在计算机应用领域,科学计算是一个长久不衰的方向。该方向主要依赖于应用数学中的数值计算的发展,而数值计算的发展也受到来自计算机系统结构的影响。下面是我给大家推荐的大学计算机科学导论课论文,希望大家喜欢!
大学计算机科学导论课论文篇一
《计算机理论的一个核心问题》
摘要:我国计算机科学系里的传统是培养做学术研究,尤其是理论研究的人,但如今想要以最快的速度接受并利用新技术关键还是在于你对计算机科学地把握程度。
关键词:计算机理论;核心问题;教育
我国计算机科学系里的传统是培养做学术研究,尤其是理论研究的人(方向不见得有多大的问题,但是做得不是那么尽如人意)。而计算机的理论研究,说到底了,如网络安全学,图形图像学,视频音频处理,哪个方向都与数学有着很大的关系,虽然也许是正统数学家眼里非主流的数学。这里我还想阐明我的一个观点:我们都知道,数学是从实际生活当中抽象出来的理论,人们之所以要将实际抽象成理论,目的就在于想用抽象出来的理论去更好的指导实践,有些数学研究工作者喜欢用一些现存的理论知识去推导若干条推论,殊不知其一:问题考虑不全很可能是个错误的推论,其二:他的推论在现实生活中找不到原型,不能指导实践。严格的说,我并不是一个理想主义者,政治课上学的理论联系实际一直是指导我学习科学文化知识的航标(至少我认为搞计算机科学与技术的应当本着这个方向)。
我个人的浅见是:计算机系的学生,对数学的要求跟数学系不同,跟物理类差别则更大。对于非数学专业的学生来说,高等数学就是把数学分析中较困难的理论部分删去,强调套用公式计算。而对计算机系的学生来说,数学分析里用处最大的恰恰是被删去的理论部分。记上一堆曲面积分的公式,难道就能算懂了数学?那倒不如现用现查,何必费事记呢?再不然直接用Mathematica或是Matlab好了。退一万步。华罗庚在数学上的造诣不用我去多说,但是他这光辉的一生做得我认为对我们来说,最重要的几件事情:首先是它筹建了中国科学院计算技术研究所,这是我们国家计算机科学的摇篮。在有就是他把很多的高等数学理论都交给了做工业生产的技术人员,推动了中国工业的进步。第三件就是他一生写过很多书,但是对高校师生价值更大的就是他在病期间在病床上和他的爱徒王元写了《高等数学引论》(王元与其说是他的爱徒不如说是他的同事,是中科院数学所的老一辈研究员,对歌德巴赫猜想的贡献全世界仅次于陈景润)这书在我们的图书馆里居然找得到,说实话,当时那个书上已经长了虫子,别人走到那里都会闪开,但我却格外感兴趣,上下两册看了个遍,我的最大收获并不在于理论的阐述,而是在于他的理论完全的实例化,在生活中去找模型。这也是我为什么比较喜欢具体数学的原因,正如我在上文中提到的,理论脱离了实践就失去了它存在的意义。正因为理论是从实践当中抽象出来的,所以理论的研究才能够更好的指导实践,不用于指导实践的理论可以说是毫无价值的。
正如上面所论述的,计算机系的学生学习高等数学:知其然更要知其所以然。你学习的目的应该是:将抽象的理论再应用于实践,不但要掌握题目的解题方法,更要掌握解题思想,对于定理的学习:不是简单的应用,而是掌握证明过程即掌握定理的由来,训练自己的推理能力。只有这样才达到了学习这门科学的目的,同时也缩小了我们与数学系的同学之间思维上的差距。
关于计算机技术的学习我想是这样的:学校开设的任何一门科学都有其滞后性,不要总认为自己掌握的某门技术就已经是天下无敌手了,虽然现在Java,VB,C,C++用的都很多,怎能保证没有被淘汰的一天,我想.NET平台的诞生和X#语言的初见端倪完全可以说明问题。换言之,在我们掌握一门新技术的同时就又有更新的技术产生,身为当代的大学生应当有紧跟科学发展的素质。举个例子,就像有些同学总说,我做网页设计就喜欢直接写html,不愿意用什么Frontpage,Dreamweaver。能用语言写网页固然很好,但有高效的手段你为什么不使呢?仅仅是为了显示自己的水平高,unique?我看真正水平高的是能够以最快的速度接受新事物的人。高级程序设计语言的发展日新月异,今后的程序设计就像人们在说话一样,我想大家从xml中应是有所体会了。难道我们真就写个什么都要用汇编,以显示自己的水平高,真是这样倒不如直接用机器语言写算了。反过来说,想要以最快的速度接受并利用新技术关键还是在于你对计算机科学地把握程度。
总的来说,从教育角度来讲,国内高校的课程安排不是很合理,强调理论,又不愿意在理论上深入教育,无力接受新技术,想避开新技术又无法避得一干二净。我觉得关键问题就是国内的高校难于突破现状,条条框框限制着怎么求发展。我们虽然认识得到国外教育的优越性,但为什么迟迟不能采取行动?哪怕是去粗取精的取那么一点点。
大学计算机科学导论课论文篇二
《浅析计算机应用系统工程技术》
摘要:多年来,金融、电信、政府、制造、能源、交通和教育等是计算机应用系统工程最主要的市场,这些行业集中了许多国家重大信息化工程。今后数年,政府、交通、制造、能源和物流等方面的信息化建设仍将保持较快的增长;电信IT投入仍是信息化投入的主战场;金融信息化投入将保持较大的增长。
关键词:计算机应用工程技术
前言:我国信息化应用推动了我国国民经济的持续发展,经济发展又为信息化提供了良好的外部环境和资金投入。
一、计算机应用系统工程的发展情况
为了降低社会交易成本,推荐公共服务信息化将是我国当前和今后一个时期信息化建设的重点。企业信息的应用需求,如产业数据库管理、企业资源计划、客户管理系统等大中型企业信息化将从边缘应用进入核心业务系统。
中办、国办下发了“2006—2010国家信息化发展战略”,信息产业部“十一五”专项规划(征求意见稿)提出了建设农信工程、工信工程、安信工程、家信工程、城信工程和RFID工程等六大工程,这为“十一五”信息化建设持续发展提供了强大的推动力。
二、计算机应用系统主要技术
随着信息化的进展,越来越多的客户关注运用信息化手段提升其业务应用水平和效率,计算机应用信息系统需求日益增多,从包含一些应用软件开发的简单系统(如OA系统)到提供专用系统(如电信计费系统等)的全面解决方案、开发定制应用软件,逐步发展到面向行业的各类计算机应用系统。软件开发和集成成为计算机应用系统开发的主要内容。
1.一体化系统解决方案
计算机应用系统开发商必须在充分调研的基础上,确定客户应用需求。系统开发商必须与行业专家相结合,学习了解行业知识,把握和抽象行业用户的共性需求,进而准确了解客户的特定需求,为提出完整的一体化系统解决方案提供依据。
对于具有共性的以及行业应用的部分,尽可能采用成熟的系统和共性软件。选择应用系统支撑系统(网络平台、数据库平台和服务器平台等),要确保满足应用需求,支撑平台之间要互连互通和协调一致地工作,软硬件产品、选型和配置要考虑性价比。
⒈应用软件开发
应用软件开发已成为计算机应用系统工程的核心内容。要采用软件工程方法,执行软件工程标准,使用CASE工具进行软件开发。
⒉支撑系统集成
支撑系统是为实现用户的应用需求和应用功能必须建立的支撑环境。支撑环境通常包括网络平台、数据库平台和服务器平台构建的基础支撑平台,以及为开发应用软件提供开发工具和环境的应用软件开发平台。
⒊系统安全
在政府、金融、电信等领域的信息化应用中,系统安全,特别是信息安全十分重要。
⒋系统产品集成
系统集成,是指将系统应用功能、管理功能(系统管理软件)和安全保密功能(防火墙、防病毒软件及其它信息安全措施)集成到系统中,最后进行系统的协调和优化,以便充分发挥系统的作用和效益。
三、目前国内标准情况
有关计算机产品方面的标准多,关于计算机应用系统工程建设标准不多,不系统,不能满足计算机应用系统工程建设的需要。与计算机应用系统工程相关的标准有以下几个方面:
1基础标准
1)相关的信息技术标准
词汇:图形符号、字符集和编码、中文通用标准、电子数据交换(EDI)
2)软件和软件工程标准
软件工程标准
——软件工程过程
——软件工程方法
——软件工程工具
——程序设计语言
——软件质量及测试认证
应用支撑软件标准
——操作系统
——数据库
——多媒体和图形图像
——地理、气象、水文
3)计算机网络标准
协议标准、设备标准
4)计算机设备和接口标准
主机、外设、存储设备及媒体、总线与接口、耗材
5)系统安全
——物理安全
——设备安全
——场地安全
信息安全标准
——密码算法标准
——信息安全技术标准
——信息安全管理标准
6)其它标准
可靠性标准、环境标准、电磁兼容标准
⒉国家信息化工程支撑标准和面向行业应用的信息系统标准
1)国家信息化工程支撑标准
电子政务、电子商务、信息安全、企业信息化
2)面向行业应用信息系统标准
面向行业应用的各行业,大部分已制定了本行业的信息系统标准,可针对具体的行业应用引用相关的标准。
⒊相关工程标准
1)信息系统机房规范
电子计算机场地通用规范
电子信息系统机房设计规范
电子信息系统机房施工与验收规范
2)用户布缆和综合布线规程
用户建筑群通用布缆
建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范
建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范
这些标准多数为国家标准,个别为行业标准用,个别标准在修订中。
四、计算机应用工程标准体系概述
⒈计算机应用系统工程建设标准体系范围是:
1)计算机应用系统工程包括总体策划、设计、开发、实事、服务及保障全过程。
2)按质量管理体系产品实现过程要求,包括计算机应用系统工
程实现的全过程。
3)从计算机应用系统工程技术方面考虑,包括一体化系统解决方案、应用软件开发、支撑系统集成、系统安全和系统产品集成(系统功能的全面实现、系统的协调和优化)等。
⒉计算机应用系统工程标准体系与相关标准的关系:
1)系统方案设计和应用软件开发必须执行的面向行业应用的信息系统标准,直接引用面向行业的相关信息系统标准;
2)应用支撑系统执行计算机和信息处理系列标准,在“计算机应用系统工程”中重点突出软件开发过程的软件工程标准和系统安全标准;在系统安全标准中以信息安全为重点,直接引用相关的信息技术标准;
3)计算机机房设计和施工、综合布线设计和施工等工程标准,直接引用相关的工程标准;
⒊本标准体系分专业基础标准、专业通用标准和专业专用标准三个层次。军用、涉密等特殊应用信息系统的专业专用标准本应是本标准体系中的一部分,但按有关要求,不列入本体系。
五、计算机应用系统工程文档管理通用标准
本规范规定计算机应用系统工程建设各阶段应有的文档,包括工程过程的策划、设计、实施以及维护全过程的各种文档、施工文档、质量文档、技术文档等,各种文档的内容与要求,以及这些文档的管理等内容。本规范适用于计算机应用系统工程的文档管理。
六、结语
信息化的核心是计算机应用系统工程。每年都有大量的与计算机应用系统有关的基本建设和技术改造项目在实施中。
近年来,随着全球网际网路技术的普及、计算机技术的迅猛发展、数字技术的瞬息万变,计算机工程在人们生活、生产中的应用越来越广泛。下面是我为大家整理的计算机工程毕业论文,供大家参考。
计算机软体大体分为三类,一种是总述,一种是系统软体,一种是应用软体,系统软体的作用是促使各个硬体按照一定的规律协调工作,保证计算机处于正常运转状态。而应用软体的作用则是为了实现某种使用愿望而开发出来的软体。
1计算机软体工程专案管理的基本概念
1.1工程专案管理的含义工程专案管理主要是业主通过委托从事工程专案管理的企业,签署相关协议,工程专案管理企业有义务和权力代表业主在工程专案进行的情况卜干预和服务。工程专案管理企业可以协助业主同项目工程总承包签订一系列合同,只是起到辅助性作用,不直接与总承包企业或者施工、勘察、供货和设计签署协议或合同,工程专案管理企业有责任在施工过程中监督合同的完成情况。
1.2软体工程专案的概况
1.2.1管理人员开展有序的专案计划
企业必须把人员管理放在重要位置,在软体工程专案的开发上人员的调配问题是保证工程顺利进行的重要因素,因此,专案能否成功和工作人员的工作能力、写作能力息息相关,针对工程专案的操作类别不同,可以分配成各个研究小组,进行科学合理的针对性开发和高效的协作,有利于工程的快速推进和更加完善。小组内的人员根据自身优势,确定自己的工作内容和工作时间。对专案进行正确的认识和对风险进行评估,与此同时从节约成木的方而出发,形成科学的人力资源调配机制,使专案得以顺利开展。
1.2.2质量和配置管理工作
软体的质量管理工作是整个专案的核心工作,质量管理决定着计算机软体工程专案管理是否真正的成功,通过一系列保证质量的手段,有计划的编制、控制和保证专案质量。保证专案质量的方式可以通过定期的进行质量评估得以实现,在日常专案管理中要不断的对工作进行考查,对于专案不合格的地方要提出意见并且考虑整改措施,不断完善整个软体配置管理的记录工作,使专案的质量能有一定的检测体系,这样开发者会对专案工程的质量问题有比较深入的了解。
1.2.3风险评估和管理工作
风险管理大致分为两种工作,一种是风险识别,另一种是风险评估。得到评估结果以后要针对问题提出相应的解决办法,定期检测计算机软体工程的好处是可以减小产生风险的概率,还可以避免一些因疏忽而产生风险,使专案的损失减少到最低,也减少了因专案风险而造成的一些相关责任人的利益冲突。
2计算机软体工程专案管理中存在的问题
2.1管理团队的协作问题
分工合作是我们完成一个专案的基木因素,在软体开发方而更需要每个人的智慧一起凝聚出果实,共同享受成果,而目前在计算机软体工程专案管理方而资讯的交流方而存在一些问题,例如分工不清、团队不合作等问题。
2.2需求分析和实际中的业务存在差距问题
计算机软体工程专案没有结合实际的活动需求,也没有调查有效的资料分析,因此计算机软体工程专案管理在开发出新的产品以后并没有取得理想的业务效果。
2.3风险管理的问题
专案的风险工作是企业需要考虑的很重要的问题,如果风险没有相应科学管理,很容易带来巨大的损失,但是很多员工并不懂得如何规避风险,缺乏相应的专业知识,更是缺少对风险工作的管理,导致很多企业在风险来临时无法做出正确行动,造成巨大的经济损失。
3计算机软体工程专案管理的对策
3.1对风险管理和工作进度进行有效管理
制定风险管理制度。计算机软体工程专案管理的工作人员必须具有一定的风险识别意识和相应的遇到风险的专业知识,并且能有效的控制风险的能力。在平时要做好风险评估的管理报告,针对可能发生的风险要及时预测并且做出相应的解决行动。设定专门的人员对计算机软体工程专案定期进行风险的评估和检查工作。在整个专案中,根据需要进行多次的风险管理工作,因为风险无时无刻都有可能存在,检查的目的是尽量减少风险发生,在一般情况卜处理风险的措施一般有三种:减缓、规避和转移。提高工程的进度,不断的推进工程的工作效率。要制定详细的工作计划表,并且尽可能达到最高的工作目标。工作人员有严谨的工作态度和高效的作息时间安排,管理人员要密切关注工程进度,不断的督促员工完成应做的工作量,有条理、高效的完成对员工的工作任务的监督工作。
3.2建立完善的管理体系针对计算机软体工程的人员日常管理工作,要建立科学有效的管理方案。合理安排人才资源,确保在进行计算机软体专案工程时人员调配顺利进行。专业知识的培训对于工作人员来说
是必不可少的,可以极大的丰富计算机软体工程专案人员的专业水平和实践能力,减少工作上的失误,提高工作效率和工作人员的素质。奖罚制度是对企业员工优劣的衡量标准,所以在计算机软体工程专案管理方而采取奖罚制度可以极大程度上调动员工的积极性,使员工主动为企业创造效益,企业的发展才能有长远的未来。
3.3建立合作的团队
在员工内部建立有效的交流机制。员工的内部工作经验交流是非常重要的,因此要完善沟通方法,开辟多种交流方式和渠道,不断的增强各个部门的沟通意识,使团队的力量不断凝聚起来。明确分工,责任落实到个人。计算机软体工程管理非常复杂,需要的人员也众多,因此必须要使每个员工明确自己的工作内容和范围,清晰的划分自己所需要负责的区域,清楚自己的责任,这样能够确保每一个步骤都井井有条,非常有秩序。调动整个团队的工作积极性。通过一些活动、奖励措施等使每一个工作人员全身心的投入到工作中去,愿意并想要去做的更好,不断激发团队的潜力和员工的协作能力,这样专案不仅会做的越来越好,员工内部也会越来越和谐并且充满正能量,企业的效益也会不断得到提升。
4结语
计算机软体工程专案管理的工作内容十分的复杂,要保证软体工程按照工程原计划进度顺利开展工作,并且要节约成木、保证质量,必须熟练对计算机软体进行操作,在现在的大多数生产计算机软体的企业中最为重要的就是软体工程专案的管理效率,软体工程专案的成功条件是软体专案要具有科学性和高效性,在此基础上企业的合理管理也是企业走向成功的关键。
1现状分析
培养高质量的软体开发人才一直是社会和行业关注的焦点。早在11年前,对于工程教育的迫切性就被人提出来[1]。工程教育本身也作为一个系统问题被讨论[2]。现在从国家层面在战略上建立了软体学院进行专门培养,各个高校也不断推出新的课程、新的措施方案。在这一领域虽然比过去似乎已经有了翻天覆地的变化,但来自企业的呼吁似乎一直反映出诸多不尽如人意。更多的思路希望将企业的力量直接引入到教学,比如实训基地等[3];而国家层面也非常关注实训[4]。但实际效果可能变得流于表面,因为企业往往难以将核心的工作拿给学生做,而其训练的专案也并未从更全面系统的角度去设计,其锻炼效果就有限了。在软体开发这一领域,由于其具有变化迅速,新技术不断涌现的特点,导致不少在教育内容上选择了追逐新技术、新语言、新平台,以能用会用这些流行主流技术为目标。典型的代表就是北大青鸟,有些二本的学生在毕业前专门花钱去青鸟学习,似乎可以看到这种教育的优势。但另一个矛盾的情况是,往往那些关注员工后劲的公司却不愿意招聘青鸟的学生。如果将目光投向国外的顶级大学,例如斯坦福,其教学上并没有去“依赖”校企合作,以及很热门的“实训”。其核心课程依然是过去的传统经典课程。以一个研究生为例,一学期能修2门课是正常,3门就很优秀。它并没有追逐所谓的新技术。但无人质疑其学生的工程能力、科研能力和创造能力。
2什么是计算机工程能力的核心
什么才是我们软体开发教育的核心知识架构,怎样才能培养学生可持续发展的核心竞争力?我们调查过一些非常高水准的软体开发者,发现他们往往在底层软体上持之以恒地进行长时间深刻的锻炼,然后在未接触的新领域才能非常迅速地掌握核心。例如,一个非计算机专业的系统分析员曾经“只”在DOS这种原始的作业系统下玩了10年,甚至自己写过一个汉化的DOS。他只有书本上的一点点网路知识时,就用一两天时间解决了一个学通讯的研究生1个月都不能解决的网路故障。这是一个典型的例子,他并没有“实际的”网路经验,什么使得他如此轻松地进入了新的领域呢?而另一个曾就职于vmware、google等顶级公司的程式设计师,在Unix下只用C语言做了10年系统级程式设计。当用Java,C++甚至是javascript时,其学习时间只是1天,很快就比做了几年专门java程式设计的程式设计师还精通。如何才是软体开发人员的本质力量?什么才能让他们在变化万千的新技术面前屹立不倒,乘风破浪?
2.1计算机工程能力
我们认为计算机工程能力包含两方面的内容:1核心知识架构;2计算机的思维方式。什么是核心知识架构呢?是反应该领域最基本规律和支撑技术的知识。简单地说就是传统的作业系统、编译、资料库。作业系统将硬体、软体、高阶语言和汇编融汇在一起,它几乎包括了软体工程中所有重要的因素。举一个简单的例子,似乎只有面向物件这种“高阶东西”才有的虚拟函式运用,其实在Linux中就有相应的虚档案系统。作业系统是最为复杂的计算机工程之一。编译融汇了大量的演算法,而且能让大家真正看“穿”语言的外表,深入到其内里,体现了最根本的计算机技术。其优化技术,也深刻地和硬体交融在一起,很好体现了底层风范。资料库,不仅是运用演算法最多的地方,甚至是超越作业系统的一个复杂的系统,从快取技术到i/o优化,到索引,再到事务处理,无一不是反映计算机最深刻规律。大家可以发现,所谓核心知识架构,都具有两个特点,反映本质规律,体现软硬融汇交织。也只有这样,才能建立下面谈到的“计算机思维方式”。
2.2核心知识架构
为什么我们没包括一些新兴的语言和技术呢?似乎它们很“实用”。而且已经出现的问题是,按照传统科目和方式学习后,学生在企业什么都不会。这也正是大家关注工程教育的初衷。为什么不强调这些新兴实用技术的教育还在强调“古老”的“基础”。计算机领域一个显著的特点是,表面上知识更新非常快,新技术、语言层出不穷。这很容易导致当我们发现学生能力欠缺时,将问题归罪于新技术的学习不得力,知识结构老化。但其实目前的问题可以从另外一个角度考虑,是否是基础教育不得力?分析国外著名大学,如斯坦福、伯克利的课程,我们发现两个特点:1关键的基础课程,如作业系统、编译原理、资料库,始终是其最重要的课程,并没有过分追逐各种“新潮”技术。2学生一学期能修的课程非常有限,一般为3门课。而国内却呈现相反的状况,比如编译原理被降到了选修课的角色,新潮课程层出不穷,一个学生二年级一学期要修13门课。在这种走马观花的状况下,计算机这种具有强烈“手艺”色彩和工程实践的学科,被完全纸上谈兵化。而一些可怜的实验内容,还被学生的复制拷贝所湮没。我们认为,恰恰是这种情况,使得基础核心知识教育没有工程化,没有充分动手,导致了基础知识教育某种程度上的巨大失败。从以下鲜明的对比可以窥见问题的端倪:国内学生反映作业系统课程是文科课程只需要背条款考试即可;而相对地,国外著名高校作业系统课程要求学生实现“小”作业系统。国内资料库只讲其应用如大量讲解sql等运用,sql即使非计算机专业人士也很容易学习,这也是它被发明的初衷。斯坦福的资料库课程中有一门需要实现一个数据库系统。在笔者走访的计算机工程上优秀的人才,发现其共同的特点就是在诸如作业系统或资料库上都有很深入的学习经历,比如前面提及的自己构建过汉化DOS系统,或者在Unix下,做核心以及驱动很多年等。而当他们接触新技术时,之前深刻的经验和淬炼的思维就让他们如虎添翼,快人一等。更有甚者,国外真正的最顶级专家,都是在这些领域有无与伦比水平的专家,从delphi的缔造者,转战到微软并入主平台的开发,也可看到雄厚的底层知识和能力的巨大作用。所以“老”知识并不是障碍,而是通向天堂的阶梯。究其原因,就涉及到工程能力的第2个方面,计算机思维方式。
2.3计算机思维方式
对非专业人士它是很抽象的概念,而对真正专业人士,这又是一个非常鲜活的概念。这里限于篇幅,我们只举一个简单的例子。面对在C++中外部程式码如何直接修改私有变数的问题,计算机的思维方式就是:物件也是放在记忆体中,只要能拿到物件的地址,并知道物件的布局,那么就可修改。而没有建立这种思维的人,就完全被高阶语言的语法所左右,无从下手。一句话,无法看到本质,没有从下而上的底层思维。核心知识课程的有效深入教学和计算机思维方式建立有何直接关系呢?我们认为核心知识因为其反应了计算机本质规律,而且从底层建立起来,所以对其深入掌握运用后,它从开始的逼迫到最后的陶冶,最终潜移默化地让受众建立起“计算机思维方式”。而这正是计算机工程师安身立命之本,就如同音乐家有其独特的音乐思维方式一样。为什么诸如java之类的课程于建立计算机基本思维不太合适呢?因为它更高层,无法让学生看到最下面。而唯有彻底、深刻和系统的底层淬炼,才能真正建立起“计算机思维方式”。
3如何打造强大的计算机工程能力
大家一方面指责基础课程的“空洞”、“无用”、“陈旧”;另一方面在不断开设的海量新课和技术中压得学生更加远离程式设计,远离实践。即使能培养出熟悉某种语言的学生,也无法看到他们和培训学校有何不同。实训也似乎没有根本解决问题,我们在实践中发现,往往是那些自己醉心于程式设计的学生最后有着卓越的表现。让基础知识能支撑和指导实践,而非仅仅“符号”,并引导学生进行高效的实践。
3.1“3块连一线”,4门基础课程整合打造核心知识架构
我们将4门基本课程进行贯通式整合,着力塑造学生的“计算机思维”。下层的是3门基础课在上一小节探讨了其在工程能力训练上不可替代的重要地位,对软体开发环境产生支撑。而软体开发环境又通过精心的设计和工程实践,从应用角度将3门课程所学的知识串联起来。从而将基础知识和工程开发更有机整合在一起。首先,阐述为什么将以上课程整合在一起的理由。要回答这个问题,必须先回答什么东西支撑了优秀程式设计师。在我们的调查人员中,无一例外地都具有很深厚的底层软体开发背景。有长期从DOS的Hack入手的;有长期从事Unix核心程式设计的;有从Windows的driver起步的;有以反汇编逆向为根基的。长期在最底层的经历,使他们建立了最真实和能触控的系统观,能以计算机的方式思考。所以面临新技术时,他们能透过新形式很快把握其精髓,深刻地把握其实质。“太阳下面没有真正的新事物”,例如号称21世纪最新的重要的软体技术AOPAspectOrientedProgramming,AOP,其实在20世纪60年代就出现在了汇编一级的软体技术中,它本质就是钩子技术的系统化。在底层的软体世界,我们不仅能够用到那些所谓的最新的技术,而且能看到其本质我们可能就是用机器码自己构建出来的,而不被新技术的华丽外衣障目。这些使得具有底层经验的开发者,更有创造力,更能创造,也更能洞察迷乱后的本质,庖丁解牛,解决那些异常复杂的工程问题。举一个笔者遇到的真例项子,一个具有深刻底层经验的程式设计师一直只有C语言和作业系统程式设计经验和一个只有深刻Java经验的程式设计师,在同时学习Javascript的闭包概念时,后者一个礼拜都还有些似是而非。前者很快就能自如运用,且最后指点了后者1个小时,后者顿时豁然开朗。这是典型的“新”与“老”,上层和底层经验在面对新事物时的对比。既然底层软体赋予我们如此强大的能力,那么哪些是底层软体呢?大家公认,作业系统、编译和资料库由来就是计算机工程自身的根基。所以,我们必须将这3门课涉及的知识好好淬炼。而如何将3门课的知识和我们日常的软体开发联络起来呢?如何用它们指导平时程式的开发呢我们大多数是开发使用者级软体,不会开发核心软体,因此许多人认为几乎整个在核心中的作业系统对使用者级软体开发无从指导?另一门课,《软体开发环境》解决了这一问题。它有一条主线,通过反汇编将C语言和汇编串联起来,让系统级的知识从高阶语言的面纱下展现出来。同时用逆向工程这把庖丁之刃,将编译、连结、面向物件等软体开发中的重要知识块剖剔,让底层与上层贯通一气。而逆向的技术技巧,本身也是非常高阶的软体开发技术。因此,我们用“3块连一线”来总结4门课的关系是最好不过了。为什么不纳入语言课程,比如C/C++语言?从我们的工程经验来看,语言只是计算机原理和思想的载体,是表述方式而已。为了表述形式而专门花大力气是不值得的。比如,国外的著名大学很多都不开设语言课,在其他课程作业中必须用C语言程式设计,学生们就在那里锻炼了。真正的语言的力量并非来自语言本身,而是底层知识为支撑的专案锻炼。我们的思路是以构建式完成大量的完整系统的编写,这样就很好锻炼了软体开发和工程能力。同时,“软体开发环境”本身从逆向层面也对语言有了深刻的剖析,这是纯粹的语言课难以完成的。另外,从大纲安排上,我们在大一就会让学生用C语言来初步接触程式编写,这时并不适合放入太高阶主题。而在教学中,语言的力量已经渗透到一个个工程构建中,随风潜入夜了。为什么不纳入演算法课程?从某种程度上,“程式就是演算法与资料结构吗”?我们认为在系统中运用演算法,演算法才具有生命力。而编译、作业系统、资料库以及我们专门设立的一些课程设计将全面运用各种演算法和资料结构。在实战中运用并学习提升才是王道。这也正是构建式学习的精髓所在,这也正是探索式学习培养学生的创造能力的精髓所在。演算法课已经为我们准备了元件,就看你怎么去组装甚至改造。
3.2以构建主义的思路,深度实践的风格改革课程
前面我们论述了底层知识架构的重要性,那么怎么来将它们实际地建立在学生的工程实践中呢?简单地说就是“构建一个具体而微的系统”。讲作业系统就构建一个小作业系统,讲编译原理就构建一个我译器。同时,设计一些跨度较大的课程设计覆盖这些课程的一些重点内容。构建完整系统本身就可真实淬炼工程能力,而这些内容的复杂性、难度以及运用知识点的广度,本身就超越了简单的企业实训专案,在培养人才方面具有系统性、完整性、挑战性独特优点。我们需要的是运用团队的思路和现代软体工程的手段,将其开发过程管理发起来,从而熟悉企业级开发的工具链,将软体工程学到的知识贯通到实作中。这也回答了“和以前相似的强调基础课程教育,什么特点使得我们的做法能获得强大的工程能力?”这一问题。以前更多注重理论知识的学习,而现在的做法是回归计算机工程的自身科学规律———实践为王。
3.3改革考核评价标准,充分强调动手实践
以前我们一直是卷面考试,实验分数只是象征性的点缀。这本身违反了计算机工程的特点。只有改变评价考核标准,才能真正驱动学生充分锻炼工程。在课程软体开发环境中,我们采取了平时的考试结合期末考试的方式,而两者均为软体编写。期末考试在实验室上机编撰指定题目。不强调对一些函式名等死知识点的记忆,可以用线上帮助。这本身也符合软体开发的规律。
4结束语
我们在计算机工程教育上试图做一些回归本质的工作,也取得了一些效果。比如在软体开发环境中,学生普遍认为:“似乎将3年学的程式课全学习了,收获很大”。更有同学,在外企公司的面试中,直接运用了课堂上的知识,这在传统的教学环节中是难以获取的。但整个工作尚在起步阶段,所以仍有很多工作需要做,许多环节需要优化。我们希望在以后的工作中更深入探索工程教育的规律和本质。