高校內(nèi)通信軟件實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的研究與實(shí)施*

張笑燕，程保中，孫 藝

（北京郵電大學(xué)軟件學(xué)院 北京 100876）

1 引言

近年來(lái)國(guó)家高度重視實(shí)用型專業(yè)人才培養(yǎng)，國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知（國(guó)發(fā)[2011]4號(hào)）中指出，“高校要進(jìn)一步深化改革，加強(qiáng)軟件工程和微電子專業(yè)建設(shè)，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，及時(shí)調(diào)整課程設(shè)置、教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方式，努力培養(yǎng)國(guó)際化、復(fù)合型、實(shí)用性人才。加強(qiáng)軟件工程和微電子專業(yè)師資隊(duì)伍、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)”[1]。

目前，整個(gè)信息通信行業(yè)的生存與發(fā)展越來(lái)越依賴于新業(yè)務(wù)的不斷推出，而新業(yè)務(wù)的推出主要依賴于大型復(fù)雜軟件開(kāi)發(fā)的技能。

在此背景下，在高校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生中開(kāi)展高質(zhì)量的通信軟件開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生在軟件工程理論技術(shù)指導(dǎo)下，系統(tǒng)地掌握通信軟件開(kāi)發(fā)的技能，既符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，又可以滿足市場(chǎng)對(duì)通信軟件開(kāi)發(fā)人才的急迫需求。

2 通信軟件實(shí)訓(xùn)基地環(huán)境的研究與建設(shè)

北京郵電大學(xué)軟件學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱學(xué)院）作為全國(guó)首批35所國(guó)家示范性軟件學(xué)院之一，從最初的成功申辦到后續(xù)建設(shè)，都始終以通信軟件為特色，主要定位于工程型、實(shí)用型軟件人才的培養(yǎng)，從師資建設(shè)到教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃的制定都特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)。

學(xué)院早在2006年就開(kāi)始利用 “教育部歸國(guó)留學(xué)人員教學(xué)科研基金”建設(shè)院內(nèi)通信軟件實(shí)訓(xùn)基地。該基地以國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界普遍看好的下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)IMS（IPmultimedia subsystem，IP 多媒體子系統(tǒng)）為基礎(chǔ)，以O(shè)pen IMS（德國(guó)Fraunhofer研究所開(kāi)發(fā)的一個(gè)用于教學(xué)和科研的開(kāi)源IMS核心網(wǎng)絡(luò)）作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)軟件系列開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的核心網(wǎng)軟件系統(tǒng)，以基于SIP（session initiation protocol，會(huì)話初始化協(xié)議）的軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)為主題，充分利用學(xué)院已有的軟件和硬件資源，為學(xué)生提供理解IMS核心理念、熟悉IMS基本操作、體驗(yàn)和掌握已有IMS軟件系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次軟件開(kāi)發(fā)與研究的平臺(tái)。目前一個(gè)用于實(shí)踐教學(xué)的IMS核心網(wǎng)已經(jīng)在該通信軟件實(shí)訓(xùn)基地部署成功，并開(kāi)發(fā)了一系列通信軟件實(shí)訓(xùn)課程，研究出了完整成熟的通信軟件實(shí)訓(xùn)計(jì)劃和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，開(kāi)展了通信類課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，并支持教師和研究生在該基地中從事通信軟件和通信協(xié)議的開(kāi)發(fā)工作。從實(shí)踐動(dòng)手能力、專業(yè)技能、溝通表達(dá)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，并根據(jù)實(shí)踐教學(xué)效果的反饋不斷調(diào)整實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，取得了良好的效果，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

自2011年開(kāi)始，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的同時(shí)，面臨移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)人才短缺的困境。一方面，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是一種新技術(shù)，其技術(shù)體系、發(fā)展模式、管理思路等需要進(jìn)一步探索，相應(yīng)的人才培養(yǎng)需要一個(gè)過(guò)程；另一方面，移動(dòng)終端操作系統(tǒng)多樣化，編程語(yǔ)言、編譯環(huán)境等都有別于桌面互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求很高，移動(dòng)終端應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)環(huán)境相對(duì)缺乏。因此，建設(shè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，培養(yǎng)相關(guān)的專業(yè)人才，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)信息通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。因此，學(xué)院開(kāi)始為通信軟件實(shí)訓(xùn)基地配置和研發(fā)面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信軟件實(shí)訓(xùn)的軟硬件環(huán)境和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，將通信軟件實(shí)訓(xùn)基地的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與市場(chǎng)對(duì)通信軟件開(kāi)發(fā)人才的需求更加密切地結(jié)合起來(lái)。利用已有的IMS核心網(wǎng)，目前已經(jīng)研究并建設(shè)完成了一個(gè)用于實(shí)踐教學(xué)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)新型業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，如圖1所示。

3 通信軟件實(shí)訓(xùn)基地實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的研究與建設(shè)

目前該通信軟件實(shí)訓(xùn)基地已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包含Socket網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)訓(xùn)、基于IMS的移動(dòng)終端軟件開(kāi)發(fā)和基于IMS應(yīng)用服務(wù)器的增值服務(wù)軟件開(kāi)發(fā)三大部分，每一部分又包含一些具體的實(shí)驗(yàn)。

圖1 通信軟件實(shí)訓(xùn)基地移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)環(huán)境示意

3.1 Socket網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)訓(xùn)

Socket網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)訓(xùn)包含的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有以下幾個(gè)方面。

（1）基于 Socket的P2P編程實(shí)驗(yàn)

·Java SE（standard edition，標(biāo)準(zhǔn)版）Socket P2P（peer to peer，對(duì)等連接或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）編程：使用 Java SE技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于Socket的P2P聊天程序。

·Android Socket P2P編程：獨(dú)立安裝搭建Android開(kāi)發(fā)環(huán)境，并練習(xí)Android開(kāi)發(fā)的基本流程；在此基礎(chǔ)上，熟悉Android上Socket編程的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和編程接口，完成一個(gè)基于Socket的P2P文本聊天程序。

·iOSSocket P2P編程：熟悉Xcode開(kāi)發(fā)平臺(tái)的使用，練習(xí)iOS終端開(kāi)發(fā)的基本流程，掌握objective-C開(kāi)發(fā)語(yǔ)言與Xcode平臺(tái)下Socket編程的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和編程接口，完成一個(gè)基于Socket的P2P文本聊天程序。

·Windows Mobile Socket P2P編程：獨(dú)立安裝搭建Windows Mobile開(kāi)發(fā)環(huán)境，掌握Windows Mobile開(kāi)發(fā)的基本流程，熟悉Windows Mobile上Socket編程的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和編程接口，完成一個(gè)基于Socket的P2P文本聊天程序。

·Windows Phone Socket P2P編程：獨(dú)立安裝搭建Windows Phone 8開(kāi)發(fā)環(huán)境，掌握Windows Phone 8開(kāi)發(fā)的基本流程，熟悉Windows Phone 8上Socket編程的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和編程接口，完成一個(gè)基于Socket的P2P文本聊天程序。

（2）基于Socket的聊天室編程實(shí)驗(yàn)

·Java SESocket聊天室編程：用Java SE技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于Socket的聊天室程序。

·Android Socket聊天室編程：進(jìn)一步熟悉Android移動(dòng)終端上的Socket編程，學(xué)會(huì)運(yùn)用Android終端界面編程元素，完成一個(gè)帶好友列表功能的P2P文本聊天室，要求開(kāi)發(fā)一個(gè)服務(wù)器進(jìn)行聊天信息的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

·iOSSocket聊天室編程：進(jìn)一步掌握Xcode平臺(tái)下的Socket編程，熟練使用objective-C開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，完成一個(gè)帶服務(wù)器的基于Socket的P2P文本聊天程序，實(shí)現(xiàn)群聊功能。

·Windows Mobile Socket聊天室編程：掌握CoreData技術(shù)，完成一個(gè)帶好友列表功能的基于Socket的P2P文本聊天程序。

·Windows Phone Socket基本聊天室編程：對(duì)前述已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的Windows Phone系統(tǒng)聊天時(shí)的PC服務(wù)端進(jìn)行修改，使之能夠?qū)Χ鄠€(gè)連接進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)；同時(shí)，對(duì)客戶端進(jìn)行改進(jìn)，增加用戶名稱，實(shí)現(xiàn)群聊。

（3）基于JAIN-SIP的聊天室編程實(shí)驗(yàn)

掌握J(rèn)AIN-SIP相關(guān)知識(shí)，熟悉 SIP，使用 JAIN-SIP技術(shù)實(shí)現(xiàn)P2P編程，開(kāi)發(fā)一個(gè)聊天室系統(tǒng)。

3.2 基于IMS的移動(dòng)終端軟件開(kāi)發(fā)

基于IMS的移動(dòng)終端軟件開(kāi)發(fā)具體包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有以下兩個(gè)方面。

·基于IMS的Android P2P終端編程實(shí)驗(yàn)：獨(dú)立安裝搭建IMSDroid開(kāi)發(fā)環(huán)境，并熟悉IMSDroid的框架及編程接口，完成一個(gè)基于IMSDroid的P2P文本聊天程序。

·基于IMS的iOS終端聊天室編程實(shí)驗(yàn)：熟悉Doubango框架的應(yīng)用，掌握基于SIP的SMS（short message service，短消息業(yè)務(wù)）通信編程，了解AS（application server，應(yīng)用服務(wù)器）在本實(shí)驗(yàn)中所起的作用，基于Doubango框架開(kāi)發(fā)一個(gè)P2P文本聊天程序。

3.3 基于IMS應(yīng)用服務(wù)器的增值服務(wù)軟件開(kāi)發(fā)

基于IMS應(yīng)用服務(wù)器的增值服務(wù)軟件開(kāi)發(fā)具體包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有以下幾個(gè)方面。

·Open IMS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建實(shí)驗(yàn)：獨(dú)立搭建IMS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，安裝 UCT（University of Cape Town，開(kāi)普敦大學(xué)）客戶端工具，了解相關(guān)配置信息，在IMS核心網(wǎng)下使用文本聊天等基本功能。

·Open IMS用戶開(kāi)戶實(shí)驗(yàn)：使用IMS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行用戶注冊(cè)操作，熟練使用UCT客戶端工具，在IMS核心網(wǎng)下創(chuàng)建一個(gè)新用戶，并能夠啟動(dòng)UCT客戶端，驗(yàn)證用戶是否可正常使用，加深對(duì)IMS客戶端通信過(guò)程的認(rèn)識(shí)。

·SIPServlet入門(mén)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)：使用IMS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行SIPServlet開(kāi)發(fā)，熟悉mobicents的SIPServlet編程環(huán)境，掌握 ASAR（application router，應(yīng)用路由器）的配置。

·基于SIPServlet的聊天室業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)：運(yùn)用SIP Servlet所提供的 API（applicationprogramminginterface，應(yīng)用程序編程接口），實(shí)現(xiàn)聊天室服務(wù)器，接收客戶端的加入、退出、聊天消息，并自動(dòng)群發(fā)聊天消息。

·基于SIP Servlet的呈現(xiàn)進(jìn)行業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)：運(yùn)用SIPServlet所提供的API，實(shí)現(xiàn)聊天室呈現(xiàn)業(yè)務(wù)服務(wù)器。

4 結(jié)束語(yǔ)

北京郵電大學(xué)校內(nèi)通信軟件實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)及時(shí)落實(shí)了“國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知（國(guó)發(fā)[2011]4號(hào)）”文件中加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的精神，充分發(fā)揮了北京郵電大學(xué)在信息通信領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)的方式強(qiáng)化了實(shí)踐教學(xué)，為國(guó)家和北京市培養(yǎng)市場(chǎng)亟需的通信軟件實(shí)用型人才做出了貢獻(xiàn)。

該基地充分利用北京郵電大學(xué)中既有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，又有國(guó)內(nèi)外通信軟件企業(yè)開(kāi)發(fā)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的雙師型師資隊(duì)伍的優(yōu)勢(shì)，將學(xué)校在教學(xué)上的優(yōu)勢(shì)和企業(yè)真實(shí)的開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行了融合；將傳統(tǒng)的較為抽象的通信軟件理念具體化，培養(yǎng)目前通信企業(yè)和電信運(yùn)營(yíng)商亟需的下一代網(wǎng)絡(luò)通信軟件開(kāi)發(fā)人才，也是實(shí)踐教學(xué)改革的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。

該基地建設(shè)的成果已經(jīng)輻射到學(xué)校的相關(guān)專業(yè)，使得相關(guān)專業(yè)的學(xué)生能從這個(gè)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地提供的高質(zhì)量實(shí)訓(xùn)中受益。到目前為止，已經(jīng)完成了軟件工程專業(yè)、電子商務(wù)及法律專業(yè)共約600名本科生與515名軟件工程碩士研究生的實(shí)訓(xùn)。參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生普遍反映收獲很大，提高了通信軟件的開(kāi)發(fā)能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

該基地的建設(shè)為成功申報(bào)北京高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心“通信軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”做出了重要的貢獻(xiàn)。該基地建設(shè)的成果之一“創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系，培養(yǎng)工程化實(shí)用型通信軟件人才”獲得了北京郵電大學(xué)校級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)；培養(yǎng)的學(xué)生榮獲第4屆英特爾杯全國(guó)軟件創(chuàng)新大賽特等獎(jiǎng)。

基于該基地的建設(shè)以及對(duì)學(xué)生通信軟件開(kāi)發(fā)能力的培養(yǎng)，IT行業(yè)某知名企業(yè)與學(xué)院建立了軟件工程碩士校內(nèi)實(shí)習(xí)基地的合作方式。在合作中，該企業(yè)提供實(shí)習(xí)項(xiàng)目以及來(lái)自該企業(yè)的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理，實(shí)習(xí)基地提供指導(dǎo)教師和場(chǎng)地設(shè)備。這種校內(nèi)實(shí)訓(xùn)＋實(shí)習(xí)的方式受到學(xué)生和用人單位的普遍歡迎。

該基地已經(jīng)建設(shè)成熟的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容目前已整理編寫(xiě)成《移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》一書(shū)，將于2013年9月由人民郵電出版社出版。學(xué)院也將爭(zhēng)取將該基地建成學(xué)校的一個(gè)品牌，輻射到國(guó)內(nèi)其他高校，為其他高校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提供通信軟件方面的實(shí)訓(xùn)，以培養(yǎng)出更多國(guó)家亟需的通信軟件人才。

1 國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知,2011