計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)發(fā)展觀與系統(tǒng)能力培養(yǎng)的研究

劉小洋

摘 要 系統(tǒng)發(fā)展觀與系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生要掌握的兩項(xiàng)至關(guān)重要的技能。分析了系統(tǒng)能力的內(nèi)涵，同時從目前現(xiàn)狀入手，就如何培養(yǎng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)觀和系統(tǒng)能力提出了一些列的方法和措施。

關(guān)鍵詞 系統(tǒng)發(fā)展觀 系統(tǒng)能力 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Computer Science and Technology Majors' System Development

Concept and System Ability Training

LIU Xiaoyang

（School of Computer Science and Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract System development concept and system capabilities are computer science students to master two vital skills and. The ability to analyze the meaning of the system， while starting from the current situation， proposed methods and measures on how to train students in computer science and technology system concept and system capabilities.

Key words system development concept； system capacity； computer science and technology

0 前言

系統(tǒng)發(fā)展觀作為嵌入式技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)融合的結(jié)果，物聯(lián)網(wǎng)旨在使用互聯(lián)技術(shù)來整合服務(wù)?！跋到y(tǒng)”變得無處不在：萬物的狀態(tài)皆可感知、測量、監(jiān)控；人與物可以以一種全新的方式交流互動；智能系統(tǒng)使得各種事件的預(yù)測更加容易，各種資源的分配更加優(yōu)化。由于嵌入式系統(tǒng)往往集成在大規(guī)模商業(yè)產(chǎn)品中，使得嵌入式系統(tǒng)必須有最優(yōu)的性價比。嵌入式技術(shù)對系統(tǒng)的能力培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)作為一門公共技術(shù)，其他費(fèi)計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生也在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)，那我們計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生的優(yōu)勢在哪里呢？那就是我們我們計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生必須要有系統(tǒng)發(fā)展觀的管理，用系統(tǒng)的觀念去理解計(jì)算機(jī)，掌握計(jì)算機(jī)的硬件與軟件相互之間的關(guān)聯(lián)。在后PC時代，移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)等等計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用都對系統(tǒng)發(fā)展觀提出了不同層次的要求。所以我們要改革課程內(nèi)容與教學(xué)方法等，要不然我們培養(yǎng)出來的學(xué)生沒有競爭優(yōu)勢。我們要把目光和焦點(diǎn)放在如何提高計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力的培養(yǎng)上面。

1 系統(tǒng)能力的內(nèi)涵

系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力的關(guān)鍵內(nèi)容是要在掌握相關(guān)計(jì)算機(jī)基本原理的基礎(chǔ)上怎么樣來構(gòu)建一個計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的課程體系與內(nèi)容建設(shè)要與時俱進(jìn)，不斷翻新、推陳出新，同時相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力也要加強(qiáng)。

而對于大部分計(jì)算機(jī)本科專業(yè)學(xué)生來說硬件設(shè)計(jì)能力不如電子工程專業(yè)學(xué)生、行業(yè)軟件開發(fā)和應(yīng)用能力不如其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生、數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)又不如數(shù)學(xué)系學(xué)生。而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的特長，如何提高計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力，是我們必須要解決的一個問題。

2 目前現(xiàn)狀

我們計(jì)算機(jī)學(xué)院的學(xué)生對計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)發(fā)展觀認(rèn)識的不夠全面，甚至缺乏這樣的一個系統(tǒng)發(fā)展觀。學(xué)生不具備將每門課程之間的關(guān)鍵點(diǎn)聯(lián)系起來。他們一般是分散地學(xué)習(xí)每門課程，而不知道課程相互之間的內(nèi)在聯(lián)系。即：不具備系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力。同時還缺少系統(tǒng)性較強(qiáng)的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，這使學(xué)生理論上一知半解，實(shí)踐動手能力較差。

總體來說，目前國內(nèi)高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)對于系統(tǒng)化培養(yǎng)方面考慮較少：（1）課程體系中缺乏一門獨(dú)立的能夠貫穿整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)課程。（2）計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的各類課程之間的相互聯(lián)系不夠緊密。（3）計(jì)算機(jī)類專業(yè)的課程的具體內(nèi)容沒有與時俱進(jìn)。即：課程里的內(nèi)容顯得相對落后沒有緊跟當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展。（4）課程體系中缺乏對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力培養(yǎng)的整體考慮。如對于不同計(jì)算機(jī)類的應(yīng)用系統(tǒng)需要設(shè)置哪些課程以及包含哪些相關(guān)內(nèi)容？特別是對于課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3 建議與措施

（1）從系統(tǒng)觀出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)認(rèn)知、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)應(yīng)用這四個方面的能力。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)的教學(xué)方法應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生從系統(tǒng)的角度去想問題、解決問題。將計(jì)算機(jī)專業(yè)中相關(guān)的硬件和軟件的基本原理要講透徹。同時要注意在實(shí)驗(yàn)的過程中要培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀。用系統(tǒng)的觀念去理解實(shí)驗(yàn)、掌握實(shí)驗(yàn)。重視信息和計(jì)算，并將它們作為不僅僅可以適用于計(jì)算機(jī)的普遍性的概念；激發(fā)學(xué)生的辯證思考能力，幫助他們理解和掌控數(shù)字世界。有意識地培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)層面的認(rèn)知、設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用的能力，如如何合理構(gòu)架各類不同應(yīng)用系統(tǒng)。通過這些能力的培養(yǎng)，使得學(xué)生能夠站在系統(tǒng)的高度考慮和解決問題；這樣才能夠培養(yǎng)出具有系統(tǒng)觀的軟/硬件貫通人才。

（2）系統(tǒng)能力培養(yǎng)課程體系設(shè)置總體思路。以系統(tǒng)發(fā)展觀為主線對計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系改革的思路如圖1所示：

圖1 計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系改革思路

其中，分3個層次建設(shè)系統(tǒng)課程：①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)課程： Language program design basis（PF）、digital logic circuit（DLC）、Fundament of Computer System（FCS）。②新組合的核心課程： Computer Organization And Design（COAD）、Operating System（OS）、Technique of Compiling（CT）、Computer Architecture（CA）。③擴(kuò)展和提升課程： Embedded Computing System（ECS）、Computer Network（CN）、mobile computing（MC）、Parallel computing（PC）、Big data parallel processing technology（BDPPT）。

（3）我們要培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的整機(jī)的概念，即硬件+軟件的整體概念，使他們攝入理解它們之間的內(nèi)涵，同時要讓他們掌握Hardware與Software之間的關(guān)聯(lián)與區(qū)別。

（4）讓學(xué)生深刻理解Language program design basis（PF）、Instruction Set System（ISS）、Operating System（OS）這三者之間的聯(lián)系和區(qū)別。

（5）計(jì)算機(jī)的指令是怎么樣在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的，如：計(jì)算機(jī)是如何取一條指令的、如何執(zhí)行一條加法指令。假設(shè)一個程序由十條條指令構(gòu)成，那么計(jì)算機(jī)就按照一條指令一條指令的順序去執(zhí)行，就可以完成這個程序。

（6）關(guān)于硬件的基本組成原理等要讓計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生了解并掌握，如相應(yīng)的TTL、MOS等電路。使他們掌握硬件電路的設(shè)計(jì)方法和原理。尤其是相關(guān)的邏輯電路的各種門電路、時鐘、延時等相關(guān)概念。發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生普遍存在缺乏硬件知識。如很多同學(xué)對相關(guān)的譯碼器、編碼器、鎖存器等器件不熟悉。

計(jì)算機(jī)學(xué)科主要研究的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個不同抽象層的實(shí)現(xiàn)及其相互轉(zhuǎn)換的機(jī)制，其抽象層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4 總結(jié)

系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生普遍缺少的兩項(xiàng)技能。本文從系統(tǒng)能力的內(nèi)涵著手，分析了目前我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生所存在的缺乏系統(tǒng)觀的這一普遍現(xiàn)象。通過這些現(xiàn)象，提出了一系列的建議和改進(jìn)措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 王志英，周興社，袁春風(fēng)等.計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力培養(yǎng)和系統(tǒng)課程體系設(shè)置研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2013.9：1-6.

[2] 楊新凱.面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的《數(shù)字邏輯》課程教學(xué)改革探討[J].教育教學(xué)論壇，2014.6：148-149.

[3] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才專業(yè)能力構(gòu)成與培養(yǎng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[4] 袁春風(fēng).計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[5] 陳國良，董榮勝.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011（1）：7-11.endprint

摘 要 系統(tǒng)發(fā)展觀與系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生要掌握的兩項(xiàng)至關(guān)重要的技能。分析了系統(tǒng)能力的內(nèi)涵，同時從目前現(xiàn)狀入手，就如何培養(yǎng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)觀和系統(tǒng)能力提出了一些列的方法和措施。

關(guān)鍵詞 系統(tǒng)發(fā)展觀 系統(tǒng)能力 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Computer Science and Technology Majors' System Development

Concept and System Ability Training

LIU Xiaoyang

（School of Computer Science and Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract System development concept and system capabilities are computer science students to master two vital skills and. The ability to analyze the meaning of the system， while starting from the current situation， proposed methods and measures on how to train students in computer science and technology system concept and system capabilities.

Key words system development concept； system capacity； computer science and technology

0 前言

系統(tǒng)發(fā)展觀作為嵌入式技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)融合的結(jié)果，物聯(lián)網(wǎng)旨在使用互聯(lián)技術(shù)來整合服務(wù)?！跋到y(tǒng)”變得無處不在：萬物的狀態(tài)皆可感知、測量、監(jiān)控；人與物可以以一種全新的方式交流互動；智能系統(tǒng)使得各種事件的預(yù)測更加容易，各種資源的分配更加優(yōu)化。由于嵌入式系統(tǒng)往往集成在大規(guī)模商業(yè)產(chǎn)品中，使得嵌入式系統(tǒng)必須有最優(yōu)的性價比。嵌入式技術(shù)對系統(tǒng)的能力培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)作為一門公共技術(shù)，其他費(fèi)計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生也在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)，那我們計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生的優(yōu)勢在哪里呢？那就是我們我們計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生必須要有系統(tǒng)發(fā)展觀的管理，用系統(tǒng)的觀念去理解計(jì)算機(jī)，掌握計(jì)算機(jī)的硬件與軟件相互之間的關(guān)聯(lián)。在后PC時代，移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)等等計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用都對系統(tǒng)發(fā)展觀提出了不同層次的要求。所以我們要改革課程內(nèi)容與教學(xué)方法等，要不然我們培養(yǎng)出來的學(xué)生沒有競爭優(yōu)勢。我們要把目光和焦點(diǎn)放在如何提高計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力的培養(yǎng)上面。

1 系統(tǒng)能力的內(nèi)涵

系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力的關(guān)鍵內(nèi)容是要在掌握相關(guān)計(jì)算機(jī)基本原理的基礎(chǔ)上怎么樣來構(gòu)建一個計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的課程體系與內(nèi)容建設(shè)要與時俱進(jìn)，不斷翻新、推陳出新，同時相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力也要加強(qiáng)。

而對于大部分計(jì)算機(jī)本科專業(yè)學(xué)生來說硬件設(shè)計(jì)能力不如電子工程專業(yè)學(xué)生、行業(yè)軟件開發(fā)和應(yīng)用能力不如其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生、數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)又不如數(shù)學(xué)系學(xué)生。而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的特長，如何提高計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力，是我們必須要解決的一個問題。

2 目前現(xiàn)狀

我們計(jì)算機(jī)學(xué)院的學(xué)生對計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)發(fā)展觀認(rèn)識的不夠全面，甚至缺乏這樣的一個系統(tǒng)發(fā)展觀。學(xué)生不具備將每門課程之間的關(guān)鍵點(diǎn)聯(lián)系起來。他們一般是分散地學(xué)習(xí)每門課程，而不知道課程相互之間的內(nèi)在聯(lián)系。即：不具備系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力。同時還缺少系統(tǒng)性較強(qiáng)的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，這使學(xué)生理論上一知半解，實(shí)踐動手能力較差。

總體來說，目前國內(nèi)高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)對于系統(tǒng)化培養(yǎng)方面考慮較少：（1）課程體系中缺乏一門獨(dú)立的能夠貫穿整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)課程。（2）計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的各類課程之間的相互聯(lián)系不夠緊密。（3）計(jì)算機(jī)類專業(yè)的課程的具體內(nèi)容沒有與時俱進(jìn)。即：課程里的內(nèi)容顯得相對落后沒有緊跟當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展。（4）課程體系中缺乏對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力培養(yǎng)的整體考慮。如對于不同計(jì)算機(jī)類的應(yīng)用系統(tǒng)需要設(shè)置哪些課程以及包含哪些相關(guān)內(nèi)容？特別是對于課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3 建議與措施

（1）從系統(tǒng)觀出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)認(rèn)知、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)應(yīng)用這四個方面的能力。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)的教學(xué)方法應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生從系統(tǒng)的角度去想問題、解決問題。將計(jì)算機(jī)專業(yè)中相關(guān)的硬件和軟件的基本原理要講透徹。同時要注意在實(shí)驗(yàn)的過程中要培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀。用系統(tǒng)的觀念去理解實(shí)驗(yàn)、掌握實(shí)驗(yàn)。重視信息和計(jì)算，并將它們作為不僅僅可以適用于計(jì)算機(jī)的普遍性的概念；激發(fā)學(xué)生的辯證思考能力，幫助他們理解和掌控數(shù)字世界。有意識地培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)層面的認(rèn)知、設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用的能力，如如何合理構(gòu)架各類不同應(yīng)用系統(tǒng)。通過這些能力的培養(yǎng)，使得學(xué)生能夠站在系統(tǒng)的高度考慮和解決問題；這樣才能夠培養(yǎng)出具有系統(tǒng)觀的軟/硬件貫通人才。

（2）系統(tǒng)能力培養(yǎng)課程體系設(shè)置總體思路。以系統(tǒng)發(fā)展觀為主線對計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系改革的思路如圖1所示：

圖1 計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系改革思路

其中，分3個層次建設(shè)系統(tǒng)課程：①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)課程： Language program design basis（PF）、digital logic circuit（DLC）、Fundament of Computer System（FCS）。②新組合的核心課程： Computer Organization And Design（COAD）、Operating System（OS）、Technique of Compiling（CT）、Computer Architecture（CA）。③擴(kuò)展和提升課程： Embedded Computing System（ECS）、Computer Network（CN）、mobile computing（MC）、Parallel computing（PC）、Big data parallel processing technology（BDPPT）。

（3）我們要培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的整機(jī)的概念，即硬件+軟件的整體概念，使他們攝入理解它們之間的內(nèi)涵，同時要讓他們掌握Hardware與Software之間的關(guān)聯(lián)與區(qū)別。

（4）讓學(xué)生深刻理解Language program design basis（PF）、Instruction Set System（ISS）、Operating System（OS）這三者之間的聯(lián)系和區(qū)別。

（5）計(jì)算機(jī)的指令是怎么樣在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的，如：計(jì)算機(jī)是如何取一條指令的、如何執(zhí)行一條加法指令。假設(shè)一個程序由十條條指令構(gòu)成，那么計(jì)算機(jī)就按照一條指令一條指令的順序去執(zhí)行，就可以完成這個程序。

（6）關(guān)于硬件的基本組成原理等要讓計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生了解并掌握，如相應(yīng)的TTL、MOS等電路。使他們掌握硬件電路的設(shè)計(jì)方法和原理。尤其是相關(guān)的邏輯電路的各種門電路、時鐘、延時等相關(guān)概念。發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生普遍存在缺乏硬件知識。如很多同學(xué)對相關(guān)的譯碼器、編碼器、鎖存器等器件不熟悉。

計(jì)算機(jī)學(xué)科主要研究的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個不同抽象層的實(shí)現(xiàn)及其相互轉(zhuǎn)換的機(jī)制，其抽象層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4 總結(jié)

系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生普遍缺少的兩項(xiàng)技能。本文從系統(tǒng)能力的內(nèi)涵著手，分析了目前我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生所存在的缺乏系統(tǒng)觀的這一普遍現(xiàn)象。通過這些現(xiàn)象，提出了一系列的建議和改進(jìn)措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 王志英，周興社，袁春風(fēng)等.計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力培養(yǎng)和系統(tǒng)課程體系設(shè)置研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2013.9：1-6.

[2] 楊新凱.面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的《數(shù)字邏輯》課程教學(xué)改革探討[J].教育教學(xué)論壇，2014.6：148-149.

[3] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才專業(yè)能力構(gòu)成與培養(yǎng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[4] 袁春風(fēng).計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[5] 陳國良，董榮勝.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011（1）：7-11.endprint

摘 要 系統(tǒng)發(fā)展觀與系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生要掌握的兩項(xiàng)至關(guān)重要的技能。分析了系統(tǒng)能力的內(nèi)涵，同時從目前現(xiàn)狀入手，就如何培養(yǎng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)觀和系統(tǒng)能力提出了一些列的方法和措施。

關(guān)鍵詞 系統(tǒng)發(fā)展觀 系統(tǒng)能力 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Computer Science and Technology Majors' System Development

Concept and System Ability Training

LIU Xiaoyang

（School of Computer Science and Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract System development concept and system capabilities are computer science students to master two vital skills and. The ability to analyze the meaning of the system， while starting from the current situation， proposed methods and measures on how to train students in computer science and technology system concept and system capabilities.

Key words system development concept； system capacity； computer science and technology

0 前言

系統(tǒng)發(fā)展觀作為嵌入式技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)融合的結(jié)果，物聯(lián)網(wǎng)旨在使用互聯(lián)技術(shù)來整合服務(wù)?！跋到y(tǒng)”變得無處不在：萬物的狀態(tài)皆可感知、測量、監(jiān)控；人與物可以以一種全新的方式交流互動；智能系統(tǒng)使得各種事件的預(yù)測更加容易，各種資源的分配更加優(yōu)化。由于嵌入式系統(tǒng)往往集成在大規(guī)模商業(yè)產(chǎn)品中，使得嵌入式系統(tǒng)必須有最優(yōu)的性價比。嵌入式技術(shù)對系統(tǒng)的能力培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)作為一門公共技術(shù)，其他費(fèi)計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生也在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)，那我們計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生的優(yōu)勢在哪里呢？那就是我們我們計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生必須要有系統(tǒng)發(fā)展觀的管理，用系統(tǒng)的觀念去理解計(jì)算機(jī)，掌握計(jì)算機(jī)的硬件與軟件相互之間的關(guān)聯(lián)。在后PC時代，移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)等等計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用都對系統(tǒng)發(fā)展觀提出了不同層次的要求。所以我們要改革課程內(nèi)容與教學(xué)方法等，要不然我們培養(yǎng)出來的學(xué)生沒有競爭優(yōu)勢。我們要把目光和焦點(diǎn)放在如何提高計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力的培養(yǎng)上面。

1 系統(tǒng)能力的內(nèi)涵

系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力的關(guān)鍵內(nèi)容是要在掌握相關(guān)計(jì)算機(jī)基本原理的基礎(chǔ)上怎么樣來構(gòu)建一個計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的課程體系與內(nèi)容建設(shè)要與時俱進(jìn)，不斷翻新、推陳出新，同時相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力也要加強(qiáng)。

而對于大部分計(jì)算機(jī)本科專業(yè)學(xué)生來說硬件設(shè)計(jì)能力不如電子工程專業(yè)學(xué)生、行業(yè)軟件開發(fā)和應(yīng)用能力不如其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生、數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)又不如數(shù)學(xué)系學(xué)生。而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的特長，如何提高計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力，是我們必須要解決的一個問題。

2 目前現(xiàn)狀

我們計(jì)算機(jī)學(xué)院的學(xué)生對計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)發(fā)展觀認(rèn)識的不夠全面，甚至缺乏這樣的一個系統(tǒng)發(fā)展觀。學(xué)生不具備將每門課程之間的關(guān)鍵點(diǎn)聯(lián)系起來。他們一般是分散地學(xué)習(xí)每門課程，而不知道課程相互之間的內(nèi)在聯(lián)系。即：不具備系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力。同時還缺少系統(tǒng)性較強(qiáng)的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，這使學(xué)生理論上一知半解，實(shí)踐動手能力較差。

總體來說，目前國內(nèi)高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)對于系統(tǒng)化培養(yǎng)方面考慮較少：（1）課程體系中缺乏一門獨(dú)立的能夠貫穿整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)課程。（2）計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的各類課程之間的相互聯(lián)系不夠緊密。（3）計(jì)算機(jī)類專業(yè)的課程的具體內(nèi)容沒有與時俱進(jìn)。即：課程里的內(nèi)容顯得相對落后沒有緊跟當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展。（4）課程體系中缺乏對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力培養(yǎng)的整體考慮。如對于不同計(jì)算機(jī)類的應(yīng)用系統(tǒng)需要設(shè)置哪些課程以及包含哪些相關(guān)內(nèi)容？特別是對于課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3 建議與措施

（1）從系統(tǒng)觀出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)認(rèn)知、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)應(yīng)用這四個方面的能力。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)的教學(xué)方法應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生從系統(tǒng)的角度去想問題、解決問題。將計(jì)算機(jī)專業(yè)中相關(guān)的硬件和軟件的基本原理要講透徹。同時要注意在實(shí)驗(yàn)的過程中要培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀。用系統(tǒng)的觀念去理解實(shí)驗(yàn)、掌握實(shí)驗(yàn)。重視信息和計(jì)算，并將它們作為不僅僅可以適用于計(jì)算機(jī)的普遍性的概念；激發(fā)學(xué)生的辯證思考能力，幫助他們理解和掌控數(shù)字世界。有意識地培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)層面的認(rèn)知、設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用的能力，如如何合理構(gòu)架各類不同應(yīng)用系統(tǒng)。通過這些能力的培養(yǎng)，使得學(xué)生能夠站在系統(tǒng)的高度考慮和解決問題；這樣才能夠培養(yǎng)出具有系統(tǒng)觀的軟/硬件貫通人才。

（2）系統(tǒng)能力培養(yǎng)課程體系設(shè)置總體思路。以系統(tǒng)發(fā)展觀為主線對計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系改革的思路如圖1所示：

圖1 計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系改革思路

其中，分3個層次建設(shè)系統(tǒng)課程：①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)課程： Language program design basis（PF）、digital logic circuit（DLC）、Fundament of Computer System（FCS）。②新組合的核心課程： Computer Organization And Design（COAD）、Operating System（OS）、Technique of Compiling（CT）、Computer Architecture（CA）。③擴(kuò)展和提升課程： Embedded Computing System（ECS）、Computer Network（CN）、mobile computing（MC）、Parallel computing（PC）、Big data parallel processing technology（BDPPT）。

（3）我們要培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的整機(jī)的概念，即硬件+軟件的整體概念，使他們攝入理解它們之間的內(nèi)涵，同時要讓他們掌握Hardware與Software之間的關(guān)聯(lián)與區(qū)別。

（4）讓學(xué)生深刻理解Language program design basis（PF）、Instruction Set System（ISS）、Operating System（OS）這三者之間的聯(lián)系和區(qū)別。

（5）計(jì)算機(jī)的指令是怎么樣在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的，如：計(jì)算機(jī)是如何取一條指令的、如何執(zhí)行一條加法指令。假設(shè)一個程序由十條條指令構(gòu)成，那么計(jì)算機(jī)就按照一條指令一條指令的順序去執(zhí)行，就可以完成這個程序。

（6）關(guān)于硬件的基本組成原理等要讓計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生了解并掌握，如相應(yīng)的TTL、MOS等電路。使他們掌握硬件電路的設(shè)計(jì)方法和原理。尤其是相關(guān)的邏輯電路的各種門電路、時鐘、延時等相關(guān)概念。發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生普遍存在缺乏硬件知識。如很多同學(xué)對相關(guān)的譯碼器、編碼器、鎖存器等器件不熟悉。

計(jì)算機(jī)學(xué)科主要研究的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個不同抽象層的實(shí)現(xiàn)及其相互轉(zhuǎn)換的機(jī)制，其抽象層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4 總結(jié)

系統(tǒng)發(fā)展觀和系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生普遍缺少的兩項(xiàng)技能。本文從系統(tǒng)能力的內(nèi)涵著手，分析了目前我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生所存在的缺乏系統(tǒng)觀的這一普遍現(xiàn)象。通過這些現(xiàn)象，提出了一系列的建議和改進(jìn)措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 王志英，周興社，袁春風(fēng)等.計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力培養(yǎng)和系統(tǒng)課程體系設(shè)置研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2013.9：1-6.

[2] 楊新凱.面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的《數(shù)字邏輯》課程教學(xué)改革探討[J].教育教學(xué)論壇，2014.6：148-149.

[3] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才專業(yè)能力構(gòu)成與培養(yǎng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[4] 袁春風(fēng).計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[5] 陳國良，董榮勝.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011（1）：7-11.endprint