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面向系统设计能力培养的教学改革探索
作者：陈文智陈越庄越挺
来源：《计算机教育》2013年第20期
文章编号：1672-5913（2013）2049070-07
中图分类号：G642
摘要：随着信息技术快速发展，计算机新兴硬件器件及系统设计工具不断涌现，国内外计算机学科教育面临着挑战和机遇。传统课程体系以单门课程为中心，课程之间缺少衔接，学生难以深入理解计算机系统技术，不适应技术发展和社会需要。文章介绍浙江大学计算机学院面向系统设计能力培养的教学改革，采用软硬件课程融会贯通的方法，以数字逻辑设计、计算机组成、操作系统、编译技术等课程为主线，以系统设计能力为统一视图，建立层次化、循序递进。开放式课程群的课程体系和实践体系。关键词：系统设计能力；软硬件贯通教学；教学体系
1 计算机学科教学面临的挑战和机遇
当今世界新技术和新产业迅猛发展，信息产业正成为引领未来经济社会发展的重要力量。信息技术与生物技术、新材料技术、新能源技术的交叉融合和突破，将引发新的产业革命，令计算机学科的教学面临巨大挑战。进行软硬件贯通和面向系统设计能力培养的教学改革，能让学生深入理解计算机，具有利用计算机系统观解决实际问题的能力并提升整体素质，适应社会对人才的需求。这项教学改革在国内具有创新示范作用和重要意义。
1）面临的挑战。
（1）计算架构多样化：①SSD、PCM、GPU、FPGA等新器件层出不穷；②模拟、仿
真、可编程硬件、可模拟网络系统等新工具应运而生；③CUDA、Hadoop、MapReduce等新编程语言框架让人应接不暇。
（2）软硬件协同设计成为主流：①硬件、操作系统、编译器、并行计算关系更密切；②硬件多核及并行架构需要支持高效程序运行，编写高效程序必须了解计算机底层结构。
（3）计算机应用问题更复杂，领域更广：①高性能计算；②大数据处理；③大型系统开发与维护；④智能（嵌入式）系统开发等。
这些挑战使得高校人才培养与社会对人才需求之间的差距有不断加大的趋势。摆在高校教师面前的迫切任务是如何改变这种局面，以提升硬件和系统类课程的教学质量和效果，提高学生实践能力并激发其兴趣，解决计算机专业学生应该具备怎样的计算机系统知识、教师应该采用什么样的培养方式和如何适应社会对人才的需求等问题。