计算机科学与技术专业学生的系统发展观与系统能力培养的研究

刘小洋

摘 要 系统发展观与系统能力是计算机科学与技术专业学生要掌握的两项至关重要的技能。分析了系统能力的内涵，同时从目前现状入手，就如何培养计算机科学与技术专业学生的系统观和系统能力提出了一些列的方法和措施。

关键词 系统发展观 系统能力 计算机科学与技术

中图分类号：G642 文献标识码：A

Computer Science and Technology Majors' System Development

Concept and System Ability Training

LIU Xiaoyang

（School of Computer Science and Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract System development concept and system capabilities are computer science students to master two vital skills and. The ability to analyze the meaning of the system， while starting from the current situation， proposed methods and measures on how to train students in computer science and technology system concept and system capabilities.

Key words system development concept； system capacity； computer science and technology

0 前言

系统发展观作为嵌入式技术和互联网融合的结果，物联网旨在使用互联技术来整合服务。“系统”变得无处不在：万物的状态皆可感知、测量、监控；人与物可以以一种全新的方式交流互动；智能系统使得各种事件的预测更加容易，各种资源的分配更加优化。由于嵌入式系统往往集成在大规模商业产品中，使得嵌入式系统必须有最优的性价比。嵌入式技术对系统的能力培养提出了新的挑战。计算机作为一门公共技术，其他费计算机类专业的学生也在学习计算机，那我们计算机类专业的学生的优势在哪里呢？那就是我们我们计算机类专业的学生必须要有系统发展观的管理，用系统的观念去理解计算机，掌握计算机的硬件与软件相互之间的关联。在后PC时代，移动互联网、云计算、大数据中心、物联网等等计算机及其应用都对系统发展观提出了不同层次的要求。所以我们要改革课程内容与教学方法等，要不然我们培养出来的学生没有竞争优势。我们要把目光和焦点放在如何提高计算机科学与技术类专业学生的系统发展观和系统能力的培养上面。

1 系统能力的内涵

系统发展观和系统能力的关键内容是要在掌握相关计算机基本原理的基础上怎么样来构建一个计算机应用系统。计算机专业学生的课程体系与内容建设要与时俱进，不断翻新、推陈出新，同时相应的计算机系统设计与创新能力也要加强。

而对于大部分计算机本科专业学生来说硬件设计能力不如电子工程专业学生、行业软件开发和应用能力不如其他相关专业学生、数学理论基础又不如数学系学生。而计算机系统能力是计算机专业学生的特长，如何提高计算机专业学生的计算机系统能力，是我们必须要解决的一个问题。

2 目前现状

我们计算机学院的学生对计算机的系统发展观认识的不够全面，甚至缺乏这样的一个系统发展观。学生不具备将每门课程之间的关键点联系起来。他们一般是分散地学习每门课程，而不知道课程相互之间的内在联系。即：不具备系统发展观和系统能力。同时还缺少系统性较强的综合实践环节，这使学生理论上一知半解，实践动手能力较差。

总体来说，目前国内高校的计算机专业教学对于系统化培养方面考虑较少：（1）课程体系中缺乏一门独立的能够贯穿整个计算机系统的基础课程。（2）计算机专业开设的各类课程之间的相互联系不够紧密。（3）计算机类专业的课程的具体内容没有与时俱进。即：课程里的内容显得相对落后没有紧跟当前的计算机技术发展。（4）课程体系中缺乏对于系统设计和应用能力培养的整体考虑。如对于不同计算机类的应用系统需要设置哪些课程以及包含哪些相关内容？特别是对于课程实验内容。

3 建议与措施

（1）从系统观出发，培养学生的系统认知、系统设计、系统开发和系统应用这四个方面的能力。计算机科学与技术类专业的教学方法应该注重培养学生从系统的角度去想问题、解决问题。将计算机专业中相关的硬件和软件的基本原理要讲透彻。同时要注意在实验的过程中要培养学生的系统观。用系统的观念去理解实验、掌握实验。重视信息和计算，并将它们作为不仅仅可以适用于计算机的普遍性的概念；激发学生的辩证思考能力，帮助他们理解和掌控数字世界。有意识地培养学生的系统层面的认知、设计、开发与应用的能力，如如何合理构架各类不同应用系统。通过这些能力的培养，使得学生能够站在系统的高度考虑和解决问题；这样才能够培养出具有系统观的软/硬件贯通人才。

（2）系统能力培养课程体系设置总体思路。以系统发展观为主线对计算机专业课程体系改革的思路如图1所示：

图1 计算机专业课程体系改革思路

其中，分3个层次建设系统课程：①计算机系统基础课程： Language program design basis（PF）、digital logic circuit（DLC）、Fundament of Computer System（FCS）。②新组合的核心课程： Computer Organization And Design（COAD）、Operating System（OS）、Technique of Compiling（CT）、Computer Architecture（CA）。③扩展和提升课程： Embedded Computing System（ECS）、Computer Network（CN）、mobile computing（MC）、Parallel computing（PC）、Big data parallel processing technology（BDPPT）。

（3）我们要培养计算机专业学生的整机的概念，即硬件+软件的整体概念，使他们摄入理解它们之间的内涵，同时要让他们掌握Hardware与Software之间的关联与区别。

（4）让学生深刻理解Language program design basis（PF）、Instruction Set System（ISS）、Operating System（OS）这三者之间的联系和区别。

（5）计算机的指令是怎么样在计算机中运行的，如：计算机是如何取一条指令的、如何执行一条加法指令。假设一个程序由十条条指令构成，那么计算机就按照一条指令一条指令的顺序去执行，就可以完成这个程序。

（6）关于硬件的基本组成原理等要让计算机类专业学生了解并掌握，如相应的TTL、MOS等电路。使他们掌握硬件电路的设计方法和原理。尤其是相关的逻辑电路的各种门电路、时钟、延时等相关概念。发现计算机类专业学生普遍存在缺乏硬件知识。如很多同学对相关的译码器、编码器、锁存器等器件不熟悉。

计算机学科主要研究的是计算机系统各个不同抽象层的实现及其相互转换的机制，其抽象层次结构如图2所示。

4 总结

系统发展观和系统能力是计算机科学与技术专业学生普遍缺少的两项技能。本文从系统能力的内涵着手，分析了目前我校计算机科学与技术专业学生所存在的缺乏系统观的这一普遍现象。通过这些现象，提出了一系列的建议和改进措施。

参考文献

[1] 王志英，周兴社，袁春风等.计算机专业学生系统能力培养和系统课程体系设置研究[J].计算机教育，2013.9：1-6.

[2] 杨新凯.面向计算机系统能力培养的《数字逻辑》课程教学改革探讨[J].教育教学论坛，2014.6：148-149.

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4] 袁春风.计算机组成与系统结构[M]，北京：清华大学出版社，2011.

[5] 陈国良，董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学，2011（1）：7-11.endprint

摘 要 系统发展观与系统能力是计算机科学与技术专业学生要掌握的两项至关重要的技能。分析了系统能力的内涵，同时从目前现状入手，就如何培养计算机科学与技术专业学生的系统观和系统能力提出了一些列的方法和措施。

关键词 系统发展观 系统能力 计算机科学与技术

中图分类号：G642 文献标识码：A

Computer Science and Technology Majors' System Development

Concept and System Ability Training

LIU Xiaoyang

（School of Computer Science and Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract System development concept and system capabilities are computer science students to master two vital skills and. The ability to analyze the meaning of the system， while starting from the current situation， proposed methods and measures on how to train students in computer science and technology system concept and system capabilities.

Key words system development concept； system capacity； computer science and technology

0 前言

系统发展观作为嵌入式技术和互联网融合的结果，物联网旨在使用互联技术来整合服务。“系统”变得无处不在：万物的状态皆可感知、测量、监控；人与物可以以一种全新的方式交流互动；智能系统使得各种事件的预测更加容易，各种资源的分配更加优化。由于嵌入式系统往往集成在大规模商业产品中，使得嵌入式系统必须有最优的性价比。嵌入式技术对系统的能力培养提出了新的挑战。计算机作为一门公共技术，其他费计算机类专业的学生也在学习计算机，那我们计算机类专业的学生的优势在哪里呢？那就是我们我们计算机类专业的学生必须要有系统发展观的管理，用系统的观念去理解计算机，掌握计算机的硬件与软件相互之间的关联。在后PC时代，移动互联网、云计算、大数据中心、物联网等等计算机及其应用都对系统发展观提出了不同层次的要求。所以我们要改革课程内容与教学方法等，要不然我们培养出来的学生没有竞争优势。我们要把目光和焦点放在如何提高计算机科学与技术类专业学生的系统发展观和系统能力的培养上面。

1 系统能力的内涵

系统发展观和系统能力的关键内容是要在掌握相关计算机基本原理的基础上怎么样来构建一个计算机应用系统。计算机专业学生的课程体系与内容建设要与时俱进，不断翻新、推陈出新，同时相应的计算机系统设计与创新能力也要加强。

而对于大部分计算机本科专业学生来说硬件设计能力不如电子工程专业学生、行业软件开发和应用能力不如其他相关专业学生、数学理论基础又不如数学系学生。而计算机系统能力是计算机专业学生的特长，如何提高计算机专业学生的计算机系统能力，是我们必须要解决的一个问题。

2 目前现状

我们计算机学院的学生对计算机的系统发展观认识的不够全面，甚至缺乏这样的一个系统发展观。学生不具备将每门课程之间的关键点联系起来。他们一般是分散地学习每门课程，而不知道课程相互之间的内在联系。即：不具备系统发展观和系统能力。同时还缺少系统性较强的综合实践环节，这使学生理论上一知半解，实践动手能力较差。

总体来说，目前国内高校的计算机专业教学对于系统化培养方面考虑较少：（1）课程体系中缺乏一门独立的能够贯穿整个计算机系统的基础课程。（2）计算机专业开设的各类课程之间的相互联系不够紧密。（3）计算机类专业的课程的具体内容没有与时俱进。即：课程里的内容显得相对落后没有紧跟当前的计算机技术发展。（4）课程体系中缺乏对于系统设计和应用能力培养的整体考虑。如对于不同计算机类的应用系统需要设置哪些课程以及包含哪些相关内容？特别是对于课程实验内容。

3 建议与措施

（1）从系统观出发，培养学生的系统认知、系统设计、系统开发和系统应用这四个方面的能力。计算机科学与技术类专业的教学方法应该注重培养学生从系统的角度去想问题、解决问题。将计算机专业中相关的硬件和软件的基本原理要讲透彻。同时要注意在实验的过程中要培养学生的系统观。用系统的观念去理解实验、掌握实验。重视信息和计算，并将它们作为不仅仅可以适用于计算机的普遍性的概念；激发学生的辩证思考能力，帮助他们理解和掌控数字世界。有意识地培养学生的系统层面的认知、设计、开发与应用的能力，如如何合理构架各类不同应用系统。通过这些能力的培养，使得学生能够站在系统的高度考虑和解决问题；这样才能够培养出具有系统观的软/硬件贯通人才。

（2）系统能力培养课程体系设置总体思路。以系统发展观为主线对计算机专业课程体系改革的思路如图1所示：

图1 计算机专业课程体系改革思路

其中，分3个层次建设系统课程：①计算机系统基础课程： Language program design basis（PF）、digital logic circuit（DLC）、Fundament of Computer System（FCS）。②新组合的核心课程： Computer Organization And Design（COAD）、Operating System（OS）、Technique of Compiling（CT）、Computer Architecture（CA）。③扩展和提升课程： Embedded Computing System（ECS）、Computer Network（CN）、mobile computing（MC）、Parallel computing（PC）、Big data parallel processing technology（BDPPT）。

（3）我们要培养计算机专业学生的整机的概念，即硬件+软件的整体概念，使他们摄入理解它们之间的内涵，同时要让他们掌握Hardware与Software之间的关联与区别。

（4）让学生深刻理解Language program design basis（PF）、Instruction Set System（ISS）、Operating System（OS）这三者之间的联系和区别。

（5）计算机的指令是怎么样在计算机中运行的，如：计算机是如何取一条指令的、如何执行一条加法指令。假设一个程序由十条条指令构成，那么计算机就按照一条指令一条指令的顺序去执行，就可以完成这个程序。

（6）关于硬件的基本组成原理等要让计算机类专业学生了解并掌握，如相应的TTL、MOS等电路。使他们掌握硬件电路的设计方法和原理。尤其是相关的逻辑电路的各种门电路、时钟、延时等相关概念。发现计算机类专业学生普遍存在缺乏硬件知识。如很多同学对相关的译码器、编码器、锁存器等器件不熟悉。

计算机学科主要研究的是计算机系统各个不同抽象层的实现及其相互转换的机制，其抽象层次结构如图2所示。

4 总结

系统发展观和系统能力是计算机科学与技术专业学生普遍缺少的两项技能。本文从系统能力的内涵着手，分析了目前我校计算机科学与技术专业学生所存在的缺乏系统观的这一普遍现象。通过这些现象，提出了一系列的建议和改进措施。

参考文献

[1] 王志英，周兴社，袁春风等.计算机专业学生系统能力培养和系统课程体系设置研究[J].计算机教育，2013.9：1-6.

[2] 杨新凯.面向计算机系统能力培养的《数字逻辑》课程教学改革探讨[J].教育教学论坛，2014.6：148-149.

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4] 袁春风.计算机组成与系统结构[M]，北京：清华大学出版社，2011.

[5] 陈国良，董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学，2011（1）：7-11.endprint

摘 要 系统发展观与系统能力是计算机科学与技术专业学生要掌握的两项至关重要的技能。分析了系统能力的内涵，同时从目前现状入手，就如何培养计算机科学与技术专业学生的系统观和系统能力提出了一些列的方法和措施。

关键词 系统发展观 系统能力 计算机科学与技术

中图分类号：G642 文献标识码：A

Computer Science and Technology Majors' System Development

Concept and System Ability Training

LIU Xiaoyang

（School of Computer Science and Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract System development concept and system capabilities are computer science students to master two vital skills and. The ability to analyze the meaning of the system， while starting from the current situation， proposed methods and measures on how to train students in computer science and technology system concept and system capabilities.

Key words system development concept； system capacity； computer science and technology

0 前言

系统发展观作为嵌入式技术和互联网融合的结果，物联网旨在使用互联技术来整合服务。“系统”变得无处不在：万物的状态皆可感知、测量、监控；人与物可以以一种全新的方式交流互动；智能系统使得各种事件的预测更加容易，各种资源的分配更加优化。由于嵌入式系统往往集成在大规模商业产品中，使得嵌入式系统必须有最优的性价比。嵌入式技术对系统的能力培养提出了新的挑战。计算机作为一门公共技术，其他费计算机类专业的学生也在学习计算机，那我们计算机类专业的学生的优势在哪里呢？那就是我们我们计算机类专业的学生必须要有系统发展观的管理，用系统的观念去理解计算机，掌握计算机的硬件与软件相互之间的关联。在后PC时代，移动互联网、云计算、大数据中心、物联网等等计算机及其应用都对系统发展观提出了不同层次的要求。所以我们要改革课程内容与教学方法等，要不然我们培养出来的学生没有竞争优势。我们要把目光和焦点放在如何提高计算机科学与技术类专业学生的系统发展观和系统能力的培养上面。

1 系统能力的内涵

系统发展观和系统能力的关键内容是要在掌握相关计算机基本原理的基础上怎么样来构建一个计算机应用系统。计算机专业学生的课程体系与内容建设要与时俱进，不断翻新、推陈出新，同时相应的计算机系统设计与创新能力也要加强。

而对于大部分计算机本科专业学生来说硬件设计能力不如电子工程专业学生、行业软件开发和应用能力不如其他相关专业学生、数学理论基础又不如数学系学生。而计算机系统能力是计算机专业学生的特长，如何提高计算机专业学生的计算机系统能力，是我们必须要解决的一个问题。

2 目前现状

我们计算机学院的学生对计算机的系统发展观认识的不够全面，甚至缺乏这样的一个系统发展观。学生不具备将每门课程之间的关键点联系起来。他们一般是分散地学习每门课程，而不知道课程相互之间的内在联系。即：不具备系统发展观和系统能力。同时还缺少系统性较强的综合实践环节，这使学生理论上一知半解，实践动手能力较差。

总体来说，目前国内高校的计算机专业教学对于系统化培养方面考虑较少：（1）课程体系中缺乏一门独立的能够贯穿整个计算机系统的基础课程。（2）计算机专业开设的各类课程之间的相互联系不够紧密。（3）计算机类专业的课程的具体内容没有与时俱进。即：课程里的内容显得相对落后没有紧跟当前的计算机技术发展。（4）课程体系中缺乏对于系统设计和应用能力培养的整体考虑。如对于不同计算机类的应用系统需要设置哪些课程以及包含哪些相关内容？特别是对于课程实验内容。

3 建议与措施

（1）从系统观出发，培养学生的系统认知、系统设计、系统开发和系统应用这四个方面的能力。计算机科学与技术类专业的教学方法应该注重培养学生从系统的角度去想问题、解决问题。将计算机专业中相关的硬件和软件的基本原理要讲透彻。同时要注意在实验的过程中要培养学生的系统观。用系统的观念去理解实验、掌握实验。重视信息和计算，并将它们作为不仅仅可以适用于计算机的普遍性的概念；激发学生的辩证思考能力，帮助他们理解和掌控数字世界。有意识地培养学生的系统层面的认知、设计、开发与应用的能力，如如何合理构架各类不同应用系统。通过这些能力的培养，使得学生能够站在系统的高度考虑和解决问题；这样才能够培养出具有系统观的软/硬件贯通人才。

（2）系统能力培养课程体系设置总体思路。以系统发展观为主线对计算机专业课程体系改革的思路如图1所示：

图1 计算机专业课程体系改革思路

其中，分3个层次建设系统课程：①计算机系统基础课程： Language program design basis（PF）、digital logic circuit（DLC）、Fundament of Computer System（FCS）。②新组合的核心课程： Computer Organization And Design（COAD）、Operating System（OS）、Technique of Compiling（CT）、Computer Architecture（CA）。③扩展和提升课程： Embedded Computing System（ECS）、Computer Network（CN）、mobile computing（MC）、Parallel computing（PC）、Big data parallel processing technology（BDPPT）。

（3）我们要培养计算机专业学生的整机的概念，即硬件+软件的整体概念，使他们摄入理解它们之间的内涵，同时要让他们掌握Hardware与Software之间的关联与区别。

（4）让学生深刻理解Language program design basis（PF）、Instruction Set System（ISS）、Operating System（OS）这三者之间的联系和区别。

（5）计算机的指令是怎么样在计算机中运行的，如：计算机是如何取一条指令的、如何执行一条加法指令。假设一个程序由十条条指令构成，那么计算机就按照一条指令一条指令的顺序去执行，就可以完成这个程序。

（6）关于硬件的基本组成原理等要让计算机类专业学生了解并掌握，如相应的TTL、MOS等电路。使他们掌握硬件电路的设计方法和原理。尤其是相关的逻辑电路的各种门电路、时钟、延时等相关概念。发现计算机类专业学生普遍存在缺乏硬件知识。如很多同学对相关的译码器、编码器、锁存器等器件不熟悉。

计算机学科主要研究的是计算机系统各个不同抽象层的实现及其相互转换的机制，其抽象层次结构如图2所示。

4 总结

系统发展观和系统能力是计算机科学与技术专业学生普遍缺少的两项技能。本文从系统能力的内涵着手，分析了目前我校计算机科学与技术专业学生所存在的缺乏系统观的这一普遍现象。通过这些现象，提出了一系列的建议和改进措施。

参考文献

[1] 王志英，周兴社，袁春风等.计算机专业学生系统能力培养和系统课程体系设置研究[J].计算机教育，2013.9：1-6.

[2] 杨新凯.面向计算机系统能力培养的《数字逻辑》课程教学改革探讨[J].教育教学论坛，2014.6：148-149.

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4] 袁春风.计算机组成与系统结构[M]，北京：清华大学出版社，2011.

[5] 陈国良，董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学，2011（1）：7-11.endprint