淺談計算機專業系統能力培養的技術途徑

朱晟輔

摘要：隨著我國進入信息時代，各項科學技術迅速發展，互聯網逐漸普及，信息化建設對計算機專業人才的要求也在不斷提高。在這種環境下，傳統的人才培養模式已經無法滿足當今社會發展對計算機專業人才系統能力的需求了。為了更好的順應時代發展的潮流，本文首先指出了計算機專業系統能力培養的內涵和具體要求，然后對其存在的問題以及培養的技術途徑進行了全面分析。

關鍵詞：計算機專業；系統能力培養；技術途徑

目前，互聯網和計算機已經普及，我國已經進入信息化發展時代，使其開始呈現出物聯網、移動互聯、云計算和大數據計算的新型特征。在計算機技術不斷發展的過程中，四類新型的計算機系統和四化特征開始顯現，這就對計算機專業人才的知識結構以及創新能力等系統能力提出了更高的要求。

一、計算機專業系統能力概述

（一）內涵闡述

掌握計算機系統的基本原理是計算機專業系統能力的關鍵和靈魂，在此基礎上，著力于構建以計算機技術為核心的應用系統。為了達到這一教學目標，計算機專業的學生除了要熟練掌握計算機系統內部各種硬件設備和軟件之間的聯系和邏輯層次之外，還需要了解其外部特點，掌握它和人以及物理世界進行交換的主要模式。和其他專業的學生相比，計算機專業的學生除了計算機基礎和應用之外，更關注其系統能力的培養。這就需要該專業的學生不斷拓寬自身的知識體系，還要提高其系統設計的創新能力。

（二）培養要求

對計算機專業的學生開展系統教育，培養系統能力，必須尊重教育學的客觀規律，采用科學的培養方法，首先就要掌握扎實的計算機系統理論基礎，能夠根據實際需要建立相關的模型系統，對真實情況進行準確描述，并能夠通過模型分析對未來的行為進行預測。其次，加強系統實踐，努力培養學生構建正確系統的能力。從系統觀的角度來看，計算機專業系統能力的培養就是要讓學生養成從系統角度思考問題的習慣，透徹理解基本原理，加強系統性的實踐的教學過程。

二、計算機專業系統能力培養存在的主要問題

（一）專業課程設置中的問題

第一，計算機專業的課程體系中缺少獨立的基礎課程，無法貫穿全部的計算機系統。部分院校雖然設置了計算機系統的概論課程，但是內容比較分散，無法構成一個完整的計算機系統框架，系統性不足。第二，相關課程之間的聯系不夠緊密。目前，大多數高校的計算機專業課程的設置根據都是內容的層次性，但是教材和課堂教學的主要內容卻很難體現本層次的內容，而且缺少和其他層次的聯系，導致學生無法全面認識計算機的系統知識。第三，教材內容相對落后。很少體現出近幾年在實際工作中遇到較多的多核處理器、眾核處理器、分布式計算模式和并行計算模式等問題。同時，對于學生比較關心的移動終端系統、嵌入式系統、大型數據中心以及云計算系統等，教學力度有限。第四，課程體系缺乏整體觀。例如，公共的計算機系統基礎課程及內容的設置，計算機系統核心課程及內容的設置，對于不同應用系統和相關平臺所需的設計和應用人才的培養應設置哪些課程等。

（二）學生自身系統能力存在的問題

由于計算機專業教學對于學生系統能力的培養沒有能引起足夠的重視，所以導致他們的系統能力存在以下問題：首先，很多學生缺乏計算機系統的完整概念，系統觀薄弱，只能解決局部的編程問題和應用問題，沒有辦法解決系統層面中出現的問題。其次，對計算機系統的關鍵性內容的掌握不夠扎實，無法獨立完成和計算機軟硬件協同設計相關的任務。再次，沒有明確不同專業課程之間的關聯性，對很多核心內容沒有進行深入了解，缺乏綜合分析能力、設計能力和應用能力。

三、計算機專業系統能力培養的技術途徑

（一）明確教學目標

計算機系統具有“三位一體”的特點，主要是通過CPU（中央處理器）、操作系統和編譯器這三大基礎技術體現出來的。在系統能力的培養過程中，計算機專業的學生必須建立完整的系統觀念，明確CPU、操作系統以及編譯器之間的相互關系，掌握以三大技術為核心的計算機系統的基本工作原理。從這一角度來說，高素質創新型的計算機專業人才必須具備較高的系統能力，能夠獨立完成包含三大技術在內的計算機系統開發。

為了實現上述目標，我們對計算機專業的本科學生提出了以CPU、操作系統以及編譯器為基礎的教學目標，就是本科生要通過多門課程的學習和實踐，能夠自主開發CPU，并能夠開發出配套的操作系統和編譯器，完成計算機系統的自主設計和實驗。

（二）堅持“三工”的教學準則

所謂“三工”，就是指工業標準、工程規模和工程方法。①工業標準：作為計算機系統三個子系統，我們必須確定CPU、操作系統和編譯器之間及其對外應采用何種接口規范。②工程規模：對CPU、操作系統和編譯器確定了評估參數，制訂了相應的評估要求。③工程方法：在本教學目標中，特別是提出“工程規模”準則后，CPU 開發成為第一也是最為重要的環節。

參考文獻：

[1]王志英，周興社，袁春風，等.計算機專業學生系統能力培養和系統課程體系設置研究[J].計算機教育，2013，09（25）：1-6.

[2]劉小洋.計算機科學與技術專業學生的系統發展觀與系統能力培養的研究[J].科教導刊（上旬刊），2014，09（10）：43-44.

[3]劉衛東，張悠慧，向勇，等.面向系統能力培養的計算機專業課程體系建設實踐[J].中國大學教學，2014，08（24）：48-52.