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连点成线，组线成网项目背景：在微软亚洲研究院众多的活动项目中，中美大学生交流项目旨在帮助中国学生创造更多与世界前沿科研机构接轨的机会，并为高素质计算机人才的培养引入全新的模式。微软亚洲研究院以北京的实验室为基地，将中美顶级的计算机名校连接在一起，探索“产学研”的跨国合作、跨专业合作、高校与企业之间的合作。在这里，中美计算机顶级高校合作好像是一道道经纬线，微软亚洲研究院在其间穿针引线，共同编织未来广泛的国际学术交流新空间。 　　●微软亚洲研究院与斯坦福大学合作举办暑期研究项目。 　　●微软亚洲研究院被邀请参与到麻省理工学院的“VI-A”项目。 　　●2006年8月，微软亚洲研究院、上海交通大学与美国卡内基•梅隆大学达成“卡内基•梅隆大学-上海交通大学-微软亚洲研究院联合人才培养项目”的合作意向。 　　●2007年7月，微软亚洲研究院和UCLA 纯数学与应用数学研究所，在北京联合举办第一届中美大学生暑期训练营。 　　 　　连点成线——推动中美顶级计算机名校交流 　　 　　两点之间直线是最快捷的连接方式，但选点连线不仅需要用心规划，也需要最佳方法。微软中美学生交流项目就是为促进中美高校学生交流而精心设计的。在这个项目中，斯坦福大学、麻省理工学院、卡内基·梅隆大学、加州大学洛杉矶分校、清华大学、北京大学、上海交通大学等著名高校都成为微软连点成线的重点高校。而加州大学洛杉矶分校在纯数学与应用数学研究方面的建树，卡内基·梅隆大学在计算机科研与教学方面的领先地位，上海交通大学智能计算的世界前沿研究则是连点成线的动因。 　　中美学生交流项目，不是简单的中美高校两方合作模式，而是一种以微软为桥梁的三方合作，中美学生不仅在两校之间互访，也有机会以微软作为实习基地感受世界顶级企业的科研氛围，而三方合作正是微软中美学生交流项目的一个特点。 　　在卡内基·梅隆大学、上海交通大学与微软亚洲研究院联合人才培养的项目中，根据三方达成的意向，上海交通大学每年从电子信息与电气工程学院选派优秀学生到卡内基·梅隆大学进行一学期学习，之后到微软亚洲研究院实习；同样，卡内基·梅隆大学也派学生到上海交通大学学习一学期，并在微软亚洲研究院进行实习。 　　微软亚洲研究院与美国加州大学洛杉矶分校举办的中美大学生暑期训练营，20名学生分别来自中美各10所著名大学，并共同在微软亚洲研究院完成8周的学习研究工作，他们被分成5个小组，每组有两名中国学生和两名美国学生组成，并有一名来自加州大学洛杉矶分校数学与应用数学研究所的年轻数学家，以及一名微软亚洲研究院研究员进行联合指导。 　　 　　组线成网——推动交流的多元化 　　 　　中美学生交流项目，不仅仅局限在计算机领域，也不单纯是院校间的交流，它是不同专业之间，高校和企业之间，两种不同文化之间的交流，在这种多样性的合作中，逐渐构建起了新的研究合作及人才培养模式和网络。 　　UCLA-MSRA项目(跨专业的交流)：美国加州大学洛杉矶分校纯数学与应用数学研究所(IPAM)成立于2000年，致力于数学与其他各学科的结合。IPAM认为，随着科技的飞速发展，数学已经成为一项重要的工具，在各种应用中发挥这关键的作用。为培养中国高等教育高素质、应用型、国际化科技人才，微软亚洲研究院与UCLA纯数学与应用数学研究所举办了中美大学生暑期训练营。在训练营里，中美学生共同探索计算机科研领域最尖端的数学问题；在团队中体验不同文化的碰撞。训练营为中美两国爱好数学和计算机科学的大学生们提供了一个独特的学习机会，他们在共同的项目中，在世界一流的科研环境中，在数学家和计算机科学家的指导下运用在学校里所学的理论知识，解决计算机产业的实际问题。这一切训练都为他们将来走上国际大舞台打下了一个良好的基础。 　　CMU-SFTU-MSRA项目(产学研结合新模式)：卡内基·梅隆大学是世界公认的顶尖大学，其工程学、工科、理科、美术、艺术及工业管理等学科都是举世瞩目，计算机专业更是与麻省理工学院、斯坦福大学和加州伯克利分校分列全美排行榜前列。卡内基·梅隆大学、上海交通大学和微软亚洲研究院联合人才培养计划——“产学研”跨国合作开启人才培养新模式。微软全球副总裁，前微软亚洲研究院院长沈向洋博士评价说：联合培养人才项目是微软亚洲研究院探索IT人才培养的一次新尝试，这个项目拉近了国内学生与世界顶级大学的距离，并对其他机构的跨国人才合作具有积极的借鉴意义。该合作以微软亚洲研究院为纽带和重要基地，将国际、国内顶级的计算机名校连接在一起，形成“产学研”的跨国合作。这种尝试将为中国学生提供更多与世界前沿科技接轨的机会，并为高素质计算机人才的培养引入全新的模式。 　　MIT-MSRA项目(学校人到产业界的不同经历)：美国麻省理工学院在电子工程和计算机科学系特别开设了VI-A工程硕士项目，该计划将校园课程与企业研发结合起来，通过在企业实习，学生在实际工作中体验如何将课本上的知识应用到解决实际问题上，并将工作中解决问题的能力也带回到学校中，进而为硕士班研究论文奠定基础。对大多数学生来说，麻省理工学院的VI-A项目最特别的地方在于该系的本科学生在第五年用一年的时间获得硕士学位。 　　微软亚洲研究院非常荣幸能够被邀请参与麻省理工学院的“VI-A”项目，并且根据研究院的特点，双方建立了不同以往的合作模式：学生在本科第三年暑假在微软亚洲研究院实习三个月，通过小型研究项目培养和发掘自己的研究兴趣；实习结束时如果研究院和学生都对该研究项目产生兴趣，那么该学生可以在第四年暑假再回到研究院实习，直到第五年的最后一个学期回到麻省理工完成他们的论文获得硕士学位。这样的项目设计对于准备从事基础研究的同学非常有帮助，学生们不但可以在公司研究员和学校教授的指导下确立研究方向完成硕士学位论文，而且也可以了解到微软亚洲研究院的公司文化，体验到世界一流的科研环境。 　　 　　编织未来——以自身优势构建稳定广泛的国际交流新空间 　　 　　微软中美大学生交流项目在现有基础上不断扩展，并为未来广泛的国际交流网络打下良好基础，而微软亚洲研究院的自身优势成为编织未来之网的保证。 　　首先，中美大学生交流项目有微软亚洲研究院坚实的学术背景作为支撑。自1998年成立以来，微软亚洲研究院已成为国际顶尖的计算机研究机构，拥有在数字媒体、多通道用户界面、无线及网络、数字娱乐和信息检索等领域300多位优秀科研人员，在国际一流学术刊物和会议上都有重大贡献。 　　其次，微软亚洲研究院具有广泛的影响力。这种影响力不论是对于中国国内还是世界其他国家；不论是在学术角度还是企业的角度都是巨大的。这样的影响力本身就是一个吸引人才的重要保证，而这些优秀人才的参与使活动的影响力更进一阶，形成一个稳定的良性循环。 　　第三，微软亚洲研究院的实习生项目积累了宝贵的运作经验，如有针对的训练、一对一的导师制、良好的交流氛围。这些运作经验有力地保障了微软亚洲研究院的交流项目有序、高效，并且充满人文关怀，让参加的学生有强烈的归属感和自豪感。同学们愿意融入微软优秀实习生交流中来，更好地促进了项目发展。 　　正像微软亚洲研究院院长洪小文博士所说：在积极谋求以国内外高校联合培养人才的同时，我们也不断总结、提炼，探讨人才培养的全新模式。中美大学生交流项目是微软亚洲研究院探索IT人才培养模式的新尝试，这不仅是一个点到点的合作项目，它也将成为未来稳定、广泛、多领域的合作和相互沟通建立更自由、通畅的交流网络。 摘要：本文总结了作者多年从事计算机专业函授课程教学的经验，介绍了解决实际问题的一些方法，以及在实际工作中被证明为行之有效的改革措施，还提出了一些在今后的函授教学实践中需要依靠广大从事相关工作的教师共同探索、交流、解决的问题。 　　关键词 本文来自：计算机毕业网：函授；实践；改革；计算机专业 　　　　　　 　　1引言 　　 　　函授是一种在计算机网络普及之前早已存在的“古老”教学方式。除了学校全日制教学之外，函授一直对我国的文化知识普及起着重要的作用，特别是在Internet普及之前，它一直是人们获取知识、文凭、学位的一种重要途径。在长期的函授教育实施过程中，学校教师积累了丰富的教学经验，但是随着计算机网络的普及、就业形势的变化，人们工作时间、方式的改变，出现了网络教学等新形式的教学方式，并对函授形成了极大的冲击。 　　为了更好地普及计算机知识、回报社会，我系又恢复了函授方式的教学，我们认为重新开展函授绝不能简单地沿用以前的方式，应该注入一些新思想、新方法。实践证明，这些方式取得了很好的效果。 　　 　　2领导重视，有效地投入师资力量 　　 　　为了达到普及应用、回报社会这一目标，函授作为一种向目标靠拢的方式，系领导首先确定上述目标，然后采取一定的措施，组织有经验的教师、实验师制定教学计划、讨论符合新形势下的教学方案、教学形式。对于所要开设的各门课程分先后次序、内容等进行了调整，按课程分类组织教学小组，确定各门课程的主讲教师，教学效果与业绩挂钩，确定函授生的拿文凭通过率要达到90%以上。对于表现突出的教师给予奖励，定期发调查问卷给班主任、学生(如果是异地函授还要与合作单位沟通)以便及时了解教学情况，对存在的问题及时采取措施尽快解决，同时采取一些人性化的方法，比如对学生单位的工作与学习、考试时间相冲突时，教师出面与单位沟通，并允许调整特殊情况下学生的学习考试时间；对异地教学，尽量安排教师到其原籍地上课。这些安排的优势在于，教师到家乡上课熟门熟路、增加了与学生的亲和力，有时上课中的一句家乡话，既可以准确地表达意思又加强了学生的理解和记忆，很有亲切感。 　　 　　3典型问题及解决方法 　　 　　3.1函授生的文化基础彼此差距较大 　　随着计算机教育的大众化，各种教学模式的并存，特别是计算机网络的普及，远程教育方式迅速展开，很多学校开设了成本低，教学要求相对低的远程网络教学。教人学习的地方、方式多了，学生也多了，学生之间的差距也扩大了，由于计算机的普及，来学计算机专业的学生并非都是将其作为唯一职业的人，特别是来学函授的，许多人是有其它主业，而将计算机知识作为一种工具。 　　简单的比喻就是10年前来学计算机专业的函授生的基础及适应性(我们认为并非人人都能把计算机专业知识掌握到最佳，各人适合于哪方面的工作是不同的)是A层次的，那么现在是A、B、C、D层次的学生均有，这给教学带来前所未有的难度。如果按正常教学进度，A层次的学生学得轻松；B层次的学生紧跟教师也没什么问题；C层次的学生比较吃力，教师和学生互相之间花费的时间、精力多(教师平时会有多于其他层次学生的时间花于C层次学生)而D层次学生往往学习非常困难，跟不上学习进度(有的人完全无法达到最终目标)，他们中的一部分是要遭到淘汰的。既然同一教学班的学生层次参差不齐，我们要求教师在同一课堂上适当掌握分寸，对以普及应用为主的函授生适当降低难度(相对于全日制本科生来说)，注重教师与各层次学生的互动，各层次学生之间也要营造一种互相影响、互相带动的气氛，并努力把这种关系带到课堂外，让同学之间相互帮助。这样既对学习有好处又增强了同学们的友谊。 　　目前国际上出现了后现代课程的思想，其中强调课程教学的“复杂性”和“多元化”，对于学生之间的差异性，可采取多元化策略，根据不同学生的实际情况因材施教，制订多元化的教学方式和质量评价标准。本人担任“数字逻辑电路”课程的主讲工作，为了贯彻多元化策略，根据早期的上课互动与作业完成情况尽早区分班上学生的层次，比如在课堂上要求学生限时分析某逻辑电路，并给出不同的时间界限：5分钟完成、10分钟完成、15分钟完成，如果最后期限不能完成的则不用再做了，通过数次测试及配合习题的完成情况，教师对所有学生的层次可以基本有数，但前提是教师对所出题目要精心安排，充分体现学生的实际水平。 　　3.2课堂授课形式的变革 　　由于函授课程教学方式本身的特殊性，通常是集中连续一周或周末双休日连续灌输式上课，平时学员分散，教师、同学间的交流很少，而往往是一门课只集中上几次，学生上课有疲劳感，接受能力下降，回去后又缺少探讨环节，与全日制学生相比则存在天然的弱势。针对函授课堂教学我们采取了一些措施，并取得了一定的成效。 　　1.首先要改革灌输式教育，代之以对话式、启发式教学，形成一种学生、教师共同探讨的气氛，这里是指教师用一部分课堂教学时间与学生共同讨论(教师的主讲地位不能改变)，因为函授学习的学生应具备一定的自学能力，他们并非对书本上的内容一无所知，关键是教师要把课程中需重点掌握的东西以巧妙的形式引导出来，让学生在自然、轻松的气氛中了解、掌握要点(教师平时要注重培养学生的自学能力和抓要点的能力)。比如离散数学是一门抽象、繁琐、定理、定义很多的基础课程，我们在讲解近世代数分支时，首先强调第一个要点是掌握“代数系统”的基本概念，并通过一系列实例强化，然后告诉学生他只要在此概念的基础上逐步增加不同的条件就会得到各种半群、群、环等特定的代数系统，让学生自己在课堂上解释逐步推导出的新概念，同时要举出实例，然后教师指定其他同学来评价、提问，最后由教师、其他同学背对背打分，作为此学生的一次平时成绩，这样教师的意图、评价标准会逐渐被学生们熟悉，实际上，随着时间的推移，教师、学生的打分会越来越近。结果是课程的重点、要点在课堂上讨论、评价中被学生掌握。 　　2.课堂教学方式采用多媒体课件、板书、教师个人魅力相结合，注重三者之间的关系，首先确定人是第一重要的因素，课件、板书是为达到教学目标的辅助手段，随着现代化教学仪器的越来越普及，目前普遍存在着一种盲目追求课件教学方式的做法，认为只要用上现代化设备就是先进的教育，不少学校的领导强制性规定教师必须用课件，不用就是没水平，而对于那些上课只用课件当作幻灯片来放，金口难开的教师却无人过问。而事实证明课件与常规的黑板教学方式是各有利弊的，不能盲目地互相排斥，而应该有机的结合，互相取长补短。多媒体课件教学可以声音、图像并茂，形象直观，符合现代化潮流，在某种程度上促进了教学水平的提高，但它也存在着不足之处，比如有时会喧宾夺主，过分追求画面的花哨效果，削弱了对主要内容的理解记忆，使教师丧失主导地位。常规的传统教学中，教师可以通过声调、肢体语言等形式来强调要点和难点，可对照笔记举例反复讲解，学生的注意力容易集中，课后学生容易回忆起教师强调的知识。 　　经过实践与总结，我们认为课堂教学方式应以人为主，教师是主导，面对面的情感交流艺术在教学中起着重要的作用。课件只是一种教学的辅助手段，它对于不同的课程所起的作用也是有区别的，教师要善于在课件的讲解过程中插入一定的板书，特别是对一些抽象的术语、定义、公式推导等，有利于学生集中思想和教师同步。 3.3重视学生平时课外的自学自研能力 　　函授教学方式平时大部分时间师生是不见面的，如果仅仅在课堂上非常有限的时间教学，效率再高也是学不好的，所以必须重视培养学生自觉学习。自我研究以及同学之间的沟通能力。(1)教师布置最低预习和复习内容。即规定学生至少应该自己看哪些内容，此时是强调一定量(预习)，而对于讲过的内容课后应该巩固到什么程度则强调的是质(复习)。(2)教师平时会不定时地对某些同学进行学习检查，这主要是通过网上和电话进行，由于时间关系，教师应简洁提问(即要设计问到点子上的问题)，这一方面起到了解学生掌握知识的情况，另一方面起到督促的作用，让学生感到教师随时盯着他，常常想到他，常常想到那门课。(3)检查笔记，除了要求学生在课堂上记些笔记外，强调学生课外要有自学笔记(非打印、非复印件)，均与平时成绩挂钩，学生会感到不学不行，有了平时学习的证明，即使考试有失误、意外也有弥补的机会，不易丧失信心。 　　3.4考试方式及最终成绩评定的调整 　　过去通常对函授生来说期末的一次考试成绩就基本确定了他的最终成绩，我们感到这种方式极易损伤学生的积极性和自信心，会导致为数不少的人半途而废，我们将最终成绩调整为以下几个部分来构成：(1)课堂提问、互动能力；(2)平时作业完成情况；(3)笔记质量；(4)课外电话、网上检查记录；(5)考试成绩。总的来说是加大了平时成绩的比重(可以根据不同课程的性质来划分比例)。 　　3.5力促学生层次转变，把好出门关 　　前面提到由于学生进校门时水平有较大差异，教师要对学习本课程的学生分层次关心，做到心中有数，力争将较低层次的学生向较高层次转换，特别是D层次的学生数量尽量减到最少，但也不能无原则的放任通过，要有评判标准，这是对任课教师工作认真程度的一种检验。在现阶段函授生的淘汰率应控制在10%以内，有人不能毕业是正常的、必然的现象。如果每次都是100%全部通过，那么你的教学质量必然不能保证，是不负责任的表现。 　　 　　4有待进一步探讨、解决的问题 　　 　　在多年的函授教学过程中，我们探索、解决了一些问题，取得了一些经验与成果，但也还遇到有待进一步探讨、解决的问题。(1)函授生的实验、实践课(特别是异地办学)往往不能很好的解决，主要表现在与全日制学生使用实验器材资源的 IP地址分配方法的探究与改进 　　关键词:无分类编址;网络前缀;子网;IP地址 摘要:本文通过对无分类编址的IP地址进行子网划分的探究,总结出了两种子网IP分配方法,并对两种方法的优缺点进行研究,着重指出了存在的问题,最后提出了两种方法相结合的改进意见,并通过例证验证了改进后的效率。 　　一、IP地址分配基础 　　一个大的网络(包含很多子网)要使其能够通信,除了最基本的物理连接之外,首要就是分配IP地址,其次才是配通信协议。IP地址的分配首先要搞清楚是哪类IP地址,网络发展至今,IP地址也一扩再扩,由最初的A,B,C三类地址,到两级IP地址,最后到今日广泛使用的无分类编址CIDR。本文主要探究的就是CIDR的IP地址分配。CIDR是基于变长子网掩码VLSM的进一步研究。它主要解决了IP地址即将用完的问题,更加有效地分配了IPv4的地址空间。 　　CIDR主要有以下两个特点:第一,CIDR消除了传统的A类,B类,C类地址以及划分子网的概念,它把32位的IP地址分为两个部分。前面的部分是网络前缀,用来指明网络,后面的部分则用来指明主机。第二,CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”,根据地址块中的任意一个地址就可以写出该地址块的范围,也就是该子网上所有IP的范围。CIDR使用32位地址掩码,在它的斜线记法中,斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数。 　　二、两种地址分配方法 　　在CIDR地址下,经过观察探索,发现了两种地址分配的方法。第一种是二叉树分配方法,就是在转化为二进制的基础上根据网络前缀形成的二叉树进行地址的分配。比如一个23位的地址可以分为两个24位的地址,一个24位的地址可以分为两个25位的地址,以此类推。这样,CIDR地址的网络前缀由短到长依次向下形成了一个二叉树的形状。 　　第二种分法我们命名为递增法,是根据主机数进行IP地址的划分,在给定IP地址上不断加主机数形成的新的IP地址就是子网的IP。下面举例进行说明: 　　分配一个网络成三个子网A,B,C,其中大网络为192.168.2.0/23,A子网有主机150台,B有主机50台,C网有主机100台。 　　对于第一种二叉树的分法:A需要一个24位的地址计划,B需要一个26位的地址计划,C需要一个25位的地址计划。结果如图所示: 　　 　　结果中B和C的地址中间出现一段间隔,就是说有段IP没有进行分配。 　　对于第二种分法,A网需要包含大于150个主机地址的IP地址计划,而主机地址数又必然是2的n次方,于是256即2的7次方满足要求,在原地址上加256,得到下一个子网的网络号:192.68.3.0/24,以此类推,可以用地址加主机数的方式实现IP地址的分配,显然,这样得到的是递增的IP地址。 　　三、但是这两种分法都存在一些问题 　　首先,我们发现两种分法得到的地址计划并不相同。对于二叉树分法得到的子网IP之间存在间断的区间,就是IP地址分配不能够连续。再来,对于递增法,当主机的台数不相同时,如示例所给,那么如何安排IP地址的分配顺序呢?如果按照题设顺序来的话,那么地址计划是:A:192.168.2.0/24;B:192.168.3.0/26;C:192.168.3.64/25 　　这样一来,由于小的IP地址对应的网络前缀长,而大的IP对应的网络前缀短,B和C的部分地址出现了重复,IP地址分配出现了错误。然而,经过观察可以发现,这两种方法出现的问题是自己的缺陷,却是对方的优点所在。二叉树方法的IP地址不是从小到大,也不能够保证连续,但是网络前缀却是自上而下依次增大,这就避免了重复。根据主机数递增的分配方法,解决了IP地址从小到大不会不连续的问题,但大IP的网络前缀小于小IP的,则会导致重复。因而,我们想到将两种方法可以相互借鉴从而改进。 　　四、改进措施 　　对于二叉树的分法,在构造二叉树时,遵循先左枝后右枝的原则,比如,192.168.2.0/23分为两个24枝时,左枝为192.168.2.0/24,右枝为192.168.3.0/24,顺序不可倒置。第二步,在二叉树中挑选IP进行分配时,也遵守从左到右的顺序,就是说如果同一层满足条件的IP很多,那么“左优先”。比如上例两个26的地址都满足B子网的条件,那么先选左侧的192.168.3.128。这样一来,IP地址由小到大不会出现间断。 　　对于递增分法,我们把子网先按照包含的主机台数由多到少进行排序,之后再依排序进行IP分配,这就如同二叉树从上到下先对网络前缀排序一样,对主机数进行由多到少的排序,相当于对网络前缀由短到长排序,达到了二叉树避免地址重复的效果。 　　五、结论 　　IP地址的种类有很多,我们在此讨论了无分类编址在划分子网时的方法,显然两种方法都存在一定的缺陷,但它们的优点又能够互补,于是,我们将两种方法相互结合,都用一定的方法对它们进行了约束。得到了两个改进后的方法。可以证明用两种改进后的方法对例子进行IP分配的结果是一样的,此结果既没有IP的间断,也没有IP的重叠,是一种高效率分配方法的结果。 　　参考文献: 　　[1]谢希仁.计算机网络[M].电子工业出版社,2009 　　[2]全国计算机等级考试三级教程:网络技术.高等教育出版社,2008 　　[3]思科公司.思科网络技术学院教程.人民邮电出版社,2004   摘要：本文介绍了“数据结构与算法”课程的教学理念、教学设计、教学方法和手段的改革与创新。根据ACM/IEEE CC2005和教育部计算机教指委CCC2006学科规范，从问题求解出发，在基础理论、抽象和设计的三个层次组织课程内容体系，特别强调以知识与能力培养为导向的教学目标和定位。 　　关键词 本文来自：计算机毕业网：数据结构；算法；教学体系 　　　　 　　引言 　　“数据结构与算法”是计算机专业的核心课程之一，本科教学的重中之重。如图1所示，本课程上承“计算概论”(含C语言程序设计)与“程序设计实习”(讲授C++程序设计，并布置综合实习)，下启“算法分析与设计”和“计算复杂性理论”，同时是操作系统、软件工程、数据库概论、编译技术、人工智能、计算机图形学等专业课程的必修先行课。很多应用软件都要使用到各种数据结构和算法编写程序进行科学计算、模拟试验等。 　　 　　图1 “数据结构与算法”在计算机科学与技术学科课程群中的关键地位 　　 　　本课程以美国最新ACM/IEEE CC2005课程体系和我国教育部CCC2006学科规范作为理论基础，制定了先进的课程内容体系。从问题求解出发，在基础理论、抽象和设计的三个层次组织课程知识体系，从逻辑、存储、运算的角度组织数据结构与算法，培养学生独立地实现常用基本数据结构的抽象数据类型，注重实践能力和工程能力的培养，为将来从事计算机学科的学习、开发和研究，或其他学科应用计算机进行问题求解打下坚实的基础，有利于学生的未来发展。 　　以创建世界一流大学为办学目标，北京大学加大推进高层次创新人才培养的工作。根据北京大学的办学定位和理念，“数据结构与算法”课程定位为理论与实践并重的信息学科的核心主干专业基础课程，也是很多非信息类理工专业学生的重要基础课程。面向北京大学计算机类、电子类、非信息类三种不同的大专业方向，课程组针对不同基础、不同能力的学生进行分班教学。设置实验班、A类和B类三种类型，以学生为本，因材施教，进行多元化、个性化的培养。让每个学生得到最大的收获。其中，实验班从学院优秀学生中选拔，计算机和智能专业的学生以及部分编程能力强的学生修“数据结构与算法A”和“数据结构与算法实习”，非信息类的理工专业和电子、微电子基础较差的学生修“数据结构与算法B”。 　　课程教学目标可概括为以下三个方面： 　　(1) 强调基础数据结构与算法的训练，从问题求解的角度，培养学生运用数据结构和算法基本理论来分析和解决问题的能力。 　　(2) 结合计算机科学技术的现代前沿研究课题，设计研究启发式教学案例，扩展学生知识体系，培养主动学习、研究和创新意识。 　　(3) 注重实践能力和工程能力的培养，使学生遵从软件开发的规范性，并建立起数据结构与算法设计和问题求解的知识体系。 　　 　　1课程基本信息 　　 　　2 课程知识点的教学要求和学时分配 　　 　　数据结构，就是对于一批具有某种逻辑关系的相关数据，按一定的方法存储组织，并在这些数据上定义了一个运算的集合。数据结构具有三个方面：数据的逻辑结构、数据的存储结构和数据的运算。数据结构与算法的知识体系如图2所示。 　　常见逻辑关系有：线性结构、树形结构、图结构和文件结构。常见的存储方法有：顺序方法、链接方法、索引方法、散列方法。 　　对于一种数据结构，往往需要定义一些运算。排序、检索是最经典的运算，为了加快检索速度往往需要预先建立索引。内存索引主要用BST(二叉搜索树)，外存索引常用倒排和B+树。 　　算法分析技术有助于根据问题的性质选择合理的数据结构，并对时间和空间复杂性进行必要的控制。对于存储外存中的文件数据的访问速度，对文件的操作运算应该尽量减少访问次数。 　　抽象数据类型(Abstract Data Type，简称ADT)是定义了一组运算的数学模型，这种抽象的数据类型可以在较高级的算法中直接引用，而不用了解其实现细节，从而很好地支持了逻辑设计和物理实现的分离。 　　数据结构课程的基本知识模块是以数据的逻辑结构为主线，顺序介绍线性结构、树形结构、图结构和文件结构。在介绍每种数据结构时，再讨论其存储结构以及相关的算法。 　　在介绍完基本的数据结构及其存储结构和相关的算法后，根据不同的专业，还将介绍一些扩展研究内容，涉及到外排序、广义表、稀疏矩阵、字符树、Patricia树、后缀树、后缀数组、AVL、红黑树和伸展树等高级数据结构，有助于拓宽知识面，提高解决实际问题的能力。 　　在实践训练环节，选取来自于计算机科学技术的前沿应用课题，例如XML DOM树解析器、后缀树、搜索引擎等，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维能力。 　　课程以问题求解为导向，培养和提高学生理论、抽象、设计的能力。通过扎实的经典基础理论训练，帮助学生灵活地运用问题抽象、数据抽象、算法抽象来分析问题，应用数据结构和算法来设计和实现相应的程序，完成创新能力和实践能力的训练。 　　以下是学时安排，课堂授课48小时，习题课6～16小时。分为基础模块、研究模块和前沿模块三大部分，可以根据学生程度选讲。 　　 　　图2 “数据结构与算法”知识体系图 　　 　　(1) 北京大学所有理工科学生需要掌握的数据结构与算法基础模块，教员必讲 　　1) 数据结构、抽象数据类型、算法度量和评价 　　2) 线性表、栈和队列 　　3) 字符串与模式匹配 　　4) 树(二叉树、森林) 　　5) 图(有向、无向、DAG) 　　6) 内排序：插入、分治、快速、堆、基数 　　7) 检索：二分法检索、散列 　　8) 索引：内存BST索引、外存B+索引树 　　(2) 研究模块有以下内容，教员根据学生的程度选讲 　　1) 递归到非递归的转换机制和方法 　　2) 非递归深度优先周游二叉树和穿线二叉树 　　3) 地址排序 　　4) 各种排序算法的理论和实验时间代价的讨论 　　5) 外排序 　　(3) 前沿模块有以下内容，实验班选讲 　　1) 广义表与内存管理技术 　　2) 字符树与后缀树、后缀数组 　　3)AVL树、伸展树、红黑树等有效的动态内存索引技术 　　4) 倒排索引与搜索引擎技术 　　5)B/B+树等动态索引组织在数据库中的应用 　　针对实验班和计算机类的学生，可以在习题课时间段，介绍一些高级数据结构和学科前沿等扩展内容。针对非计算机类的学生，可以删减高级数据结构的内容，适当增加二叉树/树、图、排序等课时。课时安排如表1所示。 　　 　　 　　3 教学目的和要求 　　 　　“数据结构与算法”是一门重要的计算机类基础课程。其主要目的是使学生较全面地理解数据结构的概念、掌握各种数据结构与算法的实现方式，比较不同数据结构和算法的特点。通过学习，使学生能够提高用计算机解决实际问题的能力。 　　(1) 介绍基本数据结构和基本算法分析技术。这一部分将介绍常用基本数据结构的ADT及其应用，包括线性结构(线性表、串、栈和队列)、二叉树、树、图等；同时基于各种数据结构所实施的运算讨论算法分析的基本技术，掌握时间和空间权衡的原则。 　　(2) 介绍排序、检索和索引技术。这一部分将主要讨论插入排序、Shell排序、堆排序、快速排序、归并排序、基数排序等常用的各种排序算法及其时间和空间开销，并介绍文件管理(数据在外存中的组织形式)和外排序技术，以及自组织线性表、散列表、倒排文件、B/B+树等常见的检索和索引技术，及其各自相应的时间和空间开销。 (3) 通过本课程的学习，学生将基本掌握数据结构和算法的设计分析技术，提高程序设计的质量；根据所求解问题的性质选择合理的数据结构并对时间空间复杂性进行必要的控制。 　　 　　4 教学的重点、难点和教学方案 　　 　　强调以知识与能力培养为导向的教学目标和定位，注意教学的重点和难点以及教学突破方法，剖析重要数据结构与算法思想方法，研究设计教学案例，注意教学实施的细节和方案。 　　(1) 课程的重点 　　1) 从广度和深度上把握课程的知识体系，了解基本数据结构和经典算法，掌握理论、抽象和设计方法。 　　2) 根据实际问题，选择合适的数据模型，设计合适的算法，运用所学理论知识实现问题求解。 　　(2) 课程的难点 　　1) 算法的数学基础：递归、递推等分析方法，算法的时间空间度量，数学抽象能力的培养。 　　2) 线性结构部分：栈在递归问题求解中的应用，基于字符串匹配的KMP算法。 　　3) 树形结构部分：基于二叉树/树周游的灵活应用，森林的存储与遍历访问方法。 　　4) 图结构部分：图的遍历方法，Dijstra、Floyd、Prim、Kruskal等典型的图应用算法。 　　5) 排序部分：内排序算法的稳定性分析，内排序算法的复杂性分析，置换选择和选择树外排序，内排序方法在各类实际问题中的应用。 　　6) 检索部分：散列方法，散列在实际应用中的性能分析。 　　7) 索引部分：磁盘多级索引结构，倒排文件，B/B+树的插入和删除操作。 　　8) 高级数据结构部分：Trie和Patricia字符树，AVL、伸展树、红黑树等平衡树的插入删除操作。 　　9) 数据结构的综合应用：使学生把数据结构和算法理论与编程实践相结合，能够灵活地应用于实际的工程实践。 　　(3) 教学实施方案 　　针对上述重点和难点，本课程从理论、抽象和设计的三个层次展开数据结构与算法教学，注重数据结构基本概念和抽象数据类型表述，使得学生可以在不同的设计阶段采用不同的抽象数据类型作为设计的基础，在适当的抽象层次上考虑程序的结构和算法。对每种数据结构都从其数学特性入手，先介绍其抽象数据类型；再讨论其不同的存储方法，与学生一起讨论研究不同存储实现下的可能算法；然后结合算法分析来讨论各种存储方法和算法的利弊，摒弃那些不适宜的方法摘要：文章通过对信息与计算科学专业与计算机科学专业进行比较分析，提出了信息与计算科学专业的改革思想与培养方案，制定相应的理论教学课程体系和实践教学体系。本文的研究成果，将对一般高等院校信息与计算科学专业建设及其课程建设，具有一定的指导意义。 　　关键词：信息与计算科学；比较分析；培养模式 　　中图文分类号：G642 　　　　 　　1信息与计算科学专业与计算机科学与技术专业之比较 　　 　　在教育部1998年颁布的新的专业目录中，信息与计算科学被确定为一个新的专业，1999年开始招生。这一专业设置较好地适应了新世纪以信息技术为核心的全球经济发展格局下的人才培养与专业发展。信息与计算科学已成为各高校十分热门的招生专业。信息与计算科学专业是数学、信息科学和计算机科学的交叉学科。它以数学为基础，计算机为工具，解决信息和工程计算方面的实际问题。该专业就像一个猎人(数学)拿着一支猎枪(计算机)打猎(解决信息和工程计算方面的实际问题)那样。 　　信息与计算科学专业是在原来的计算数学专业的基础上发展起来的。国家之所以要撤消计算数学专业，而建立信息与计算科学专业，是因为原来的计算数学专业过于专业化，与现在流行的通识教育相抵触。原专业是在计划经济时代产生的，那时学生毕业后，去什么单位

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