導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究方向，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：案例導(dǎo)向 計(jì)算機(jī)導(dǎo)論 教學(xué)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（c）-0166-01

《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科新生的首門(mén)必修專(zhuān)業(yè)課，也是學(xué)生學(xué)習(xí)其它計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的先導(dǎo)課。該課程擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)、全面地介紹計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的興趣和熱情，提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重任[1]。通過(guò)對(duì)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的所學(xué)內(nèi)容有了全局的、概貌性的認(rèn)識(shí)，為以后各門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)[2]。同時(shí)，該課程也是對(duì)新生的一次具體而詳盡的專(zhuān)業(yè)思想教育[3]。目前，《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程教學(xué)中存在著教學(xué)方法和教學(xué)手段落后等問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行改革和完善非常必要。

1 教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容

《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握基本的計(jì)算機(jī)操作技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，理解學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)主干課程的重要性，了解職業(yè)前景與職業(yè)要求，力求使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)及其后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有一個(gè)整體上的認(rèn)識(shí)，為今后在各自的專(zhuān)業(yè)中對(duì)計(jì)算機(jī)的使用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》是將計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用操作相結(jié)合的課程，其中教學(xué)內(nèi)容要緊密聯(lián)系教學(xué)目標(biāo)，重視對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求，將理論知識(shí)和實(shí)踐操作相結(jié)合。雖然其課程內(nèi)容涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)的各個(gè)方面，但重點(diǎn)描繪體系框架，奠定知識(shí)基礎(chǔ)，為今后的深入學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。具體來(lái)說(shuō)，該課程主要講述計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)表示方法等方面的內(nèi)容。

2 教學(xué)中存在的問(wèn)題

《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程涉及的知識(shí)面廣，且大部分是學(xué)生首次接觸到的內(nèi)容，教學(xué)中容易使學(xué)生感覺(jué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容抽象，過(guò)程枯燥，進(jìn)而影響其學(xué)習(xí)的積極性，以至達(dá)不到良好的教學(xué)效果。究其原因有以下幾點(diǎn)。

（1）傳統(tǒng)教學(xué)方式和理念缺乏創(chuàng)新。當(dāng)前的《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程教學(xué)以知識(shí)的傳授為主，學(xué)生往往只能被動(dòng)地接收教學(xué)信息。教學(xué)中沒(méi)有結(jié)合本課程的特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)手段的創(chuàng)新，同時(shí)也缺少對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。落后的教學(xué)方式和理念，不但無(wú)法實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，也會(huì)對(duì)今后其它計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)不利影響。

（2）沒(méi)有結(jié)合學(xué)生的不同起點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)?！队?jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程教授的對(duì)象是剛剛邁入大學(xué)校園的新生，由于進(jìn)入大學(xué)前所接受的教育環(huán)境不一樣，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)程度也參差不齊，如果仍然采取傳統(tǒng)的課堂講授方法，將很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

（3）教學(xué)中多媒體技術(shù)的應(yīng)用水平較低。當(dāng)前，多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)中被廣泛采用，通過(guò)對(duì)圖文聲像的綜合展示，提高了課堂教學(xué)的效率。但是我們也應(yīng)該看到，大部分多媒體課件采用PPT模版制作，內(nèi)容設(shè)計(jì)流于形式，交互性不佳，無(wú)法實(shí)現(xiàn)師生雙向的溝通，從而使得學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

（4）實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)脫節(jié)。某些地方將《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》實(shí)驗(yàn)課與《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》公共課實(shí)驗(yàn)歸為一類(lèi)，只練習(xí)基本的Windows和Office軟件操作，這和《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》的理論教學(xué)內(nèi)容存在嚴(yán)重脫節(jié)，使得學(xué)生所學(xué)的理論內(nèi)容無(wú)法得到有效的操作實(shí)踐。

3 案例導(dǎo)向的教學(xué)方法

在《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》的課堂教學(xué)中，傳統(tǒng)教學(xué)方法通常先提出概念，然后再對(duì)其進(jìn)行解釋說(shuō)明，無(wú)法對(duì)每個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入系統(tǒng)的講解，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度都難以把握，容易使計(jì)算機(jī)知識(shí)的介紹成為各自獨(dú)立、互不相關(guān)的內(nèi)容。要改變這種現(xiàn)狀，可以選擇采用案例導(dǎo)向的方法來(lái)組織教學(xué)。

案例導(dǎo)向的教學(xué)方法是指根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求，組織學(xué)生通過(guò)實(shí)際案例的分析、討論和操作實(shí)踐，指導(dǎo)學(xué)生綜合各方面知識(shí)來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的自主探究性學(xué)習(xí)方法。在《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》的課程中采用案例導(dǎo)向的教學(xué)方法，能夠產(chǎn)生良好的教學(xué)效果，具體有以下幾個(gè)方面。

（1）能培養(yǎng)學(xué)生采用創(chuàng)新思維解決問(wèn)題的能力。教師應(yīng)盡可能選擇與學(xué)生的學(xué)習(xí)生活關(guān)系密切的案例，例如通過(guò)組裝學(xué)生個(gè)人電腦的案例來(lái)讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，能夠加深學(xué)生對(duì)所學(xué)計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握。案例的討論分析不是要得到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案，恰恰相反，這里并沒(méi)有所謂的標(biāo)準(zhǔn)答案，學(xué)生可以從實(shí)際應(yīng)用的角度全面而熟練地掌握所學(xué)知識(shí)，進(jìn)一步提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（2）能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程的整體認(rèn)識(shí)度。通過(guò)將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的多種知識(shí)融合入案例，可以讓學(xué)生在進(jìn)入相關(guān)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)之前對(duì)整個(gè)教學(xué)體系有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，了解它們之間的關(guān)聯(lián)與作用，系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論，并將其貫穿于大學(xué)四年的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)當(dāng)中，從而真正實(shí)現(xiàn)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程的教學(xué)目標(biāo)。

（3）能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。在案例導(dǎo)向的教學(xué)方法中，教師是組織者，學(xué)生是參與者，課堂教學(xué)過(guò)程變成一項(xiàng)師生共同參與交互的有趣活動(dòng)。通過(guò)對(duì)案例的講解與分析，學(xué)生會(huì)自然而然地開(kāi)始自主的學(xué)習(xí)與探究。在交互式的教學(xué)活動(dòng)中所產(chǎn)生的強(qiáng)烈興趣能夠使學(xué)生比在采用傳統(tǒng)教學(xué)法的課堂上更加積極和認(rèn)真，從而提高教學(xué)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》是高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的先導(dǎo)必修課，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的興趣，提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力起到重要作用。針對(duì)當(dāng)前《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程教學(xué)中存在的教學(xué)方法及手段落后的問(wèn)題，采用案例導(dǎo)向的教學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行改革和完善，在實(shí)際教學(xué)中可以取得良好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫兆豪，黃文艷.“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”雙語(yǔ)教學(xué)的探討和改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2008（5）：11-13.

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【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)；應(yīng)用型人才；培養(yǎng)模式；問(wèn)題；改進(jìn)

計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式應(yīng)當(dāng)突出人才培養(yǎng)的應(yīng)用型、技術(shù)型、創(chuàng)新型特色，強(qiáng)調(diào)采用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)平臺(tái)和先進(jìn)的教學(xué)手段，培養(yǎng)具備優(yōu)秀的職業(yè)素質(zhì)、扎實(shí)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)、良好的計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力、交流與組織協(xié)調(diào)能力、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)參與能力和創(chuàng)新能力的計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型技術(shù)人才。然而，在計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)人才培養(yǎng)模式中，不同程度地存在一些問(wèn)題，需要研究改進(jìn)。

一、應(yīng)用型計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)人才培養(yǎng)模式存在問(wèn)題

（一）課程體系與社會(huì)現(xiàn)實(shí)脫節(jié)。傳統(tǒng)教育模式過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)傳承的系統(tǒng)與完整，而忽視實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這樣的人才培養(yǎng)模式與社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求產(chǎn)生嚴(yán)重脫節(jié)。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，以學(xué)科為本位的學(xué)術(shù)化課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)形式更是難以適應(yīng)本科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。作為高等學(xué)校的計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)模式也應(yīng)該不斷進(jìn)行改革修訂，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)多樣性人才的需求。既要重視理論知識(shí)教學(xué)，更要突出實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)；突出基礎(chǔ)理論教學(xué)的應(yīng)用部分，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力；專(zhuān)業(yè)核心課程強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)性，努力拓寬學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)；專(zhuān)業(yè)方向課程，按學(xué)科方向劃分模塊，結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)人才的需求，加大實(shí)踐實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)比例，強(qiáng)化動(dòng)手能力、應(yīng)用能力。

（二）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)弱化。現(xiàn)行教學(xué)模式是重視系統(tǒng)理論知識(shí)的講授，而輕視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)；強(qiáng)調(diào)對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)教學(xué)，對(duì)應(yīng)用性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程重視不足。因此，開(kāi)展應(yīng)用型人才培養(yǎng)，必須在學(xué)生的教育教學(xué)模式上進(jìn)行改革，要根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)研究教育教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的主體意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生成才。結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)人才的需求，加大實(shí)踐實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)比例，強(qiáng)化動(dòng)手能力、應(yīng)用能力。改變以系統(tǒng)知識(shí)傳授為核心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，研究參與式、啟發(fā)式、討論式等教學(xué)互動(dòng)型模式，探討案例教學(xué)法、實(shí)地考察法、項(xiàng)目訓(xùn)練法和雙語(yǔ)教學(xué)法等教學(xué)模式。

（三）學(xué)生應(yīng)用能力不強(qiáng)。造成計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)人才緊缺與高校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)就業(yè)率下滑的矛盾，主要原因是當(dāng)前高等院校在人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位上缺乏清晰定位，人才培養(yǎng)模式落后于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。培養(yǎng)的人才在知識(shí)基礎(chǔ)、能力水平和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求上基本相同，趨向于理論型。研究型人才培養(yǎng)；在人才培養(yǎng)規(guī)格、層次和類(lèi)型上區(qū)分度不高，缺乏特色；各種層次的大學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)差別很小，致使全國(guó)同一專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)基本相同，從而導(dǎo)致人才培養(yǎng)在整體結(jié)構(gòu)上“千校一面”。上述情況在計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)人才培養(yǎng)方面表現(xiàn)為：重點(diǎn)高校、普通高校，高職類(lèi)人才培養(yǎng)模式大同小異，重視理論教學(xué)，忽視實(shí)踐應(yīng)用，難以滿(mǎn)足國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

二、改進(jìn)應(yīng)用型計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)人才培養(yǎng)的建議

應(yīng)用性人才的培養(yǎng)主要是根據(jù)社會(huì)對(duì)人才的需求，調(diào)整人才培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)模式。加強(qiáng)學(xué)校和IT企業(yè)之間的交流與合作，開(kāi)展以應(yīng)用性為特色的課程、教材、基地等方面的校企合作建設(shè)，保證人才培養(yǎng)的先進(jìn)性。如何實(shí)現(xiàn)企業(yè)實(shí)習(xí)和專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)各環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，如何加強(qiáng)應(yīng)用型師資隊(duì)伍的建設(shè)，是核心問(wèn)題。

（一）建立應(yīng)用型人才培養(yǎng)課程體系。大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程體系中，整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程可以分為三個(gè)部分：通識(shí)課程教育、專(zhuān)業(yè)課程教育、專(zhuān)業(yè)技能教育。通用課程是指通識(shí)教育課程，主要由一些素質(zhì)類(lèi)課程和工具類(lèi)課程組成，重點(diǎn)是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用人才應(yīng)該具備的基本素質(zhì)和基本能力。專(zhuān)業(yè)教育課程又稱(chēng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，主要是由專(zhuān)業(yè)原理性知識(shí)構(gòu)成的課程。其中包含軟件基礎(chǔ)課程群、硬件基礎(chǔ)課程群、理論基礎(chǔ)課程群、智能基礎(chǔ)課程群等。專(zhuān)業(yè)技能教育是學(xué)生必須掌握的本專(zhuān)業(yè)社會(huì)所需要的技能、技術(shù)等應(yīng)用能力?？梢愿鶕?jù)社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)人才的不同需求設(shè)置不同專(zhuān)業(yè)方向，滿(mǎn)足學(xué)生的不同需求，學(xué)生選修課程時(shí)可以跨專(zhuān)業(yè)方向?qū)W習(xí)自己感興趣的課程。這樣新的人才培養(yǎng)課程體系，兼顧計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)課程的完整知識(shí)架構(gòu)，也充分考慮了社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)人才的需求。

（二）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的研究與落實(shí)。根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，每一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程要設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。針對(duì)課程模塊群，設(shè)置復(fù)雜的綜合性設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用多門(mén)課程的知識(shí)來(lái)完成。專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)能夠使學(xué)生直接接觸專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在真實(shí)的工作環(huán)境中綜合而創(chuàng)造性地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能來(lái)完成具體的工作任務(wù)。改革畢業(yè)實(shí)習(xí)和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的要求，增加學(xué)生掌握的知識(shí)與IT企業(yè)對(duì)人才需求的銜接，全面加強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)技能的實(shí)踐能力。

（三）加強(qiáng)應(yīng)用型教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)。通過(guò)校企合作培養(yǎng)，了解企業(yè)對(duì)應(yīng)用型人才的需求，探索學(xué)校培養(yǎng)人才和企業(yè)使用人才的無(wú)縫對(duì)接方式。加強(qiáng)學(xué)校和IT企業(yè)之間的交流與合作、開(kāi)展以應(yīng)用型為特色的專(zhuān)業(yè)、課程、教材、基地等方面的建設(shè)研究；切換教師的雙重角色，建立雙師制――通過(guò)教師進(jìn)IT企業(yè)鍛煉、聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員作為兼職教師等方式，保持人才培養(yǎng)的靈活性；突出教師對(duì)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力的掌握，把理論、技術(shù)及應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)社會(huì)最緊需的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：計(jì)算科學(xué) 計(jì)算機(jī)科研 計(jì)算工具

理論研究科學(xué)既有深厚的科學(xué)意義，又具備豐富的應(yīng)用功能，是最基本的計(jì)算機(jī)科學(xué)的組成部分，在國(guó)際上一直很受重視，但在國(guó)內(nèi)卻是大家不太了解的領(lǐng)域。

據(jù)了解，從1998年成立至今，微軟亞洲研究院已經(jīng)確立了五大研究方向，涵蓋多媒體、數(shù)字娛樂(lè)、用戶(hù)界面、無(wú)線及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)搜索與挖掘等領(lǐng)域。本次成立的理論研究組將與原有的五個(gè)研究組平行運(yùn)作，為他們提供理論方面的支持，幫助他們進(jìn)一步拓展研究的深度和廣度。

首先，先談?wù)勱P(guān)于計(jì)算科學(xué)與計(jì)算機(jī)發(fā)展。

第一，計(jì)算的本質(zhì)以及遠(yuǎn)古的計(jì)算工具。抽象地說(shuō), 所謂計(jì)算, 就是從一個(gè)符號(hào)串f變換成另一個(gè)符號(hào)串g。比如說(shuō)，從符號(hào)串12+3變換成15就是一個(gè)加法計(jì)算。如果符號(hào)串f是x2，而符號(hào)串g是2x，從f到g的計(jì)算就是微分。定理證明也是如此,令f表示一組公理和推導(dǎo)規(guī)則,令g是一個(gè)定理, 那么從f到g的一系列變換就是定理g的證明。從這個(gè)角度看,文字翻譯也是計(jì)算,如f代表一個(gè)英文句子, 而g為含意相同的中文句子, 那么從f到g就是把英文翻譯成中文。這些變換間有什么共同點(diǎn)？為什么把它們都叫做計(jì)算？因?yàn)樗鼈兌际菑募褐?hào)(串) 開(kāi)始, 一步一步地改變符號(hào)(串) , 經(jīng)過(guò)有限步驟, 最后得到一個(gè)滿(mǎn)足預(yù)先規(guī)定的符號(hào)(串) 的變換過(guò)程。

從類(lèi)型上講, 計(jì)算主要有兩大類(lèi):：數(shù)值計(jì)算和符號(hào)推導(dǎo)。隨著數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展, 還可能出現(xiàn)新的計(jì)算類(lèi)型。早在公元前5世紀(jì),中國(guó)人已開(kāi)始用算籌作為計(jì)算工具,并在公元前3世紀(jì)得到普遍的采用,一直沿用了二千年。同時(shí)還把算法口訣化,從而加快了計(jì)算速度。

第二，近代計(jì)算系統(tǒng)與電動(dòng)計(jì)算機(jī)和電子計(jì)算機(jī)。近代的科學(xué)發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算工具的發(fā)展:在1614年,對(duì)數(shù)被發(fā)明以后,乘除運(yùn)算可以化為加減運(yùn)算,對(duì)數(shù)計(jì)算尺便是依據(jù)這一特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)。1620年,岡特最先利用對(duì)數(shù)計(jì)算尺來(lái)計(jì)算乘除。1850年,曼南在計(jì)算尺上裝上光標(biāo),因此而受到當(dāng)時(shí)科學(xué)工作者,特別是工程技術(shù)人員廣泛采用。機(jī)械式計(jì)算器是與計(jì)算尺同時(shí)出現(xiàn)的,是計(jì)算工具上的一大發(fā)明。帕斯卡于1642年發(fā)明了帕斯卡加法器。在1671年,萊布尼茨發(fā)明了一種能作四則運(yùn)算的手搖計(jì)算器,是長(zhǎng)1米的大盒子。自此以后,經(jīng)過(guò)人們?cè)谶@方面多年的研究,特別是經(jīng)過(guò)托馬斯、奧德內(nèi)爾等人的改良后,出現(xiàn)了多種多樣的手搖計(jì)算器, 并風(fēng)行全世界。

20世紀(jì)初,電子管的出現(xiàn),使計(jì)算器的改革有了新的發(fā)展,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)和有關(guān)單位在1946年制成了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展,使人類(lèi)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。它是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一,也當(dāng)之無(wú)愧地被認(rèn)為是迄今為止由科學(xué)和技術(shù)所創(chuàng)造的最具影響力的現(xiàn)代工具。

第三，摩爾定律與計(jì)算的極限。人類(lèi)是否可以將電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度永無(wú)止境地提升?傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高有沒(méi)有極限?對(duì)此問(wèn)題,學(xué)者們?cè)谶M(jìn)行嚴(yán)密論證后給出了否定的答案。如果電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力無(wú)限提高,最終地球上所有的能量將轉(zhuǎn)換為計(jì)算的結(jié)果――造成熵的降低,這種向低熵方向無(wú)限發(fā)展的運(yùn)動(dòng)被哲學(xué)界認(rèn)為是禁止的, 因此, 傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)為代表的理論科學(xué)家認(rèn)為到21世紀(jì)30年代,芯片內(nèi)導(dǎo)線的寬度將窄到納米尺度(1納米=10-9米), 此時(shí),導(dǎo)線內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子將不再遵循經(jīng)典物理規(guī)律――牛頓力學(xué)沿導(dǎo)線運(yùn)行,而是按照量子力學(xué)的規(guī)律表現(xiàn)出奇特的“電子亂竄”的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致芯片無(wú)法正常工作;同樣,芯片中晶體管的體積小到一定臨界尺寸(約5納米)后,晶體管也將受到量子效應(yīng)干擾而呈現(xiàn)出奇特的反常效應(yīng)。所有的美妙都是彼此聯(lián)系和有意義的

第四，量子計(jì)算系統(tǒng)。量子計(jì)算最初思想的提出可以追溯到20世紀(jì)80年代。物理學(xué)家費(fèi)曼RichardP.Feynman曾試圖用傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)模擬量子力學(xué)對(duì)象的行為。他遇到一個(gè)問(wèn)題:量子力學(xué)系統(tǒng)的行為通常是難以理解同時(shí)也是難以求解的。以光的干涉現(xiàn)象為例,在干涉過(guò)程中,相互作用的光子每增加一個(gè),有可能發(fā)生的情況就會(huì)多出一倍,也就是問(wèn)題的規(guī)模呈指數(shù)級(jí)增加。模擬這樣的實(shí)驗(yàn)所需的計(jì)算量實(shí)在太大了,不過(guò),在費(fèi)曼眼里,這卻恰恰提供一個(gè)契機(jī)。因此,只要在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中,允許它在真實(shí)的量子力學(xué)對(duì)象上完成實(shí)驗(yàn),并把實(shí)驗(yàn)結(jié)果整合到計(jì)算中去,就可以獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。

量子計(jì)算的出現(xiàn),則徹底打破了這種認(rèn)識(shí)與創(chuàng)新規(guī)律。它建立在對(duì)量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)的在現(xiàn)實(shí)世界的不可計(jì)算性。試圖利用一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)代替一系列復(fù)雜的大量運(yùn)算。電子計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),大大加強(qiáng)了人類(lèi)整體的科研能力,那么,量子計(jì)算系統(tǒng)的產(chǎn)生,會(huì)給人類(lèi)整體帶來(lái)更加強(qiáng)大的科研能力和思考能力。不僅如此, 量子計(jì)算系統(tǒng)會(huì)更加深刻的揭示計(jì)算的本質(zhì), 把人類(lèi)對(duì)計(jì)算本質(zhì)的認(rèn)識(shí)從牛頓世界中擴(kuò)充到量子世界中。

再次，關(guān)于理論計(jì)算機(jī)科學(xué)研究提速

據(jù)了解，從1998年成立至今，微軟亞洲研究院已經(jīng)確立了五大研究方向，涵蓋多媒體、數(shù)字娛樂(lè)、用戶(hù)界面、無(wú)線及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)搜索與挖掘等領(lǐng)域。本次成立的理論研究組將與原有的五個(gè)研究組平行運(yùn)作，為他們提供理論方面的支持，幫助他們進(jìn)一步拓展研究的深度和廣度。

第一，理論研究科學(xué)深厚的科學(xué)意義和具備豐富的應(yīng)用功能。理論研究科學(xué)既有深厚的科學(xué)意義，又具備豐富的應(yīng)用功能，是最基本的計(jì)算機(jī)科學(xué)的組成部分，在國(guó)際上一直很受重視，但在國(guó)內(nèi)卻是大家不太了解的領(lǐng)域。直到2004年,計(jì)算機(jī)理論學(xué)界大師姚期智從任教多年的普林斯頓大學(xué)回歸清華大學(xué)時(shí)，才算剛剛起步。

微軟亞洲研究院院長(zhǎng)沈向洋認(rèn)為，理論研究組的意義在于，從科研角度來(lái)講，理論相當(dāng)于底層的基礎(chǔ)支撐，豐富的、有深度的、堅(jiān)實(shí)的理論資源將使基礎(chǔ)研發(fā)走得更快更遠(yuǎn)。他表示，對(duì)于微軟亞洲研究院來(lái)說(shuō)，促進(jìn)地區(qū)整體科研實(shí)力的提高是其使命之一。理論研究組的成立，除了為研究院其他組的研究以及微軟產(chǎn)品的研發(fā)做好堅(jiān)實(shí)的理論儲(chǔ)備，進(jìn)一步促進(jìn)研究院的發(fā)展和創(chuàng)新外，還希望能和清華大學(xué)等科研院所一道促進(jìn)理論計(jì)算機(jī)科學(xué)在中國(guó)的研究與發(fā)展。

第二，理論計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)。理論計(jì)算機(jī)科學(xué)怎樣才能夠做出一些突破性的研究，讓中國(guó)信息科學(xué)的研究更上一層樓，姚期智院士舉了兩個(gè)例子：

其一點(diǎn)，有些問(wèn)題是效率問(wèn)題，譬如互聯(lián)網(wǎng)的搜索就能得益于理論計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)是一個(gè)很大的圖形，在這個(gè)圖形里面所做的事情，基本上是理論計(jì)算機(jī)科學(xué)里面所包含的問(wèn)題，如果能在算法上進(jìn)行改進(jìn)的話，就能在科學(xué)、時(shí)間、商業(yè)上取得非常大的效果，從而發(fā)揮強(qiáng)大的效益。

另一點(diǎn)，有些問(wèn)題，不單是效率問(wèn)題，而是能不能夠做到的問(wèn)題。譬如安全，在過(guò)去30年的研究里，大家公認(rèn)的在信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全方面，沒(méi)有一個(gè)好的理論框架和基礎(chǔ)，不可能做到絕對(duì)安全，完全避免黑客的攻擊。因此，必須在理論發(fā)展的基礎(chǔ)上去保證各種信息的安全。

未來(lái)可能會(huì)從兩個(gè)方面解決摩爾定律的極限問(wèn)題：一方面是計(jì)算機(jī)的硬件，譬如說(shuō)量子計(jì)算機(jī)；另一方面是計(jì)算機(jī)的軟件。

綜上所述，如果觀察歷史,會(huì)發(fā)現(xiàn)人類(lèi)文明不斷增多的“發(fā)現(xiàn)”已經(jīng)構(gòu)成了我們理解世界的“公理”,人們的公理系統(tǒng)在不斷的增大,隨著該系統(tǒng)的不斷增大,人們認(rèn)清并解決了許多問(wèn)題。人類(lèi)的認(rèn)識(shí)模式似乎符合下面的規(guī)律：“計(jì)算工具不斷發(fā)展-整體思維能力的不斷增強(qiáng)-公理系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大-舊的神諭被解決-新的神諭不斷產(chǎn)生”不斷循環(huán)。

無(wú)論量子計(jì)算的本質(zhì)是否被發(fā)現(xiàn),也不會(huì)妨礙量子計(jì)算時(shí)代的到來(lái)。量子計(jì)算是計(jì)算科學(xué)本身的一次新的革命,也許許多困擾人類(lèi)的問(wèn)題,將會(huì)隨著量子計(jì)算機(jī)工具的發(fā)展而得到解決,它將“計(jì)算科學(xué)”從牛頓時(shí)代引向量子時(shí)代,并會(huì)給人類(lèi)文明帶來(lái)更加深刻的影響。如果我們用最好的方法，寫(xiě)的軟件程序能夠比現(xiàn)在更有效率的話，計(jì)算能力本身就會(huì)幫我們做許多現(xiàn)在無(wú)法做到的事情。

參考文獻(xiàn)：

[1]M.A.NielsenandI.L.Chuang,QuantumComputation and Quantum Information[M].Cambridge University Press.

篇4

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué)；應(yīng)用；領(lǐng)域分析

中圖分類(lèi)號(hào)：G623文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

伴隨計(jì)算機(jī)科學(xué)的快速發(fā)展，其廣泛應(yīng)用于較多行業(yè)領(lǐng)域，生產(chǎn)制造以及科學(xué)研究整體水平逐步變成反映國(guó)家科技含量的重要標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)科學(xué)不但有效提升了社會(huì)生產(chǎn)效率以及工作質(zhì)量，同時(shí)全面推進(jìn)我國(guó)向著發(fā)達(dá)強(qiáng)大的方向進(jìn)一步發(fā)展?；谄溆绊懙轿覈?guó)的快速發(fā)展計(jì)劃，為此對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的現(xiàn)代化應(yīng)用研究尤為必要。主要目標(biāo)在于可明確該項(xiàng)技術(shù)在社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮的作用，進(jìn)而科學(xué)應(yīng)用于未來(lái)研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，最終可令人們明確其發(fā)展現(xiàn)狀并深化研究，推進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與提升。當(dāng)前，社會(huì)已經(jīng)邁入了高速發(fā)展時(shí)期，人們?cè)谧⒅刭|(zhì)量的基礎(chǔ)上也在追求提升生產(chǎn)效率。毋庸置疑，計(jì)算機(jī)科學(xué)在較多行業(yè)承擔(dān)重要角色，其現(xiàn)代化應(yīng)用研究持續(xù)推進(jìn)各行業(yè)發(fā)展迎來(lái)了春天。然而基于我國(guó)國(guó)情決定，仍舊處在初級(jí)發(fā)展時(shí)期，計(jì)算機(jī)科學(xué)為一類(lèi)高端新型的手段，因而在我國(guó)發(fā)展階段中包含一定缺陷，并會(huì)受到阻礙影響。該類(lèi)問(wèn)題對(duì)我國(guó)現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)發(fā)展形成抑制作用，因此需要我們有效應(yīng)對(duì)處理。

一、計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)狀

受到特殊的歷史因素影響，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和科技起步較晚，西方國(guó)家經(jīng)過(guò)工業(yè)革命，進(jìn)入到工業(yè)時(shí)期，我國(guó)還處于自然經(jīng)濟(jì)階段，而西方國(guó)家通過(guò)科技革命進(jìn)入信息時(shí)代，我國(guó)才發(fā)展自己的工業(yè)，因此現(xiàn)在我國(guó)使用的計(jì)算機(jī)設(shè)備和技術(shù)，基本都是國(guó)外的公司開(kāi)發(fā)的，近些年隨著國(guó)家的重視，出臺(tái)了一些優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)和扶持我國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)的使用，可以在很大程度上提高工作的效率，對(duì)于企業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，具有非常重要的作用，對(duì)于個(gè)人用戶(hù)來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)可以極大的豐富人們的業(yè)余生活，近些年互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，據(jù)最新的統(tǒng)計(jì)調(diào)查表明，我國(guó)的網(wǎng)民數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了6億，從中可以看出，我國(guó)計(jì)算機(jī)用戶(hù)的數(shù)量非常多。為了更好的使用計(jì)算機(jī)科學(xué)，很多企業(yè)都進(jìn)行了相應(yīng)的改革，一些企業(yè)甚至提出了無(wú)紙化辦公的理念，很多人相信，在不久的將來(lái)，這個(gè)理念就可以實(shí)現(xiàn)，但是通過(guò)實(shí)際的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于我國(guó)使用計(jì)算機(jī)的時(shí)間較短，對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究較少，在使用過(guò)程中依然存在一些問(wèn)題，影響了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用效果。

二、計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用包含的問(wèn)題

當(dāng)前，我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)現(xiàn)代化應(yīng)用探究階段中存在的問(wèn)題主要包含下述幾個(gè)方面。首先較多應(yīng)用計(jì)算機(jī)的單位沒(méi)能真正明確合理的應(yīng)用措施，包含漏用、亂用問(wèn)題。例如工作人員基于對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用管理手段掌握的不牢固、不熟練，令較多控制設(shè)施以及計(jì)算機(jī)內(nèi)部程序受到了不良損壞。另外，還欠缺相應(yīng)的法律管理以及文明監(jiān)督工作條例，形成了較多機(jī)密信息被不良盜用的問(wèn)題，令社會(huì)危害大大增加。例如，黑客應(yīng)用計(jì)算機(jī)病毒入侵商業(yè)電腦之中，進(jìn)而對(duì)社會(huì)穩(wěn)定性形成了破壞影響。計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展引起了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展革命，同時(shí)也為不法分子創(chuàng)造了可乘之機(jī)。例如一些網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通訊工具被不法分子利用，令受騙上當(dāng)?shù)陌咐龑乙?jiàn)不鮮，大眾財(cái)富安全不良受損。當(dāng)前仍舊沒(méi)能創(chuàng)建形成行業(yè)的科學(xué)發(fā)展系統(tǒng)，而是顯現(xiàn)出較為混亂的應(yīng)用探究格局。例如當(dāng)前我國(guó)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)研究類(lèi)別多樣，同時(shí)應(yīng)用探究市場(chǎng)極為龐大，構(gòu)成了各自單獨(dú)的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展態(tài)勢(shì)，很明顯該現(xiàn)象對(duì)行業(yè)統(tǒng)一發(fā)展極為不利，無(wú)法構(gòu)成優(yōu)質(zhì)的發(fā)展建設(shè)環(huán)境。

三、提高計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用效果的措施

（1）、使用先進(jìn)的軟件

從前面的分析可以看出，使用軟件的情況，可以在很大程度上影響計(jì)算機(jī)應(yīng)用的效果，尤其是隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的增加，在不同的領(lǐng)域中，所采用的軟件具有很大的差異，在這種背景下，采用具有相應(yīng)功能的先進(jìn)軟件，可以極大的提高應(yīng)用的效果，如在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)中，采用一些CAD等設(shè)計(jì)軟件，就可以在計(jì)算機(jī)中操作，與傳統(tǒng)的紙質(zhì)畫(huà)圖相比，設(shè)計(jì)的效率要提高很多。通過(guò)實(shí)際的調(diào)查可以知道，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，每個(gè)軟件公司都會(huì)針對(duì)性的推出一些軟件，不同軟件都具有自身的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，采用不同的軟件，應(yīng)用的效果也具有一定的差異，但是一些先進(jìn)的軟件，需要付費(fèi)購(gòu)買(mǎi)后才能使用，因此很多企業(yè)出于成本上的考慮，會(huì)選擇一些功能較少的免費(fèi)軟件，在很大程度上影響了應(yīng)用的效果。

（2）、提高操作人員的素質(zhì)

影響計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用效果的因素主要有兩個(gè)，分別是計(jì)算機(jī)自身的性能，以及操作人員的素質(zhì)，如果操作人員能夠具有足夠的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，必然能夠提高應(yīng)用的效果，但是通過(guò)實(shí)際的調(diào)查可以知道，受到我國(guó)教育水平的限制，操作人員自身的水平較低，尤其是一些傳統(tǒng)的企業(yè)，人員沒(méi)有受到最新的教育，無(wú)法正常的操作計(jì)算機(jī)。要想很好的解決這個(gè)問(wèn)題，在招聘新的員工時(shí)，應(yīng)該提高相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于一些老員工，可以采取定期培訓(xùn)的方式，通過(guò)系統(tǒng)的組織員工學(xué)習(xí)，來(lái)提高其自身的素質(zhì)，在實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)該聘請(qǐng)一些具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的老員工來(lái)講解，在講解理論知識(shí)的同時(shí)，可以拿出一些實(shí)際的軟件，演示工作中如何操作軟件，這樣才能夠最大程度上提高計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用的效果。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，在計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用過(guò)程中，人們的生活發(fā)生著天翻地覆的改變。而我國(guó)受到特殊的歷史因素影響，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的時(shí)間較短，計(jì)算機(jī)科學(xué)的水平較低。為推進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)的全面發(fā)展，我們只有針對(duì)其應(yīng)用狀況、現(xiàn)實(shí)特征，制定科學(xué)有效的實(shí)踐工作策略，明確未來(lái)發(fā)展研究方向。要想提高我國(guó)自身的計(jì)算機(jī)研究水平，必須對(duì)其應(yīng)用的領(lǐng)域和應(yīng)用效果進(jìn)行分析，隨著近年來(lái)計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，根據(jù)不同領(lǐng)域的需要，人們針對(duì)性的開(kāi)發(fā)了具有相應(yīng)功能的軟件，如果操作人員能夠具有足夠的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，同時(shí)采用性能先進(jìn)的軟件，就可以極大的提高應(yīng)用的效果。

參考文獻(xiàn)

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篇5

一、信息技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的目前現(xiàn)狀

信息技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)基礎(chǔ)，各門(mén)課程的綜合型實(shí)驗(yàn)數(shù)量不多，單門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)相對(duì)獨(dú)立，學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)面相對(duì)狹窄。通常包括硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等幾個(gè)方面。目前，高校中“軟件的學(xué)生不懂硬件，硬件的學(xué)生對(duì)軟件不屑”這一現(xiàn)象特別突出。打破常規(guī)的實(shí)踐教學(xué)理念，將相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐課程進(jìn)行協(xié)同教學(xué)改革，多方共同參與同一個(gè)綜合實(shí)踐項(xiàng)目。為了進(jìn)行信息技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)綜合改革，我們對(duì)信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)各實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了相關(guān)性分析，這種綜合教學(xué)改革是非常可行的。如表1。

二、多專(zhuān)業(yè)協(xié)同實(shí)踐教學(xué)改革的內(nèi)容

多專(zhuān)業(yè)協(xié)同實(shí)踐教學(xué)改革以信息技術(shù)最新發(fā)展方向?yàn)榍腥朦c(diǎn)。目前，嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、3D打印技術(shù)、機(jī)器人等相關(guān)課程，都涉及硬件、軟件及系統(tǒng)，相關(guān)項(xiàng)目也是非常多，這些課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容也非常豐富，適合引入到實(shí)踐教學(xué)中。如圖1，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目中，硬件層中包含主板電路板設(shè)計(jì)，嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器（SDRAM、Flash等）選擇，接口芯片的選擇，CPLD/FPGA設(shè)計(jì)等，就構(gòu)成了一個(gè)嵌入式核心控制模塊。在這部分的設(shè)計(jì)中，與電子信息工程和自動(dòng)化控制專(zhuān)業(yè)的一些課程相關(guān)，比如：電路設(shè)計(jì)與仿真、單片機(jī)與接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、CPLD/FPGA設(shè)計(jì)、硬件測(cè)試技術(shù)等。硬件層與軟件層之間為中間層，也稱(chēng)為硬件抽象層，它將系統(tǒng)上層軟件與底層硬件分離開(kāi)來(lái)，使系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)程序與硬件無(wú)關(guān)。該層一般包含相關(guān)底層硬件的初始化、數(shù)據(jù)的輸入/輸出操作和硬件設(shè)備的配置功能。系統(tǒng)軟件層由實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、圖形用戶(hù)接口、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成。這部分內(nèi)容主要包括：BootLoader的移植、操作系統(tǒng)的選擇與裁剪等，這部分與自動(dòng)控制底層設(shè)計(jì)有很大的關(guān)系，對(duì)于硬件知識(shí)需要一定的了解。同時(shí)，也與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和軟件專(zhuān)業(yè)的課程相關(guān)，比如：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編程語(yǔ)言等。應(yīng)用軟件層設(shè)計(jì)部分，主要是基于嵌入式硬件系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)之上開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序。相關(guān)的應(yīng)用軟件一般包括管理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、圖形界面、游戲、網(wǎng)絡(luò)程序等。這部分項(xiàng)目設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、自動(dòng)控制等專(zhuān)業(yè)相關(guān)，相關(guān)的課程有：軟件工程、算法分析與設(shè)計(jì)、軟件測(cè)試技術(shù)、語(yǔ)言開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。

三、結(jié)束語(yǔ)

高校是培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的綜合平臺(tái)，結(jié)合課程體系改革、實(shí)踐基地創(chuàng)建等工作促進(jìn)信息技術(shù)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)改革是高校教學(xué)改革的一個(gè)重要組成部分。通過(guò)信息技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)協(xié)同實(shí)踐教學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的對(duì)信息技術(shù)軟件、硬件及系統(tǒng)的項(xiàng)目整體意識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)助精神，有利于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)級(jí)項(xiàng)目研發(fā)能力。

作者:王振華 洪泓 張玉清 單位:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)

參考文獻(xiàn)：

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篇6

關(guān)鍵詞計(jì)算機(jī)；科學(xué)與技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1674-6708（2016）159-0085-03

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)前社會(huì)各界高度關(guān)注的內(nèi)容，不僅許多盈利性企事業(yè)單位對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的關(guān)注度較高，一些社會(huì)團(tuán)體也迫切需要通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)行發(fā)展環(huán)境的改良，因此，很多社會(huì)團(tuán)隊(duì)都加強(qiáng)了對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的關(guān)注。

1分析計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的重要意義

電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)很大程度上改變了20世紀(jì)40年代以來(lái)的人類(lèi)生活狀態(tài)，早在計(jì)算機(jī)技術(shù)誕生之初，人類(lèi)就已經(jīng)進(jìn)入了信息化時(shí)代。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛存在與人類(lèi)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，能夠使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)原有的工作形態(tài)進(jìn)行替代，就能夠很大程度上提升計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用水平[1]。在當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展完善的時(shí)代背景下，計(jì)算機(jī)技術(shù)下一步該如何發(fā)展是社會(huì)各界高度關(guān)注的問(wèn)題?？偟膩?lái)看，計(jì)算機(jī)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)必須同人類(lèi)的發(fā)展需要相適應(yīng)，既要保證計(jì)算機(jī)的服務(wù)性能逐步提高，也要保證計(jì)算機(jī)的使用便捷程度越來(lái)于強(qiáng)，還要使計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠在更加廣闊的范圍內(nèi)對(duì)人類(lèi)生活形成積極影響，因此，在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展速度較快的情況下，對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究，是提升計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展質(zhì)量的重要工作。

2當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)很大程度上提高了社會(huì)發(fā)展質(zhì)量

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)社會(huì)的很多領(lǐng)域使用計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行了工作方式的改良，并取得了良好的效果[2]。目前，電子計(jì)算機(jī)是我國(guó)公民生活的必備物品，不僅在具備盈利性質(zhì)的工作領(lǐng)域需要進(jìn)行計(jì)算機(jī)的操作，在生活休閑領(lǐng)域也很大程度上需要依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行生活水平的提升。因此，將計(jì)算機(jī)技術(shù)更好的應(yīng)用于生活的各個(gè)領(lǐng)域，可以使人們的生活質(zhì)量得到較大的提高。另外，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得很多工作環(huán)境得到了改變，僅僅在計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高方面，許多公司大量資料的管理效率和管理質(zhì)量就得到了較大程度的增強(qiáng)。另外，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也使得我國(guó)社會(huì)的精神娛樂(lè)活動(dòng)得到了較大程度的改良，目前，電子游戲已經(jīng)廣泛的存在于人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，并很大程度上改善著人們的精神娛樂(lè)生活。在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，社會(huì)各界對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的改良獲得了較大程度的認(rèn)同，人們?cè)谟?jì)算機(jī)的影響下轉(zhuǎn)變了生活的方式，使得社會(huì)的精神文明等級(jí)不斷的得到發(fā)展完善。另外，計(jì)算機(jī)技術(shù)在人性化建設(shè)方面處于較高的等級(jí)，很多新興技術(shù)不僅對(duì)一些社會(huì)事業(yè)進(jìn)行了工作效率的改良，也從人類(lèi)生活習(xí)慣的角度出發(fā)，對(duì)提升人類(lèi)生活質(zhì)量的機(jī)制進(jìn)行了構(gòu)建，使得當(dāng)前社會(huì)的人們更加喜愛(ài)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行生活水平的提升。計(jì)算機(jī)設(shè)備的整體體積較小，在運(yùn)行的過(guò)程中也具有較為便捷的特點(diǎn)，因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)在提升人們生活便捷性的同時(shí)，不會(huì)為人們的生活帶來(lái)較大的負(fù)擔(dān)。計(jì)算機(jī)技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)處于較快的發(fā)展階段，早在70年前，計(jì)算機(jī)就已經(jīng)誕生，最初的計(jì)算機(jī)設(shè)備尚且需要通過(guò)電子管技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)性運(yùn)作，但是，在短短幾十年的發(fā)展過(guò)程中，計(jì)算機(jī)設(shè)備不僅很大程度上縮小的體積，也使得計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率得到了較大程度的提高，計(jì)算機(jī)的功能也更加豐富多樣，因此，在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)較為成熟的背景下，計(jì)算機(jī)設(shè)備在我國(guó)社會(huì)發(fā)揮了較為重要的積極影響。

2.2計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展引發(fā)了一些社會(huì)問(wèn)題

雖然計(jì)算機(jī)技術(shù)是20世紀(jì)人類(lèi)的一項(xiàng)偉大發(fā)明，但是，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展還是對(duì)人類(lèi)社會(huì)構(gòu)成了一定的負(fù)面影響。計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)的安全性問(wèn)題就是計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要負(fù)面影響之一[3]。例如，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)病毒的出現(xiàn)使得很多計(jì)算機(jī)設(shè)備遭受了嚴(yán)重的威脅，而一些對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)形成依賴(lài)的產(chǎn)業(yè)，一旦受到計(jì)算機(jī)病毒的威脅，將很容易出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量受損，進(jìn)而導(dǎo)致很多社會(huì)事務(wù)不能按照既定的方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。另外，計(jì)算機(jī)技術(shù)具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，一旦技術(shù)當(dāng)中的某一細(xì)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，將會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)將問(wèn)題進(jìn)行擴(kuò)展，使更多的計(jì)算機(jī)設(shè)備受到不良影響，因此，計(jì)算機(jī)設(shè)備在技術(shù)層面的漏洞存在較大的脆弱性，如果遭到網(wǎng)絡(luò)病毒等因素的影響，將會(huì)在很大的社會(huì)范圍內(nèi)產(chǎn)生不良影響。

2.3計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)正處在規(guī)范方案的完善階段

良好的規(guī)劃設(shè)計(jì)是提升計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展質(zhì)量的重要因素，目前，我國(guó)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃方案正處在快速完善的階段。我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展方案科學(xué)的進(jìn)行了重要等級(jí)的劃分，首先，計(jì)算機(jī)技術(shù)需要讓步于公共安全事務(wù)，任何高科技手段只有在正義的掌握之中才能更好的為人類(lèi)服務(wù)。因此，我國(guó)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)需要首先服務(wù)于國(guó)防事業(yè)和公安事業(yè)，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)的公平正義，使我國(guó)公民生活在更加安全和諧的環(huán)境當(dāng)中。另外，計(jì)算機(jī)技術(shù)需要服務(wù)于關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的重大事業(yè)當(dāng)中，尤其在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要領(lǐng)域，目前已經(jīng)加強(qiáng)了對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的關(guān)注，并對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方案進(jìn)行了完善，使得我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展可以得到技術(shù)層面的保障，提升我國(guó)社會(huì)的和諧等級(jí)。另外，我國(guó)很多規(guī)劃?rùn)C(jī)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的突出價(jià)值進(jìn)行了分析，并對(duì)計(jì)算機(jī)不同性能的社會(huì)影響進(jìn)行了全面的研究，根據(jù)當(dāng)前我國(guó)社會(huì)發(fā)展的需要，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的后續(xù)發(fā)展方案進(jìn)行了科學(xué)的設(shè)計(jì)，使計(jì)算機(jī)設(shè)備可以更好的結(jié)合現(xiàn)有的各項(xiàng)功能提升社會(huì)服務(wù)等級(jí)。另外，我國(guó)在計(jì)算機(jī)軟件和硬件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了高水平的規(guī)劃設(shè)計(jì)，使計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展能夠借助世界范圍內(nèi)的技術(shù)發(fā)展情況進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用水平的提升，使計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠更大程度上提升對(duì)社會(huì)的積極影響力。

3計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)

3.1巨型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和使用

首先，進(jìn)行計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究的人員，需要加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)分析，充分了解到計(jì)算機(jī)技術(shù)的高效便捷是計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)，并從在這一思維出發(fā)，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的具體發(fā)展路徑進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃。要將巨型計(jì)算機(jī)作為提升計(jì)算機(jī)技術(shù)社會(huì)價(jià)值的重要研究方向，巨型計(jì)算機(jī)相比于普通計(jì)算機(jī)具有更加強(qiáng)大的運(yùn)算能力，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并保證處理的準(zhǔn)確性。巨型計(jì)算機(jī)還擁有較強(qiáng)的信息儲(chǔ)存功能，在保證信息資源儲(chǔ)存安全性和完整性的同時(shí)，不會(huì)使存儲(chǔ)設(shè)備占據(jù)較大的體積空間，使巨型計(jì)算機(jī)能夠更好的使用于檔案管理等涉及到較大信息資源的領(lǐng)域。目前，已經(jīng)掌握的巨型計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)可以在一秒的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行百億次以上的運(yùn)算，因此，巨型計(jì)算機(jī)完全可以勝任藝術(shù)領(lǐng)域和尖端科技領(lǐng)域的信息存儲(chǔ)工作。另外，巨型計(jì)算機(jī)的內(nèi)存容量較大，能夠保持在百兆字節(jié)以上，因此，巨型計(jì)算機(jī)在氣相領(lǐng)域和地質(zhì)領(lǐng)域能夠得到較為廣泛的應(yīng)用。巨型計(jì)算機(jī)的發(fā)展正處于快速階段，大量的市場(chǎng)需求使得巨型計(jì)算機(jī)的技術(shù)研發(fā)獲得了大量的利益驅(qū)動(dòng)，因此，巨型計(jì)算機(jī)的發(fā)展必定在短時(shí)間內(nèi)替代傳統(tǒng)形式的計(jì)算機(jī)，并在許多重要的社會(huì)領(lǐng)域發(fā)揮建設(shè)性作用。另外，巨型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也會(huì)很大程度上帶動(dòng)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使更大社會(huì)范圍內(nèi)的事業(yè)得到計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持。

3.2智能型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和使用

目前，智能型計(jì)算機(jī)的技術(shù)正處在快速發(fā)展的過(guò)程中，智能型計(jì)算機(jī)最突出的優(yōu)勢(shì)是具備平行處理技術(shù)，因此，智能型計(jì)算機(jī)不僅能夠?qū)鹘y(tǒng)計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行保留，還能夠在相同的時(shí)間內(nèi)對(duì)多個(gè)信息指令進(jìn)行高效的處理。另外，智能型計(jì)算機(jī)擁有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力，能夠在固定的時(shí)間內(nèi)使用多個(gè)信息處理機(jī)制對(duì)信息資源實(shí)施高效處置，使信息資源的處理效率能夠?qū)崿F(xiàn)成倍增長(zhǎng)。另外，智能型計(jì)算機(jī)雖然進(jìn)行多種信息資源的操作，但是，并不會(huì)由于信息處理渠道的增加而產(chǎn)生數(shù)據(jù)處理時(shí)間的延長(zhǎng)。因此，智能型計(jì)算機(jī)目前已經(jīng)受到了我國(guó)尖端科技領(lǐng)域的高度重視，并且將智能型計(jì)算機(jī)的技術(shù)使用于復(fù)雜信息資源的管理領(lǐng)域，使大量的信息資源可以更加高質(zhì)量的完成推演和分析，降低尖端科技領(lǐng)域的信息管理成本。另外，智能型計(jì)算機(jī)在常規(guī)服務(wù)方面具有較強(qiáng)的人性化特點(diǎn)，因?yàn)橹悄苄陀?jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)理念方面同人類(lèi)大腦有著較為相似的設(shè)計(jì)意圖，使得現(xiàn)有的智能型計(jì)算機(jī)的服務(wù)性能更加貼近人類(lèi)生活和發(fā)展的需求，因此智能型計(jì)算機(jī)相比于普通形式的計(jì)算機(jī)擁有較強(qiáng)的人性化特點(diǎn)，在人性化需求較為強(qiáng)烈的社會(huì)環(huán)境中，依然具備較大的發(fā)展空間。

3.3量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展和使用

量子計(jì)算機(jī)科學(xué)的運(yùn)用了量子力學(xué)的科學(xué)原理對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了改良，使得計(jì)算機(jī)在處理大量信息資源的過(guò)程中能夠表現(xiàn)得更加高效。另外，量子計(jì)算機(jī)在信息處理方面也具有較強(qiáng)的性能，由于量子力學(xué)理論在技術(shù)層面可以進(jìn)行逆向處理，使得量子計(jì)算機(jī)可以在物理裝置的協(xié)同之下進(jìn)行信息儲(chǔ)存機(jī)制的完善。因此，量子計(jì)算機(jī)在進(jìn)行大量信息資源儲(chǔ)存的過(guò)程中，需要根據(jù)物理裝置的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算機(jī)造作性能的提高，因此，量子計(jì)算機(jī)可以結(jié)合技術(shù)的研制需要，對(duì)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程進(jìn)行細(xì)化處理，結(jié)合信息儲(chǔ)存功能的需求，對(duì)已經(jīng)掌握的技術(shù)進(jìn)行信息存儲(chǔ)層面的在開(kāi)發(fā)，使量子計(jì)算機(jī)能夠豐富信息資源的儲(chǔ)存形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)大量信息資源的高水平處理。當(dāng)前，已經(jīng)掌握的量子計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以高質(zhì)量的進(jìn)行激光脈沖的控制，使激光脈沖具備較強(qiáng)的靈活性特點(diǎn)。另外，量子計(jì)算機(jī)可以使用現(xiàn)有技術(shù)對(duì)鏈狀分子進(jìn)行深度控制，并使現(xiàn)有的鏈狀分子能夠按照計(jì)算機(jī)服務(wù)的需要進(jìn)行重新組合，并保證量子計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置更好的進(jìn)行聚合物的處理，提升聚合物的移動(dòng)頻率。另外，量子計(jì)算機(jī)在技術(shù)層面具有量子理論的一些優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)量子的疊加效益進(jìn)行計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)機(jī)制的完善，使計(jì)算機(jī)的信息總存儲(chǔ)量可以得到擴(kuò)展。量子計(jì)算機(jī)當(dāng)前的信息存儲(chǔ)效率已經(jīng)較常規(guī)計(jì)算機(jī)設(shè)備高出十幾億倍，并且能夠保證信息存儲(chǔ)的安全性。

3.4光子計(jì)算機(jī)的發(fā)展和使用

計(jì)算機(jī)設(shè)備在進(jìn)行基礎(chǔ)性信息資源處理的過(guò)程中，大多使用電子形式進(jìn)行儲(chǔ)存機(jī)制的構(gòu)建，而光子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得光子技術(shù)替代了電子技術(shù)，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域起到了較好的作用。例如，光子計(jì)算機(jī)傳遞信息不再需要使用實(shí)體導(dǎo)線進(jìn)行電子資源的連通，只需要使用光子技術(shù)對(duì)信息實(shí)施傳遞，使信息資源能夠更大程度上提升傳遞的便捷性。另外，信息資源的運(yùn)算也是決定計(jì)算機(jī)設(shè)備使用性能的重要因素，光子計(jì)算機(jī)在進(jìn)行信息運(yùn)算的過(guò)程中，可以利用光子技術(shù)對(duì)現(xiàn)代化信息運(yùn)算模式進(jìn)行操作，使光運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)可以得到更大程度的發(fā)揮。光子計(jì)算機(jī)可以將計(jì)算機(jī)當(dāng)前處理的信息，以不同形式的光波進(jìn)行處理，并通過(guò)波長(zhǎng)的合理控制實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)質(zhì)量的提升，使光運(yùn)算技術(shù)能夠在更加快速的模式下進(jìn)行信息資源的處理，因此，光子計(jì)算機(jī)受到了信息技術(shù)領(lǐng)域尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的充分重視，目前正處于快速成熟的階段。

3.5納米計(jì)算機(jī)的發(fā)展和使用

納米計(jì)算機(jī)屬于技術(shù)等級(jí)較高的計(jì)算機(jī)，目前在我國(guó)一些社會(huì)領(lǐng)域并沒(méi)有得到普及，但在我國(guó)尖端科技領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。納米計(jì)算機(jī)不僅擁有納米技術(shù)的一系列優(yōu)勢(shì)，也能夠良好的整合傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的一系列優(yōu)勢(shì)，因此，納米計(jì)算機(jī)在技術(shù)層面能夠?qū)崿F(xiàn)新老技術(shù)的科學(xué)整合。此外，納米計(jì)算機(jī)能夠很好的進(jìn)行納米元件的使用，使納米計(jì)算機(jī)可以保證以較小的體積對(duì)豐富的信息資源進(jìn)行處理，因此，納米計(jì)算機(jī)在現(xiàn)實(shí)操作的過(guò)程中有著較強(qiáng)的便捷性特點(diǎn)。另外，在納米技術(shù)不斷完善的背景下，納米計(jì)算機(jī)的技術(shù)正處在快速變革的過(guò)程中，目前，很多納米計(jì)算機(jī)在導(dǎo)電性能方面已經(jīng)具備了較為理想的性能。在進(jìn)行納米計(jì)算機(jī)芯片使用的過(guò)程中，納米元件越來(lái)越多的受到了技術(shù)團(tuán)隊(duì)的關(guān)注，而傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在進(jìn)行硬件調(diào)整改造的過(guò)程中，也將納米技術(shù)使用于中央控制器和信息傳感裝置等多個(gè)方面。另外，納米計(jì)算機(jī)在進(jìn)行信息處理的過(guò)程中，可以將大量信息計(jì)算設(shè)備的功能利用芯片裝置進(jìn)行儲(chǔ)存，使計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)成果可以構(gòu)成一個(gè)整體的系統(tǒng)。在納米計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)施當(dāng)中，芯片所占的體積較小，但納米計(jì)算機(jī)由于納米技術(shù)的使用，能夠在增強(qiáng)信息處理質(zhì)量方面比傳統(tǒng)形式的計(jì)算機(jī)更具優(yōu)勢(shì)，因此，納米技術(shù)是提升納米計(jì)算機(jī)實(shí)用價(jià)值的重要技術(shù)，必定在未來(lái)的納米計(jì)算機(jī)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。

4結(jié)論

深入的研究計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的重要意義進(jìn)行分析，可以使社會(huì)各界更加清楚計(jì)算機(jī)的發(fā)展意義和發(fā)展必要性，因此，對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)實(shí)施科學(xué)分析，是提升計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展水平的重要工作。

參考文獻(xiàn)

[1]張瑞.計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)探析[J].制造業(yè)自化，2010（8）：237-240.

[2]陸楓，金海.計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革趨勢(shì)及其啟示——兼談華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的教改經(jīng)驗(yàn)[J].高等工程教育研究，2014（5）：180-186.

篇7

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù);研究生教育;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)模式

根據(jù)2002―2010年我國(guó)學(xué)位與研究生教育發(fā)展的總體目標(biāo),到2010年,全國(guó)在校研究生總數(shù)將達(dá)到碩士生120萬(wàn),博士生15萬(wàn),中國(guó)將成為名副其實(shí)的研究生教育大國(guó)[1-2]。國(guó)家的信息化進(jìn)程,帶動(dòng)了對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用人才的需求,計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用人才需求量每年增加100萬(wàn)[3]。

研究生教育是我國(guó)培養(yǎng)高層次人才的主要途徑,已成為我國(guó)社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的人才資源庫(kù),而研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)人才教育的核心所在。針對(duì)浙江省區(qū)域經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和產(chǎn)業(yè)集聚等特征,近年來(lái),浙江工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院與機(jī)械工程學(xué)院進(jìn)行了研究生聯(lián)合指導(dǎo)培養(yǎng)方式的探索,依托浙江區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)學(xué)研合作,與中國(guó)科學(xué)院遙感研究所、地理研究所、美國(guó)辛辛那提大學(xué)、比利時(shí)魯汶工程技術(shù)學(xué)院、瑞典布萊金厄工學(xué)院、IBM公司、杭州國(guó)家軟件基地、杭州國(guó)家動(dòng)畫(huà)基地、杭州國(guó)家數(shù)字娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)基地、公安部第三研究所等在科研和聯(lián)合培養(yǎng)研究生方面開(kāi)展合作,結(jié)合計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)研究生培養(yǎng)的特點(diǎn),提出了研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)理念,進(jìn)行了研究生創(chuàng)新能力教育模式實(shí)踐探索,把提高研究生教育質(zhì)量放在首位,努力培養(yǎng)能夠引領(lǐng)、推動(dòng)浙江乃至全國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)精英人才。

1創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新思維

常順英研究員將研究生的創(chuàng)造性定義為:能夠產(chǎn)生獨(dú)特的、現(xiàn)實(shí)的、有社會(huì)價(jià)值產(chǎn)品的多種能力與優(yōu)良人格特征的整合[4]。它包括研究者的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造性想象、創(chuàng)造性人格等,其中創(chuàng)造性思維是創(chuàng)造性的核心因素。沒(méi)有創(chuàng)造性思維就產(chǎn)生不了創(chuàng)造性活動(dòng),更談不上創(chuàng)造性成果,所以創(chuàng)造性的培養(yǎng),關(guān)鍵在于創(chuàng)新意識(shí),創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

創(chuàng)新思維是為解決實(shí)踐問(wèn)題而進(jìn)行的具有社會(huì)價(jià)值的新穎而獨(dú)特的思維活動(dòng)?；蛘哒f(shuō),創(chuàng)新思維是以新穎獨(dú)特的方式對(duì)已有信息進(jìn)行加工、改造、重組從而獲得有效創(chuàng)意的思維活動(dòng)和方法,是一種不同于他人的批判性思維方式。研究生有了創(chuàng)新意識(shí),才能抓住創(chuàng)新機(jī)會(huì),啟動(dòng)創(chuàng)新思維。在培養(yǎng)研究生創(chuàng)新思維過(guò)程中,還應(yīng)注重獨(dú)立性思維品質(zhì)的訓(xùn)練,如愛(ài)因斯坦所言:“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要。因?yàn)榻鉀Q問(wèn)題也許僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已,而提出新的問(wèn)題,卻需要有創(chuàng)造性的想像力,而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！笨梢?jiàn),在科技研究活動(dòng)中,研究生要敢于懷疑,敢于提出研究問(wèn)題及解決問(wèn)題的方法。

2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)研究生教育

2.1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)設(shè)置

浙江工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)以培養(yǎng)德智體全面發(fā)展,具有堅(jiān)實(shí)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)理論、知識(shí)全面的計(jì)算機(jī)高級(jí)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)[5]。主要研究方向有軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境與軟件中間件技術(shù),多媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí),電子商務(wù)技術(shù),智能技術(shù)與應(yīng)用及制造業(yè)信息化。研究生通過(guò)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí),具備計(jì)算機(jī)硬件、軟件和應(yīng)用技術(shù)的專(zhuān)門(mén)知識(shí),深入了解計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),具有獨(dú)立從事科學(xué)研究、工程技術(shù)開(kāi)發(fā)的能力,有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神,能夠研究和解決與本學(xué)科有關(guān)的科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題。

2.2研究生創(chuàng)新能力的現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)在讀研究生生源主要為應(yīng)屆生。應(yīng)屆生是從學(xué)校到學(xué)校,大多數(shù)人較少直接參加科研實(shí)踐,缺乏生產(chǎn)和科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),研究目標(biāo)不明確,不具備獨(dú)立從事科研工作的能力,更談不上創(chuàng)新能力。很多研究生還是用本科階段的學(xué)習(xí)方法,習(xí)慣于接受、掌握現(xiàn)有的知識(shí)和在固定的框架中思考問(wèn)題,缺乏獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新思維。

導(dǎo)致研究生創(chuàng)新能力低下的原因是多方面的。首先,中國(guó)傳統(tǒng)應(yīng)試教育影響研究生創(chuàng)新能力教育。在教學(xué)和科研過(guò)程中,往往顯示出因循守舊的保守思想,喜歡以既定的、現(xiàn)存的規(guī)則來(lái)解釋新的現(xiàn)象,而不擅長(zhǎng)通過(guò)新的現(xiàn)象來(lái)思考原有規(guī)則存在的不合理性,并且通過(guò)思考與實(shí)踐來(lái)它。其次,研究生教育階段學(xué)科專(zhuān)業(yè)狹窄,學(xué)科之間的交流、滲透很少,出現(xiàn)所謂的“隔行如隔山”。其結(jié)果往往限制了學(xué)生的視野,縮小了研究生想象的空間和相互借鑒的機(jī)會(huì)。再次,研究生教育對(duì)研究生個(gè)性釋放的誘導(dǎo)不足,從培養(yǎng)方案到教學(xué)方法和科研過(guò)程,研究生能獨(dú)立從事研究的機(jī)會(huì)不多,這必然會(huì)束縛研究生創(chuàng)新能力的發(fā)展。因此,對(duì)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成為迫在眉睫的任務(wù)。

3研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程。培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新能力需要一個(gè)合理的培養(yǎng)過(guò)程。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),主要從培養(yǎng)計(jì)劃、課堂教學(xué)、專(zhuān)題研討、企業(yè)實(shí)踐、跨學(xué)科研究生指導(dǎo)進(jìn)行研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的探索。

3.1個(gè)性化培養(yǎng)計(jì)劃

在研究生的培養(yǎng)過(guò)程中,需要一個(gè)多樣的、有利于學(xué)術(shù)個(gè)性成長(zhǎng)的環(huán)境。個(gè)性化的培養(yǎng)計(jì)劃是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有利保障。個(gè)性化的培養(yǎng)計(jì)劃是導(dǎo)師與研究生共同制定的,每個(gè)學(xué)生都有自己的教學(xué)計(jì)劃。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)在課程設(shè)置上,設(shè)置了必修課和選修課,在教學(xué)大綱上列出多部相關(guān)教材及學(xué)科前沿著作等,使研究生和導(dǎo)師在教學(xué)計(jì)劃的制定上有更多的選擇余地,制定出更加適合自己的培養(yǎng)計(jì)劃。同時(shí)針對(duì)沒(méi)有工作經(jīng)歷的研究生,可設(shè)置企業(yè)實(shí)踐必修環(huán)節(jié),研究生利用假期時(shí)間完成。導(dǎo)師在指導(dǎo)研究生的過(guò)程中,既要對(duì)個(gè)性化研究生培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施進(jìn)行監(jiān)督、檢查,更加重要的是要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

研究生個(gè)性培養(yǎng)計(jì)劃中,第一學(xué)年主要完成相關(guān)課程必修學(xué)位課和選修課的理論學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)創(chuàng)新科學(xué)思維及方法。第二學(xué)年是關(guān)鍵的一年,主在通過(guò)大量文獻(xiàn)閱讀、企業(yè)實(shí)踐、廣泛收集資料,熟悉本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài);在導(dǎo)師指導(dǎo)下,擬定研究課題,進(jìn)行課題的研究工作。在這一年中,專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)要負(fù)責(zé)嚴(yán)格的選題把關(guān)和中期考核篩選。中期篩選考核包括學(xué)位課和選修課學(xué)分及科研實(shí)踐能力是否達(dá)標(biāo),學(xué)位論文的選題是否具有原始創(chuàng)新性等,合格者進(jìn)入第三學(xué)年的學(xué)位論文研究工作,不合格者要終止學(xué)習(xí)可肄業(yè)處理。學(xué)位論文研究階段是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵階段。

3.2研討性教學(xué)過(guò)程

筆者作為博士生和訪問(wèn)學(xué)者在香港城市大學(xué)、香港浸會(huì)大學(xué)、德國(guó)漢堡大學(xué)等國(guó)際性較強(qiáng)的高校進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流,期間主講了計(jì)算機(jī)三維視覺(jué),指導(dǎo)了多門(mén)智能技術(shù)相關(guān)課程,也旁聽(tīng)了國(guó)外教授主講的人工智能等研究生課程,發(fā)現(xiàn)許多專(zhuān)業(yè)課程沒(méi)有統(tǒng)一的教材,但有大量的參考書(shū)目。學(xué)生上課前必須先瀏覽該課程的課程網(wǎng)站,了解上課內(nèi)容和下載相關(guān)資料。課堂上,主講教授經(jīng)常先以一個(gè)典型案例(常為最新的研究論文)說(shuō)明知識(shí)點(diǎn),再留出時(shí)間與學(xué)生討論,學(xué)生基本上是帶著問(wèn)題來(lái),再帶著新問(wèn)題跑圖書(shū)館或上網(wǎng)學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法針對(duì)案例問(wèn)題展開(kāi)學(xué)習(xí)與討論,著眼于發(fā)展研究生的創(chuàng)造力以及解決問(wèn)題的能力,使學(xué)生在討論中獲得知識(shí),創(chuàng)造性地提出新的解決問(wèn)題的辦法。這種研討會(huì)形式的教學(xué)過(guò)程給了我們啟示,為了培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力,我們導(dǎo)師把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力作為課堂教學(xué)的主旨,刪除部分內(nèi)容陳舊的研究生課程,引進(jìn)反映學(xué)科新技術(shù)、新成果,反映專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域熱點(diǎn)和研究進(jìn)展的教學(xué)內(nèi)容。課堂教學(xué)不僅注重啟發(fā)研究生思維,引導(dǎo)研究生積極思考,參與討論,還要求研究生就自己感興趣的課題進(jìn)行自我課堂教學(xué),學(xué)生當(dāng)老師,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的研究熱情。同時(shí)根據(jù)課程特點(diǎn),增加自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課程。這種創(chuàng)造性教學(xué)活動(dòng),不僅營(yíng)造寬松的學(xué)術(shù)研討氛圍,而且使學(xué)生們?cè)诹己玫膶W(xué)術(shù)氛圍中,互相學(xué)習(xí),共同提高。幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐表明,這種教學(xué)方式能夠發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,激發(fā)其創(chuàng)新性思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐研究能力,強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.3多樣化專(zhuān)題討論

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)研究生多來(lái)自不同專(zhuān)業(yè),如機(jī)械制造、自動(dòng)化控制。在研究生學(xué)習(xí)階段,在對(duì)本專(zhuān)業(yè),本領(lǐng)域內(nèi)的理論全面掌握的基礎(chǔ)上,引入計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)研究。對(duì)每一位研究生而言,其他同學(xué)的研究都是新的研究領(lǐng)域。為此,結(jié)合本學(xué)科的研究方向,學(xué)科定期組織專(zhuān)題講座會(huì)。專(zhuān)題討論會(huì)相當(dāng)于為學(xué)生提供一個(gè)交流平臺(tái),來(lái)自不同專(zhuān)業(yè)的研究生在這一平臺(tái)內(nèi)分享學(xué)習(xí)成果、探討問(wèn)題、分享學(xué)習(xí)資源,營(yíng)造良好活躍的學(xué)習(xí)氣氛。研究生經(jīng)過(guò)獨(dú)立思考后提出的創(chuàng)新課題是否具有創(chuàng)新性和可行性,在討論會(huì)中提出來(lái),導(dǎo)師和同學(xué)一起研究討論。一方面加深研究生對(duì)課題的理解認(rèn)識(shí),另一方面從不同角度審視和思考問(wèn)題,提高學(xué)生研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.4企業(yè)實(shí)踐選題

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)應(yīng)用已經(jīng)滲透到各行各業(yè),這為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)研究生提供了大量企業(yè)實(shí)踐平臺(tái)。低年級(jí)研究生利用假期到軟件公司、企業(yè)工作實(shí)習(xí),將理論學(xué)習(xí)應(yīng)用到實(shí)踐,同時(shí)通過(guò)實(shí)踐,了解目前技術(shù)瓶頸,從中提煉出研究課題。學(xué)生所選的課題為公司企業(yè)研發(fā)實(shí)踐中存在的實(shí)際問(wèn)題,學(xué)生通過(guò)到企業(yè)實(shí)踐,不僅可以培養(yǎng)獨(dú)立工作能力、分析解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新能力,而且又可以解決企業(yè)運(yùn)作過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題。所培養(yǎng)的研究生具有獨(dú)特的創(chuàng)新工作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神,深受企業(yè)歡迎,有的研究生畢業(yè)后就留在公司工作,實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)與工作的無(wú)縫連接。經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐,我校建立了一批穩(wěn)定的研究生實(shí)踐基地。

3.5研究生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)

研究生導(dǎo)師在研究生培養(yǎng)全過(guò)程中始終處于主導(dǎo)地位,導(dǎo)師個(gè)人的學(xué)術(shù)水平、研究能力對(duì)其研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。為了適應(yīng)新興學(xué)科、交叉學(xué)科研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),在實(shí)踐中,我們以導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)方式指導(dǎo)學(xué)生。團(tuán)隊(duì)中的導(dǎo)師來(lái)自不同學(xué)科,有不同的學(xué)術(shù)研究背景,主要導(dǎo)師都有國(guó)外留學(xué)或訪問(wèn)研究的經(jīng)歷,有著豐富的研究生指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)。

導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)內(nèi)的研究生如有學(xué)術(shù)上的問(wèn)題,可以咨詢(xún)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的其他導(dǎo)師,尋求問(wèn)題的研究方案,團(tuán)隊(duì)導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的研究問(wèn)題給予必要的指導(dǎo)。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)定期交流,討論研究生學(xué)習(xí)進(jìn)展,交換指導(dǎo)意見(jiàn)。導(dǎo)師以團(tuán)隊(duì)方式指導(dǎo)研究生,是一種集體意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神的體現(xiàn),能夠準(zhǔn)確把握學(xué)科發(fā)展的脈絡(luò)。這種方式,一方面避免導(dǎo)師個(gè)人學(xué)術(shù)水平、知識(shí)面、時(shí)間安排等方面的局限性,影響研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng);另一方面,充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神,準(zhǔn)確把握學(xué)科發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài),拓寬研究生創(chuàng)新思維,讓研究生更加主動(dòng)關(guān)注其他領(lǐng)域的知識(shí)創(chuàng)新,為科研創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

4結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外學(xué)校在相關(guān)研究生培養(yǎng)方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),分析了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)方法,進(jìn)行研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的實(shí)踐探索。在內(nèi)容上,主要從培養(yǎng)計(jì)劃、課堂教學(xué)、專(zhuān)題研討、企業(yè)實(shí)踐和研究生導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)等方面進(jìn)行了探討。

創(chuàng)新才能進(jìn)步｡我國(guó)的學(xué)生在總體上基礎(chǔ)扎實(shí),但創(chuàng)新能力較弱;計(jì)劃內(nèi)的課程成績(jī)較好,但主動(dòng)研究的積極性不高。研究生作為我國(guó)從事科學(xué)技術(shù)研究的最具活力的人才隊(duì)伍,所具有的實(shí)際創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,事關(guān)國(guó)家和民族在今后國(guó)際上的興衰和地位｡高校的教育工作者應(yīng)該對(duì)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)引起高度重視并投入相應(yīng)的精力,切實(shí)做好研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)工作。

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Research and Practice for Development of Postgraduate Innovation Ability

CHEN Sheng-yong1, YAO Chun-yan2, XU Xin-li1, WANG Ming-huan2, PENG Wei2

(1.College of Computer Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310023, China;

2.College of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)

篇8

關(guān)鍵詞：數(shù)值分析；教學(xué)方法；實(shí)踐

作者簡(jiǎn)介：黃文芝（1978-），女，湖北武漢人，武漢工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，講師；張蕾（1982-），女，湖北武漢人，武漢工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，講師。（湖北 武漢 430073）

基金項(xiàng)目：本文系武漢工程大學(xué)青年科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：Q201107）的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）05-0039-02

“數(shù)值分析”也稱(chēng)計(jì)算方法，它與計(jì)算工具發(fā)展密切相關(guān)。計(jì)算方法是數(shù)學(xué)的一個(gè)組成部分，很多方法都與當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)家名字相聯(lián)系，如牛頓插值公式，方程求根的牛頓法，解線性方程組的高斯消去法，多項(xiàng)式求值的秦九韶算法，計(jì)算積分的辛普森公式等，這表明計(jì)算方法就是數(shù)學(xué)的一部分，它沒(méi)有形成單獨(dú)的學(xué)科分支。而計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以后，計(jì)算方法迅速發(fā)展并形成數(shù)學(xué)科學(xué)的一個(gè)獨(dú)立分支――計(jì)算數(shù)學(xué)。這說(shuō)明了計(jì)算方法與計(jì)算機(jī)的密切聯(lián)系，以及在計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域的重要性。并且數(shù)值分析在計(jì)算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，比如在數(shù)學(xué)建模中，在圖像處理中，在信號(hào)處理中等都會(huì)用到數(shù)值分析中相關(guān)的一些知識(shí)。這些都說(shuō)明“數(shù)值分析”是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)核心專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。

“數(shù)值分析”課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括三部分，一部分是插值擬合，一部分是方程和方程組求解，另外一部分是常微分方程初值問(wèn)題數(shù)值解。而數(shù)值積分也是在插值的基礎(chǔ)進(jìn)行，故筆者把它歸為插值擬合部分。這些內(nèi)容看上去都是以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，積分是在高等數(shù)學(xué)里學(xué)過(guò)的，而方程和方程組求解更是中學(xué)就重點(diǎn)講解過(guò)的知識(shí)，學(xué)生剛開(kāi)始接觸這門(mén)課的時(shí)候會(huì)和以前所學(xué)的純數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的思想結(jié)合起來(lái)。通過(guò)“數(shù)值分析”課程的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的能力，并且為后續(xù)階段的專(zhuān)業(yè)課程打下基礎(chǔ)。

筆者是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一名老師，使用的教材是清華大學(xué)出版的李慶揚(yáng)等編的《數(shù)值分析》，本文就當(dāng)前“數(shù)值分析”課程在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題和教學(xué)方法、教學(xué)模式等方面進(jìn)行討論，其目的在于改進(jìn)教學(xué)方法和手段，提高學(xué)生興趣和教學(xué)效果。

一、“數(shù)值分析”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.數(shù)學(xué)理論強(qiáng)，公式繁多冗長(zhǎng)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高

“數(shù)值分析”是數(shù)學(xué)的一部分，具有與其他數(shù)學(xué)課程一樣的理論性強(qiáng)的特點(diǎn)，但“數(shù)值分析”又還有一些和以往學(xué)生所學(xué)各類(lèi)數(shù)學(xué)課程不同的特點(diǎn)。首先，“數(shù)值分析”研究的是計(jì)算算法，用計(jì)算機(jī)來(lái)解決問(wèn)題，以前學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)課程大都是從理論學(xué)習(xí)到作業(yè)聯(lián)系，涉及的知識(shí)邏輯推理的特性比較強(qiáng)，并且以往研究的大多數(shù)都是連續(xù)的，這種研究對(duì)象的差異使得學(xué)生不能很快接受，思想不能很快轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)。其次，“數(shù)值分析”比以往所學(xué)的數(shù)學(xué)課程的公式更加繁多，更加冗長(zhǎng)，比如解線性方程組，如果用以前的知識(shí)，學(xué)生都會(huì)解，但現(xiàn)在解線性方程組不僅僅是要得出結(jié)果，更重要的是解線性方程組的算法以及它的實(shí)現(xiàn)，這就涉及到至少4個(gè)公式，而我們要弄清楚了這些公式的來(lái)歷才能通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)這個(gè)算法，這也是學(xué)生不感興趣的主要原因。

另外，由于學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)課程以及對(duì)數(shù)學(xué)公式的害怕，對(duì)“數(shù)值分析”這門(mén)課程的重要性認(rèn)識(shí)不足，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)遇到困難時(shí)，容易失去學(xué)習(xí)興趣，從而放棄學(xué)習(xí)。雖然“數(shù)值分析”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，是大多數(shù)課程的基礎(chǔ)，但學(xué)生還不能理會(huì)到“數(shù)值分析”這門(mén)課程對(duì)以后課程的重要性，對(duì)于大三的學(xué)生來(lái)說(shuō)他們現(xiàn)在所學(xué)的課程還沒(méi)能很好地得到應(yīng)用，而對(duì)他們比較實(shí)際的用處――找工作也沒(méi)有顯現(xiàn)出比較重要的作用，因而學(xué)生會(huì)在潛意識(shí)里無(wú)視這門(mén)課，在課程學(xué)習(xí)遇到困難的情況下，他們往往會(huì)選擇放棄學(xué)習(xí)。

2.知識(shí)點(diǎn)多，信息量大，掌握困難

這門(mén)課的知識(shí)點(diǎn)比較多，信息量比較大，對(duì)于理學(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)該課程學(xué)時(shí)比較多，但筆者承擔(dān)的“數(shù)值分析”課程的學(xué)時(shí)是48學(xué)時(shí)，并且完全是講授部分，然而相對(duì)于課程所包含的大量?jī)?nèi)容，這些學(xué)時(shí)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，比如函數(shù)逼近與快速傅里葉變換，它涉及到范數(shù)，賦范線性空間，歐氏空間，三角插值等許多概念，想讓學(xué)生在規(guī)定的學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)真正掌握這些概念比較困難，尤其是對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言。因?yàn)槔韺W(xué)院的學(xué)生學(xué)過(guò)實(shí)變函數(shù)、泛函分析，所以理解這些概念就略顯容易些。

3.重理論，輕實(shí)踐

當(dāng)前“數(shù)值分析”課程教學(xué)過(guò)程中，仍然存在理論與實(shí)踐脫離的現(xiàn)象，雖然這門(mén)課實(shí)踐比較重要，但鑒于課時(shí)的安排，大多數(shù)教師只能按書(shū)本知識(shí)來(lái)講，學(xué)生聽(tīng)，學(xué)生沒(méi)理解理論的用處，沒(méi)能立刻就在實(shí)踐中體現(xiàn)出來(lái)，因此使得很多學(xué)生只是為了考試而學(xué)習(xí)，為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，不知道它的作用，考完就還給老師。這樣他們也只獲得了知識(shí)的皮毛，而沒(méi)有抓住知識(shí)的精髓和實(shí)質(zhì)。

二、“數(shù)值分析”課程教學(xué)方法淺談

1.強(qiáng)調(diào)課程的重要性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

為了讓學(xué)生正確對(duì)待這門(mén)課，應(yīng)該讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到“數(shù)值分析”課程在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)中的重要性。在組織教學(xué)的過(guò)程中，可以安排一些有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生介紹經(jīng)驗(yàn)（這樣學(xué)生更好理解，更容易相信，更實(shí)際），聯(lián)系具體的研究方向，給出簡(jiǎn)單的例子，論述“數(shù)值分析”在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)方向中的應(yīng)用，讓學(xué)生切實(shí)感受到“數(shù)值分析”課程是后續(xù)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，應(yīng)用比較廣泛。另外，在教學(xué)中教師還必須聯(lián)系實(shí)際，在課程中穿插一些有實(shí)際應(yīng)用意義的例子，比如現(xiàn)在很多數(shù)學(xué)建模就用到“數(shù)值分析”的內(nèi)容，可以就里面簡(jiǎn)單的例子引用一個(gè)。這樣讓學(xué)生了解到“數(shù)值分析”不是空洞抽象的理論，而是能夠解決實(shí)際問(wèn)題的工具，通過(guò)這些方法，使學(xué)生逐步樹(shù)立“數(shù)值分析”比較有用，應(yīng)該學(xué)好“數(shù)值分析”課程的觀念。

然而僅有應(yīng)該學(xué)好該課程的觀念還不夠，還應(yīng)該從各個(gè)方面提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，興趣是最好的老師，只有有了興趣，學(xué)生才會(huì)真正自主去學(xué)習(xí)，而不是被動(dòng)的，為了考試而學(xué)習(xí)。如何讓枯燥的課程變得生動(dòng)有趣是值得研究的問(wèn)題。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，可以采用學(xué)生自己講解，學(xué)生之間互相提問(wèn)等方法，另外也可以編一些小程序，演示計(jì)算機(jī)解題的過(guò)程，這樣讓學(xué)生體會(huì)到雖然計(jì)算機(jī)的功能比較強(qiáng)大，還是需要人腦來(lái)控制，靈魂還是人。這樣能使學(xué)生在整個(gè)課題中能主動(dòng)思考，而不是被動(dòng)接收。

2.合理取舍教學(xué)內(nèi)容，把握全局，突出重點(diǎn)

“數(shù)值分析”課程所涉及的內(nèi)容非常豐富，但現(xiàn)在課時(shí)有限，因此合理取舍教學(xué)內(nèi)容非常重要，應(yīng)該在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生掌握比較重要的理論方法，比如根據(jù)學(xué)生專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，可以將主要的教學(xué)時(shí)間安排在講解誤差分析，插值，數(shù)值積分，方程和方程組的解法上面。在矩陣特征值計(jì)算方面，有時(shí)間的條件下可以簡(jiǎn)單介紹思想方法，而對(duì)于常微分方程初值問(wèn)題的數(shù)值解可以舍去，因?yàn)楸緦?zhuān)業(yè)的學(xué)生沒(méi)有學(xué)常微分方程，所以對(duì)常微分方程初值問(wèn)題的數(shù)值解會(huì)無(wú)法理解。

3.合理使用多種教學(xué)方法和手段

傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”的教學(xué)模式對(duì)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)非常重要，通過(guò)板書(shū)學(xué)生可以了解教師處理問(wèn)題的思維過(guò)程，然而鑒于“數(shù)值分析”的特點(diǎn)，又不能完全用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，因?yàn)椤皵?shù)值分析”課程中有大量的矩陣和公式，如果單純使用“黑板+粉筆”，黑板無(wú)法板書(shū)完整，如果擦掉原先板書(shū)的內(nèi)容又無(wú)法把前后聯(lián)系起來(lái)講解，而使用多媒體就可以解決這一問(wèn)題。另外，有條件的學(xué)?？梢园焉险n安排到有投影的機(jī)房，在講解算法時(shí)教師可以演示一些程序，學(xué)生學(xué)起來(lái)就不會(huì)覺(jué)得完全是在聽(tīng)數(shù)學(xué)課了。因?yàn)槭怯?jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，這樣和他們的聯(lián)系更緊密些，他們也可以通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)算法。

4.強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)踐，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力

“數(shù)值分析”這門(mén)課重點(diǎn)講授的是算法，而學(xué)生如果沒(méi)有很好的實(shí)踐，對(duì)這些算法的應(yīng)用只能停留在死記硬背上，這不是學(xué)習(xí)的目的。本來(lái)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)也應(yīng)該突出學(xué)生的動(dòng)手能力，所以對(duì)講授的每個(gè)算法都應(yīng)盡可能讓學(xué)生編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣一來(lái)可以鞏固學(xué)生學(xué)到的知識(shí)，二來(lái)也可以讓學(xué)生明白這門(mén)課不是單純的數(shù)學(xué)課，而是和實(shí)際聯(lián)系比較緊密的一門(mén)課。當(dāng)然要實(shí)現(xiàn)每個(gè)算法都編程，在所授課的學(xué)時(shí)內(nèi)是無(wú)法完成的，這樣就要鼓勵(lì)學(xué)生自己主動(dòng)去編程，可以采取一些獎(jiǎng)勵(lì)的措施，比如對(duì)編程完成比較好的學(xué)生可以適當(dāng)提高平時(shí)成績(jī)等。學(xué)生自己主動(dòng)的學(xué)習(xí)有利于提高其學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)發(fā)學(xué)生智力，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

三、總結(jié)

隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，“數(shù)值分析”課程作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，在學(xué)生學(xué)習(xí)和工作中越來(lái)越重要，因此“數(shù)值分析”課程教學(xué)也應(yīng)該不斷更新知識(shí)結(jié)構(gòu)，豐富教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)手段，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的能力，從而為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來(lái)的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李慶揚(yáng),王能超,易大義.數(shù)值分析[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.

篇9

（大慶師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 大慶 163712）

摘 要：根據(jù)應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，分析傳統(tǒng)數(shù)字邏輯課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系3個(gè)方面，提出數(shù)字邏輯課程的改革措施。

關(guān)鍵詞 ：應(yīng)用型本科院校；數(shù)字邏輯；教學(xué)改革；EDA；Verilog HDL

基金項(xiàng)目：大慶師范學(xué)院青年基金項(xiàng)目（12ZR22）。

第一作者簡(jiǎn)介：張丹，女，講師，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，qhzd2005@163.com。

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)及電子等高新技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外企業(yè)對(duì)此類(lèi)人才的需求日益增加，同時(shí)企業(yè)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力有一定的要求，因此，高校的人才培養(yǎng)要在實(shí)踐創(chuàng)新能力方面下工夫。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的核心課程主要有：電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)和編譯原理等。在這些課程中，硬件課程約占50%[1]。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)大致對(duì)應(yīng)3個(gè)產(chǎn)業(yè)，分別是計(jì)算機(jī)硬件產(chǎn)業(yè)、計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，可見(jiàn)計(jì)算機(jī)硬件課程的重要性。

數(shù)字邏輯是所有硬件課程的基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，其主要教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)所需的數(shù)字邏輯與數(shù)字集成電路的理論知識(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手和創(chuàng)新意識(shí)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下牢固的硬件基礎(chǔ)，因此具有非常重要的作用[2]。

1 應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)

在我國(guó)，高等學(xué)校培養(yǎng)的人才大致分為3種類(lèi)型，分別是科學(xué)型、工程型和應(yīng)用型，其主要區(qū)別在于人才培養(yǎng)目標(biāo)不同。其中應(yīng)用型人才承擔(dān)信息化建設(shè)的核心任務(wù)，掌握各類(lèi)計(jì)算機(jī)軟件或硬件系統(tǒng)的功能和性能，善于集成和配置系統(tǒng)，有能力管理和維護(hù)復(fù)雜信息系統(tǒng)的運(yùn)行[3]。在3種類(lèi)型的人才需求中，應(yīng)用型人才的需求比例是最大的，但是能夠直接滿(mǎn)足此要求的高校非常少，這就要求應(yīng)用型本科院校及時(shí)改革課程，以適應(yīng)社會(huì)的需求。

作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的本科院校，我們主要培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型創(chuàng)新人才，學(xué)生應(yīng)該直接面向企業(yè)、面向社會(huì)，學(xué)以致用。應(yīng)用型本科院校的主要特點(diǎn)有：①承擔(dān)培養(yǎng)社會(huì)各種應(yīng)用需求的人才的任務(wù)；②培養(yǎng)的人才不僅具有一定的理論基礎(chǔ)，同時(shí)具有一定的實(shí)踐操作能力、較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維；③培養(yǎng)的人才要直接面向市場(chǎng)、面向企業(yè)實(shí)際發(fā)展需求，為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和行業(yè)發(fā)展服務(wù)。

2 傳統(tǒng)數(shù)字邏輯課程存在的問(wèn)題

（1）對(duì)數(shù)字邏輯課程的重要性認(rèn)識(shí)不足。很多高校認(rèn)為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)主要是學(xué)習(xí)軟件，不重視硬件課程。數(shù)字邏輯課程是電子及計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是計(jì)算機(jī)組成原理、單片機(jī)等后續(xù)課程的基礎(chǔ)，其實(shí)驗(yàn)課應(yīng)用性極強(qiáng)，可以充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。因此，應(yīng)用型本科院校應(yīng)該充分重視該門(mén)課程。

（2）教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際脫離。隨著EDA（electronic design automation）技術(shù)的飛速發(fā)展，基于FPGA（field programmable gate array）和CPLD（complex programmable logic device）等大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷臄?shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)已成為主流 [4]。目前市場(chǎng)上的大部分教材仍然按照傳統(tǒng)的方式編寫(xiě)，以74系列中規(guī)模集成芯片為主要的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式，根本不提及EDA技術(shù)，個(gè)別教材即使有所涉及，也都是在教材的最后章節(jié)簡(jiǎn)單介紹，使學(xué)生在畢業(yè)工作中很難適應(yīng)工程實(shí)際。

（3）教學(xué)方法陳舊。數(shù)字邏輯課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法基本采用“填鴨式”教學(xué)方法，一味地把教學(xué)內(nèi)容灌輸給學(xué)生，實(shí)驗(yàn)課仍然采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)方式仍然是固定的插拔式驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這樣不僅不能鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，而且不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)數(shù)字邏輯課程的教學(xué)改革

3.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

高校應(yīng)研究理論教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)校應(yīng)用型計(jì)算機(jī)工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)，研究國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程的教材及教學(xué)內(nèi)容；研究課程之間教學(xué)內(nèi)容的銜接，把后續(xù)課程所用知識(shí)點(diǎn)和數(shù)字邏輯課程相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，選取合理的教學(xué)內(nèi)容；將EDA技術(shù)貫穿課程的教學(xué)內(nèi)容，形成數(shù)字邏輯課程獨(dú)具特色的課程內(nèi)容體系及系列教材。在數(shù)字邏輯課程教學(xué)中，教師應(yīng)重點(diǎn)講解基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)方法，盡量弱化模塊內(nèi)部的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)；選用計(jì)算機(jī)組成原理和微機(jī)原理與接口技術(shù)等相關(guān)課程的實(shí)例以及生產(chǎn)生活中的實(shí)例作為電路設(shè)計(jì)的案例；通過(guò)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的整合、電路案例的設(shè)計(jì),使數(shù)字邏輯教學(xué)更適應(yīng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)要求。

學(xué)校要積極研究實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，編寫(xiě)實(shí)踐教學(xué)教材，建立校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地。教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入EDA技術(shù)，建立分層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，即以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，鞏固理論教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)；加強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，初步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維；開(kāi)展綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)新能力。

以QuartusⅡ軟件仿真實(shí)驗(yàn)方法做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這樣普通的計(jì)算機(jī)機(jī)房可以作為數(shù)字邏輯的實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)還可以作為綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所。QuartusⅡ自帶的仿真功能可以對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真，驗(yàn)證正確后再下載到可編程邏輯器件中，減小了實(shí)驗(yàn)器件的損耗[5]。

3.2 教學(xué)方式方法的改革

1）轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。

教育的主體是學(xué)生，教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變以教師為主體的教學(xué)觀念，在教學(xué)的過(guò)程中，以學(xué)生為主體，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的真正需求，培養(yǎng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性最終達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的。

2）理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。

數(shù)字邏輯是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。教師在講解完數(shù)字邏輯的基本概念、基本原理和方法等理論知識(shí)后，應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)驗(yàn)證這些基本理論，鞏固所學(xué)理論知識(shí)，達(dá)到學(xué)以致用的目的，同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉動(dòng)手能力。數(shù)字邏輯課程在日常生活中的應(yīng)用很多，如交通信號(hào)燈、多數(shù)表決系統(tǒng)、數(shù)字電表、數(shù)字顯示系統(tǒng)、各種家用電器等，可以在實(shí)際的教學(xué)中引入日常生活中的實(shí)例，通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題來(lái)激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)字邏輯課程的興趣。

為了使學(xué)生能夠把學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)校從2007年起組織學(xué)生參加各類(lèi)電子設(shè)計(jì)大賽。競(jìng)賽的開(kāi)展一般分為5個(gè)階段，分別為賽前動(dòng)員、選拔測(cè)試、集中培訓(xùn)、項(xiàng)目確定與完成和賽后總結(jié)。通過(guò)幾年的探索，學(xué)校逐步形成了“以競(jìng)促教、競(jìng)教結(jié)合”的教學(xué)模式，取得了優(yōu)異的成績(jī)，在各類(lèi)大賽中多次獲得省級(jí)、國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，充分激發(fā)了學(xué)生的積極性，鍛煉了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，為學(xué)生今后的工作奠定了基礎(chǔ)[6]。圖1是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)歷年參賽學(xué)生的就業(yè)情況圖。

3）軟件和硬件知識(shí)相結(jié)合。

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生編程能力普遍較強(qiáng)。針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)，教師可以在課程講授過(guò)程中結(jié)合軟硬件，建立一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念；運(yùn)用現(xiàn)代企業(yè)應(yīng)用比較多的硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL編寫(xiě)硬件電路，實(shí)現(xiàn)用軟件的方法設(shè)計(jì)硬件。Verilog HDL的語(yǔ)法規(guī)則類(lèi)似于C語(yǔ)言，因此計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生上手比較快，Verilog HDL在IC行業(yè)近幾年使用率占95%，具有從門(mén)級(jí)到成品級(jí)設(shè)計(jì)能力。同時(shí)，可以將數(shù)字邏輯課程中一些難懂的硬件知識(shí)類(lèi)比為容易理解的軟件問(wèn)題。以4選1數(shù)據(jù)選擇器為例，可以說(shuō)明基于EDA技術(shù)設(shè)計(jì)的基本方法。首先用Verilog HDL進(jìn)行編程，設(shè)計(jì)4選1數(shù)據(jù)選擇器，通過(guò)編譯檢查語(yǔ)法是否出錯(cuò)等，接下來(lái)仿真分析，進(jìn)行功能和時(shí)序的驗(yàn)證，最后下載到目標(biāo)器件中。學(xué)?，F(xiàn)在采用的是Cyclone Ⅱ系列的EP2C35F672C8的FPGA器件。圖2是利用Verilog HDL語(yǔ)言編寫(xiě)的4選1數(shù)據(jù)選擇器的代碼，圖3是4選1數(shù)據(jù)選擇器的仿真時(shí)序圖。

4）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，綜合實(shí)驗(yàn)為導(dǎo)向，課程設(shè)計(jì)為拓展。

通過(guò)課內(nèi)基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以使學(xué)生掌握器件的基本原理，驗(yàn)證理論知識(shí)，這個(gè)階段注重培養(yǎng)學(xué)生的基本技能。綜合實(shí)驗(yàn)則是以培養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、綜合創(chuàng)新能力為著眼點(diǎn)，使學(xué)生具有使用大規(guī)模集成電路和可編程邏輯器件進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力，主要采用EDA設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)中小系統(tǒng)的能力。課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生根據(jù)教師給出的題目或者自擬題目獨(dú)立做出設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證和評(píng)價(jià)；鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行全方位的思考和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新的精神。

3.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系的改革

數(shù)字邏輯課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)體系尤為重要，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)通常以檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主要形式，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，制定出合理的評(píng)價(jià)體系對(duì)激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性、提高學(xué)習(xí)效果非常重要。此評(píng)價(jià)體系涉及學(xué)生實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，應(yīng)充分考慮過(guò)程性考核。

該評(píng)價(jià)體系主要包括3個(gè)一級(jí)考核指標(biāo)，分別為實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析整理，每個(gè)一級(jí)考核指標(biāo)下根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)分別有若干個(gè)二級(jí)考核指標(biāo)。一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)的分值體現(xiàn)了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的目標(biāo)，我們對(duì)數(shù)字邏輯課程進(jìn)行了全方位的教學(xué)改革，包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法和教學(xué)評(píng)價(jià)體系3個(gè)方面。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐使學(xué)生養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)的能力，學(xué)習(xí)興趣得到大幅度提高，創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)。學(xué)生連續(xù)幾年參加各類(lèi)電子設(shè)計(jì)大賽，取得多項(xiàng)省級(jí)、國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，就業(yè)情況也非常好。該課程已獲得校級(jí)精品課程榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，并編寫(xiě)教材兩部。課程組教師不斷提高自身素質(zhì)，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)奠定了一定的基礎(chǔ)。課程組將不斷努力，緊跟時(shí)代步伐，保證該課程在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)中的地位。

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篇10

關(guān)鍵詞：離散數(shù)學(xué)；輻射作用；輻射體系；編譯原理；數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3-4

離散數(shù)學(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支，也是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的理論基礎(chǔ)，所以又稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)[1]。離散數(shù)學(xué)研究離散量的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系，通過(guò)離散數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，不但可以掌握離散結(jié)構(gòu)的描述工具和方法，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件，而且可以提高抽象思維和邏輯推理能力，為將來(lái)參與創(chuàng)新性的研究與開(kāi)發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

離散數(shù)學(xué)課程所傳授的思想、方法與工具，廣泛地體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的諸領(lǐng)域，從科學(xué)計(jì)算到數(shù)據(jù)處理，從計(jì)算機(jī)科學(xué)理論基礎(chǔ)到計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，從計(jì)算機(jī)軟件與理論到計(jì)算機(jī)硬件及體系結(jié)構(gòu)，從人工智能到知識(shí)系統(tǒng)與工程，無(wú)不與離散數(shù)學(xué)密切相關(guān)。由于計(jì)算機(jī)本身是一個(gè)離散結(jié)構(gòu)，它只能處理離散的或離散化了的對(duì)象及對(duì)象關(guān)系，因此，無(wú)論計(jì)算機(jī)科學(xué)理論本身，還是與計(jì)算機(jī)應(yīng)用密切相關(guān)的現(xiàn)代科學(xué)的其它研究領(lǐng)域，都面臨著如何對(duì)離散結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的問(wèn)題；當(dāng)然，也需要考慮如何將已建立的離散數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)應(yīng)用的問(wèn)題。

隨著計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)研究生入學(xué)考試中專(zhuān)業(yè)課程統(tǒng)考的實(shí)行，很多高校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)對(duì)離散數(shù)學(xué)的教學(xué)投入開(kāi)始縮減，減少課時(shí)，降低難度，避重就輕；學(xué)生也無(wú)法認(rèn)識(shí)與理解離散數(shù)學(xué)在整個(gè)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程體系中的重要性，致使離散數(shù)學(xué)的教學(xué)與學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)越來(lái)越邊緣化。實(shí)際上，離散數(shù)學(xué)在各學(xué)科領(lǐng)域，特別在計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用；離散數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)許多專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯原理、人工智能、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理、算法設(shè)計(jì)與分析、理論計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)、軟件工程等必不可少的先行課程[2]。

作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的離散數(shù)學(xué)，對(duì)其它計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程有很強(qiáng)的知識(shí)輻射作用。本文致力于從一些計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容中還原離散數(shù)學(xué)知識(shí)，從而體現(xiàn)離散數(shù)學(xué)核心內(nèi)容在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)知識(shí)中的輻射作用。通過(guò)對(duì)離散數(shù)學(xué)輻射作用的介紹，讓計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生重新認(rèn)識(shí)到離散數(shù)學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性，從而提高本科生學(xué)習(xí)離散數(shù)學(xué)的興趣，重視自己數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)的鞏固和形式思維能力的培養(yǎng)。

1 離散數(shù)學(xué)輻射體系

離散數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心課程，它不是一門(mén)純數(shù)學(xué)課程，而是計(jì)算機(jī)學(xué)科的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。離散數(shù)學(xué)是應(yīng)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展而形成的一門(mén)交叉課程，主要內(nèi)容涵蓋了計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)對(duì)數(shù)學(xué)的一些基本要求。廣義的離散數(shù)學(xué)主題包括集合論、數(shù)理邏輯、關(guān)系理論、圖論、代數(shù)結(jié)構(gòu)、數(shù)論、信息論、組合數(shù)學(xué)等，甚至包含拓?fù)鋵W(xué)、運(yùn)籌學(xué)的內(nèi)容。有些高校將除拓?fù)鋵W(xué)、運(yùn)籌學(xué)等內(nèi)容外的主題分為三門(mén)課程，即集合論與圖論、代數(shù)結(jié)構(gòu)與組合數(shù)學(xué)、數(shù)理邏輯。本文談到的離散數(shù)學(xué)內(nèi)容只涉及到數(shù)理邏輯、關(guān)系理論、集合論、圖論以及代數(shù)結(jié)構(gòu)。

離散數(shù)學(xué)課程與后續(xù)的計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，對(duì)其它專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的影響極其深遠(yuǎn)，在很多計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容中都會(huì)涉及到離散數(shù)學(xué)知識(shí)。無(wú)論計(jì)算機(jī)軟件系列專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，還是計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)基礎(chǔ)課程，例如編譯原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)、軟件工程和計(jì)算機(jī)組成原理。本文選擇這六門(mén)計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程來(lái)闡述離散數(shù)學(xué)在專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)知識(shí)中的輻射作用，如圖1所示的離散數(shù)學(xué)輻射體系。

在圖1中，編譯原理的課程內(nèi)容中就可以還原出全部的離散數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)庫(kù)的課程內(nèi)容則可還原出離散數(shù)學(xué)內(nèi)容中的關(guān)系理論、代數(shù)結(jié)構(gòu)、集合論與圖論等內(nèi)容；操作系統(tǒng)、軟件工程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)組成原路中都有離散數(shù)學(xué)知識(shí)輻射的印跡。

2 離散數(shù)學(xué)輻射作用

2.1 編譯原理中的離散數(shù)學(xué)

編譯原理是計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課[3]，旨在介紹編譯器構(gòu)造的一般原理和基本方法，課程內(nèi)容除了形式文法、有窮自動(dòng)機(jī)等編譯原理所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)外，其它內(nèi)容基本上圍繞處理程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的編譯器應(yīng)該具有的各功能模塊展開(kāi)，包括詞法分析、語(yǔ)法分析、語(yǔ)法制導(dǎo)翻譯、中間代碼生成、存儲(chǔ)管理、代碼優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成。

離散數(shù)學(xué)的數(shù)理邏輯中最重要的內(nèi)容就是邏輯推理，由前提事實(shí)出發(fā)，采用相應(yīng)的邏輯恒等式、永真蘊(yùn)涵式、推理規(guī)則、推理方法等進(jìn)行不停的推導(dǎo)演繹，最終得到想要的結(jié)論，這是一個(gè)嚴(yán)格的演繹分析過(guò)程。在編譯原理中，與這一演繹分析過(guò)程相對(duì)應(yīng)的則是語(yǔ)法自上而下分析方法，即從形式文法的開(kāi)始符號(hào)（前提）出發(fā)，利用文法規(guī)則產(chǎn)生式（永真蘊(yùn)涵式），采用相應(yīng)的推理方法（最左或最右推導(dǎo)），最終得到想要的句型或句子（結(jié)論）。在推理證明中還有一種常用的證明方法，那就是從要求證的最終結(jié)論出發(fā)，依次為其找到相應(yīng)的邏輯恒等式、永真蘊(yùn)涵式、推理規(guī)則等作為最終結(jié)論或中間結(jié)論的依據(jù)，即從結(jié)論出發(fā)追本溯源到前提事實(shí)，這是一種典型的歸納邏輯。在編譯原理的語(yǔ)法分析中，自底向上的語(yǔ)法分析方法則是歸納過(guò)程的代表，即從要得到的句型或句子出發(fā)，利用文法產(chǎn)生式規(guī)則和推理方法，進(jìn)行不停的歸約，一直到開(kāi)始符號(hào)或失敗至，這是一直明顯的歸納邏輯推理過(guò)程，對(duì)應(yīng)最右推導(dǎo)。

在離散數(shù)學(xué)的關(guān)系理論中，等價(jià)關(guān)系尤為重要。而在編譯原理中，處處有等價(jià)原理輻射的痕跡，例如形式文法等價(jià)、有窮自動(dòng)機(jī)等價(jià)、中間代碼表示形式等價(jià)等。在編譯原理的內(nèi)容中，有關(guān)等價(jià)的部分還包括正規(guī)文法與正則表達(dá)式的等價(jià)性、正則表達(dá)式與有窮自動(dòng)機(jī)的等價(jià)性、正規(guī)文法與有窮自動(dòng)機(jī)的等價(jià)性。實(shí)際上，有窮自動(dòng)機(jī)等價(jià)是進(jìn)行非確定有窮自動(dòng)機(jī)確定化、確定有窮自動(dòng)機(jī)化簡(jiǎn)的理論基礎(chǔ)。

編譯原理的很多內(nèi)容中都使用了形式化技術(shù)，最典型的就是狀態(tài)圖刻畫(huà)有窮自動(dòng)機(jī)、語(yǔ)法樹(shù)表示語(yǔ)法分析過(guò)程，當(dāng)然在LL（1）文法FIRST集與FOLLOW集計(jì)算、算符優(yōu)先文法的優(yōu)先函數(shù)關(guān)系圖以及基本塊有向圖中都體現(xiàn)了離散數(shù)學(xué)的集合論與圖論。在編譯原理全部?jī)?nèi)容中都貫穿了符號(hào)串運(yùn)算，符號(hào)串與其上的運(yùn)算則構(gòu)成了一個(gè)完整的代數(shù)系統(tǒng)。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)中的離散數(shù)學(xué)

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和系統(tǒng)已經(jīng)成為信息基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)作為數(shù)據(jù)管理的最有效的手段，極大的促進(jìn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展[4]。數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型中的關(guān)系模型就經(jīng)典地體現(xiàn)了離散數(shù)學(xué)中的關(guān)系理論，尤其是關(guān)系模型中的參照完整性。數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型描述中使用的實(shí)體-聯(lián)系模型（圖）更是生動(dòng)地呈現(xiàn)了實(shí)體型之間的關(guān)系。在離散數(shù)學(xué)中，函數(shù)是一類(lèi)特殊關(guān)系，而關(guān)系數(shù)據(jù)理論中的函數(shù)依賴(lài)則描述了關(guān)系模式屬性（集）之間的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)庫(kù)中的查詢(xún)處理與優(yōu)化的理論基礎(chǔ)則是離散數(shù)學(xué)中等價(jià)原理，查詢(xún)被處理或優(yōu)化前后在功能和語(yǔ)義上必須滿(mǎn)足等價(jià)關(guān)系。

與關(guān)系模型緊密相連的則是關(guān)系代數(shù)，這是一類(lèi)典型的代數(shù)系統(tǒng)。關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是其運(yùn)算對(duì)象，關(guān)系操作則是定義在關(guān)系上的具體運(yùn)算，如選擇、投影、連接、除等，這些運(yùn)算都滿(mǎn)足封閉性，關(guān)系操作的輸入與輸出則都是表示關(guān)系數(shù)據(jù)的集合，因此集合運(yùn)算中的并、交、差、笛卡爾積等也是關(guān)系操作的一部分。關(guān)系數(shù)據(jù)模型中常用的SQL語(yǔ)言則是關(guān)系代數(shù)的一種具體實(shí)現(xiàn)，即一種具體的代數(shù)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫(kù)理論中被集合論與圖論輻射到的內(nèi)容包括：（1）一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是關(guān)系模式（二維表）的集合；（2）一個(gè)關(guān)系模式（二維表）就是一個(gè)實(shí)體集，表中每一個(gè)就是一個(gè)具體的實(shí)體元素；（3）在概念世界中描述實(shí)體型以及實(shí)體型間關(guān)系的實(shí)體-聯(lián)系圖；（4）關(guān)系查詢(xún)處理與優(yōu)化中的查詢(xún)樹(shù)。

2.3 其它課程中的離散數(shù)學(xué)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的重要理論技術(shù)基礎(chǔ)[5]，也是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)與組織數(shù)據(jù)的方式。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合，因而，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中很多具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是集合，如隊(duì)列、棧、線性表等。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除描述集合中數(shù)據(jù)元素的特性外，還要刻畫(huà)集合中數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系，因此，一般認(rèn)為，一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)元素依據(jù)某種邏輯聯(lián)系組織起來(lái)的，對(duì)數(shù)據(jù)元素間邏輯關(guān)系的描述稱(chēng)為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容中的樹(shù)、二叉樹(shù)以及圖等結(jié)構(gòu)則是離散數(shù)學(xué)圖論內(nèi)容的延續(xù)，基于圖結(jié)構(gòu)的各種算法，如最短路徑、最小生成樹(shù)、關(guān)鍵路徑等，在離散數(shù)學(xué)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中都有不同深度的描述。

操作系統(tǒng)課程中的進(jìn)程狀態(tài)圖為典型的圖論內(nèi)容；操作系統(tǒng)在對(duì)進(jìn)程等對(duì)象進(jìn)行管理時(shí)，很多內(nèi)容涉及到對(duì)象間關(guān)系，如死鎖中進(jìn)程間時(shí)序上的先后關(guān)系；操作系統(tǒng)中很多算法都使用到了集合概念，如死鎖的解鎖算法等。離散數(shù)學(xué)的核心內(nèi)容輻射到了操作系統(tǒng)的管理與控制中。

軟件工程最終的產(chǎn)物是軟件系統(tǒng)，既然是軟件系統(tǒng)，在進(jìn)行軟件系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)時(shí)，不可避免要研究系統(tǒng)各部分之間的關(guān)系。在結(jié)構(gòu)化分析方法中，有自頂而下和自底而上兩類(lèi)分析方法，自頂而下對(duì)應(yīng)數(shù)理邏輯中的演繹邏輯，而自底而上則表示數(shù)理邏輯中的歸納邏輯。軟件工程內(nèi)容中同圖論有關(guān)的包括軟件開(kāi)發(fā)模型、軟件模塊間關(guān)系表示、軟件測(cè)試等。

計(jì)算機(jī)組成原理作為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件方面的基礎(chǔ)課，在學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)知方面有著舉足輕重的作用。計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)組成單元“邏輯門(mén)”等以離散數(shù)學(xué)中的命題邏輯為基礎(chǔ)；計(jì)算機(jī)處理器的結(jié)構(gòu)形式化等都離不開(kāi)集合論與圖論的參與。實(shí)際上，在讓學(xué)生認(rèn)知軟件與硬件的功能等價(jià)性時(shí)，則充分體現(xiàn)了軟硬件的邏輯等價(jià)原理。

3 結(jié)論

針對(duì)離散數(shù)學(xué)課程在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程體系中越來(lái)越邊緣化的問(wèn)題，本文以編譯原理、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、軟件工程和計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課為例，論述了離散數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)綜合知識(shí)體系中的輻射作用，從而體現(xiàn)離散數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育中的重要性和必要性。

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作者簡(jiǎn)介：胡慧君（1976-），女，講師，研究方向：智能信息處理；劉茂福（1977-），男，教授，研究方向：自然語(yǔ)言處理。