構的內容詳細具體,能力和素質結構的內容就不夠完整和,比較泛且不易把握。COQE模式的專業人才培養規格,是根據培養目標完整體現知識、能力和素質3個方面的要求,而不是注重某一方面。其實現辦法是:根據知識能力素質的內涵和專業特點進行補充和調整,并借鑒國外可雇傭指標體系的方法,建立培養規格指標及其細化要求,使其盡量完整并便于操作實施。具體內容是:在知識結構、能力結構和素質結構3大結構基礎上,細分12項指標和80多項要求(國外的可雇傭指標內容多達百余項)。比如:在培養規格的知識結構中補充了思維科學知識指標和要求,因為思維科學知識包括抽象思維、形象思維和靈感思維等諸方面內容,這些是科學思維方法的基礎。在能力結構的創新能力的表述中突出其內涵要求:發現問題能力、分析問題能力和解決問題能力的綜合能力。身心素質的正確培養是目前大學生的突出問題之一,所以在培養規格中的要求中細化為:自信、自尊、自愛、自律、自我調節等,充分明確其要求,以便在教學過程中加以引導。表1是計算機工程專業COQE模式的培養規格指標框架,根據框架中的指標和要求,可以組織比較完整的專業人才培養規格。

2COQE模式的課程體系目標結構

以“學科知識”為主線的人才培養模式的課程設置方式,主要按“專業知識體系”構建,一般采用“樓層式”(基礎課—技術基礎課—專業課—專業方向課)或者“平臺式”(公共基礎平臺—專業大類基礎平臺—專業課程平臺)結構模式。為了體現素質教育要求,又增添了人文社會科學系列課程和素質教育系列課程等,構成通識教育平臺,形成了基礎平臺、專業平臺、實踐平臺和通識教育平臺的課程體系結構。這樣的課程體系結構的不足之處,是沒有明確的建立課程體系和人才培養規格中的各項培養要求之間的聯系。雖然課程體系設計時已經考慮,并且希望在教學過程中再體現培養能力和提高素質。顯然,如果在課程體系結構中就明確表明人才培養規格的要求,將更有利于指導教學過程中的落實。COQE模式要求將知識能力素質教育的貫穿到課程體系中,采取的辦法是將培養規格中的知識能力素質的培養要求,依據課程的特點細化為課程目標并加入到課程體系結構中,形成“樓層式”和“平臺式”相結合的一體化專業課程體系目標結構(見表2)。其目的是明確的強調:課堂教學不僅是傳授知識,而且要體現培養能力和提高素質;實踐教學環節也不僅僅培養動手能力,也要體現傳授知識和提高素質;專業教育課堂和素質教育課堂同樣都要“融傳授知識、培養能力和提高素質為一體”。有了這樣明確的要求和聯系,就有利于引導教學過程中的所有參與者去努力實現規定的目標。

3COQE模式的層次教學目標體系

如何根據人才培養規格的指標要求和課程目標建立教學目標,也是教育教學改革中研究的重要問題。在制定教學目標時,往往知識目標比較容易明確,而能力和素質目標比較含混。COQE模式要求將培養目標切實的落實到課堂教學和實踐教學過程上,其方法是針對課程目標建立層次化的教學目標體系。布盧姆的教育目標分類理論把教育目標分為:認知領域、情感領域和技能領域3大領域、共18個層次。霍恩斯坦將教學目標分類理論進行了改進,分為認知領域、情感領域、動作技能領域和行為領域4大領域,每個領域分別包含5個層次。借鑒上述兩位學者的方法,結合我國社會特點和課程目標,將教學目標分為知識領域、能力領域和道德價值觀領域3大領域、8個層次及100余個規范行為動詞,形成層次目標體系。以此作為教學指導的依據,要求在每個教學過程中必須落實層次目標,并在教案里、課堂上、實驗中、作業里、試卷上和考核中都規范使用指定的行為動詞。這樣的層次目標體系既包含了目標也體現了方法,使得所有的教學活動參與者能清楚的了解該項教學活動的目的及其實現途徑。

3.1知識領域2個層次水平

(1)理解水平:認識并把握知識的邏輯聯系和本質。規范行為動詞示例:識別、描述、解釋、辨認、懂得、指明、區分、枚舉、想象、比喻、比較、選擇、標注、驗算、總結、闡述、熟悉等。(2)運用水平:運用概念、原理和規則進行分析、推理和擴展。規范行為動詞示例:分析、評價、預測、推斷、聯想、抽象、推理、解答、證明、論證等。

3.2能力技能領域3個層次水平

(1)獲取水平:按照規范和規程能夠獨立完成作業或行為。規范行為動詞示例:模仿、嘗試、重復、維持、驗證、使用、運行、校對、估算、制定、編碼、編制、調查、修理、組裝、整理等。(2)應用水平:運用理論原理獨立完成設計和實現系統功能,并能進行調整與維護。規范行為動詞示例:完成、運用、執行、提出、撰寫、計算、指導、設計、實現、維護、調整、構建、改裝、修正等。(3)創新水平:在新的情境下運用已有技能和方法,或改進已有技能和方法以適應不同情境。規范行為動詞示例:提高、優化、發現、研究、發明、轉換、更新、改進、擴展、升級、創造等。

3.3道德價值觀3個層次水平

(1)感受水平:建立感性認識。規范行為動詞示例:經歷、感受、參與、嘗試、交流、合作、體驗、感知、明白、對話等。(2)理性水平:能表達感受、態度和價值判斷,做出相應的反應等。規范行為動詞示例:遵守、拒絕、認同、尊重、接受、同意、反對、討論、關心、關注等。(3)覺悟水平:具有相對穩定的態度、個性化的價值觀和持續的行為。規范行為動詞示例:形成、樹立、堅持、保持、堅信、確立、確信、信奉、追求等。

4結束語

實施素質教育是教育改革和發展的戰略主題,其目的是促進人才知識、能力和素質的發展。為實現這一目標,本文就“融傳授知識、培養能力和提高素質為一體”的COQE模式進行了研究探討。從教學管理層面改革,完善和細化了專業培養規格要求,建立了3大結構、12個指標及80多項內容要求的培養規格指標框架,并將這些指標內容與課程目標相聯系形成課程體系目標結構,進一步落實到教學環節的教學目標上,建立3大領域、8個層次及100余個規范行為動詞的層次教學目標體系。人才培養模式隨著社會的發展而與時俱進,人才培養模式的研究也在不斷深入,關于培養方案中的知識能力素質結構的培養指標要求會因 學校和專業各有不同,課程目標和教學目標體系等也有不同,這些都有待探討和充實完善。但是,促進人才知識、能力、素質發展的教育理念應該是一致。

計算機工程論文:計算機工程嵌入式教育思路

1計算機工程專業方向培養目標

隨著計算機領域新技術的不斷涌現,“計算機科學與技術”原有的專業設置框架被突破,逐漸形成計算機科學、計算機工程、軟件工程、信息技術、信息系統等多個專業方向的新格局[3]。計算機工程是計算機科學與技術領域最早出現的專業方向,它是現代計算機系統、計算機控制設備的軟/硬件設計、制造、實施和維護的科學與技術。國際技術教育協會定義工程設計為:系統和創造性地把科學和數學原理運用于實踐。鑒于此,在《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)》中指出計算機工程專業方向的培養目標是:系統地掌握計算機科學理論、計算機軟/硬件系統及應用知識,基本具備領域分析問題、解決問題的能力,具備一定的工程實踐能力。因此,實踐教學顯得尤為重要。

2計算機工程專業方向嵌入式系統課程特點

嵌入式系統涉及到IT領域方方面面的新技術,它融合了計算機軟、硬件技術、通訊技術和半導體微電子技術,針對實際應用系統需求,將相應的計算機直接嵌入到應用系統中。嵌入式系統設計需要設計者具有較強的綜合理論知識和動手能力,是對設計者一個綜合能力、特別是創新能力的考查。因此,嵌入式系統課程應更注重培養學生工程實踐的能力、團隊合作的能力[2]。目前,在計算機專業之外,國內許多高校還在電子工程、自動化、軟件等專業開設了“嵌入式系統”相關課程。由于各專業培養目標、教學體系側重點不同,課程內容也不盡相同。電子工程專業主要側重于硬件基礎平臺的設計,自動化專業則側重于智能儀器、儀表的設計,軟件專業側重于嵌入式應用軟件開發。計算機工程專業方向則應從“系統”的角度出發,更側重于軟/硬件的協同工作,將計算機系統“自下而上”的專業課程有機地整合起來,形成一條清晰的邏輯線,讓學生認識到計算機組成原理、微機接口技術、操作系統、數據庫、程序設計、計算機網絡、計算機控制等課程不再是獨立的課程,而是一個有機的“整體”。在嵌入式系統工程設計中,會用到操作系統課程中所講述的進程、線程、調度、文件系統的概念等;在通信中會用到微機接口課程中所講述的串行接口的概念;在數據采集中會用到計算機控制課程中講述的A/D轉換、數字濾波算法等;在一個大型應用系統中還會用到計算機組網技術、套接字、數據庫的概念等等。因此,計算機工程專業方向嵌入式系統課程內容應以實踐為主,結合前修理論課程的內容,最終完成一個實際應用系統的開發[3]。

3嵌入式系統課程內容體系的構建及特色

我學院在2004年開設“嵌入式系統”專業選修課的同時,將計算機工程專業方向細分成嵌入式系統和網絡技術兩個培養方向,并制定了嵌入式系統專業方向培養計劃,設置了4門實踐性很強的專業方向課:計算機控制原理與技術(64學時)、嵌入式系統原理與技術(64學時)、嵌入式系統工程設計方法(32學時)和嵌入式系統課程設計(60學時)。IT領域的新技術發展之快、之多令人應接不暇,雖然大學生在校期間需要學習的都是一些基礎知識,但他們畢業走向社會后,必然要面對這些新技術,如果我們的教學內容過于陳舊,就會加長學生畢業后的適應周期;如果我們能夠提供給學生更多的接觸這些新知識、新技術的機會,就能夠縮短學生畢業后角色轉換的時間,盡快地投入到工作中。因此,在教學內容設置上應力求將近期的技術、近期的設計方法傳授給學生。為此,我們積極與國際知名企業建立合作關系,先后建立了“北京工業大學—Intel嵌入式系統聯合實驗室”、“微軟嵌入式系統認證培訓中心”和“北京工業大學—AlteraEDA/SOPC聯合實驗室”,為學生提供了一個接觸、學習新技術的環境,同時也能使我們的教學內容與這些企業的新技術基本保持同步[4-5]?！扒度胧较到y原理與技術”涉及目前嵌入式系統最為流行的兩項新技術—英特爾公司的XScale技術(ARM架構)和微軟公司的嵌入式操作系統WindowsCE,該課程以XScale應用處理機為硬件平臺,講述WindowsCE操作系統定制、優化方法以及驅動程序、應用程序的開發手段和方法。“嵌入式系統工程設計方法”則涉及了另一項新技術“IP(知識產權)復用技術”,該課程以Altera公司的Nios軟核嵌入式處理器為核心,講述了SOPC(片上可編程系統)設計方法和流程。上述兩門課程均是以工程設計為主的課程,在講述工程設計方法和設計流程時要涉及到開發環境、開發工具的使用,如果按照以往先在課堂講授,再到實驗室做實驗的教學方式,不僅會使學生感覺到枯燥無味、不易掌握,而且在實驗之前還要再花費時間復習。因此,我們借鑒美國卡內基?梅隆大學率先提出的“Learningbydoing”的教學理念,這種教學理念旨在強化工程學科的學生的實踐能力和工程素養。從2005年開始, 在實驗室授課,采用教師邊講學生邊做的教學方式,使學生“從做中學”,取得到了較好的教學效果[6]。

4實踐教學安排

為了加強學生工程實踐能力的培養,在實踐教學體系中,采用了課內實驗、課程設計和綜合性課程設計3個階段的培養模式,使學生掌握嵌入式系統的工程設計方法和設計流程。

4.1課內實驗

以一個實際應用系統開發流程為例,設計了如下實驗內容:(1)WindowsCE操作系統的定制:包括在硬件平臺和模擬器上定制WindowsCE操作系統、添加組件以及使用遠程調試工具進行調試。(2)修改WindowsCE操作系統映像配置文件:包括通過修改系統映像配置文件,在操作系統映像中添加各類文件和修改系統設置。(3)硬件定制實驗:包括添加CF存儲卡、802.11無線網卡和蜂窩注冊表等硬件相關組件。(4)WindowsCE驅動程序的開發:包括流接口驅動程序的開發以及在PlatformBuilder環境下開發簡單應用程序用以調用驅動程序函數。(5)WindowsCE應用程序的開發:包括導出SDK開發包,在EVC開發環境下開發、調試應用程序,制作自定義組件、系統優化和Shell實驗。

4.2課程設計

課程設計的任務是完成一個應用程序的開發,課程設計題目每年不斷更新,學生可以根據自身掌握的程度選擇不同難度的題目,分值依據題目難易程度而定。學生也可以自擬題目,為保障題目的難度和規模能達到教學要求須經任課教師認可。題目有:在WindowsCE環境下的鬧鐘提醒程序、注冊表編輯器、串口調試程序、文本編輯器、計算器、畫圖、貪吃蛇等[4,7]。

4.3綜合性課程設計

“嵌入式系統課程設計”是綜合性課程設計,要求學生結合專業方向的理論課程,充分發揮自身的能動性,3~4名學生組成一個項目組,自選題目,自選平臺,按照工程項目管理規范嚴格檢查各階段完成情況。使學生掌握嵌入式系統實際工程設計的方法和流程,鞏固理論課程內容,規范工程文檔的建立,培養學生的創新能力和團隊精神。通過答辯、演示給出成績,將題目新穎、完成情況較好的項目組推薦參加國內外相關競賽。今年正在進行中的項目有:家庭視頻監控系統、食品安全追溯系統、家電語音控制系統等[8]。

4.4學生科技競賽

2007年1月,教育部、財政部“關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見”中,要求繼續開展大學生競賽活動,重點資助在全國具有較大影響和廣泛參與面的大學生競賽活動,激發大學生的興趣和潛能,培養大學生的團隊協作意識和創新精神[4,9]。我校十分重視嵌入式系統學生科技競賽活動,在2006年投資近60萬元,建立了“嵌入式系統科技競賽訓練基地”。通過搭建一個學生參加科技競賽、訓練的基礎平臺,形成一個傳、幫、帶的梯隊、達到“以點帶面”的良性循環效果,增加了學生學習理論課程的興趣,加強學生創新能力的培養[4]。計算機學院在國、內外嵌入式系統相關競賽中取得了優異的成績,在教育部、信息產業部舉辦的“全國大學生電子設計競賽———嵌入式系統專題邀請賽(英特爾杯)”中,2004年獲得了三等獎,2008年獲得了二等獎。“2005年微軟嵌入式系統全球大學生挑戰賽”入圍全球前30名,并參加了在美國西雅圖微軟總部舉行的總決賽,獲得“優勝獎”。在IEEE舉辦的“第六屆計算機協會國際設計大賽(CSIDC)”,進入了在美國首都華盛頓舉行的全球前10名總決賽,并獲得“優勝獎”。在Altera公司舉辦的“Nios軟核嵌入式處理器設計大賽”中,先后獲得過優勝獎和三等獎[10]。

5結束語

嵌入式系統涉及的領域越來越廣,發展速度越來越快,為了加強計算機工程專業方向學生工程實踐能力的培養,就要求我們通過不斷地探索、實踐,完善嵌入式系統實踐教學體系。

計算機工程論文:對國外高校計算機工程特點研究

14所大學計算機工程課程設置

計算機工程是涉及現代計算系統、計算機控制設備的軟硬件設計、制造、操作的科學與技術,建立在計算、數學、科學和工程學的基礎上,主要研究計算機處理器、多處理器通訊設計、網絡設計和存儲器體系,著重研究硬件設計以及與軟件和操作系統的交互性能,如嵌入式系統、分布式數據與大規模存儲系統。絕大多數美國學校的電氣工程和計算機工程是在一個系,除數學、物理等基礎科學知識外,課程體系主要包括計算機科學和電氣工程等學科的相關課程、設計和構建計算機系統及基于計算機系統的相關軟硬件課程。培養的學生應具備從事計算機系統工作的能力,或具備基于計算機相關系統進行分析、設計、應用和集成工作的能力,具有扎實的計算機基礎理論、良好的科學素質和工程實踐能力,包括良好的團隊合作和人際交流溝通能力[5]。下面主要介紹美國這4所大學的計算機工程課程設置情況。

1.1UIUC計算機工程專業本科課程設置

UIUC計算機工程專業學生需要修滿128個學分,這些課程分為如下7大類:1)科學基礎與數學課程(31學分),包括數學、物理、化學在內的10門課程。2)計算機工程核心課程(34學分),這些課程重點介紹計算機工程領域的基本概念、基本原理、基本實驗方法和技術,共有10門課程。3)專業基礎數學課程(6學分),包括離散數學和概率、工程應用兩門數學課程。4)寫作課程(4學分),1門寫作原理課程,主要講授研究報告的寫作方法。5)專業技術選修課(23學分),其中1門必須選自計算機工程和計算機科學專業技術選修課程之外的課程,其他必須均選自計算機工程和計算機科學專業技術選修課程。這些課程強調計算機工程實踐中用到的主要分析方法和設計原則。6)社會科學與人文科學課程(18學分),這些課程被工學院認可并滿足學校對學生社會科學與人文科學課程通識教育的要求。7)自由選修課程(12學分),這些幾乎沒有限制的選修課可以讓學生學習任何領域的知識。學生可以在計算機工程專業深入學習課程,也可以學習生物工程、技術管理或語言等課程。

1.2普度大學計算機工程專業本科課程設置

普度大學計算機工程專業學生需要修滿125個學分,這些課程分為如下6大類:1)通識教育課程(24~25學分),包括6~7學分的兩門交流技巧課程和18個學分的社會與人文學科選修課程。2)數學課程(21~22學分),數學課程有兩種套餐,各6門課,學生可以根據自己的情況任選一種。3)科學基礎課程(18~19學分),包括物理、化學、生物及面向對象編程等5門課程。4)工程基礎課程(7學分),包括工程導論兩門課程及計算機工程和計算機科學以外學科的工程學科選修課1門。5)計算機工程專業課程(49學分),包括32~33學分的13門計算機工程專業核心課程;兩門共計1學分的研討課程;2門3~4學分的高級設計課程;2門8學分的研究生課程;1~2門計算機專業選修課程,使計算機工程專業課程總學分達到49學分。6)任選課程(4~6學分),根據輔修要求或個人興趣,任選課程可以從理學院或文理學院中適合工科學生的數學、科學課程中選擇,目的是使總學分達到125學分。

1.3伊利諾伊理工學院計算機工程專業本科課程設置

IIT計算機工程專業學生需要修滿130~134個學分,這些課程分為如下3大類:1)限選課程(109學分),學分分配如下:計算機工程專業限選課程47學分,包括計算機工程和計算機科學兩類課程;數學限選課程24學分;物理限選課程11學分;化學限選課程3學分;工程科學限選課程3學分;社會科學與人文學科限選課程21學分。2)選修課程(15~19學分),包括專業選修課程9~12學分,其中含1門硬件設計選修課;科學選修課程3學分。3)跨專業實踐項目課程(6學分),包括IPROI跨專業實踐項目I和IPROII跨專業實踐項目II兩門課程。

1.4西北大學計算機工程專業本科課程設置

西北大學計算機工程專業學生需要修48門課程,這些課程分為如下7類:1)通用工程方法、數學、科學基礎課程(15門),必修計算方法與線性代數GenEng205-1、線性代數與力學GenEng205-2、動態系統建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4門通用工程方法課程;必修微積分(I)MATH220,微積分(II)MATH224,微積分(III)MATH230及多元積分與矢量微積分MATH234四門數學課程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3兩門科學基礎課程;從McCormick工學院科學基礎課程中任選其他2門課程;另外必修IDEA106-1工程設計與交流(I)、IIDEA106-2工程設計與交流(II)兩門工程設計和交流課程。2)工程基礎課程(5門),必修4門,包括EECS202電氣工程導論、EECS203計算機工程導論、EECS211編程基礎(C++)、EECS302概率系統與隨機信號,并從McCormick工學院工程基礎課程熱電力學、系統工程與分析、材料科學和流體與固體中任選1門。3)交流與社科人文學科課程(8門),選修GenCmn102 演講或GenCmn103課程的其中1門,另外選修7門滿足McCormick工學院要求的社科人文學科課程。4)專業核心課程(5門),必修EECS205計算機系統軟件基礎、EECS303高級數字邏輯設計、EECS361計算機體系結構、EECS311數據結構與數據管理和EECS343電路基礎這5門課程。5)技術選修課程(10門),西北大學計算機工程專業分高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統和算法設計與軟件系統4個方向,每個方向開設若干門技術課程,每個學生必須在這4個方向中選修5門課;從專業基礎課程EECS213計算機系統導論、EECS222信號與系統基礎、EECS223固態工程基礎、EECS224電磁場與光學基礎、EECS225電子學基礎5門課中根據學習方向選修2門;剩下3門從計算機科學、計算機工程、數學、科學基礎等課程中選修,如可以是生物學BIOL210-1,2,3和化學原理CHEM210-1,2,3課程,也可以經申請同意選修相關計算機工程研究生課程。6)自由選修課程(5門),共修5門,學生可以根據自身情況和興趣愛好自由選修。若從未學習過任何計算機編程語言,建議其中1門選修編程入門(Python)EECS110課程。7)高級項目課程(1門),至少在微處理器系統項目EECS347-1、計算機體系結構項目EECS362和VLSI設計項目EECS3923門課中選修1門。

24所大學計算機工程課程設置特色

4所大學計算機工程本科專業的課程設置都通過美國工程教育認證機構ABET的EC2000指標體系認證,有如下特點:

1)注重基礎知識的學習,在貫徹通識教育中培養學生的各種能力?；A知識直接決定學生未來的發展潛力[7-8],而基礎知識的掌握通常是通過通識教育實現的。與我國高校通識教育不同的是,這4所美國大學按照各種完整的項目組織基礎知識,讓學生在基于項目的學習中形成各種能力。他們還特別重視人際溝通能力的培養和學生對廣泛深入的人文社科知識的理解,使所有工科學生在數學、物理、信息、物質、生命、技術和能源科學方面及人文社科方面打下廣泛的基礎。這種比知識更重要的能力是學生取之不盡、用之不竭的資源。普度大學及時年的工程基礎培養及UIUC及時年的計算機工程訓練從一開始就圍繞能力培養,使學生能更好地理解和應用所學的基礎科學和數學知識。

2)注重相關學科的交叉和融合,培養學生跨學科處理問題的本領。現代工程是一個復雜系統,不是狹隘的技術知識背景所能勝任的。解決現代工程問題要求工程師能夠打破學科壁壘,把被學科割裂開來的工程再還原為一個整體。這要求學校在課程設置上必須充分考慮學科的交叉和融合,為學生提供綜合的知識背景,以利于復雜工程問題的解決[6,8]。UIUC、普度大學、西北大學和IIT在課程設上均體現了學科交叉、學科融合的思想。UIUC規定學生在技術選修課中必須選1門計算機工程和計算機科學系以外的課程,例如宇航工程、農業與生物工程、土木工程、化學工程、生理學、生物工程、生物物理學、生物化學、大氣科學、天文學、材料科學與工程、機械工程等。普度大學的計算機工程專業學生也必須選修1門電氣工程和計算機工程領域以外的課程,以滿足工程拓寬要求,可以是航空力學、化學工程計算、噪音控制、核工程導論、材料結構與特性、環境工程中的物理化學原理、環境可持續工程以及運籌學-優化、運籌學-隨機模型中的任何1門。西北大學的計算機工程本身就是該校電氣工程和計算機科學交叉和融合的結果,學生除必須選修科學基礎選修課中的普通物理-電磁學、普通物理-波現象和現代物理外,還必須在遺傳和進化生物學、工程分子和細胞生物學中任選1門。IIT規定科學選修課必須選1門生物學、材料科學、化學原理,工程選修課必須選1門機械學導論或熱動力學。

3)強調工程實踐能力培養,培養學生“以解決問題為中心”的工程設計能力。工程本身就意味著實踐,意味著更加重視工程實際和工程的系統性和完整性。這4所大學都十分強調學生工程實踐能力的培養,在課程設置上不僅有豐富的實驗課程,而且通過更為靈活多樣的基于項目學習(Project-basedLearning)課程培養學生的實踐能力。如IIT有IPRO跨專業實踐項目,西北大學要求學生在微處理器系統項目(EECS347)、計算機體系結構項目(EECS362)、VLSI設計項目(EECS392)等項目課程中必須至少選修1門。普度大學要求學生選修電氣工程設計導論(ECE402)、計算機設計與樣機(ECE437)、操作系統工程(ECE469)、編譯器與翻譯器工程(ECE495S)和數字系統高級項目(ECE495C)等項目課程。UIUC則有計算機組成與設計(ECE411)、高級數字系統項目(ECE395)、微處理器項目(ECE412)、數字信號處理項目(ECE410)等項目課程供學生選擇。

4)發揮和保護學生的個性及興趣,激發學生的自主性和創造性。工程教育應該在較大程度上發揮學生的個性并促進其創新能力的發展。在專業學習中,學生可以根據自己的水平、學習興趣、個性特長選擇不同的課程,從而促進個性和創造性的發展。為學生提供不同的培養計劃是這4所大學的共同特點。西北大學為計算機工程學生提供了高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統和算法設計及軟件系統4個不同的學習路徑。UIUC、IIT及普度大學則采用龐大的選修課程及明確的課程分類,使學生可以依據興趣愛好自行組織課程和學習內容,以發展個性,提高創新能力。

5)堅持課程設置機構的開放性,改變只按學科知識、由教師單方面設置的做法。在課程設置機構方面,這4所大學均根據產業界對計算機工程師的能力、素質、技能和知識等要求,學生求職的需求,畢業校友學習和工作的經驗反饋及ABET2000指標體 系,成立由有工程背景的教師、產業界、教育認證機構、學生及畢業生等利益相關者組成的專門委員會,討論、確認、不斷改進計算機工程專業的課程體系及教學大綱。這與我國由高等院校計算機科學與技術專業教學指導委員會主導、以學科為導向,追求知識完備性為基礎,由缺乏產業經驗和工程背景的教師確定的課程設置和教學計劃相比,在滿足學生求職和產業界需要等方面有明顯優勢[8]。

3改進我國計算機科學與技術本科專業實踐教學的思考

截至2006年,我國高校工科專業在校生為600萬人,其中計算機相關專業在校生近45萬人,在規模上基本適應我國經濟社會發展的需求。問題是我國計算機工程教育與計算機工業界脫節較嚴重,不同類型、層次學校的培養目標趨同[8]。通過深入研究、分析和比較美國高等學校計算機工程專業的培養目標及課程設置特色,我們深刻認識到我國工科院校計算機專業本科教育存在的諸多弊端。比如工程實踐環節薄弱;工科教師隊伍的非工化趨向嚴重;評價體系錯位;課程體系落后,學科交叉欠缺,導致創新與實踐雙向不足,計算機畢業生得不到產業界的認同,普通工科院校計算機專業畢業生就業率低下。以下是我們對工科院校計算機科學與技術本科專業實踐教學改革的一些思考:

1)計算機科學與技術本科專業實踐教學的改革應從培養目標、課程體系、師資建設和評價體系、產學合作等方面綜合考慮。

2)從培養目標上,工科計算機人才培養應從學科導向轉為求職導向,也就是以產業需求為導向。這使學生能形成勝任今后工作的能力,成為合格的公民和稱職的產業人員,而不僅僅是只掌握系統、完備的學科知識。

3)課程體系要符合大工程觀的要求,注重學科的交叉和融合,強調基礎知識的同時強化對學生實踐能力的培養。實踐教學應加強實驗課程、項目課程和企業實習項目的建設,強調做中學、用中學,提倡學生的主動學習和實踐是實踐教學改革的重點內容。

4)評價體系涉及如何評價學生的學習效果,是關系到教學是否能達到培養目標的重要因素。如果要培養符合計算機產業界需要的具有各種能力和素質的工程師,以理論考試為主評價學生能力的評價體系就尤顯片面。如何制定科學有效的評價指標,對學生的各種能力進行綜合評價,特別是在基于項目的實踐學習中對學生的團隊合作能力、交流溝通能力、解決工程實際問題的能力進行科學評價,是一個有待探索的問題。

5)工科院校的師資隊伍建設不應片面追求高學位和高學歷。一方面應加強對現有教師實踐環節的訓練,鼓勵大學教師到產業界兼職、進修和實習,通過必要的產業實踐提高他們理論聯系實際的能力,加強他們對產業發展需求的了解和認識;另一方面應聘請產業界具有豐富理論及實際經驗的工程師到工科院校兼課,幫助學生了解工程實際,指導他們應用理論解決實際問題。

6)目前,產學合作主要體現在校企科研項目聯合攻關、科研成果轉化等方面。今后,我們應將產學合作有計劃、有步驟地深入到工科高等院校計算機專業的課程設置、教學內容制定、實踐項目課程教學、教學評價、師資培訓等方面中去

計算機工程論文:嵌入式計算機工程化設計分析

1引言

某控制管理系統主要用于收集外部傳感器數據及控制數據,對數據進行分析處理及邏輯判斷,向外部設備輸出處理后的數據及控制指令。系統中嵌入式計算機模塊的主要任務是處理外部通信接口的大量數據收發,數據及控制邏輯處理任務相對簡單。嵌入式計算機要求具備異步串口、網絡接口、離散量接口等資源,滿足控制任務的實時性要求,便于應用軟件的研制、維護及升級并且能夠適用于惡劣的使用環境。傳統嵌入式計算機中的應用軟件與系統軟件聯合編譯、統一加載,不便于工程應用。為滿足某控制管理系統的功能及工程化需求,對傳統嵌入式計算機系統軟件進行了改進,給出了采用MPC8265處理器[1]實現該嵌入式計算機的設計方案,指出了工程應用中的設計要點。

2硬件設計

整個嵌入式計算機系統的硬件功能模塊主要由電源、時鐘、復位電路、中央處理器、FPGA、接口電路和存儲系統等部分組成。FPGA主要實現模塊的控制邏輯、LBE總線邏輯及部分外圍資源,比如串口、雙口等;接口電路主要實現模塊內外接口信號的隔離及信號電平的變換以及串口和網口等。各硬件功能模塊的組成及設計要點與其他嵌入式計算機類似,下面對主要功能模塊的設計進行說明。

(1)中央處理器

中央處理器選用MPC8265芯片,工作頻率為150~300MHz,內核電壓為1.7~2.2V。中央處理器的電路設計主要包括對一些關鍵信號的端接處理、處理器工作電源的分配及濾波、工作頻率設置電路及調試接口設計等。在工程應用設計過程中,由于該控制管理系統的工作環境溫度范圍要求較寬,為保障中央處理器在高溫環境中運行的性,處理器設定的工作頻率應低于較高值,比如200MHz;為提高中央處理器在低溫環境中運行的穩定性,處理器的內核電壓應設置為可選范圍的上限電壓值,比如200MHz的主頻,內核電壓值應設定為1.9V。

(2)時鐘設計

計算機中存在3種時鐘頻率,分別為計算機系統外部總線使用的100MHz時鐘、網絡接口電路使用的25MHz時鐘以及異步串行接口使用的14.7456MHz時鐘。其中100MHz是主時鐘信號,采用全局時鐘的設計原則,經CY2305芯片驅動后,輸出給MPC8265器件和SDRAM器件。由于MPC8265器件和SDRAM器件MT48LC8M32的建立、保持時間存在差異,因此,兩者的輸入時鐘信號時序需進行控制,最為簡便的方法是控制時鐘信號的傳輸距離。工程應用中,根據MPC8265器件和MT48LC8M32器件的建立、保持時間要求,同時結合印制板的布線面積以及所使用的FR4材料,最終要求輸入MPC8265的時鐘信號線需要比輸入MT48LC8M32的長約15cm。

(3)復位設計

復位設計包括加電復位、手動復位、COP接口復位和看門狗復位等設計,復位控制邏輯統一處理所有輸入的復位電路信號,并且實現對硬件配置字的訪問。在實際工程應用中,MPC8265硬件配置字一般不會改變,因此,為了簡化設計,提高生產效率,直接把硬件配置字配置在FPGA邏輯中,從而略去生產過程中的硬件配置字燒寫步驟。

(4)存儲器系統

存儲器系統包括SDRAM存儲器、程序存儲器、數據存儲器和雙口存儲器。SDRAM存儲器分配在存儲空間的低端。在系統運行中被劃分成3個功能區,即操作系統駐留區、應用程序駐留區、保留區。程序存儲器分配在存儲空間的高端,程序存儲器分為系統程序區和用戶程序區。系統程序區用于保存系統程序,包括操作系統、底層測試與監控軟件等程序。用戶程序區用于保存用戶應用程序。數據存儲器和雙口存儲器分別分布在存儲空間的高端和中端。在工程應用中,為了實現系統軟件和用戶軟件獨立的設計和開發,存儲器系統必須為系統軟件和用戶軟件提供獨立的存儲區域和運行區域。

(5)總線接口設計

計算機系統采用32位機載航空計算機系統(LBE)總線作為對外總線接口。LBE總線與處理器總線間的橋接邏輯采用FPGA實現,主要包括地址和數據信號的處理單元、信號的時序同步單元和控制信號邏輯實現單元。數據和地址信號處理單元用于實現處理器及LBE總線間數據和地址信號的轉換、緩沖、輸入輸出控制等。數據總線處理單元包括數據緩沖、字節交換、字節選擇輸出等模塊,支持對外部存儲器的對齊與不對齊的字、半字等動態數據寬度的讀寫操作以及突發傳輸等。時序同步單元用于對控制信號邏輯單元產生的控制信號、數據信號處理單元產生的數據信號和地址信號處理單元產生的地址信號進行時序控制。時序同步單元功能分為兩部分,可以分別按照處理器總線和LBE總線的時序要求完成同步控制。控制信號邏輯單元用于實現對處理器及LBE總線間的所有控制信號的轉換和訪問模式的轉換,以及地址譯碼控制信號的產生等。

3軟件設計

嵌入式計算機系統上的駐留軟件是非常重要的一部分。目前,較為常用的方式是系統軟件及用戶應用軟件分別獨立設計,把兩者代碼聯合編譯、調試并生成最終的嵌入式計算機系統駐留軟件,通過仿真器加載、固化駐留軟件。這種聯合編譯及軟件加載的方式實現簡單,但是任務界面不清晰,維護不便,不利于工程化。為此,對嵌入式計算機的軟件結構進行了改進,在傳統的嵌入式計算機系統軟件結構上增加了狀態監控軟件及維護系統軟件,實現了各系統軟件及用戶應用程序的單獨編譯、調試以及維護系統軟件、操作系統及用戶應用程序的單獨加載。改進的嵌入式計算機系統軟件模塊結構層次如圖4所示,圖中無底色部分的軟件模塊包括板級支持包、設備驅動、操作系統及系統應用軟件,這些軟件模塊的功能及組成與其他嵌入式計算機系統基本相同;加底色部分為在傳統嵌入式計算機系統基礎上增加的系統軟件,其主要功能及組成如下所述。

(1)狀態監控軟件

狀態監控軟件位于BSP軟件和設備驅動軟件之上,在BSP和設備驅動完成對計算機主要硬件資源和設備的初始化后運行[2],負責收集設備的狀態信息,引導設備進入不同的工作模式。設備的狀態信息由計算機外部離散量或IO設備提供,不同的狀態信息對應不同的工作模式。計算機系統的工作模式分為運行態及維護態兩種模式,其中運行態模式是計算機的默認模式,該模式下計算機將調用并運行操作系統和用戶軟件。維護態運行模式下,系統將調用并運行維護系統軟件。軟件的主要功能模塊有兩個,一是模式檢測模塊,實現對計算機系統不同模式的檢測及引導;二是程序搬移模塊,實現程序從固存向內存的搬移。

(2)維護系統

該軟件主要用于計算機系統的維護,包括調試模式、加載模式及測試模式等3種模式,計算機的實際運行模式由用戶通過計算機外部離散量或IO設備選擇。調試模式下,計算機建立了一個多任務運行環境,可以實現用戶軟件的在線調試,常用于軟件故障定位及軟件調試;加載模式下,可以完成對Vx-Works操作系統和用戶軟件的升級,常用于產品的維護及更新;測試模式下,計算機系統運行測試軟件對主要的硬件資源進行測試并輸出結果。維護系統的主要功能模塊有3個,一是軟件調試模塊,實現用戶軟件的動態加載、調試;二是軟件加載模塊,實現操作系統或用戶軟件的接收、緩存、燒入及更新;三是測試模塊,實現對硬件資源的測試。

4應用情況

本方案實現的基于MPC8265處理器的嵌入式計算機,通過了某控制管理系統的環境適應性試驗及現場高強度的使用驗證,滿足該系統小型化、實時性以及惡劣的使用環境要求。經過軟件設計人員和產品用戶現場使用,該嵌入式計算機可以有效提高應用軟件的開發效率,增加軟件維護的便利性,有利于產品的設計、研制、維護和升級。目前,該嵌入式計算機已在多個類似的控制管理系統中推廣應用。

5設計建議

根據實際的工程應用經驗,在基于MPC8265的嵌入式計算機系統設計過程中,下面兩點需要特別注意。(1)內核供電MPC8265器件的內核供電電壓與工作頻率密切相關,工作頻率越高,內核電壓值越高,較高不能超過2.5V,工作頻率與內核電壓推薦值關系。實際應用中,應根據選用的MPC8265工作頻率和表2的推薦來選擇內核電壓。如果內核電壓設置為下限值,可在一定程度上降低硬件功耗,但是在特殊的低溫應用環境中,電路的工作穩定較差;如果內核電壓設置為上限值,硬件功耗較高,而且在特殊的高溫應用環境中,電路的工作穩定較差。對于大多數普通應用環境的設計而言,內核電壓值可以選擇推薦范圍的中間值。因此,建議內核電壓供電電路的輸出電壓設計成可調的。實際設計中,綜合考慮應用環境和硬件設計的具體情況,好通過應用環境摸底測試最終確定內核電壓值,根據該電壓值調整內核電壓的供電。(2)時鐘信號設計由于MPC8265器件輸出信號保持時間小于大多數SDRAM器件輸入信號的最小保持時間,因此,在MPC8265和SDRAM器件的時鐘信號電路設計中,為保障兩者信號的建立,保持時間滿足要求并具有一定的余量,需要對兩者的輸入時鐘信號時序進行控制。建議采用延長(相對輸入SDRAM的時鐘信號而言)輸入MPC8265的時鐘信號傳輸距離,使得輸入MPC8265的時鐘信號比輸入SDRAM的晚,從而保障MPC8265和SDRAM間信號滿足特定時序要求。工程設計中,選用的MPC8265器件輸出信號的最小保持時間為0.5ns,SDRAM器件MT48LC8M32輸入信號要求的最小保持時間為1ns;MPC8265器件輸入信號的保持時間要求必須大于0.5ns,MT48LC8M32數據信號輸出保持時間最小為2.5ns,因此,為滿足時序設計要求,輸入MPC8265的時鐘信號必須比輸入SDRAM的晚t時間(0.5ns 6結束語

本文針對某控制管理系統的實際工程需求,給出了基于MPC8265處理器的嵌入式計算機設計方案,結合實際工程經驗,指出了工程設計中的關鍵點,給出了設計建議和軟件改進方法,對工程應用中的嵌入式計算機設計具有一定的參考價值。

計算機工程論文:對計算機工程教學改革分析

1.計算機實踐教學中存在的問題

隨著國家對教育的不斷投入,教學改革已經有了明顯的成效,但實踐教學還在諸多方面存在一些不足。

1.1實踐經費相對不足

學校真正提供給實踐的資金有限,校內實踐場地和設備存在一定程度上的不足,這就出現了人均實際操作動手機會少,教學與設備不協調等現象,直接影響了實踐教學的質量,也影響了學生技能的培養。

1.2實踐指導教師結構不合理

在實踐教學師資隊伍中,“雙師型”教師還比較緊缺。參與實踐教學指導者多為從公司聘請的工程技術人員,他們雖有著深厚的實踐經驗,但不能很好地將實踐操作與理論知識統一起來,屬于會做不會講。而本校的教師雖有一定的專業基礎理論知識,但在生產實踐方而缺乏一定的鍛煉,屬于會講不會做。教師結構的不合理,使得理論知識與實踐技能不能有效的形成統一體,也影響了實踐教學的質量。

1.3校企合作實踐存在不足

(1)能夠接受實踐的學生少。企業受到人員和場地的限制,不可能接收太多的學生進入企業實習。

(2)對學生管理不足。由于學校和企業對于學生實踐的管理都較為松散,造成學生對實踐教學缺乏正確認識,使得實踐教學的質量難以保障。

(3)需要有專門的教師脫離工作崗位指導學生。如果沒有專門教師指導,企業很難抽調人員為學生提供專門指導。另外,沒有教師的參與,企業很難保障項目開發進度,也不愿意不熟練的學生參與項目開發。這樣,學校和企業就失去了合作的基礎。

1.4實踐考核不嚴

學校對于實踐教學沒有建立規范的考核標準,對實踐教學的考核往往低于理論考核的要求,使得實踐考核流于形式,影響了實踐教學的效果。

2.計算機工程教育實踐教學改革

針對上面分析的問題,我們認為高等工程教育中計算機實踐教學改革應該側重以下幾個方面。

2.1加強教師實踐能力培養,提高教師專業素質

高素質、實踐能力強的師資隊伍是提高人才培養質量的保障。學校應該加強計算機專業具有豐富工程經驗的“雙師型”教師的引進,同時采取有力措施組織教師參加各類師資培訓,努力提高師資隊伍的業務水平和工程能力,不斷更新和拓展專業知識,提高專業素養。學校發展過程中有許多與計算機相關的項目,教師應該關注這些項目的實施,學校要盡可能把這些項目放在學校內部立項、實施。這些可以為老師和學生提供一次實踐鍛煉的機會,并能夠降低開發成本,方便維護。有計劃地安排教師到相關企業實踐,了解計算機行業管理知識和新技術發展動態,積累工程開發經驗,努力打造“雙師型”教師隊伍。教師們將近期的軟件技術和職業技能傳授給學生,指導學生進行實踐,培養學生的實踐創新能力。在人才引進和教師培訓有限的情況下,教師可以組成模擬項目開發教學團隊,確定明確的設計目標,教師引導,學生直接參與,按照工程項目管理方法管理,按照項目驗收標準驗收,提高教師的實踐教學能力和管理水平,促進學生工程開發能力和團隊合作精神的培養。

2.2案例教學法

根據教材重點、難點和學生中存在的疑難問題,精心設計案例題,以鞏固深化知識,發展能力,以達到熱能生巧。案例教學模式就是打破“以教師為中心”的傳統教學模式,擴展到“以學生為中心”的復合型教學模式。在這種教學模式下,整個教學過程,教師利用情境、協作、會話等學習環境,要求充分發揮學生的主動性、積極性和創造精神。在這種模式中,學生是主體,也是中心,是知識的主動構建者;而教師是教學過程的組織者、指導者、促進者;教材是學生主動構建的對象;媒體則是認知工具。這種模式是與現代社會對人才培養目標相適應的,因而也是最有效的新型教學模式。

2.3激發學生的自主實踐興趣

采取激勵機制,鼓勵學生以興趣小組或課程實驗小組的形式開展實驗、展開實驗討論,并主動和教師交流;鼓勵學生和高年級學生參與課外實踐指導,逐步形成學生合作、自主實驗和自主指導的氛圍,轉變教師指導為學生自主研討,緩解開放性建設中實驗指導教師數量不足的問題。設置合理比例,嚴格規定學生應該完成的課內和課外實驗,讓學生帶著任務進實驗室或實習基地。根據學生的學習動態,啟發和引導學生自主選擇實驗項目,自主設計實驗,綜合運用所學知識,解決學習中的困難和問題,顯現自己的智慧和能力,體驗自主實踐的成果,從而達到充分調動學生自主實踐的積極性和主動性的目的。

2.4開發虛擬實踐教學平臺

由于自主實驗所占比例較高,實踐教學條件勢必有限,加上難以為每個開放實驗室全程安排指導教師,那么,可以借助校園網絡建設虛擬實踐教學平臺,方便各個實踐課程項目案例的管理,緩解教師和設備短缺問題,也緩解外出校企合作費用過高問題,為學生自主學習創造條件。以此平臺的軟件虛擬實訓環境為例,老師和學生分組充當項目經理、開發員和測試員角色,登陸虛擬實訓環境,根據其中真實的軟件開發實例課件內容要求完成不同的開發和測試任務,并分階段提交各自的成果,項目經理對開發員和測試員的工作進行指導、評審、考核和答疑。這樣,學生將置身于以真實工程項目職場為背景的實訓環境中,以項目團隊的組織形式完成實戰訓練,親身感受到規范的軟件開發流程,迅速掌握規范高效的軟件項目開發步驟與方法,在真實的項目開發過程中提高實踐動手能力,獲得實際工作經驗,從而大大縮短了就業后的崗位適應期,真正實現專業教育與企業崗位需求之間的相互銜接。為了提高實踐教學資源的利用率,開發實踐教學資源庫也就顯得尤為重要。計算機虛擬實踐教學資源庫的構建要與人才培養目標相一致,以專業崗位需求為根據,突出“能力”目標。如軟件開發課程實踐庫應主要包括以下內容:軟件開發的基本概念、方法和步驟,解決問題的思路和過程;完整的開發過程和各個過圖1計算機 虛擬實踐教學資源庫結構圖程的實際成果資料,具體包括“軟件開發計劃書”、“可行性研究報告”、“需求分析說明書”、“概要設計說明書”和“詳細設計說明書”;最終開發成果、編碼集及操作使用說明書。實踐案例按照行業工程標準規范化的、系統的制定原則,把行業的要求融合到教學案例中,使案例庫豐富及多樣。實踐項目庫的項目是非常典型的,具有代表性的任務,根據專業相關技術領域相關職業崗位的任職要求,充分體現職業性、實踐性和可持續發展性;以職業崗位真實的項目和任務及其工作過程為依據,整合相應的知識、技能,在真實項目的基礎上構建學習性的環境。

3.結束語

實踐教學是高等計算機工程教育中的重要環節,也是培養學生實踐能力、創新能力的重要手段,還有許多教學改革的問題值得研究,我們將不斷努力,逐步完善實踐教學體系,在改革中探索、提高,培養出更多適應社會需要的復合型、應用型工程人才。

計算機工程論文:個人工作總結計算機工程師

個人工作總結計算機工程師

本人于年獲得計算機工程師技術資格，從年元月起，被聘為公司計算機工程師至今。任現職以來，嚴格履行計算機工程師的崗位職責，認真學習，努力工作，較好地完成了本職工作和領導交給的個項任務，任現職以來年度任職考核全部。

一、思想政治表現：

能認真學習馬列主義、思想和鄧小平理論，擁護黨的領導，堅持四項基本原則，熱愛祖國，遵紀守法，具有良好的思想素質和職業道德，能用“三個代表”的要求來指導自己的行動。積極要求進步，原創：團結友善，明禮誠信，曾于年計算機應用大賽中榮獲一等獎，并于年度被評為“”。現將任職年來的情況匯報如下：

二、完成本職工作的質和量

本人熟悉本專業領域的國內外現狀和發展趨勢，具有豐富的計算機理論知識和計算機在企業管理方面的經驗，具有較強的解決本專業實際問題的能力，能將本專業與相關專業相互配合，協調解決有關技術難題，能指導工程師工作和學習。任職期間，較好的完成了公司下達的責任目標。

⒈在年至年間，利用三年的時間，進行了計算機網絡綜合管理系統的建設與實施工程，使企業辦公自動化以及生產調度自動化走向現代化的前沿。

⒉至年，先后為公司以及下屬部門獨立編制了等具有本企業特色的軟件。

⒊年作為主要負責人之一完成了總公司的管理信息系統，取得一定的社會和經濟效益，使服務上了一個新的臺階。

⒋參與完成了項目。該項目投入使用后具有顯著的經濟效益，年節約資金萬元。

⒌主持完成了總公司系統，實現無紙化辦公。

⒍任職期間，不僅建設了本公司的企業內部與互聯網的網站，打開企業的知名度，同時還利用近期的等前沿技術協助建立了“網站”，使迅速走向國際化的軌道，受到的表彰。

⒎受的委托，為部分技術人員和管理人員累計授課達余課時，在授課過程中，自己能將理論結合實際，深入淺出，圓滿完成了教學任務，提高了本公司技術人員素質和職工素質，為計算機的普及做了一定的貢獻。

⒏參加撰寫中的計算機與信息工作計劃。

三、工作業績：

⒈至年，在“系統”中，本人進行了部分模塊的軟件編寫工作，該系統經省、市科委鑒定，被獎。本系統的完成，較好的解決了問題，取得極大的社會經濟效益。

⒉年，為實現的信息化管理，原創：同時還本著節約投資的原則，組織完成了“系統”，該系統完成之后，不僅加快了我公司的生產自動化的建設，還為起了模范帶頭作用，經鑒定，該項目填補了我國技術的空白，為此，榮獲獎。

⒊年參加了總公司活動，在課題研究中，本人利用計算機進行了大量的計算和工藝改造工作，圓滿完成任務，該課題獲得獎。

⒋本人自參加工作以來，一直在從事計算機技術工作。工作中，注重技術成果的推廣應用。

（）本人獨立編寫的“”軟件，實現了計算機等功能，使管理走向了現代化管理的軌道，該軟件經鑒定，達到先進水平，本人也因此獲得。

（）參與編寫的“”軟件，使用方便，功能滿足要求，經鑒定達到水平。

四、總結經驗，不斷提高理論水平

任職五年來，根據生產實際中存在的問題，不斷總結經驗，提高理論水平。其中獨著《》，在《》雜志年第期上發表（字）；合著《》在《》年第期上發表（字）；獨著《》在《》年第期上發表（字）；獨著《》，在《》年第期上發表（字）；獨著《》，在“”學術會議上宣讀（字）；獨著《》在中會議上宣讀（字）；獨著《》、《》獲“”學術會議論文獎。

五、不斷加強理論學習，拓寬知識領域

計算機行業是個飛速發展的行業，計算機技術更是發展的日新月異，因此，不斷加強理論學習，拓展知識領域，進行知識更新，也是形勢所迫。為了加強自身計算機水平的提高，于年度在微軟授權培訓中心接受和培訓，并獲得中國微軟頒發的雙科結業證書；同時，為了掌握計算機更前沿的技術，充實自己的理論知識，從年開始就讀于 大學“”專業研究生，與年取得國家教委頒發的“計算機科學與技術同等學歷碩士學位綜合課程考試”合格證書。通過學習，不僅豐富了自己的理論知識，更加強了在計算機應用中的實際解決問題的能力。

以上是本人任計算機工程師六年來在技術崗位上所做的工作。通過幾年來的學習和實踐，不僅專業知識得到了一定的拓展，而且利用專業知識解決實際問題的能力也得到了進一步的提高。本人將在今后的工作中加強理論學習，不斷完善自己，為計算機事業的發展做出更大的成績。

計算機工程論文:巨型計算機工程的創新

一、現代審計風險成因

(一)審計工作人員素質有待于提高

作為審計工作人員應該具有良好的職業道德素養和審計專業知識,但是當前相當一部分審計人員的素質有待于進一步提高。一方面審計工作人員的審計缺乏豐富的審計經驗,一定程度上影響了審計工作的效率。大多數的審計工作人員都是財務人員轉化而來,對于審計工作的認識不足,再加上缺少審計工作經驗,導致審計工作難以發揮出應有的作用,審計工作的效率和質量都有待于進一步提高。另一方面審計工作人員缺少責任心。由于審計工作涉及較多的財務數據,審計工作人員面對如此復雜的審計工作會產生眾多的工作壓力,出現審計問題是難免的的,一些審計工作人員在工作中缺少工作責任意識和工作積極性,導致審計工作存在一定的風險,嚴重影響了審計工作的作用。

(二)審計工作中缺少監督

由于審計工作管理不規范,一些審計工作中缺少相應的監督工作,導致審計工作存在一定的風險。由于財務管理工作不完善,財務信息不真實的現象有所增加,嚴重影響了審計工作的有序開展。審計工作中由于缺少比較嚴格的監督,審計工作中也往往會存在一些虛假行為,影響整個審計工作的效果。

二、現代審計風險控制探析

審計工作作為企業監督的重要措施之一,對于保障企業的健康發展有著十分重要的作用。近年來企業的財務風險日益增加,加強審計工作逐漸受到關注。但是由于審計工作不完善,存在的風險日益增加,未能及時發現企業財務工作中的問題。今后企業需要進一步完善審計工作,減少企業審計風險,保障企業的健康發展。

(一)完善審計方法

針對企業審計工作不完善的現狀應該進一步完善審計工作方式,確保審計工作的有序進行。一方面需要建立相應的審計責任制度,將審計工作由專門的人員負責,一旦出現審計風險將追究相關責任人的責任,減少由于審計工作不規范導致的審計風險。另一方面需要嚴格規范審計程序。企業需要對審計工作進行合理的規范,通過制定相對完善的審計程序,規范審計行為。審計工作中最重要的是撰寫審計報告,審計報告的撰寫需要嚴格按照審計結果,由專門的人員對審計報告進行復核,審定,確保審計報告能夠真實反映審計工作結果,提高審計報告的性。

(二)提高審計工作人員素質

審計工作人員的素質直接影響審計工作的效果,審計工作存在風險很大程度上是因為審計工作人員的素質問題。今后需要進一步規范審計工作人員的行為,確保審計工作的有序進行。一方面需要加強對現有審計工作人員的培訓工作。加強審計工作人員專業知識培訓工作可以有助于提高審計工作的質量和審計工作的效率,提高審計工作水平,減少審計風險。另一方面需要提高審計工作人員的工作責任意識。審計工作作為企業財務監督的重要促使之一,能夠及時發現企業財務工作中存在的問題,避免企業的經濟損失。作為審計工作人員應該具有良好的職業道德素養,審計工作人員需要充分認識到審計工作的重要性,不斷提高自身的業務水平,保障審計工作有序進行。

(三)加強企業的內部控制

企業審計風險一定程度上也是因為企業的財務管理工作不完善,加強企業內部控制工作可以有效地減少財務工作中存在的問題,減少審計風險。一方面需要完善內部控制制度,完善的內部控制制度可以有效地落實審計工作,確保審計工作有序進行,減少由于審計工作不完善導致的風險。另一方面需要加強審計工作的監督。加強審計工作的監督可以有效地減少審計工作中存在的信息不符或者是審計工作人員失誤行為,提高審計工作的質量,減少審計工作風險。

三、結束語

企業審計工作作為財務管理的有效監督措施,對于減少企業發展中的財務風險,保障企業的健康發展有著十分重要的作用。但是由于當前企業審計工作不完善,導致審計工作存在一定的風險,嚴重影響了審計工作的水平,企業發展也面臨眾多的挑戰。今后企業需要進一步規范審計制度和審計程序,提高審計工作人員的素質,充分發揮審計工作的監督作用,減少由于審計風險導致的企業發展風險,確保企業的健康有序發展。

計算機工程論文:對計算機工程技術應用分析

1、計算機工程技術應用的現狀

現在計算機的發展速度很快,硬件技術和軟件技術都有很大的進步。各種應用程序層出不窮,并且廣泛的應用于建設設計行業。所以這一批工程師在剛剛參加工作就開始使用計算機進行工程的相關計算和設計工作。他們開始盲目的相信計算機,而不通過自己實際的手工計算來對結果進行審核,這樣會使設計的性受到影響。會對建筑的安全有很大威脅。這些人認為計算機可以解決所有的問題,并且不會出現錯誤。但是現在的計算機軟件雖然得到了大量的開發,但是這些軟件的質量卻沒有得到保障,有一些軟件的開發者和技術支持的資質證明都沒有得到保障,還有的軟件的質量沒有進行合理的檢測,所以這些軟件往往不能全部相信,不能依賴。如果只通過這些軟件進行設計,會造成工程的安全受到威脅。所以我們必須重視這個問題?，F在因為在工程的設計工作中,使用計算機工程技術進行計算已經產生了很多不利的影響?，F在新一代的工程師變得十分依賴計算機,他們堅信計算機的知識性、安全性和能力不會出現問題,所以逐漸失去了對工程內容進行正確計算的能力。他們不知道,計算機不可能對一些模型、設計的技巧和分析進行詳細的記錄。他們只會依賴計算機來進行設計。通過實踐經驗表明,工程的設計工作,尤其是水利水電方面的工程設計有很多模型,而且差別很大,計算機不可能對這些不同的模型全部識別清楚。計算機的計算速度是很快,這一點毋庸置疑,但是除此之外,它在其他方面的知識都十分零散。而在工程建設過程中,要憑借設計師自身的經驗、靈感、直覺、創造力、領悟力、想象力和認知能力來綜合的進行設計。這一點計算機是永遠無法取代的。任何計算機和程序員都沒有辦法對這種設計進行理解。所以,我們要培養這些新一批的設計師進行自主的設計,不要只依賴與計算機,而要進行手工計算,這樣才能設計出符合規范的作品。現代工程具有復雜的理論依據、集體的設計思想,單純的依靠計算機工程技術是不可能讓人們學習有意義的經驗的。越來越多的工程師們都期盼計算機軟件能將工程設計程序自動化,希望在解決工程問題時他們只需要區化類型和條件,讓程序自動生成必要的數學模型,完成復雜而重復的分析和設計過程,由制圖工具完成設計圖紙。這樣,工程設計責任就是明確所要解決的問題,然后評價的設計“成果”。而對于是否能的檢測特征值,在進行分析時是否用了足夠的模型、狀態,或計算機建立數學模型的理論是否正確,是否符合工程實際的特征,分析結果對工程敏感部位是否敏感,計算結果是否在條件允許范圍之內,是否能根據實際的工程設計模型對某些邊界條件進行調整。這些在年輕一代的結構工程師們心中,都變得模糊不清。很多軟件開發商,在對計算機技術知識的精通之外,畢竟不是工程師,專業技術知識肯定有著各種方面的欠缺。計算機是一種工具,不可能替代人的腦力勞動、人的知識、經驗的積累,計算機能處理大量的信息,但計算機程序是沒有多少工程實際工作經驗的程序員編制的,程序對工程建立的數學模型也不會很完善,在計算中,即使是錯誤的信息,計算機也不可能識別同樣的都在計算機上顯示給專業技術工程師們。這就要求專業技術工程師右自己能通過專業技術知識的掌握,來控制設計計算中的偏差。在軟件的實際應用方面,那些只有極少經驗、極少學識、年輕的工程師依靠計算機軟件來解決極度復雜的結構分析和設計問題。他們對力學基本原理和設計規范的背景知識了解很少,無法判斷程序算法所蘊含的假設和根據,也無法判斷計算機運算結果的質量,他們寧愿相信計算機程序產生的結果都是正確的,也無法懷疑計算機做出的所有結果,以及用獨立的例證校驗結果,這對計算機工程技術的應用方面造成了很大的缺陷。

2、如何正確合理的應用計算機工程技術

首先,在年輕一代的工程師當中,應讓他們對工程設計的危險性、又對公眾安全的威脅、對工程設計的責任感有一定的認識,應該讓他們知道,工程特性是由工程設計的質量決定的。真正有經驗的工程師,應該不能依賴計算機工作,計算機工程技術的應用本身并不是壞事,問題的核心在于工程計算中計算機的使用方法,不能濫用計算機。要強調工程實踐中知識、專業技術以及經驗的重要性,了解“為什么”這樣設計才是關鍵。專業的工程師應在參加工作的最初一段時間內,對工程設計計算進行手工求解了解手工求解的原理、基本原則和提煉模型、識別計算結果中的錯誤,解決問題的其他方法,判斷計算結果的有效性。對計算機的計算結果應持批評態度,尊重工程實踐經驗,通過工程實踐學習工程設計,強調從那些博學的剪有經驗的結構工程師那里學習結構工程設計。不依賴計算機解決工程問題,要經常懷疑計算機,在沒有深人工程以前不使用計算機的結果。在被工程證實正確之前,假設計算機提供的結果是錯誤的。在用計算機求解之前,必須先知道答案。不崇拜計算機,而是崇尚知識和經驗,提倡了解工程理論和實踐中的所有經驗。一個稱職的工程師,應具備不依賴計算機技術解決工程問題的能力,具備經驗、直覺、靈感、領悟力、創造力、想象力和對工程的設計思想的能力。工程師應該能夠做到獨立地靠學識、創新和豐富的經驗,而不是依賴計算機找出工程問題的正確解答。計算機工程技術只能回歸到工具的位置,它只是一種方便快捷的計算、圖像、文字處理等信息技術工具的位置,而不能夠把它當做工作中必須依賴的東西。認識到這點,將對計算機工程技術的應用策略起到重要的影響。能夠使設計工作更好地進行。總之,對計算機工程技術的應用不能憲全依賴于計算機及其得出的表面數據,而應該更多的憑借自身的工程經驗知識,這是一個合格的工程師所必備的條件之一。

3、結語

通過本文我們了解了我國計算機在工程設計上應用所存在的問題,并且提出了相應的解決辦法。我們必須要使新一代的設計師對計算機的使用有一個科學的認識,不能夠盲目的相信計算機,要學會通過自己手動計算和發揮自己的想象力創造了進行設計創造。要明確計算機在工作中的地位,合理的使用計算機,這樣才能使設計工作能夠更好地完成,是工程更加安全。