計算機科學與技術筆記精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇計算機科學與技術筆記范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：計算機 趨勢 發展

一、計算機科學與技術的發展趨勢

（一）計算機科學與技術實現了智能化的超級計算

可能你不知道，超高速計算機采用平行處理技術改進計算機結構，使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理，進一步提高計算機運行速度。超級計算機通常是由數百數千甚至更多的處理器（機）組成，能完成普通計算機和服務器不能計算的大型復雜任務。從超級計算機獲得數據分析和模擬成果，能推動各個領域高精尖項目的研算、傳翰和存儲。光子計算機即全光數字計算機，以光子代替電子，光互連代替導線互連，光硬件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數據，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速地并行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升?？傊嬎銠C科學與技術實現了智能化的超級計算。

（二）計算機科學與技術實現了分子計算機

大家都知道，分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進行組織排列。分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。轉換開關為酶，而程序則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機具備能在生化環境下，甚至在生物有機體中運行，并能以其它分子形式與外部環境交換。因此它將在醫療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發揮無法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自動機模型、仿生算法、分子化學反應算法等幾種類型。分子芯片體積可比現在的芯片大大減小，而效率大大提高，分子計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。分子計算機具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液可存儲1萬億億的二進制數據。分子計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白質分子，所以分子計算機既有自我修復的功能，又可直接與分子活體相聯。美國已研制出分子計算機分子電路的基礎元器件，可在光照幾萬分之一秒的時間內產生感應電流。以色列科學家已經研制出一種由DNA分子和酶分子構成的微型分子計算機。預計20年后，分子計算機將進人實用階段。也就是說計算機科學與技術實現了分子計算機。

（三）計算機科學與技術實現了納米計算機

納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍，質地堅固，有著極強的導電性，能代替硅芯片制造計算機?！凹{米”是一個計量單位，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從20世紀80年代初迅速發展起來的新的前沿科研領域，最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，制造出具有特定功能的產品?，F在納米技術正從微電子算機也會像現在的馬達一樣，存在于家中的各種電器中，那時問你家里有多少計算機，你也數不清，你的筆記本，書籍都已電子化。再過十幾、二十幾年，可能學生們上課用的不再是教科書，而只是一個筆記本大小的計算機，不同的學生可以根據自己的需要方便地從中查到想要的資料所以有人預言未來計算機可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計算機將成為不被人注意的最常用的日用品。

（四）計算機科學與技術實現了量子計算機

量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究，量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。量子計算機是基于量子效應基礎上開發的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關的狀態，利用激光脈沖來改變分子的狀態。使信息沿著聚合物移動。從而進行運算。量子計算機中的數據用量子位存儲。由于量子疊加效應，一個量子位可以是0或1，也可以既存儲0又存儲1。因此，一個量子位可以存儲2個數據，同樣數量的存儲位，量子計算機的存儲量比通常計算機大許多。同時量子計算機能夠實行量子并行計算，其運算速度可能比目前計算機的Pentium DI晶片快10億倍。除具有高速并行處理數據的能力外，量子計算機還將對現有的保密體系、國家安全意識產生重大的沖擊。無論是量子并行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相干性。世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。目前已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等。量子編碼采用糾錯、避錯和防錯等。量子計算機使計算的概念煥然一新。

二、計算機科學與技術的發展趨勢總結

計算機科學與技術的發展，將朝著向信息的智能化發展。計算機技術的大多數領域以應用學科和工程學科的出現為標志，這些學科的職責是促進與實踐有關的認識的發展，這些學科常吸收更為基礎的學科，提高就能有實踐的進步，在對計算機技術研究中，發現常有另外一條路徑，這個過程存在著強烈的相互作用，有關半導體是如何運行的理論也建立了起來，這是用它們能夠使計算機技術的實踐中普遍存在的問題得到解決，或者說是促進實踐的發展。能實現或更困難一些。顯然，選擇機制在計算機技術的實踐進化和認識進化之間明顯地提供了一種雙向的連接，推動計算機技術的快速發展。參考文獻：

[1]王華.計算機技術發展[J].電腦與電信，2013（02）.

篇(2)

[關鍵詞]計算機科學 發展方向 趨勢

中圖分類號：U49TV 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）27-0298-01

1 現代科技與計算機科技的結合與應用

1.1 強化綜合性和專業化

從認識客觀世界到改造客觀世界，形成的專業化與綜合性這樣一對矛盾體。一方面要求深入客觀世界，要求科學技術分工仔細，而另一方面為了適應國家政策和經濟，又必須把細分的專業加以整合，畢竟許多工作單靠一方面專業是無法解決的。強化綜合性和專業化，正因為此，電子科技滲透國民生活才不致造成極大的困擾或混亂。

1.2 向經濟、社會文化、商業流通等各方面滲透科學是絕對的第一生產力，從前是，現在也是。計算機科學與技術作為現代社會中的潛在生產力，具有舉足輕重的地位，隨著科研工作投入的資金越來越多，工作的規模越來越大，難度和代價也隨之加大，為求經濟和社會活動能順利適應科學技術的發展，電子科技的廣泛應用勢在必行。

1.3 現代科技應用在新產品的周期縮短從 1904 年發明電子管到 1946 年成功造出第一臺計算機，耗時42 年。而從發明半導體晶體管到造出半導體計算機，僅為 10 年左右。而微電子精細加工技術到集成電路計算機只用了2年不到的時間。而超微細加工技術到第四代計算機的創造，可以說是同步突破的。“技術突破”型科技逐步讓位“系統合成”型科技。

1.4“技術突破”型科技逐漸讓位于“系統合成”型的科技早期的三大發現 （達爾文學說，能量轉換，細胞學），在1925～1950 年重大科技突破有 40 多件。而 19 世紀 40 年代至 50 年代則為原子能、計算機、空間技術等寥寥幾項。50 年代后這種技術突破是越來越少了，70 年代至今，我們人類似乎在循環一個周期，我們將從前的科學原理及技術挖出挖深，并且把他們有機的結合在一起，從而形成新的技術。就好像計算機基本原理雖然有了極大的發展，但論起基礎仍然沒有離開 100 年前關于程序與存儲的設想。而阿波羅宇宙飛船技術，當中沒有任何一項是新的突破，而是把原有的理論加以結合，組織，并且排列有條不紊準確無誤，通過實踐得來。

2 如何發展計算機科學技術

只有大力的開拓應用，才能把計算機技術真正的提升上去。實踐得真知，沒有群眾的實踐，科技是根本發展不上去的。從開拓應用來看，我們需要好好把握計算機科技的量變以及質變。國際上，我們要看一個國家真實的計算機應用水平，就是看計算機水平有否迅速推廣，有否在國民經濟中發揮著重要地位，在使用方面有否兩個擴張：a.從科學技術擴展到數據處理、知識處理以及信息處理。b.從軍用擴展到民用。

計算機應用中，科學計算只占不到 10%，而信息、數據處理等則占到 90%。大多國家的計算機的發展，均是先大規模應用在軍事用途，其后才逐漸轉化為民用。然而轉變的是否及時、速度的快慢、對計算機發展影響是十分巨大的。蘇聯 1966 年關注計算機在國民經濟各方面的應用，到 1968 年計算機應用已發生了根本性的變化。他們僅僅用了四年時間，就把計算機應用擴展到國民經濟各部分總數65%以上。

3 計算機科技發展的整體趨勢

3.1 更“高”計算機的性能越來越高，速度越來越快，最集中表現在計算機主頻越來越精密。Inter 公司目前已擁有 10 億以上晶體管的微處理器，在一個計算機中使用上千個處理器，這被稱為“并行處理”。目前世界上性能最高的通用計算機已采用上萬臺計算機并行。而專用計算機的并行程度更高，在關鍵技術上把各計算機有效并高效的聯系起來，以協調工作，并且合理運用了我們最為熟悉的系統軟件―――操作系統的功能。在這一基礎上，計算機越走越高，卻也越走越平民化。

3.2 更“廣”計算機發展趨勢無處不在，以至于好像“沒有計算機一樣”。近幾年，最為明顯的趨勢就是網絡化以及向各領域的滲透，在廣度上進行發展和開拓。在國外，這種趨勢被稱為“無處不在的計算”。未來的計算機也會像現在的馬達一樣，存在家中各種電器中，那時候計算機在家中的應用已經數不勝數，就連我們的筆記本、書籍全部都已經電子化了。再過幾十年，每個學生甚至每個上班族，都能根據自己需要在身上一本薄薄的計算機上查得自己想要的資料，方便快捷，適應都市高節奏高效率的應用。有人更預言未來計算機的價錢會平民化的人手一臺，用計算機就像吃飯睡覺一樣正常，計算機能成為人們最常用的日用品。

3.3 更“深”計算機科技向信息的智能化更深層次的發展。網上有海量的信息，我們如何把這些浩瀚又雜亂無章的東西變成我們所需的知識，是計算機科學的重要課題，同時挖掘計算機更多的智能成分，使得人機相處更為和諧自然，更為友好便利。現今的科技是使得計算機越來越有感知能力，越來越有高思維能力，使得我們不再單一的輸入計算機語言，而是能通過手寫文字與之打交道，甚至可以用表情、手勢語言來與計算機進行溝通，令我們產生身臨其境感受的人機交互設備已經出現了，而我們經常聽到的虛擬技術正是這一領域發展的集中體現。

參考文獻

[1]張瑞.計算機科學與技術的發展趨勢探析[J]. 制造業自動化. 2010（08）

篇(3)

[Abstract] Since reform and opening of China's economy continues to accelerate the pace of development, people's living standards improve, computer network technology gradually from a high level for research study to millions of households popularity. This not only reflects our content to enrich the lives of people with wealth, but also fully demonstrates the level of China's computer science and technology gradually improved. The earliest computer science network technology is the remote terminal through the communication line data sent to the host computer to handle, formed only a simple online system. With China's growing economic strength, high-tech talents increasing levels, prompting computer technology and communication technology continues to evolve, computer science and technology have evolved from the simple to the complex development process, from single to multi-unit development , and gradually spread to millions of households.

中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2013）

【關鍵詞】新形勢；計算機網絡；技術與發展

[Key words] New situation; Computer network; Technology and Development

計算機科學網絡技術的發展令人舉世矚目，一方面，從20世紀70年代開始建立的遠程網，1946年第一臺計算機出現開始算起，它的發展史已超過六十多年，計算機科學網絡技術的發展無論是從降低成本、運算速度、縮小性還是開發與應用上，都一定程度上由量的積累得到了質的飛躍。另一方面，隨著我國新形勢下經濟的不斷發展，科學技術水平的不斷提高，促使人們的生活節奏不斷加快，計算機科學網絡技術的應用也隨之從從前的一元化逐步走向多元化的發展趨勢。新形勢下計算機網絡科學與技術的應用不僅涵蓋了大部分的高新技術領域，而且也已經逐步滲透進我們一日生活中的各個方面，不僅包括工業領域、軍事領域、商業領域等，現在甚至我們社會生活中離不開的電子產品——手機，也由非智能向智能計算機網絡技術方向轉變。從80年代迅速興起的局域網，到90年代先進的、能夠提供足夠寬帶的交換式網絡技術的產生、應用到普及，以及ATM、千兆以太網、全光纖網等高速科學網絡技術的誕生與發展，從僅有4個節點的遠程網發展到覆蓋全國乃至全世界的巨大型的互聯網。這都在證明著新形勢下計算機科學技術的發展不容小視。

一、新形勢下計算機科學技術發展的未來整體趨勢

（一）計算機科學技術發展與應用的層次更加深遠

隨著經濟的發展，技術水平的不斷提高，計算機科學技術的發展將會向信息快速化、智能化方向更深一步層次的進步與發展?，F在只要“百度一下”網上就會出現海量的信息供你選擇，針對這些信息我們應如何把這些條理不清晰的海量信息變成我們真正想找尋的所需知識，現在這一問題將逐步成為計算機科學技術發展課題研究的重要方向，與此同時還要更深層次的挖掘計算機更多的多元化、智能化成分，使得我們的生活與計算機之間的相處更為自然和諧，更為通大便利。新形勢下現如今的科學技術水平是使得計算機科學網絡技術越來越有更深層次的感知、理解能力，越來越有更深層次的較高思維運轉能力，使得我們在使用計算機的過程中不再單一的輸入應試的計算機語言，而是能逐步通過感覺、需要打出文字信息傳輸給計算機，甚至可以應用表情符號，或者使計算機開始識別“人臉系統、手勢語言”來與計算機達到更深層次進行溝通，在新形勢下這種令我們在計算機使用過程中可以產生身臨其境的交流、感受的人機感應設備已經在逐步出現并得到應用，而且這就是我們經常聽到的虛擬計算機技術領域發展集中體現的證明。

（二）新形勢下計算機科學技術性能的發展會更高，速度會更快

在新形勢下隨著經濟的不斷發展，高新科學技術水平的不斷提高，計算機科學網絡技術的性能將會越來越現代，水平將會越來越高，速度也會越來越快，這將最集中的表現在計算機主頻方面越來越精密。據相關信息資料統計，Inter公司目前已擁有超過10億的有關晶體管的微處理器，這種在一個計算機中使用上千個處理器，這被稱之為"并行處理"。另外，據相關數據的分析與統計，在目前世界上性能最高的通用計算機已經采用上萬臺計算機并行的模式。而且對于一些專用的計算機并行程度會更高、性能會更強大?？梢姡谟嬎銠C科學技術發展的關鍵技術上把各種計算機高效并快捷的聯系起來，并以相互之間協調的工作，加之合理的運用，成為最為熟悉的系統軟件——應用系統的功能。相信計算機在這一科學技術發展的基礎上，將會越走越高，性能將會越來越強，也會逐步走向人民的生活，逐步走向平民化。

（三）新形勢下計算機科學技術發展所涵蓋的范圍更加廣泛

在經濟發展的新形勢下計算機科學技術發展涵蓋的范圍會更加廣泛，在經濟發展的近幾年來，變化最為明顯的趨勢主要表現為計算機科學網絡化逐步向各領域之間更廣范的滲透，逐步從廣度上進行開拓和延伸。在西方，有學者把這種計算機的發展趨勢被稱之為"無處不在的計算"。設想，在經濟發展的新形勢下，未來的計算機也會像現在的汽車和電器中的馬達一樣，就像現在計算機科學技術在家中的應用范圍已經廣泛到各個方面，就連我們曾經的筆記本、各種書刊、雜志等都已經逐步電子化了。我想再過幾十年，包括每個學生甚至每個上班族，都能根據自己需要在隨身攜帶的一本薄薄的計算機上查得自己所需要的信息與資料，既省時又方便，適應現代高節奏且高效率的都市生活與應用。甚至有人預言，在不久大的將來計算機的價錢會逐步平民化、普及化達到真正的人手一臺，應用自如。在使用計算機方面就像吃飯或者睡覺一樣平常，計算機將會像手機一樣成為人們最常用的“必須品”。

二、計算機科學網絡技術的未來應用

在經濟發展，科學技術水平提高的新形勢下，計算機的應用服務在現如今的通信網絡發展的趨勢中是不容忽視的一方面。就比如現在人人必備的手機，越來越多地逐步趨近計算機智能化，“3G”這個網絡專屬名詞已經成了通信業最熱門討論話題之一。手機的功能已不僅是打電話、發短信、上網，而且在其他領域里更是大展身手，各顯神通。例如，管理人員可以通過手機命令員工進行相關專業的服務與工作，并對員工的工作進行評估與監督；在銷售部門，銷售人員可以利用手機對顧客提供商品業務的信息查詢與相關服務，還可以直接通過手機直接下達銷售訂單，也可供顧客查詢訂單詳情等。這些都是計算機科學網絡技術不斷發展的集中體現。像在銷售領域的應用不僅節省了時間，而且也為顧客提供了相應的便利，為顧客提供了更周到、更便捷高效的服務與幫助。這樣隨著計算機科學技術的不斷發展已不再需要攜帶笨重的計算機，有些簡單的工作只需一個智能的手機就可以輕而易舉的做到。

總之，隨著社會科學技術與經濟的快速發展，計算機科學技術不僅很大程度地滲透到了人們的生活和工作的各個方面，而且正在不斷快速的向前發展著。本文了簡單的探討了新形勢下計算機科學技術發展的整體趨勢?？偠灾?，新形勢下計算機科學網絡技術正在以人們所不能設想到的速度不斷迅速的發展著，并逐步走向性能高、層次深、范圍廣的趨勢。

【參考文獻】

【1】邱志明.《探索計算機科學與技術的發展趨勢》[J].黑龍江科技信息.2011

【2】張瑞.《計算機科學與技術的發展趨勢探析》.[J].制造業自動化.2010

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日前，萬人IT大學大連東軟信息學院攜手“大連在線”舉行06屆IT人才雙選會，200家企業聚集雙選會招攬人才。如此火暴場面，即便是北大、清華等名牌院校也十分罕見，與當前嚴寒的就業形勢形成了鮮明的比照。

與往年相比，此次雙選會是招聘企業最多、規模最大的一屆，包括東軟集團、戴爾、SAP、通用電氣在內的200家企業設立展位進行人才招聘，為企業和畢業生提供了雙向選擇洽談的機會。

從9月份開始，惠普、華為、阿爾派等眾多知名企業陸續到東軟信息學院進行現場人才招聘。為了滿足企業人力資源的巨大需求，大連東軟信息學院攜手“大連在線”舉辦了此次雙選會。發出通知后的一周內，就有200多家企業報名參加。一家IT企業人力資源經理解釋決定參加“雙選會”的原因時說：東軟信息學院作為IT產業人才庫的作用突顯，人才培養與企業發展形成了良性對接。

2006年，東軟信息學院將有本?？?000余名畢業生步入社會，專業涵蓋計算機科學與技術、計算機應用與維護、信息技術與商務管理、計算機英語、計算機日語、電子商務、企業信息化管理、電腦動畫設計與制作等。

在“雙選會”現場，記者了解到，企業對軟件開發、網絡技術、動畫制作等方向的人才需求非常旺盛，很多企業在此類崗位的人才需求數量較大，并非常重視對實踐能力的考查。在很多展位，東軟信息學院畢業生正在用筆記本電腦向用人單位展示自己在校期間編輯的程序，展示網站后臺數據庫程序、網站前臺頁面、FLASH動畫制作、電子商務業務實踐模型等，筆記本成為第二份有效的簡歷。有的畢業生用英語、日語“雙語齊下”與用人單位進行溝通。

據了解，大連東軟信息學院已經在2006屆畢業生中通過選拔成立了“2+2”東軟商用、東軟IIS、東軟嵌入式、東軟電信定制班，“3+1”東軟上海研發中心定制班以及阿爾派定制班，共有300余人進入定制班培養，定制班的優秀學生將直接進入相應企業工作。進入企業定制班的學生來到招聘會現場，如果有更合適的企業和崗位，他們也可以重新選擇就業單位。此外，大連東軟信息學院在就業信息化方面也做了大量工作，對就業信息系統進行全面升級，就業信息網研發投入使用，更新完善了學院UFS系統資源，引進“北森職業測評系統”，為畢業生進行進入社會前的性格和職業測試，推動了就業信息化的進程。

大連東軟信息學院副院長暴洪奎說：“此次雙選會規模很大，很多IT屆相關企業慕名來學院招聘計算機相關專業人才，包括外語類人才。企業對東軟學生的實踐動手、溝通能力，學習能力非常認可，招聘外語類人才也是看好東軟英語、日語專業學生既有扎實的外語水平，又兼備計算機專業知識的優勢。今年英語系304名計算機英語畢業生和日語系168名計算機日語畢業生將走向社會，將得到更多用人單位的青睞和關注?！?/p>

參會企業普遍認為，東軟信息學院教育模式適應企業的人才需求，設置的課程都是企業最需要的技術，東軟信息學院學生接觸的技術實用、前沿，實踐能力強，工作上手快。從往年對東軟畢業生的招聘情況來看，畢業生適應能力和再學習都比較強。希望通過雙選會和其他的一些招聘形式，吸納東軟信息學院優秀的畢業生。

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關鍵詞：西部高校；計算機專業；課程建設；計算機系統平臺

0 引言

西部地區經濟和社會發展一直在全國范圍內處于相對落后的地位，西部大開發政策為西部偏遠地區信息技術的發展以及計算機專業人才的培養提供了新的機遇。青海省作為經濟欠發達地區，信息技術仍相對落后很多。西部高校的計算機專業如何結合地方經濟發展進行教學實踐，成為一個重要的研究課題。

青海大學計算機技術與應用系在培養定位上，一直秉持“面向西部地區經濟建設主戰場”的理念，強調能力與素質并重，培養信息技術與應用的特色人才，滿足社會對高質量應用型人才的需求。培養方案設計和教學計劃制定參考了2006年教育部計算機教學指導委員會計算機專業教學分委員會（簡稱“教指委”）的《計算機科學與技術本科專業規范（信息技術方向）》（下面簡稱《規范》）?！兑幏丁分赋觯畔⒓夹g是一門針對社會與各種企事業單位的信息化需求，提供實施技術與解決方案的學科，與青海大學計算機技術與應用系應用型信息技術人才的培養原則和目標相一致。

在《規范》推薦的課程體系中，計算機系統平臺是其中重要的一門專業必修課，課程內容涉及計算機硬件平臺、軟件平臺、操作平臺和應用平臺等。作為一門全新的專業課，該課程有很多需要探索和研究的內容。我們結合自身探索和初步實踐，將對課程的內容組織、教學方法、實踐環節等幾個方面進行探討。

1 課程教學內容的選取與優化

本課程的學習目的是使學生了解和掌握信息系統開發、運行和維護所需要的整個平臺所相關的技術，涉及計算機系統的不同層次，包括硬件、軟件、操作系統和應用軟件等。通過學習不同層次所提供的支撐功能，感受并理解人們能夠在這樣的平臺上做哪些事情，并掌握計算機系統平臺中一些典型功能實現的基本原理。

本課程理論講授48學時，實驗部分32學時，按教學內容進行劃分，課程教學內容學時安排如圖1所示。其中計算機硬件平臺部分學時相對較少，相比傳統計算機專業的計算機組成原理課程內容進行了大幅度的裁剪，尤其是其中較深的理論、抽象的概念等難以理解和接受的部分。應用開發平臺部分則對常用的軟件開發環境進行介紹，使學生聯系其他課程中與編程相關的知識進行結合和過渡，從而對計算機上層平臺有更加清晰的認識。

1.1 課堂理論教學內容

計算機系統平臺課程既包括傳統計算機專業課程體系中的計算機組成原理和操作系統課程的主要內容，還包括向上層應用平臺延伸的部分內容，涉及的范圍十分廣泛。因此，如何根據專業培養方向的目標和定位對本課程教學內容進行選取是需要精心設計和探索的。信息技術方向以培養應用型人才為目標，強調的是專業知識的針對性和應用能力的培養，因此應著重提高課程學習內容的針對性和應用性。作為一門全新課程，青海大學計算機技術與應用系將計算機系統平臺的理論教學內容的學時安排如表1所示。

首先，我們將計算機作為一個整體的軟硬件平臺介紹給學生，使學生對本課程有直觀的了解并產生興趣。接下來講解指令系統和匯編程序設計，讓學生先練習，通過匯編語言編寫一些簡單的程序，掌握基本語句的含義，對后續講解CPU控制器和運算器的實現具有很好的鋪墊作用?！坝嬎銠C信息表示”單獨作為一章來介紹進制轉換及運算等知識。第四章重點介紹構成計算機的5大功能部件以及連接它們的總線。在有限的學時內，我們將涉及理論部分的內容大部分裁剪掉，旨在讓學生領會計算機設計的基本思想及各功能部件的基本工作原理即可。

第五章從操作平臺的角度人手講解操作系統的功能和作用，進程管理、內存管理、外存管理及外設管理分別對應第六至十章的內容。最后加入關于應用開發平臺的內容，學生可結合在其他課程中所接觸的集成開發環境及應用程序接口等來學習此部分知識。

本課程的理論教學內容從平臺的視角出發，將計算機硬件、操作系統、應用開發從底至上貫穿其中，形成完整的體系。經過幾輪教學實踐嘗試，對內容順序進行了合理的調整，使得學生在學習的過程中能夠承前啟后，達到良好的學習效果。

1.2 課程實踐教學內容

根據西部地區信息產業的實際需求，我們所培養的學生需要具備很強的計算機應用技能，才能適應工作崗位對人才的迫切需求。因此，作為一門重要的專業課程，實踐教學內容必須經過精心合理的安排和設計。目前，青海大學計算機技術與應用系所采用的計算機系統平臺實踐教學內容學時安排如表2所示，總計32學時。

經過近3年的課程調研發現，使用筆記本電腦的學生比例高達95%，而使用臺式計算機的學生非常少，曾經拆開過主機機箱的學生更是屈指可數。據此，本課程實踐環節首先讓學生通過親自動手來了解計算機的硬件組成，使學生對計算機有直觀的認識。目前實施設備包括真實PC機及16位教學實驗機。實際效果表明，學生紛紛表示實驗后收獲很大。接下來，匯編程序設計實驗要求學生在教學實驗機上用匯編語言編寫一些簡單的程序，在熟悉匯編語言的基礎上進一步了解指令系統及CPU運算器和控制器的工作方式。實驗3讓學生通過編寫中斷程序進行驗證性實驗，觀察多級嵌套中斷的效果，并理解中斷產生、響應、處理的工作過程。

實驗4讓學生通過親自動手安裝Windows和Linux操作系統，熟悉這兩種不同的操作系統。在此基礎上，實驗5-8通過讓學生在實際操作系統上利用程序員接口編寫程序，了解不同的操作系統在進程管理、內存管理、存儲器管理等方面的實現方法。實驗9和實驗10上升到應用層面，要求學生分別在Linux環境和Windows環境下進行綜合性的程序設計，利用Shell及集成開發環境進行規模較大的程序開發。

綜上所述，實踐教學內容遵循從底至上的順序，配合理論教學中講解到的各種原理和方法，讓學生能夠將專業學習與實際動手相結合。實踐環節的精心設計和有效實施大大提高了學生學習本門課程的興趣，也加深了學生對整個計算機系統平臺核心實現原理的理解。

2 教學方法與手段

針對目前青海大學計算機技術與應用系計算機專業信息技術方向課程教學的現狀和學生自身的基本情況，我們進行了一系列教學改革的實踐探索，力求提高和改進本門新課程的教學質量。

2.1 教學方法的改進

計算機硬件構成和操作系統相關的內容相對枯燥，如果照本宣科地講授將會使學生很快喪失對課程的學習興趣。下面從幾個方面來討論對計算機系統平臺課程教學方式與方法的探索。

1）結合技術前沿引發學生興趣。

學生在剛剛接觸一門新的課程時并沒有太多的認識和了解，因此應該利用這一關鍵時機，引導學生激發出對本課程的學習興趣。計算機系統平臺是整個課程體系中首先接觸到軟硬件綜合知識的課程，應當結合當下最前沿技術的發展趨勢對計算機進行介紹，使學生既能了解到最新技術也能增強對計算機原理的學習興趣。例如，在講解計算機與用戶的交互時，給學生演示iPad的使用（當時平板電腦尚未在國內發售），學生表示很感興趣。近年來，隨著云計算、移動平臺和嵌入式操作系統等技術的興起和廣泛應用，在課程中對這些最新概念進行介紹能夠使學生體會到本課程與實際的緊密聯系。

2）聯系實際應用幫助學生理解。

在教學時遇到比較枯燥的知識點，應適當結合實際應用來講授，從而幫助學生理解。例如，在講解進程管理部分時，進程控制塊中包含各類與進程相關的信息。此時，可直接在Windows系統中開啟進程管理器，通過“選擇進程頁列”的功能，可以看到PID、優先級、線程數等屬性，使學生產生直觀的理解。又如，信號量可以用生活中常見的場景聯系講解。在銀行填寫單子時需要用公用筆，如果只有3支筆可以用，即信號量的初始值為3；每來一個顧客請求用一支筆，相當于執行了一次P操作，信號量的值減1；當顧客用完筆放下后，相當于執行V操作，信號量的值加1。這樣，當信號量值為負值時，其絕對值的含義為當前等待用筆的顧客數。這個過程的講解可以加深學生對信號量含義的理解，更能夠體會到此種機制在實際問題中如何應用。

3）開放式討論活躍課堂氣氛。

在課堂教學中，氣氛沉悶影響學生聽課效果以及對知識的記憶和掌握。因此，應積極鼓勵學生成為課堂的一部分，適時采用開放式討論。例如，在講到Windows與Linux的發展史時，可以讓學生根據其自身對兩種系統的了解和熟悉程度，討論到底哪種操作系統更好。這類問題本身并無確定答案，學生在激烈的爭辯中不但使課堂氣氛更加活躍，而且也能夠發掘他們平時積累的知識，鍛煉其表達和組織語言的能力。再如，在講解死鎖部分時，可以讓學生先想一想可以用什么方法解決死鎖（如哲學家進餐問題中的死鎖現象），讓學生能夠主動思考，而不是被動地等待教師灌輸知識。開放式的討論使得學生不再覺得自己“置身事外”，而是真正成為了課堂教與學的核心參與者。

2.2 教學手段的改革

教師與學生為實現共同的目標，完成共同的學習任務，應不斷開發新型的教學手段，促進目標和任務的達成。下面從幾個方面來討論對教學手段全方位的探索。

1）全面利用信息化輔助教學。

利用逐步完善的校園網環境，借助各種信息化手段來輔助教學各環節的實施。具體包括：課堂上通過精心設計的電子課件增強教學效果；利用網絡資源提供網上在線學習，開展教學互動；利用教育在線平臺進行電子作業收集，開發抄襲檢測系統督促學生養成良好的學習風氣，同時也提高教師批改作業的效率。運用這些信息化手段，加強了學生和教師之間的互動，并能夠督促學生認真完成課堂和課下任務。

2）利用動畫演示形象化講解。

在教學過程中需要講解一些動態變化過程時，采用動畫演示等形式進行呈現能夠起到很好的輔助效果。除了教師自己制作動畫和演示之外，更鼓勵學生利用課余時間開發Flas或采用自己熟悉的編程語言編寫與課程相關的演示程序，并采取一定的激勵機制。這樣，通過生動、形象的程序可以緩解教學內容的枯燥乏味。更重要的是，學生在開發的過程中大大地提高了動手能力，并更加深入地理解課程的相關內容。

3）重視實踐教學環節。

本課程理論性很強。長期以來，本課程團隊一直以培養學生能力為核心，結合教學內容和人才培養目標開設不同層次的驗證、設計、綜合類實驗項目，根據對學生的觀察和了解，為其定制合適的實驗難度。此外，在一部分實驗中采用分組進行團隊協作的方式，使學生學習并掌握與他人協作完成文檔編寫、代碼調試、運行測試等重要的專業技能。實驗課考核成績以30%的權重記入總評成績。考核內容應較為全面地反映學生實驗課的表現，包括出勤、實驗指導書預習、實驗前準備、實驗操作和實驗報告等。重視及精心設計實踐教學環節，能夠很好地激發學生的學習熱情。理論與動手相互結合，也為今后的長遠發展奠定了良好的基礎。

3 實踐教學條件建設

計算機系統平臺課程的實驗環境配套有20套清華大學自主研發的TEC-2008教學計算機面板如圖2所示，既可以作為講解原理知識的實例，又用于教學實驗。

TEC-2008教學計算機指令系統設計目標滿足教學要求，機器字長16位，有單字和雙字指令完備性支持監控程序和簡單匯編語言程序設計。該教學計算機系統支持運算器部件、控制器部件、嵌套中斷等多種類型的實驗，對提高課程教學質量發揮了重要的作用。

此外，實驗室還專門配備了專用服務器，為學生搭建了操作系統實驗環境。除此之外，每名學生擁有自己的實驗機，可以進行應用軟件平臺的使用和程序開發。上述實踐教學環境的建設有效地保障了本課程實踐環節的實施和進行。

篇(6)

關鍵詞 計算機技術 發展展望 現狀 發展特征

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A

如今，計算機技術應用范圍越來越廣，已涉及到人類生活及工作的方方面面。近年來，在社會經濟及科學技術迅速發展的推動下，計算機技術得到了前所未有的發展，發生了歷史性轉變。人類出現的第一臺計算機誕生于一九四六年產于美國，發明人是約翰?阿塔那索夫教授，并把它稱之為肯尼亞克?？夏醽喛说恼Q生意味著人們進入了一個全新的計算機應用時代，人類生活及工作領域從此發生了革命性變革。然而，電子管計算機因它的造價成本較高，且各方面性能滿足不了時代需求，很快它的發展腳步慢慢變緩直至停滯不前。后來在微電子技術發展的帶動下，計算機結構也從此發生了巨大改變向智能微型化轉型，特別是在因特爾等微處理器及創新技術的帶動下，計算機便逐漸應用到家庭、企業、經濟及科學研究等領域中。在短短的七十多年里，計算機技術日益進步越來越成熟，其在人們生活及學習工作領域作用也日益凸顯，對推動社會進步及經濟發展有著不可忽視的作用。下面筆者就計算機技術的發展現狀、計算機技術發展特征及計算機技術發展展望進行了詳細闡述。

1計算機技術發展現狀

1.1計算機硬件技術發展現狀

這里所說的硬件技術主要是指微處理器。我們知道，微處理器是計算機的心臟，數字與信息化時代下的計算機離不開微處理器的有效幫助，如果把微處理器芯片里面晶體管的線寬及尺寸進行改變使之越來越小，那么計算機各方面性能會逐漸增強。改進及增強光刻技術，是目前最常用的減小微處理器芯片里面晶體管線寬及大小的方法。其基本原理是選擇更短波長的曝光光源，通過掩膜曝光，并通過一定的方法使刻蝕在硅片內的晶體管變的越來越小，而與晶體管相連接的導線盡量做的越來越細從而改進光刻技術。通常情況下人們都是使用紫外線來改進光刻技術，但基于其具有一定的局限性，有部分技術人員認為當前使用的紫外線光源已不能滿足新形勢下微處理器發展需求。也就是說目前微處器芯片的微型化發展將遇到一定的障礙，主要體現在以下幾方面：首先，線條寬度方面的限制。當線條寬度等于光的波長或比光的波長小時，那么光刻技術很難成功。其次，電子行為及量子效應方面也存在一定的問題，無法適應新時期的時展需求。

1.2納米電子技術發展現狀

計算機技術能夠得以如此快的速度發展離不開電子元器件的大力支持，然而在科學技術的推動下，計算機技術逐漸朝著快節奏高速度、微型智能化等方向發展，電子元器件已不能跟上計算機技術發展腳步，滿足不了其高速度、智能化等方面需求，使計算機技術發展停滯不前，納米電子技術就是這一背景發展下來的產物，它有效解決了這一現實問題，實現了電子元器件無法實現的功能。納米電子技術并不是單方面的把尺寸縮小了而已，而是用一種全新的思維使計算機技術得以創新?？梢哉f 納米電子技術也將是新世紀計算機技術發展的一大趨勢。

2計算機技術發展特征

2.1計算機技術更新速度較快

計算機技術更新速度較快可以說是當前計算機技術發展上一個顯著的特點。近年來，在科學技術的推動下，計算機技術發展得到了前所未有的發展，從系統結構上來看從一開始的電子管，發展到后來的晶體管，再到集成電路，然后發展成為現在的超級大規模集成電路；而在速度方面一開始的計算速度非常之慢，可能只有每秒五千次左右，而當前最普通的一臺計算機的計算速度可能都達到了每秒五億次以上；而在體積方面從一開始像樓房一樣大w積的計算機，在微處理器問世以后便逐漸向微型化方向發展，計算機體積變得越來越小，其造價成本也逐漸降低了很多，應用范圍也隨之越來越廣。現在人類在計算機技術科研方面給予了足夠的人力與物力，一些新型計算機技術與系統日益涌現，加快了計算機技術發展腳步。另一方面在社會生產力的不斷驅動下，計算機技術為了適應市場需求，也促使了其更新速度不斷加快。

2.2計算機技術有較強的實用性

計算機技術有較強的實用性可以說是當前計算機技術發展上一個突出的特點。如今，計算機技術已逐漸普及到人類社會發展的政治、經濟、生活及科學研究等領域中。計算機已成為新時期人類的好朋友好助手，人類生活的方方面面都需要它的幫助。它可以根據每個用戶的實際情況及現實需求對數據進行快速、簡潔、精準的分析處理，從而幫助人們完成每天必須的生產加工及管理等方面工作。當前，大部分事業單位、企業及政府部門都建立了信息管理系統，實現了員工檔案信息化管理。這樣一來，不僅規范了其管理方法更提高了其工作效率。

2.3計算機技術有較強的運行功能

計算機技術有較強的運行功能是當前計算機技術發展的主要特點征之一。微處理器是計算機運行的心臟，數字與信息化時代下的計算機離不開微處理器的支持與幫助，如果把微處理器芯片里面晶體管的線寬及尺寸進行改變使之越來越小，那么計算機各方面性能會逐漸增強。改進及增強光刻技術，是目前最常用的減小微處理器芯片里面晶體管線寬及大小的方法，計算機的運行功能越強大，說明光刻技術改進的越好。

2.4計算機技術具有過程監督及檢測功能

計算機技術的過程監督及檢測功能在推動企業智能化、自動化發展上具有重要意義。通過使用計算機，生產企業可以根據生產需要，建立監督及檢測控制系統。這樣一來，不僅可以對整體的企業生產進行科學的管理與控制，而且可以有效規避其生產風險，生產過程中一旦出現什么問題，計算機就會發出異常警報，促進了企業健康可持續發展。

2.5計算機技術具有消極及負面影響

計算機技術具有消極及負面影響，是計算機發展上我們不可忽視的一個重要特征。眾所周知，不管什么事物都有兩面性，計算機技術發展也不例外。雖然計算機技術的發展增強了人們的交流與溝通，加強了社會輿論宣傳，提高了人們的生活質量，但其在傳遞與傳播信息的過程中也可能產生一定的消極及負面作用。例如一些不靠譜的八卦、網絡謠言等，對人們的生活產生了一定的負面影響，特別是在網絡病毒的影響下，造成了一定的社會恐慌。另一方面，有些人沒日沒夜的沉浸在網絡游戲中，特別是對未成年人來說，這嚴重影響了他們身心的健康發展，所以說計算機技術也有一定的消極及負面特征。

3新世紀計算機技術發展展望

3.1未來計算機技術將向著巨型化方向發展

未來計算機技術將向著巨型化方向發展是新世紀計算機發展的主要趨勢之一。巨型主要指的是計算機存儲空間、速度運算及功能等方面。新世紀的計算機將向著高運算速度、大容量、強功能的方向發展。未來計算機的運算速度將越來越快，可達到每秒百億次及以上；存儲空間更加巨大，可達到幾百字節及以上。由此可見，巨型計算機的迅速發展，充分體現了一個國家的計算機科技發展水平，它促進了計算機硬件、計算機軟件、計算機結構及計算機應用等多方面的發展。巨型計算機將廣泛應用于衛星軌道、地質勘測、天文氣象、航天航空、軍事國防等領域中，已逐漸發展成為衡量國家綜合國力及科學技術水平的重要標志之一。其中，部分發達國家早已非常重視計算機技術的巨型化發展方向，在巨型計算機的發明及研制方面給予了全面的人力及物力支持，未來的計算機其運算速度將非常驚人，每秒可達幾百億次甚至達到千億次都有可能。

3.2未來計算機技術將向著微型化方向發展

微型化方向發展是新世紀計算機技術發展的必然趨勢，也是新時期適應社會發展的必然需求。近年來，在科學技術的推動下，算機技術得到了前所未有的發展，其體積從一開始像樓房一樣大體積的計算機，在微處理器問世以后便逐漸向微型化方向發展，計算機體積變得越來越小，其造價成本也逐漸降低了很多，應用范圍也隨之越來越廣。如今，微型計算機已受到了人們的青睞，已逐漸步入到人們生活的家用小電器及各種儀表儀器中，特別是掌上微型計算機的發明使計算機技術發展推向了一個歷史。在科學技術的推動下，微電子技術也將得到迅猛發展，那么這就意味著計算機技術向微型化方向發展的進程及普及率將日益加快。

3.3未來計算機技術將向著網絡化方向發展

如今，我們已步入了一個信息化、網絡化高速發展的時代，互聯網無處不在，人們生活的方方面面都需要它的支持。那么，這就意味著網絡化方向發展仍然是未來計算機發展的主要方向，它在計算機技術發展上扮演的角色日益重要。從某種程度上來說，我們可以把發展網絡技術看成是計算機系統建設的核心工程，其對普及計算機及延伸其功能發揮著不可忽視的重要作用。寬帶及可選服務仍然是新世紀計算機發展的主流，同時各種接入技術將得到更好更快的發展，HFC、DSVD、HDSL、及ADSL等技術的全面發展促進了圖像、數據服務及語音質量的進一步提高。同時，隨著ATM技術的應用，其在道路交通運輸系統及銀行系統中作用將日益凸顯。

3.4未來計算機技術將向著智能化方向發展

智能化方向發展仍是新世紀記算機技術發展的重要方向。計算機是科技進步及社會需求發展下來的產物，那么計算機技術的發展必須適應智能化時代人們的現實需求。人工智能技術使得計算機有了智能化的大腦及軀干，基本可與人體大腦相媲美，而且處理數據時，比人體大腦來的更快、思維邏輯更強。智能化技術能夠更好地模擬人類大腦感覺行為，使計算機跟人體大腦一樣具有讀、寫、聽、說、思及對事物的判斷能力、學習能力、邏輯推理能力等，從而滿足不同人群的現實需求。目前，計算機智能化技術應用范圍越來越廣，最突出的領域就是掌上筆記本、機器人等應用。隨著科學的不斷發展，計算機人工智能化發展腳步也快日益加快。

4結語

綜上所述，計算機已逐漸發展成為人類社會活動中必不可少的工具，它已涉及到人類生活及工作的方方面面，對時展的作用日益凸顯。近年來，在社會經濟及科學技術迅速發展的推動下，我國計算機技術得到了前所未有的發展，發生了歷史性轉變，其作為一項應用技術在我國社會經濟發展方面作出了巨大貢獻。新世紀計算機技術將向著巨型化、網絡化、智能化及微型化等方向發展。同時，計算機系統結構將不斷完善，而納米技術及軟件技術等將在新世紀計算機發展過程中發揮著越來越重要的作用。

參考文獻

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篇(7)

關鍵詞：交換與路由；實踐教學；虛擬實驗平臺

0 引言

2012年7月，教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會了《高等學校網絡工程專業規范（試行）》，這也是首次對網絡工程專業內涵等的統一認識與界定。網絡工程專業在培養目標上，側重網絡的設計、規劃、管理、維護等5大層面。作為構建網絡連通性的交換技術和路由技術，是上述專業目標得以實現的基礎[2]。交換與路由技術關注于建立網絡的連通性，是把各種網絡物理設備連接在一起的紐帶，是各種網絡上層應用得以實施的底層基礎。交換與路由課程內容在網絡層次模型上的落腳點是TCP/IP模型中的數據鏈路層和網絡層。

顧名思義，交換與路由課程在內容上由交換技術和路由技術兩部分組成。其中交換技術研究園區網環境下的數據交換技術，在物理設備上圍繞二層、三層交換機展開；路由技術側重互聯網中通信子網的網絡連通性，通常屬于運營商的管理范圍，在物理設備上圍繞路由器、三層交換機展開。交換與路由課程的前修課是計算機網絡原理課程，是針對計算機網絡原理中IP路由、局域網、廣域網等章節內容的深化和實踐。合理的計算機網絡原理的知識結構和知識內容，是交換與路由課程開展的必要支撐。交換與路由課程的后續課包括有網絡工程、網絡管理、網絡安全、網絡協議分析等。綜上可以看出，交換與路由是一門實踐類課程，是在計算機網絡原理基礎上的應用環節。教育部推出的“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）旨在培養適應社會經濟發展需要的各類型高質量工程技術人才，重點強調培養學生的實踐能力。就交換與路由課程而言，與這一目標十分貼切。

1 交換與路由課程內容

北京林業大學網絡工程專業在交換與路由知識的學習上，共涵蓋兩門課程：交換與路由（56學時）、交換與路由綜合實驗（40學時），理論學習與實踐操作并重。兩門課程獨立考核，總學時數高達96學時，可以反映出交換與路由技術對網絡工程專業的重要程度。56個學時的交換與路由課程包含了46學時的理論、10學時的課程實驗。理論部分專注原理剖析，主要知識點包括路由協議基礎、距離向量路由協議、鏈路狀態路由協議、路徑向量路由協議、RIPv1/2路由協議原理、OSPF路由協議原理、BGP路由協議原理、訪問控制列表、路由控制、交換基礎、交換知識點（VLAN、STP、VTP等）。10學時的課程實驗屬于針對課堂理論講解的驗證性實驗。40學時的交換與路由綜合實驗課程是對理論學習的綜合性實驗，從復雜拓撲結構人手、建立分散的知識點之間的關聯。

2 交換與路由課程教學過程

2.1 課程特點及教材選用

交換與路由作為網絡工程專業的核心課程，不僅在教育科研領域深受重視，在工業界也扮演著重要角色。網絡設備生產商中，華為、思科（Cisco）、詹博（Juniper）3家企業占據市場絕大部分份額，也都建立起了面向網絡工程師的針對交換和路由方向的網絡認證考試。其中，思科公司在網絡教育以及網絡知識普及上所做出的貢獻尤為突出，和國內眾多高校合作建立思科網絡技術學院。思科出版社也出版發行了各個網絡教育層次的教材，但通常以認證為導向。國內也有部分高校出版了“交換與路由”相關教材，但從調研來看，目前還沒有成熟度較高的經典教材。鑒于此，我們在為北京林業大學學生授課過程中，參考業界領先的思科網絡教育學院教材，在其基礎上對內容進行裁剪，形成適合北京林業大學網絡工程專業學生特點的教學講義。自編教材首先要符合本科教學學時數；教學內容上原理和實踐并重，既側重原理，又不能光說不練，但也不以企業認證為目標。教學實踐表明，枯燥的網絡協議等理論知識，只有和實踐操作結合在一起，才會更容易被吸收消化。交換與路由課程與計算機程序設計語言課程有很大的相似性，只記住理論，而不動手實踐，便毫無意義。要動手實踐，必須依托目前主流網絡設備生產商的產品。

2.2 網絡實驗室實踐條件

截止2012年，北京林業大學網絡工程實驗室有25臺Cisco 2821路由器、12臺Cisco Catalyst2950二層交換機、13臺Cisco Catalyst 3650三層交換機、一臺PC服務器。設備數量總體較少，以一個標準班30人計算，也不足以讓每個學生都在一個較大的拓撲上進行操作。實驗室的建設需要一個過程，在資金投入有限、設備不能立即到位的前提下，我們劃分了兩個階段，充分利用網絡實驗的教學資源，具體做法是：課程初期，讓學生在網絡實驗室中了解、認知網絡物理設備，用較少的設備就可以完成一些基本的驗證性實驗；課程后期：我們把網絡設備整合成5套拓撲，每個拓撲由5臺路由器和2臺三層交換機組成，可以滿換與路由課程全部教學內容的實驗要求。實驗室采取開放策略，學生可以預約時間隨時操縱物理設備。教學實踐表明，這種方案一定程度上彌補了由于設備數量不足所帶來的教與學的困境。

2.3 構建虛擬平臺

在熟悉對網絡物理設備的連接、配置以后，課上的理論講解、課下的自主學習，都切換到Dynamips虛擬平臺。Dynamips仿真了部分型號思科路由器硬件環境，加載真實的思科網絡操作系統iOS，類似于VMware、VirtualBox等可以加載PC操作系統。Dynamips啟動以后，通過Telnet方式連接Console口來登錄路由器，之后的操作就和登錄到真實物理設備完全一致了。基于此，我們編寫了如何構建網絡虛擬平臺的教學文檔，內容涵蓋了GNS3、Dynamips、Wireshark、Vware、VirtualBox、JUNOS、PIX防火墻、ASA、IDS，全面講解了在GNS3集成環境下，各網絡軟件的配置、使用，在學期初就下發給學生并學習。在GNS3環境下，借助于Dynamips等虛擬機，學生可以在自己的筆記本電腦上構建一個包含二層交換機、三層交換機、幀中繼交換機、ATM交換機、路由器、防火墻、IDS等設備較完整的Intemet環境。GNS3提供了以鼠標拖曳方式構建拓撲，在網絡運行中，也可以動態地改變拓撲結構，具有較強的靈活性。96學時的教學實踐表明，Dynamips實驗環境可以支撐本科階段交換與路由課程中路由部分的全部內容、交換部分的大部分內容。學生可以不受時間、實驗室的限制，自主學習。

2.4 課堂教學

課堂教學由兩部分組成：理論講解、現場實驗驗證。教師在課堂環境現場實驗來驗證協議原理及交互過程是本課程教學的特色之一。其中理論講解環節采用多媒體方式，圍繞路由協議原理的分析、協議特性進行講解；鼓勵學生把筆記本電腦帶進教室，既可以做電子筆記，動手能力強的學生還可以隨時跟進教師的課堂實驗驗證；鼓勵學生進行問題攻擊，在攻擊性問題的講解過程中，往往能讓全部學生都集中注意力。在動手實踐環節，每次講解完一個知識點，馬上就當場實驗驗證。路由協議的工作原理，反映在路由協議的數據包封裝上，而GNS3環境下Dynamips和Wireshark做了很好的集成，直接在拓撲結構的鏈路上實施數據包捕獲，可以查看協議的交互完整過程和數據包封裝細節。把枯燥的協議和鮮活的協議數據包有機結合在一起，提升了學生學習積極性。不僅是記住原理，還要啟發學生這個協議是怎么實現的，和生活中哪些場景有關聯。

2.5 分解實驗

交換與路由在教學內容上，各章節的知識點相對獨立，自成體系。以路由為例，在講解完路由基本原理，讓學生了解了DV型路由協議、LS路由協議、PV型路由協議的基本原理以后，就可以獨立講解RIP、OSPF、路由控制、ISIS、BGP等各個協議。各個協議在知識結構上相互獨立，通過路由控制把各個協議重新組合在一起，進行互操作。為此，我們為每個章節都單獨給出了分解實驗，并且給每個實驗文檔加以4位數字的編號，同一類型知識點文檔的數字中第一個數字相同，學生可以快速索引到關于相關知識點的文檔。除了分解實驗之外，會提供給學生一個綜合的拓撲，可以有機地把分解知識組合在一起，即知識點模塊化、系統化。通過閱讀大量的分解實驗文檔，也可以培養學生自主學習的良好習慣。以BGP路由協議的學習為例，屬性是BGP協議的核心，也是BGP強大的選路能力的重要支撐，這部分作為學習重點。我們設定了同一個拓撲結構，根據具體需求，不斷調整各種屬性，來實現不同的選路，而每種屬性都做了實驗分解。

2.6 考核環節

交換與路由課程在教學效果評估上，采取了階段考核方式。整個學期在交換與路由理論課環節包括3個階段性考試，依次按30%、30%、40%的計分比例匯入總成績。各階段考試均采用無紙化方式，提供拓撲結構、需求分析的pdf文檔，學生根據需求完成配置，并回答若干關鍵問題。為防止抄襲，每個學生在配置拓撲結構時，都要把自己的學號作為接口IP地址中4個十進制數中的一個。3個階段的考試，可以讓學生整個學期都保持對這門課程的預習、復習和課外的實踐操作，從而在知識點的掌握、認知能力的提高上，有很大的促進作用。

3 交換與路由教學總結

3.1 存在的問題

在教學實踐過程中，最大的問題就是課程進度滯后于大綱安排，分析原因如下：①不習慣教師邊講解理論邊做實驗的教學方式。許多學生已經習慣被動地“收聽”，而本課程要求邊聽課邊做電子筆記，涉及實驗還要動手實踐，精神和注意力高度集中，如果中間某個環節跟不上，就會造成脫節。教學方式、教學風格的變化需要重新形成并建立一種新的學習習慣，這需要一個適應過程。②部分學生對前修課程計算機網絡的基礎知識掌握不扎實，具體表現在：對TCP/IP層次模型了解不充分，對數據包的流動過程以及所涉及的協議沒有一個清晰的認識，對IPv4私有地址、公有地址、組播地址、廣播地址了解不充分。③全英文多媒體課件使部分學生閱讀理解起來會有一定的困難。交換與路由是在網絡工程專業大三第一學期開設，大部分學生已經通過了大二下學期的英語四級考試，但仍然有部分學生跟不上節奏。

3.2 收獲

從教學反饋來看，主要包含以下兩點：從學生層面看，一定程度上改變了學生的學習觀念。理論和實驗并重的教學方式，學習強度大，讓課程學習真正成為一個持續地過程，學習不再是為了考試，避免了考前臨時突擊的現象。從教師層面看，摸清了學生在前修課計算機網絡課程上所欠缺和掌握不扎實的知識點，使得網絡教研組教師之間課程交流內容更加明確，進而對專業培養目標的定位也逐漸清晰。

4 結語

作為一門以實踐應用為導向的課程，交換與路由課程的建設是一個逐步深化的過程。下一步要做的工作包括：總結教學經驗，在不斷完善自編教學講義的基礎上，規劃出版教材；繼續擴充分解實驗的數量，網絡教研組的教師共同討論，使實驗內容能夠跟上網絡技術的快速變化；外出調研，多和其他同行交流，不斷提高本課程的教學質量。

參考文獻：

[1]教育部高等學校教學計算機科學與技術指導委員會.網絡工程專業規范（試行）[M].北京：高等教育出版社，2012：1.