多功能综合性实验方法研究.doc

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多功能综合性实验方法研究摘要:我院对当前我国高校所设计算机专业的硬件课程实验做了调查和分析,发现各种实验装置功能具有单一性,实验场地或实验环境要求相对独立且具有分散性,实验手段和方法明显具有滞后性。为此,本文提出按实验内容划分为“层次结构”的概念,对多功综合实验方法提出了研究思路和建设性意见。 　　关键词:硬件课程实验;实验方法;层次结构;仿真技术 　　上世纪八十年代以来,计算机的迅速普及带动了各高等院校计算机专业学科点的快速增加,特别是各高校的扩招、职业教育的推进等活动,更加速了计算机教育的推广和普及。目前,在设有计算机学科教学点的大专院校,都必须开设相关课程的实验。一般而言,计算机学科开设的硬件课程有:“电子技术”、“数字逻辑”、“组成原理”、“系统结构”、“控制技术”、“微机接口技术”、“单片机应用技术”、“EDA设计技术”等。为了完成这些课程的实验教学,各院校又必须增加相关的实验仪器和实验设备,这些实验仪器和设备功能相对单一,实验环境或场地又相对分散,实验仪器或装置更新速度很快,造成了各高校资金的重复投入,实验场地、工作人员的分散设置。本文力 　　求通过对现有计算机硬件课程的设置、课程实验内容的安排及创新型人才的培养要求等方面的研究,找出一种集多功能于一体、综合创新型实验方法,替代功能分散型、实验验证型方法的现状。 　　1计算机硬件课程实验现状 　　1.1课程设置与实验 　　以武汉大学计算机科学与技术专业为例,共开设硬件课程(包括实验)14门,其中基础硬件课程8门、系统硬件课程6门。在这些课程教学中,课程实验为260学时,实践144学时,分别占全学科(基础课实验除外)总实验学时和实践学时的59.1%和57.6%。各硬件课程学时分配如图1所示。 　　图1硬件课程设置 　　基金项目:2008年湖北省高等学校省级教学研究项目(NO:2008024)。 　　作者简介:高辉(1956-),男,高级工程师,本科,研究方向为智能控制。 　　很显然,这些课程设置的目的在于:一方面让学生掌握宽厚的基础知识,特别是硬件基础知识;另一方面是注重学生的实践环节,努力培养其动手能力,并通过实验和实践活动,培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 　　据相关资料分析,国内外知名大学的计算机及其相关专业,在实践教学上都加大了时间和资金投入,并且都在努力做到理论教学与实践相结合,教学科研与产业发展的无缝对接。 　　1.2实验仪器与实验方法 　　由图1可以看出,各硬件课程基本设置有课程实验和实践环节,占总学时数的45.3%。计算机硬件实验课程的考核注重理论和实践两方面能力的培养,要求学生在掌握抽象理论的同时,要能把它们运用到具体的实验中去。 　　然而,这些课程活动的实施必须依靠实验仪器和实验设备进行,不仅如此,还得加上正确的实验方法或手段。目前各高校正在使用的实验装置,绝大多数都是由不同的实验仪器生产厂商所提供,部分实验仪则是自行研制并生产。这些实验仪器或装置,没有统一的生产许可证,也没有国家统一的生产标准或行业标准,操作方法或实验手段各不相同,甚至在实验内容上都有所不同。 　　这些实验仪器的特点如下: 　　(1) 功能的分散性。为了完成各门课程的实验,每一门课程必须配有一种独立的、功能相对单一的实验仪器。这不仅增加了学校的经济负担,而且给学生的实验过程增加了难度,每门课程实验学生都要花不少时间熟悉和掌握某种实验仪的操作方法或步骤,不利于将主要精力放在内容设计上。 　　(2) 内容的重复性。各课程之间实验设置经常出现重复现象,如模/数、数/模转换实验,在“数字逻辑”实验、“微机接口技术”实验、“控制技术”和“单片机应用技术”等实验课程中都有设置。功能的重复直接带来的是资源的浪费。 　　(3) 实验方法的验证性和技术的滞后性。目前几乎所有的课程实验仪,其实验过程基本上是“验证”过程,学生按照实验指导书上的实验步骤,一步一步完成各单元实验,调动不了学生的主观能动性,滋生了学生之间相互抄袭实验结果的现象。不仅如此,实验手段仍然采用原始的“牵线”、“搭桥”技术,这种方法既费时又完全与当今EDA设计技术相脱离。 　　更重要的是,各科实验方法和手段完全依赖厂商所提供的方法,或根据原始版本重新简单编写。这些实验方法或手段严重地脱离了当前各高校特别是研究型大学正在实施的“创新型”、“设计型”人材培养的宗旨[1]。 　　2研究方法与思路 　　2.1层次结构体系 　　根据各高校硬件课程实验内容调查结果显示,每门课程都要开设6～12个单元实验。综合各科课程实验内容分析,发现可以划分为“基本单元电路”、“功能模块电路”和“系统级电路”实验等多个层次。以“数字逻辑”、“计算机组成原理”和“计算机系统结构”3门课程为例,各课程实验内容组成如图2所示的层次结构图。其他课程的实验内容也都可划分为这3个基本的层次结构。 　　图2硬件课程层次结构图 　　层次结构体系给我们两个方面的启示:一是说明硬件课程的教学过程是一个由简到繁、由易到难的循序渐进的过程,符合基本的教学规律;二是硬件课程的实验和实践教学也必须遵循这个规律,并可按照这一规律去合理安排实验内容、寻找科学的实验方法或手段。使整个教学过程沿着“先分析”、“后设计”、“再创新”的正确轨道向前迈进。 　　2.2充分发挥计算机仿真技术的作用 　　计算机仿真技术的发展和应用为计算机及其相关专业课程实验提供了非常大的帮助。目前许多高校都已将这一技术使用到不同实验中,各计算机仿真软件可应用于计算机专业的课程实验对应如表1所示。 　　表1计算机仿真软件应用于课程实验对照表 　　序号仿真软件实验输入方法适合课程参考文献 　　1Altera:MAX+plus Ⅱ、Quartus数字单元电路:图形输入数字逻辑 　　计算机组成原理文献[2]、文献[3] 　　2IIT:Multisim数字与模拟电路电子技术与电路文献[4]、文献[5] 　　3Lab:Proteus总线与接口单片机应用技术 　　微机接口技术文献[6]、文献[7] 　　4SimpleScalar系统级设计计算机系统结构 　　EDA设计技术文献[8]、文献[9] 　　下面对表1中所列各仿真软件简略介绍如下,详细应用请参考表中所列参考文献。 　　MAX+plus和Quartus是Altera公司EDA软件,主要用于FPGA和CPLD电路的设计,具有图形输入和硬件程序设计语言等多种输入方式。由于该软件包含有电路仿真功能,故也可应用于数字电路的教学实验中。 　　Multisim是加拿大IIT公司的电路设计与仿真软件。该软件具有如下显著特点: 　　(1) 图形工作界面友好、易学易用、操作方便,直接利用其绘图功能设计模拟/数字电路图,并设置各种虚拟测量仪器; 　　(2) 强大的分析功能,可提供14种不同的分析工具,并根据测量参数及时调整电路参数,也可人为设置故障模拟; 　　(3) 强大的虚拟仪器功能,这些功能特别适合于模拟电子单元电路的快速设计与调试。 　　Proteus是英国Labcenter公司的电路分析与仿真软件。该软件的主要特点:一是支持多种类型(如果8051、68000、AVR、PIC等系列)的单片机仿真;二是可实现单片机及外围接口电路(如串口RS232、IIC和SPI、LCD等)的仿真;三是支持第三方的软件编译和调试环境(如Keil uVision2),还具有路原理图绘制功能。这些特点应用于单片机系统、微机总线与接口的设计与实验是非常有用的。 SimpleScalar是Wisconsin-Madison大学发布的一个开放性软件,由于源代码是公开的,且具有良好的可移植性和可扩展性,能够支持不同层次设计人员的要求,因而得到广泛应用。该软件可用作于计算机专业高年级本科生或研究生,作为系统设计模拟软件。 　　2.3硬件实验与虚拟实验相结合 　　按照“层次结构”的思想,为了将所有的硬件课程实验集中在一个实验载体上完成,同时又要遵循 　　“体积小、操作方便、性价比高”的设计原则,作者分析和研究了目前国内主要厂家生产的多种教学仪器:清华科教仪器厂生产的TEC系列,唐都科教仪器公司生产的TDN系列,启东计算机总厂生产的DICE系列等。本人提出如下设计思想:第一,硬件实验的软件化,即在微型计算机上加装相关软件完成部分实验。以上仪器的技术性能与传统仪器相比总体上都有明显提高,部分仪器的实验方法或手段也融入了现代EDA的新方法。如采用MAX3000/7000系列CPLD器件完成“单元层次”级的数字电路(如计数器、译码器等)实验,因为在EDA设计软件中,图形输入法是极易理解和掌握的设计方法,非常适合低年级学生使用,配合其内部的仿真软件,可很好地帮助学生理解并完成各单元电路的实验。第二,可将硬件实验与多媒体技术相结合。如在计算机组成原理的“模块层次”级实验中,学生很难通过硬件实验“看到”处理器内数据与信号的传输过程,但可以采用动漫技术,将硬件实验中的这一传输过程在计算机屏上跟踪与显示出来,达到非常好的效果[10]。第三,对于部分硬件电路实验(如存储器、模/数、数/模转换、接口电路等)可以采用全硬件、也可以采用软硬件相结合的方法实现。由于“系统层次”级的实验,各院校对实验深度要求难以统一,可设计成适应面更广、实验内容和功能较多的实验仪器,以供选择。但有一点是相同的,那就是用软硬件相结合的方设计出开放式、高性能的实验仪[11]。 　　3结语 　　现在微型计算机已是相当普及,而且是各高校常用的实验“设备”。依据“层次结构”的思想,充分利用当今的计算机软件技术、计算机仿真技术,采用“PC机+硬件实验仪”模式,完全有可能将多个硬件课程分散的实验仪集中在一起,并提高其性能,完善实验方法。但它不是一个简单的“积木”组合,需要做的工作相当多。例如,是否需要国家有关部门着手制定统一的教学实验大纲、统一的实验仪生产行业标准和生产规范,以及统一的实验方法或手段?由此可见,它不仅仅 摘要:本文主要阐述了计算机网络系统安全维护策略,作者认为应该主要做好计算机病毒的防御和加强对黑客攻击的防御。 　　关键词:计算机网络;安全维护 　　 　　Discusses Computer Network System Safety 　　Wang Yonggang 　　(Shandong Rural Credit Cooperative Federation of Communes Linyi Office Science and Technology Center,Linyi276000,China) 　　Abstract:This article mainly elaborated the computer network system safety maintenance strategy,the author thought should mainly complete the computer virus the defense and strengthens to the hacker attack defense. 　　Keyword:Computer network; Security maintenance 　　 　　一、计算机网络安全概述 　　计算机网络安全是指利用网络管理控制和技术措施,保证在一个网络环境中,数据的保密性、完整性及可使用性受到保护。计算机网络安全包括两个方面,即物理安全和逻辑安全。物理安全指系统设备及相关设施受到物理保护,免于破坏、丢失等。逻辑安全包括信息的安全性、保密性、完整性。参照ISO给出的计算机安全定义,认为计算机网络安全是指:“保护计算机网络系统中的硬件,软件和数据资源,不因偶然或恶意的原因遭到破坏、更改、泄露,使网络系统连续可靠性地正常运行,网络服务正常有序。” 　　二、计算机网络系统安全维护策略 　　(一)计算机病毒的防御 　　防御计算机病毒应该从两个方面着手,首先应该加强内部管理人员及使用人员的安全意识,使他们能养成正确上网、安全上网的好习惯。再者,应该加强技术上的防范措施,比如使用高技术防火墙、使用防病毒工具等。具体做法如下。 　　1.权限分级设置,口令控制 　　很多计算机系统常用口令来控制对系统资源的访问,这是防病毒进程中,最容易和最经济的方法之一。网络管理员和终端操作员根据自己的职责权限,选择不同的口令,对应用程序数据进行合法操作,防止用户越权访问数据和使用网络资源。在选择口令应往意,必须选择超过6个字符并且由字母和数字共同组成的口令;操作员应定期变一次口令;不得写下口令或在电子邮件中传送口令。通常简单的口令就能取得很好的控制效果,因为系统本身不会把口令泄露出去。但在网络系统中,由于认证信息要通过网递,口令很容易被攻击者从网络传输线路上窃取,所以网络环境中,使用口令控制并不是很安全的方法。 　　2.简易安装,集中管理 　　在网络上,软件的安装和管理方式是十分关键的,它不仅关系到网络维护管理的效率和质量,而且涉及到网络的安全性。好的杀毒软件能在几分钟内轻松地安装到组织里的每一个NT服务器上,并可下载和散布到所有的目的机器上,由网络管理员集中设置和管理,它会与操作系统及其它安全措施紧密地结合在一起,成为网络安全管理的一部分,并且自动提供最佳的网络病毒防御措施。 　　3实时杀毒,报警隔离 　　当计算机病毒对网上资源的应用程序进行攻击时,这样的病毒存在于信息共享的网络介质上,因此就要在网关上设防,在网络前端进行杀毒。基于网络的病毒特点,应该着眼于网络整体来设计防范手段。在计算机硬件和软件,LAN服务器,服务器上的网关,Internet层层设防,对每种病毒都实行隔离、过滤,而且完全在后台操作。 　　(二)对黑客攻击的防御 　　对黑客的防御策略应该是对整个网络系统实施的分层次、多级别的包括检测、告警和修复等应急功能的实时系统策略,方法如下: 　　1.包过滤技术 　　包过滤是最早使用的一种防火墙技术,它的第一代模型是静态包过滤,使用包过滤技术的防火墙通常工作在OSI模型的网络层上,后来发展更新的动态包过滤增加了传输层,包过滤技术工作的地方为各种基于TCP/IP协议的数据报文进出的通道,它把这两层作为数据监控的对象,对每个数据包的头部、协议、地址、端口、类型等信息进行分析,并与预先设定好的防火墙过滤规则进行核对,一旦发现某个包的某个或多个部分与过滤规则匹配并且条件为阻止的时候,这个包就会被丢弃。动态包过滤功能在保持着原有静态包过滤技术和过滤规则的基础上,对已经成功与计算机连接的报文传输进行跟踪,并且判断该连接发送的数据包是否会对系统构成威胁,一旦触发其判断机制,防火墙就会自动产生新的临时过滤规则或者把已经存在的过滤规则进行修改,从而阻止该有害数据的继续传输。 　　2.应用代理技术 　　应用协议分析技术工作在OSI模型的最高层—应用层上,在这一层里能接触到的所有数据都是最终形式,可以实现更高级的数据检测过程。整个代理防火墙把自身映射为一条透明线路,当外界数据进行代理防火墙的客户端时,应用协议分析模块便根据应用层协议处理这个数据,通过预置的处理规则查询这个数据是否带有危害,由于这一层面对的已经不再是组合有限的报文协议,所以防火墙不仅能根据数据层提供的信息判断数据,更能像管理员分析服务器日志那样分辨危害。由于代理型防火墙基于代理技术,以牺牲速度为代价换取了比包过滤防火墙更高的安全性能,在数据交换频繁的时刻,代理防火墙就成了整个网络的瓶颈,所以代理防火墙的应用范围还远远不及包过滤防火墙。 　　3.状态监视技术 　　这是继包过滤技术和应用代理技术后发展的防火墙技术,这种防火墙通过被称为状态监视的模块,在不影响网络安全正常工作的前提下采用抽取相关数据的方法对网络通信的各个层次实行监测,并根据各种过滤规则做出安全决策。 　　状态监视可以对包内容进行分析,摆脱了传统防火墙仅局限于几个包头部信息的检测弱点,而且这种防火墙不必开放过多端口,进一步杜绝了可能因为开放端口过多而带来的安全隐患。   摘要：本文针对信息安全概论课程的特点及现状，提出了教学中课件、课堂教学、实验课程的改进方法，对在“信息安全概论”课程教学中如何将理论和实践教学结合，培养学生的综合运用能力、独立解决问题能力、团结协作能力和工程实践能力等问题作了较深入的研究和有益的探索。 　　关键词 本文来自：计算机毕业网：信息安全；课件；理论教学；教学方法 　　　　　　 　　信息安全是计算机学科下的二级学科，是一门新兴的学科。它涉及通信学、计算机科学、信息学和数学等多个学科，主要研究范围涉及计算机及网络安全的各个方面。“信息安全概论”课程是信息安全专业的专业基础课程，也是提高学生计算机水平的重要组成部分。其教学内容主要包括：信息安全概述、密码学基础、密钥分配与管理技术、访问控制、防火墙技术、入侵检测技术、信息安全应用软件、企业与个人信息安全、Web的安全性、网络安全，它是一门综合性很强的课程。它的作用主要是让学生掌握信息安全的基本原理、基本概念；了解信息安全系统的设计方法；且要求学生能够进行一些信息安全实践，提高动手能力。学时分配为：理论教学32学时，实践教学24学时。由于这门课程理论性强、信息量大且抽象，而授课对象是低年级学生，专业知识尚不丰富，因此，如何在教学过程中提高学生的学习兴趣？如何开展实践教学？如何更好地将理论教学的知识点有机地融入到具体的实验中去？使学生不仅能够通过实验理解和掌握理论教学的内容，还能通过实验了解和掌握一定的工程技术知识，培养和锻炼学生的分析能力、综合解决问题的能力和实际动手能力，就成为我们在教学研究中需要解决的主要问题。 　　 　　1目前教学中存在的问题 　　 　　(1) 教学媒体使用不当。传统的教学方法主要是把学生集中起来，现在虽然有多媒体教室，对教学起到了一定的积极作用，但课件多是对书本内容的罗列，对启发式、讨论式的教学方法采用比较少。而课程内容较多且抽象，被动接受知识的方式无法有效提高学生的学习兴趣，学生普遍反映应难以跟上教学进度。 　　(2) 教学内容与数学课程脱节。信息安全概论这门课程涉及到大量的算法和协议，如密码学涉及到大数大因数分解问题、离散对数问题、椭圆曲线离散对数问题，等，这体现了信息安全专业与数学基础学科结合的紧密性。而在课程开设中，往往认为该课程是入门课程，而忽视了对数学课程的讲解，导致学生学习相关内容时感觉较难掌握。 　　(3) 重理论，轻实践。“信息安全概论”是信息安全学科的一门基础课，主要为信息安全及计算机相关专业的低年级本科生开设，因此，该课程旨在对学生讲解信息安全的基本理论，让学生对信息安全学科有个较为全面的认识，以利于后续课程的开展。信息安全主要讲解内容包括信息安全基本理论、安全协议及安全技术等几个部分。在开设课程过程中，由于片面注重理论的重要性，往往造成以课堂讲授为主，形成一种“灌输式”的教学。然而，由于该课程是为低年级学生开设，很多同学在听课过程中，感觉内容比较抽象，无法正确理解课程内容。如：RSA大数分解等内容，如果学生只是被动记忆公式和算法，而不借助实践性环节，如创新性实验、课程学习讨论、课程设计环节，等，将导致学生学习兴趣不高，教学质量没有保证，不利于学生创新能力的培养。 　　 　　2课堂教学的改进 　　 　　针对上述问题，教学组对以下几个方面作出了改进。 　　2.1课件的改进 　　板书与课件相结合的方式可提高教学效果，但其中最关键的是课件的制作。课件的内容不能仅是课程内容的罗列，而是要对课程内容跨章节地组织起来，形成一个整体，当然也包括与其他课程之间的关联。如在讲解密码学、访问控制、防火墙技术等章节后，学生具备了信息安全的基础知识，但是知识点比较分散，对信息安全的综合应用能力较弱。教学组在课程讲授过程中安排综合应用实例讲解。如以电子商务安全综合应用实例，该综合实例讲解安排在讲授完各个章节内容以后，共2学时。内容是设计典型企业网络拓扑；运用对称密码学，如DES算法为基本加密手段对电子交易进行加密，利用非对称密码学，如RSA算法；采用数字信封方式，对DES会话密钥进行加密分发；采用防火墙对企业网络进行防护；交易过程采用SET协议保障安全。这样，学生就能将各个章节的内容联系起来，巩固所学知识，提高综合运用的能力。 　　将信息安全中理论性强、极其抽象的内容制作成 Flash 动画。例如在讲述DDoS攻击时，学生对攻击者侵入傀儡机，并利用傀儡机攻击的过程很难理解。可用 Flash 动画来演示，以便在课上形象讲解黑客是如何对傀儡机进行控制，并对受害网络进行入侵的。特别将洪泛攻击的特点用动画方式，一步步展现给学生，使学生轻松接受知识。这种课件也便于学生在课下自主复习。 　　2.2重视数学基础 　　信息安全涉及大量的基础协议，如密码学中的RSA算法就涉及近世代数的基础知识。因此，需要为学生开设相关的数学基础课程，同时，在讲授该算法之前，先对数学知识进行复习，复习时以要点讲解为主，如：欧拉函数的定义，逆元的求解方法，等。对于逆元的求解，可以以具体的RSA实例进行讲解。另外，让学生进行实际的上机练习，利用数学基础进行编程实验，加深对密码学基础知识的理解，如为学生布置这样一道上机题：若有明文public key encryptions，请设计RSA加密算法对该明文进行加密，编程实现密钥的生成。学生就能通过上机实践，熟悉RSA算法的原理，并理解每个步骤的计算过程。 　　 　　3改进实验方法 　　 　　课堂讲授之外，还要对实验课进行合理安排。实验主要包括信息安全协议实验和信息安全综合实验两个部分。如表1所示。 　　 　　表1 课程配套实验内容 　　 　　其中，信息安全协议实验目标是使学生系统掌握安全协议及算法，了解安全协议的应用范围。掌握根据系统的安全要求(包括机密性、完整性、访问控制、鉴别、审计、追踪、可用性、抗抵赖等方面)，综合运用安全协议的能力。信息安全综合实验目的是将系统的安全要求(包括机密性、完整性、访问控制、鉴别、审计、追踪、可用性、抗抵赖等方面)，在OSI或者TCP/IP模型的各个层次予以考虑，并且结合安全管理策略在网络安全方案中予以保障，从而构成实际应用中的一个完整的信息系统安全方案。 　　实验课程中，教师先利用原型系统对实验效果进行演示，特别对网络攻防相关内容，进行实际操作演示，提高学生学习兴趣。 　　实验内容有针对性，以便于学生结合课堂上的实例讲解，理解信息安全的抽象内容。要求学生对实验结果进行分析、讨论，鼓励学生组成讨论小组，并写课程小论文，以加强学生之间的交流。如对于数字签名的实验，可让学生分成两组，在一台实验机器上完成信息的生成、签名、发送，在另一台机器上，对网络上接收到的信息进行解析、完整性校验。 　　为了更好地培养和锻炼学生的独立工作能力和创造性思维能力，对于信息安全综合实验，我们为学生设计了一个模拟的安全需求，具体如下：设计一在线考试系统，并从以下几方面保证系统的安全性： 　　●服务器的安全防护，提供访问控制、安全审计、信息加密等功能，从保密性、可用性、可控性等几方面保证服务器的安全运行。 　　●提供客户机、服务器的认证功能，保证考试过程的有效性。 　　●提供客户机、服务器通信加密功能，保证通信内容的机密性。 　　●恶意代码、蠕虫、病毒防御功能。 　　●数字证书体制设计。 　　这一用户需求巧妙地将实践教学的知识点隐藏了起来，给学生提供了一个综合分析问题的空间。学生只有通过认真的需求分析，反刍所学的理论知识，才能正确地确定采用何种安全技术，从而培养和锻炼了学生的分析能力。 　　 　　4结束语 　　 　　本文提出的关于信息安全概论的教学方法将原本抽象、难以理解的数学基础知识、安全协议，形象、实例地配合实验进行讲解从而变得易于理解。学生通过实验进一步加深理解，较之传统的教学模式明显提高了学生对课程内容的理解及掌握。此方法在我们的本科教学过程中取得了明显的效果。 　　 　　参考文献 　　[1] 王昭顺．信息安全本科专业人才培养的研究[Ｊ]．计算机教育，2006，(10)：30-32． 　　[2] 刘传才，陈国龙，密码学课程的探索与实践[J].高等理科教育，2002,(05)． 　　收稿日期：2010-07-16 　　作者简介：钱伟中(1976-)，男，江苏无锡人，硕士，四川省成都市电子科技大学计算机学院讲师，研究方向：信息安全。 南京大学软件学院作为南京大学一个新建的学院，成立五年多来，在实用软件工程教育方面作出了许多有益的尝试。软件学院与Intel，Microsoft等公司建立了良好的合作关系，开设了一系列与产业界密切相关的课程，并逐渐形成体系。“基于多核的并行编程”就是其中之一。该课程于2010年6月被评为“教育部－Intel精品课程”。 　　 　　1课程基本情况 　　 　　“基于多核的并行编程”是面向软件学院高年级本科生和研究生的一门专业选修课，主要讲授并行编程的软硬件知识，并介绍相应的调试与优化技术。课程有以下两大特点：(1) 基于实验。授课和实验穿插、结合进行，贯穿整个课程。(2) 项目驱动。教师在学期开始就布置一道大型的工程实践项目，由学生结对或按组完成，分阶段提交工作产品，其间必须遵循软件工程的开发流程、原则和方法。 　　本课程非常强调学生综合能力的培养。通过大量的基础试验，锻炼学生的基本动手能力；通过结对或按组完成项目，锻炼自学和解决实际问题的能力，同时培养团队合作精神，操练软件工程中的思想和方法；学生最后的项目成果还要进行演示，这样可以锻炼他们交流表达的能力。采用这样的方法能够提高学生的综合能力。 　　 　　2课程建设基础 　　 　　教学科研的基础。南京大学在计算机学科领域具有深厚的基础，也有丰富的教学科研资源，尤其是在操作系统、并行计算、软件新技术方面已处国内领先地位。软件学院丰厚的资源，本身就有得天独厚的优势。此外，在开设此课程之前，软件学院就已在多门课程中穿插讲解了并行计算、多线程编程和Intel开发工具的相关内容。 　　课程建设的改革与尝试。软件学院从成立以来，一直致力于培养适应社会需求和软件产业需要的软件工程师，在实用软件工程教育方面，尤其是课程建设方面作了许多有益的改革和尝试。在专业技术课阶段(本科三、四年级和研究生)实行三学期制，即将一个学年分三个小学期，这样为学生提供更多专业技术的选修课，也适于引进新的课程。同时，几乎所有专业技术课的考核都包括平时成绩、项目实践和期末笔试三个部分，这样大大促进了学生的动手能力和综合素质的提高。 　　学院支持。学院领导看到多核技术的广阔前景，非常支持该课程的建设。为此，学院配备了“负责教授+主讲教师+实验辅导教师”的教师团队。整个教师团队全部是充满朝气、活力充沛、勇于创新的中青年教师，课程负责人由软件学院常务副院长骆斌教授担当。学院还与Intel公司联合共建了“南京大学－Intel多核技术实验室”。 　　业界合作。成立以来，南京大学软件学院与Intel公司保持着良好的合作关系。2003年7月，Intel公司派资深工程师帮助软件学院建立了Intel嵌入式技术实验室，开设嵌入式系统课程，在课程中引进Intel最新的产品和技术。软件学院也陆续有年轻教师到Intel公司做访问学者，与Intel工程师共同进行研究开发，领域包括嵌入式系统、Linux内核和多核技术。 　　 　　3进展现况 　　 　　考虑到软件学院的实际情况，为了保证教学质量，学院把该课程放在三学期制的第二学期(比原计划推迟一个小学期)。这样，该课程将于2010年12月初正式开课。目前准备工作已基本完成。 　　实验室建设。本课程的目标和特点决定了必须为之配备较好的实验教学条件。目前，软件学院为所有本科三年级的学生都配备了Intel双核的PC机。此外，“南京大学-Intel多核技术实验室”的建设也基本完毕。 　　师资队伍与课程建设。该课程采取“负责教授+主讲教师+实验辅导教师”的教师团队，采取授课、实验、讲座、讨论、项目演示等多种教学模式。课件(包括讲义、实验和项目题目)已完成约70%。已建成完善的课程网站和讨论版。 摘要:本文首先对当前嵌入式系统人才市场进行分析,并进一步剖析了相关岗位和能力需求,根据以上分析,提出在课程体系设置、实训基地建设以及师资队伍建设上的一些思路。 　　关键词:就业;岗位能力;课程设置;实训基地;师资队伍 　　 　　上世纪末,计算机技术在各应用领域飞速发展,计算机专业十分火爆,毕业生非常抢手,这大大地推动了我国计算机专业的教育事业。几乎所有的大中专、高职院校都开设了计算机专业,为社会培养了大批的计算机人才,为我国信息化社会的发展作出了一定的贡献。但近年来,毕业生就业压力相对较大,且就业率呈逐年下滑之势[1]。 　　由麦可思(MyCOS)——中国大学生就业研究课题组撰写《中国大学毕业生就业报告(2009)》显示,尽管2008年全国对信息类人才需求的绝对量还是很大,但全国失业最多的8个专业中就有“计算机科学与技术”。究其原因有二,一是部分高校为了吸引生源,社会上什么专业热就一窝蜂地开设什么专业,导致高校电子信息大类毕业生数量猛增。据统计,电子信息大类在校生已达110万人左右,总人数排在财经大类、文化教育大类之后,列第三位,热门专业很快就呈现出供过于求的态势。二是高校的专业设置与社会需求之间不尽合拍,近几年随着市场竞争加剧,市场分工日益细化,对人才需要也趋于专业和精细,而各高校专业趋同导致高校无特点、人才无特色、培养出的毕业生无明显优势,走向社会后所学知识与社会需求间存在较大差距,致使许多毕业生就业竞争力不强,根本无法运用本专业知识就业。 　　1嵌入式系统人才市场需求分析 　　在早期计算机专业的人才培养方案中,偏硬件的课程一般有数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、计算接口技术和单片机等,但学生在学完这些课程后,只是留下一点理论的记忆,动起手来还是什么都不会。这一方面与课程设置和教学模式有关,另一方面近几年市场发生了很大的变化,经过调查,我们发现,国内8位单片机设计工程师已经是供过于求,但是32位ARM工程师却存在严重的缺口,而且ARM工程师和8位单片机工程师之间的待遇也在逐渐拉大。根据智联招聘网2009年统计,嵌入式软件人才职位一直稳居职业需求前10名。根据ARM公司统计,嵌入式人才需求在以每年38%的速度增长,在这个增长里面,8位,16位的人才需求有所回落,32位高端嵌入式人才的需求增长非常突出。 　　尽管近几年一些高校根据人才市场需求变化,适当调整了教学计划,增加类似于“嵌入式系统”等课程,但仅仅是几门课程的改变难以扭转学生知识结构和操作技能与市场需求脱节现象,因为市场需求的是专业化和技能化人才,而不是以前“什么都会一点,什么都不精”的人才,所以必须从根本上对专业进行彻底改革,改变以前的教学模式。 　　通常认为掌握嵌入式技术“门槛” 较高,需要学生有着良好的基础和基本素质,但是高职院校可将嵌入式技术办成专业,通过对专业知识进行细分,重点突出操作技能,通过长达几年教学实践,完全可以做到把复杂的知识简单化,提高学生学习兴趣。目前国内有些高职院校已进行了探索,取得了一些成果。 　　2职业岗位和职业能力分析 　　一个专业设置存在必要性首先是依据市场上有无相对应的职业岗位,而不能走为招揽生源而闭门造车的路子。目前中国号称“世界工厂”,制造业发达,电子产品制造、玩具等工业全世界赫赫有名,客观上能为学生就业提供广阔的舞台。 　　设置“嵌入式系统”专业的职业主要是面向信息、电子电器类行业,如在计算机、通信、家电、汽车电子、玩具、医疗器械等行业从事嵌入式产品软硬件开发、系统调试、辅助设计等工作。同时可从事嵌入式产品应用软件升级工作;在电子产品厂家从事相关电子产品的生产、测试、辅助设计等工作;还可从事印制电路板(PCB)设计,微控制器应用开发、电子设备维护维修等工作。具体说就是[2]: 　　(1) 产品研发。智能化产品研发中嵌入式计算机设计工作。 　　(2) 与嵌入式产品相关的生产、制造部门从事生产管理、测试、检验工作。 　　(3) 嵌入式产品的销售、产品升级、维护、售后服务等工作。 　　(4) 可从事微控制器应用开发、电子设备维护维修、印制电路板(PCB)设计、通用计算机维修、计算机板卡维修等工作。 　　职业能力与职业岗位是相辅相成的,一定的职业岗位需要相应的职业能力,而具有一定职业能力的人才能胜任相应的职业岗位。作为未来的职业人,具有良好的专业技能是必不可少的,如嵌入式软件设计流程、PCB板制作、8位和32位系统基本原理等;还应具有良好的综合素质,如良好的沟通表达能力、职业道德、抗压能力和积极乐观的人生态度等。这些需要通过制定详细周全的人才培养方案及整个校园文化共同打造形成。 　　3课程设置分析 　　目前我国职业院校在进行学科建设、制定人才培养方案、设计课程体系时,往往不是从市场需求出发,而是先有结果再来拼凑过程,或者直接沿用普通高等教育的以“学科系统化”为设计思想的课程体系。这种操作模式很难适应高职教育发展和社会对人才需求的需要,北大青鸟推荐的一种专业建设思路,很有借鉴作用,如图1所示。 　　 　　课程体系是制定人才培养方案中最重要、关键

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