淺談計算機專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的技術(shù)途徑

朱晟輔

摘要：隨著我國進入信息時代，各項科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)逐漸普及，信息化建設(shè)對計算機專業(yè)人才的要求也在不斷提高。在這種環(huán)境下，傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)無法滿足當(dāng)今社會發(fā)展對計算機專業(yè)人才系統(tǒng)能力的需求了。為了更好的順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，本文首先指出了計算機專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的內(nèi)涵和具體要求，然后對其存在的問題以及培養(yǎng)的技術(shù)途徑進行了全面分析。

關(guān)鍵詞：計算機專業(yè)；系統(tǒng)能力培養(yǎng)；技術(shù)途徑

目前，互聯(lián)網(wǎng)和計算機已經(jīng)普及，我國已經(jīng)進入信息化發(fā)展時代，使其開始呈現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、云計算和大數(shù)據(jù)計算的新型特征。在計算機技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，四類新型的計算機系統(tǒng)和四化特征開始顯現(xiàn)，這就對計算機專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)以及創(chuàng)新能力等系統(tǒng)能力提出了更高的要求。

一、計算機專業(yè)系統(tǒng)能力概述

（一）內(nèi)涵闡述

掌握計算機系統(tǒng)的基本原理是計算機專業(yè)系統(tǒng)能力的關(guān)鍵和靈魂，在此基礎(chǔ)上，著力于構(gòu)建以計算機技術(shù)為核心的應(yīng)用系統(tǒng)。為了達到這一教學(xué)目標(biāo)，計算機專業(yè)的學(xué)生除了要熟練掌握計算機系統(tǒng)內(nèi)部各種硬件設(shè)備和軟件之間的聯(lián)系和邏輯層次之外，還需要了解其外部特點，掌握它和人以及物理世界進行交換的主要模式。和其他專業(yè)的學(xué)生相比，計算機專業(yè)的學(xué)生除了計算機基礎(chǔ)和應(yīng)用之外，更關(guān)注其系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。這就需要該專業(yè)的學(xué)生不斷拓寬自身的知識體系，還要提高其系統(tǒng)設(shè)計的創(chuàng)新能力。

（二）培養(yǎng)要求

對計算機專業(yè)的學(xué)生開展系統(tǒng)教育，培養(yǎng)系統(tǒng)能力，必須尊重教育學(xué)的客觀規(guī)律，采用科學(xué)的培養(yǎng)方法，首先就要掌握扎實的計算機系統(tǒng)理論基礎(chǔ)，能夠根據(jù)實際需要建立相關(guān)的模型系統(tǒng)，對真實情況進行準(zhǔn)確描述，并能夠通過模型分析對未來的行為進行預(yù)測。其次，加強系統(tǒng)實踐，努力培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建正確系統(tǒng)的能力。從系統(tǒng)觀的角度來看，計算機專業(yè)系統(tǒng)能力的培養(yǎng)就是要讓學(xué)生養(yǎng)成從系統(tǒng)角度思考問題的習(xí)慣，透徹理解基本原理，加強系統(tǒng)性的實踐的教學(xué)過程。

二、計算機專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)存在的主要問題

（一）專業(yè)課程設(shè)置中的問題

第一，計算機專業(yè)的課程體系中缺少獨立的基礎(chǔ)課程，無法貫穿全部的計算機系統(tǒng)。部分院校雖然設(shè)置了計算機系統(tǒng)的概論課程，但是內(nèi)容比較分散，無法構(gòu)成一個完整的計算機系統(tǒng)框架，系統(tǒng)性不足。第二，相關(guān)課程之間的聯(lián)系不夠緊密。目前，大多數(shù)高校的計算機專業(yè)課程的設(shè)置根據(jù)都是內(nèi)容的層次性，但是教材和課堂教學(xué)的主要內(nèi)容卻很難體現(xiàn)本層次的內(nèi)容，而且缺少和其他層次的聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生無法全面認識計算機的系統(tǒng)知識。第三，教材內(nèi)容相對落后。很少體現(xiàn)出近幾年在實際工作中遇到較多的多核處理器、眾核處理器、分布式計算模式和并行計算模式等問題。同時，對于學(xué)生比較關(guān)心的移動終端系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、大型數(shù)據(jù)中心以及云計算系統(tǒng)等，教學(xué)力度有限。第四，課程體系缺乏整體觀。例如，公共的計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)課程及內(nèi)容的設(shè)置，計算機系統(tǒng)核心課程及內(nèi)容的設(shè)置，對于不同應(yīng)用系統(tǒng)和相關(guān)平臺所需的設(shè)計和應(yīng)用人才的培養(yǎng)應(yīng)設(shè)置哪些課程等。

（二）學(xué)生自身系統(tǒng)能力存在的問題

由于計算機專業(yè)教學(xué)對于學(xué)生系統(tǒng)能力的培養(yǎng)沒有能引起足夠的重視，所以導(dǎo)致他們的系統(tǒng)能力存在以下問題：首先，很多學(xué)生缺乏計算機系統(tǒng)的完整概念，系統(tǒng)觀薄弱，只能解決局部的編程問題和應(yīng)用問題，沒有辦法解決系統(tǒng)層面中出現(xiàn)的問題。其次，對計算機系統(tǒng)的關(guān)鍵性內(nèi)容的掌握不夠扎實，無法獨立完成和計算機軟硬件協(xié)同設(shè)計相關(guān)的任務(wù)。再次，沒有明確不同專業(yè)課程之間的關(guān)聯(lián)性，對很多核心內(nèi)容沒有進行深入了解，缺乏綜合分析能力、設(shè)計能力和應(yīng)用能力。

三、計算機專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的技術(shù)途徑

（一）明確教學(xué)目標(biāo)

計算機系統(tǒng)具有“三位一體”的特點，主要是通過CPU（中央處理器）、操作系統(tǒng)和編譯器這三大基礎(chǔ)技術(shù)體現(xiàn)出來的。在系統(tǒng)能力的培養(yǎng)過程中，計算機專業(yè)的學(xué)生必須建立完整的系統(tǒng)觀念，明確CPU、操作系統(tǒng)以及編譯器之間的相互關(guān)系，掌握以三大技術(shù)為核心的計算機系統(tǒng)的基本工作原理。從這一角度來說，高素質(zhì)創(chuàng)新型的計算機專業(yè)人才必須具備較高的系統(tǒng)能力，能夠獨立完成包含三大技術(shù)在內(nèi)的計算機系統(tǒng)開發(fā)。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，我們對計算機專業(yè)的本科學(xué)生提出了以CPU、操作系統(tǒng)以及編譯器為基礎(chǔ)的教學(xué)目標(biāo)，就是本科生要通過多門課程的學(xué)習(xí)和實踐，能夠自主開發(fā)CPU，并能夠開發(fā)出配套的操作系統(tǒng)和編譯器，完成計算機系統(tǒng)的自主設(shè)計和實驗。

（二）堅持“三工”的教學(xué)準(zhǔn)則

所謂“三工”，就是指工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、工程規(guī)模和工程方法。①工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：作為計算機系統(tǒng)三個子系統(tǒng)，我們必須確定CPU、操作系統(tǒng)和編譯器之間及其對外應(yīng)采用何種接口規(guī)范。②工程規(guī)模：對CPU、操作系統(tǒng)和編譯器確定了評估參數(shù)，制訂了相應(yīng)的評估要求。③工程方法：在本教學(xué)目標(biāo)中，特別是提出“工程規(guī)?！睖?zhǔn)則后，CPU 開發(fā)成為第一也是最為重要的環(huán)節(jié)。

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