時(shí)間：2022-06-14 20:32:00
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摘要：本文介紹了非計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件課程的現(xiàn)狀和內(nèi)容的設(shè)計(jì)情況，探討了如何在硬件教學(xué)中改革教學(xué)法和教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力，從而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動分析問題、解決問題的能力，真正達(dá)到學(xué)有所得，學(xué)有所用。
關(guān)鍵詞：非計(jì)算機(jī)專業(yè)；硬件教學(xué)；引線法；案例教學(xué)
中圖分類號：G642
文獻(xiàn)表示碼：B
1引言
“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程是工科專業(yè)的必修課程，課程的任務(wù)是通過對微機(jī)的基本組成、工作原理、接口電路及硬件的連接等知識的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握分析問題、解決問題的方法，結(jié)合上機(jī)實(shí)踐，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識和簡單的硬件設(shè)計(jì)知識，為培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力和以后學(xué)習(xí)其他計(jì)算機(jī)知識打下基礎(chǔ)。
2硬件課程現(xiàn)狀分析及教學(xué)內(nèi)容
2.1現(xiàn)狀分析
對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的硬件課程的教學(xué)，不同于計(jì)算機(jī)專業(yè)的硬件教學(xué)。
(1) 學(xué)時(shí)較少，任務(wù)繁重。本課程內(nèi)容實(shí)際上包括計(jì)算機(jī)專業(yè)的“匯編語言”、“微機(jī)原理”和“接口技術(shù)”三門課程，雖然是基礎(chǔ)的教學(xué)，但內(nèi)容非常多，對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說要利用較少的學(xué)時(shí)而面面俱到，學(xué)精學(xué)透，不可能也不現(xiàn)實(shí)，但要想真正的能讓學(xué)時(shí)系統(tǒng)的掌握課程的精華也不能任意的割舍，因此如何精選內(nèi)容、調(diào)動學(xué)生積極性顯得非常重要。
(2) 基礎(chǔ)薄弱，懼怕學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)硬件課程之前要求學(xué)生掌握電子電路等先修課程，對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說他們通常只學(xué)習(xí)了文化基礎(chǔ)和C語言，因此基礎(chǔ)相對薄弱。學(xué)生害怕計(jì)算機(jī)硬件的學(xué)習(xí)，書發(fā)下來，一翻看內(nèi)容就對它產(chǎn)生了恐懼的心里，尤其是去打聽上屆的師兄、師姐，如果以前不及格的學(xué)生多，他們會產(chǎn)生心理負(fù)擔(dān)很重，還沒學(xué)就患得患失，學(xué)習(xí)的目的就是為了及格，很難去培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題能力，更不用說創(chuàng)造能力。
(3) 毫無興趣，學(xué)習(xí)無用。學(xué)生對于硬件的學(xué)習(xí)毫無興趣、枯燥乏味，由于許多硬件知識沒有實(shí)物對應(yīng)，比較抽象，邏輯性強(qiáng)，理解起來有一定困難，因?yàn)椴幌矚g，所以不懂，因?yàn)椴欢?，所以更不喜歡，形成了強(qiáng)式惡性循環(huán)。硬件更新很快，現(xiàn)在都是奔騰6的時(shí)代了，還講8086/8088，覺得內(nèi)容陳舊，毫無興趣。辛辛苦苦學(xué)習(xí)下來，覺得毫無用處，根本提不起一丁點(diǎn)的興趣，學(xué)文化基礎(chǔ)能懂得電腦的操作，學(xué)習(xí)C語言還能考個(gè)計(jì)算機(jī)等級證書，學(xué)了硬件課程，如果以后不從事電子電路設(shè)計(jì)，沒有任何用處，即使從事電子電路設(shè)計(jì)所有的知識也要從頭開始。
為了解決上述問題，必須要精心設(shè)計(jì)講課內(nèi)容，充分調(diào)動學(xué)生積極性，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)，去學(xué)習(xí)，必須真正的把授之以魚改為授人以漁。
2.2內(nèi)容簡介
為了使學(xué)生能從應(yīng)用角度出發(fā)，在理論和實(shí)踐上掌握微機(jī)的發(fā)展、微機(jī)系統(tǒng)的基本組成和工作原理、存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計(jì)以及接口電路的應(yīng)用，建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念，并考慮到學(xué)生本身的特點(diǎn)，本課程學(xué)時(shí)和內(nèi)容安排如下：
本課程共48學(xué)時(shí)，其中講課28學(xué)時(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)20學(xué)時(shí)，上機(jī)的內(nèi)容基本上是以匯編語言為主。課程內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、數(shù)字電路基礎(chǔ)、中央處理器CPU、存儲器、8086匯編語言指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、I/O接口和總線、中斷系統(tǒng)、DMA控制器和典型的接口芯片、模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換共11章教學(xué)內(nèi)容。課下組織學(xué)生去學(xué)計(jì)算機(jī)的組裝、當(dāng)前芯片最新發(fā)展技術(shù)動向、單片機(jī)原理和設(shè)計(jì)，以作業(yè)的形式組織學(xué)生學(xué)習(xí)和研究。對學(xué)生能力培養(yǎng)的有如下要求：
(1) 對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有更完整的認(rèn)識；
(2) 掌握微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及接口知識；
(3) 掌握匯編語言基本知識，具有一定編程能力；
(4) 能解決實(shí)際工作中遇到的計(jì)算機(jī)硬件方面的問題。
3教學(xué)過程的探究
3.1目標(biāo)明確，確立學(xué)習(xí)信心
為了能使學(xué)生有學(xué)習(xí)的信心，首先讓學(xué)生明確，課程內(nèi)容的特點(diǎn)，只要努力肯定能學(xué)明白，能學(xué)懂，戰(zhàn)略上蔑視敵人，戰(zhàn)術(shù)上重視敵人。加大平時(shí)的得分比例，使學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí)和平時(shí)作業(yè)的完成，讓學(xué)生不必背著怕不及格的負(fù)擔(dān)去學(xué)習(xí)，讓學(xué)生知道只要學(xué)就能學(xué)會，只要學(xué)就不必?fù)?dān)心期末的考試的問題。良好的心理是成功的一半，讓學(xué)生有好的心理暗示，正向的暗示和引導(dǎo)學(xué)生去完成硬件課程的學(xué)習(xí)。萬事開頭難，給學(xué)生一個(gè)好的積極向上的開頭，良好的開始是成功的一半，有了兩半的成功，相信自己一定能學(xué)好的。
3.2教學(xué)內(nèi)容采用引線法，神奇化易
華羅庚曾經(jīng)說過：“神奇化易是妙算，易化神奇不足提”。對于教學(xué)內(nèi)容采用引線法，把硬件的內(nèi)容穿成串，讓學(xué)生通過一根線，把所有的內(nèi)容連起來，使學(xué)生有信心和毅力把硬件知識掌握和理解。
教學(xué)的主線就是CPU，CPU也是計(jì)算機(jī)的核心，真正的中央處理單元，通過對CPU的前因(來源)后果(應(yīng)用)的描述，把整個(gè)知識聯(lián)系起來，把復(fù)雜的問題簡單化，掌握本質(zhì)，理解精華。課程內(nèi)容線圖如圖1：
3.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用案例教學(xué)
匯編語言的實(shí)驗(yàn)部分采用案例教學(xué)法：把所有的實(shí)驗(yàn)分成4個(gè)案例，案例1順序程序設(shè)計(jì)，案例2分支程序設(shè)計(jì)，案例3循環(huán)程序設(shè)計(jì)，案例4綜合程序設(shè)計(jì)，每個(gè)案例包含3個(gè)小模塊，第一個(gè)是老師講解領(lǐng)著學(xué)生去完成，第二個(gè)是學(xué)生自己完成，教師進(jìn)行指導(dǎo)，第三個(gè)是課下作業(yè)，完成后要求寫成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)踐證明這種方法取得了好教學(xué)效果。除了完成四個(gè)案例對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的能力編一些優(yōu)秀的作品，由于學(xué)生的本身?xiàng)l件制約，雖然學(xué)生的作品水平一般，但學(xué)生認(rèn)為收獲很大，起到了良好的教學(xué)效果。
匯編語言調(diào)試環(huán)境采用Emu8086。Emu8086是純Windows環(huán)境下的調(diào)試工具，集編輯、編譯、調(diào)試等功能于一身，可以方便的操作，容易看到內(nèi)存的變化、寄存器的變化，利用他可以隱藏匯編語言的低層細(xì)節(jié)，把重點(diǎn)精力放到對語言本身的理解和掌握上，入門更快，掌握更好，質(zhì)量更高。Emu8086的界面如圖2。
3.4課外作業(yè)突出培養(yǎng)興趣，走出去，帶回來
利用學(xué)生對計(jì)算機(jī)組裝感興趣這一特點(diǎn)，充分利用資源優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。沈陽市三好街是中國四大計(jì)算機(jī)市場之一，派學(xué)生去調(diào)研了解計(jì)算機(jī)硬件的最新、最準(zhǔn)確、最及時(shí)的行情和了解如何對硬件進(jìn)行組裝，并且讓學(xué)生去選聽焦老師的硬件組裝課程，使學(xué)生在“庖丁解?！敝跋戎酪幌屡５男螤?，實(shí)踐證明這對學(xué)生對課程的總體認(rèn)識起到關(guān)鍵的作用。
精心設(shè)計(jì)和布置課外作業(yè)，因勢利導(dǎo)，有利于對硬件知識的把握。如讓學(xué)生分組調(diào)研最新的CPU類型等作業(yè)的布置。鼓勵學(xué)生參加課外活動小組，這學(xué)期我班就有一名學(xué)生被選入東北大學(xué)機(jī)器人競賽的團(tuán)隊(duì)里，參加2009年在日本舉行的世界機(jī)器人大賽。
3.5充分利用網(wǎng)絡(luò)資源
東北大學(xué)計(jì)算機(jī)中心是省級教學(xué)示范中心，擁有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的資源優(yōu)勢，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，找到自己需要的資料。
網(wǎng)上交流，有不會的問題的及時(shí)反映出來，及時(shí)解答。利用文化基礎(chǔ)或C語言的網(wǎng)絡(luò)平臺可以下載課件和提問，2009年我校的畢博blackboard平臺對所有教師開放，利用這一平臺建設(shè)硬件的課程體系，將會起到更為理想的作用和效果。
Baidu是你永遠(yuǎn)的老師，隨時(shí)有不會的問題，隨時(shí)問這個(gè)老師，他會告訴你所有的答案。學(xué)習(xí)積極性和興趣非常重要，興趣是最好的學(xué)習(xí)動力，百度是學(xué)生永遠(yuǎn)的老師，讓學(xué)生充分利用一個(gè)興趣和一個(gè)永遠(yuǎn)的老師，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、查找資料的能力，也提高了學(xué)生的分辨是非的能力，起到了事半功倍的效果。
3.6建立考試題庫，把好質(zhì)量關(guān)
對于學(xué)生的最終成績包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、平時(shí)作業(yè)，當(dāng)然還包括了最后的期末考試。建立了硬件考試系統(tǒng)的題庫，
隨機(jī)選擇考題，通過考試系統(tǒng)來檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。考試結(jié)果表明學(xué)生取得了好的成績，沒有不及格的情況發(fā)生。
4總結(jié)
通過對課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)，對學(xué)生的興趣的調(diào)動，學(xué)生變被動為主動，讓學(xué)生去調(diào)研，不僅順利的完成了教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生能發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，進(jìn)而解決問題，學(xué)生反映良好，取得了好的成績，學(xué)生通過率達(dá)到了100%，消除了不及格的問題。
參考文獻(xiàn)：
[1] 高曉興,焦明海. 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2008.
關(guān)鍵詞EDA技術(shù);硬件基礎(chǔ)課;教學(xué)改革
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
1引言
在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,EDA技術(shù)帶來了全新的硬件設(shè)計(jì)理念與結(jié)構(gòu)體系,其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。歐美國家工科大學(xué)普遍要求計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生必須掌握一種硬件描述語言,國家教委指導(dǎo)委員會提議:“EDA技術(shù)是電子技術(shù)類教學(xué)改革的重要方向”。作為計(jì)算機(jī)學(xué)科的硬件基礎(chǔ)課程,“電路與電子學(xué)”、“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”的教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)有意識地將EDA技術(shù)和PLD器件納為教學(xué)計(jì)劃,將EDA工具貫穿整個(gè)教學(xué)過程,這樣才能保證教學(xué)內(nèi)容緊跟前沿技術(shù)的發(fā)展,有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)。
2重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容
EDA技術(shù)分為三個(gè)層次,如圖1所示。將EDA技術(shù)引入教學(xué)內(nèi)容時(shí),必須按照此層次循序漸進(jìn),與之相應(yīng)的課程體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。當(dāng)完成該課程體系的學(xué)習(xí)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生應(yīng)該能掌握現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法,具備熟練應(yīng)用相關(guān)軟硬件工具的能力。要在學(xué)時(shí)不變甚至減少的硬件基礎(chǔ)課教學(xué)中引入EDA技術(shù),就必須根據(jù)專業(yè)學(xué)科的特點(diǎn),在傳統(tǒng)內(nèi)容與新技術(shù)、理論教學(xué)與課堂實(shí)踐中進(jìn)行優(yōu)化側(cè)重,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)。
(1) 重構(gòu)“電路與電子學(xué)”(大一下學(xué)期)。
計(jì)算機(jī)專業(yè)“電路與電子學(xué)”教學(xué)內(nèi)容的廣度、難度可以比電子工程專業(yè)稍弱,但如果加大EDA的教學(xué)內(nèi)容,則同樣可以提升學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力。因此,課堂教學(xué)刪除了部分傳統(tǒng)內(nèi)容,去掉了支路電流法、回路電流法、三相電路、半導(dǎo)體器件導(dǎo)電原理、反饋的方框圖計(jì)算法;精簡了阻容耦合放大電路(包括多級放大)、小信號動態(tài)圖解法、差分電路分析等內(nèi)容。
根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),相應(yīng)加強(qiáng)了直接耦合放大電路、電流源電路和系統(tǒng)穩(wěn)定性的教學(xué)內(nèi)容。此外,增加了20學(xué)時(shí)的Multisim仿真及電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生在課余時(shí)間完成設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證,在有限的實(shí)驗(yàn)室課時(shí)內(nèi)只進(jìn)行硬件的接線、調(diào)試工作,這樣既節(jié)約了課時(shí),又提高了學(xué)生的動手能力。EDA技術(shù)與傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,提供了一種全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。通過訓(xùn)練,學(xué)生基本掌握了設(shè)計(jì)-仿真D實(shí)際的現(xiàn)代模擬電路設(shè)計(jì)方法,為下一步可編程邏輯器件的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
(2) 重構(gòu)“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”(大二上學(xué)期)
隨著技術(shù)的進(jìn)步,90%以上電子產(chǎn)品采用了數(shù)字技術(shù),這個(gè)領(lǐng)域的一般教科書都因摩爾定律而縮短了它的適用期。因此,“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程必須舍棄一些陳舊內(nèi)容用以講授新知識、新方法。課堂教學(xué)刪除了門電路、555電路、中規(guī)模集成芯片和觸發(fā)器的內(nèi)部電路、狀態(tài)化簡、編碼技巧、異步時(shí)序、可編程器件PLA、PAL、GAL應(yīng)用等內(nèi)容;精簡了卡諾圖和布爾代數(shù)化簡等傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)方法。
教學(xué)中始終強(qiáng)調(diào)外部邏輯功能和時(shí)序特性的描述與分析,突出EDA技術(shù)和數(shù)字邏輯功能模塊的設(shè)計(jì),增加了數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、可編程邏輯器件CPLD/FPGA的原理與應(yīng)用、有限狀態(tài)機(jī)理論等內(nèi)容。在教學(xué)中以邏輯代數(shù)與VHDL語言并行為基礎(chǔ),依據(jù)整體“自頂向下”,細(xì)節(jié)“自底向上”的教學(xué)模式。整個(gè)課程中的用例多取自于計(jì)算機(jī)基本邏輯部件,如譯碼器、運(yùn)算器、移位器、計(jì)數(shù)器,直到存儲器、控制器,最后給出數(shù)字系統(tǒng)的實(shí)例DCPU的邏輯構(gòu)成。通過該課程的學(xué)習(xí),初步建立了CPU的設(shè)計(jì)理念,為將來“組成原理與結(jié)構(gòu)”、硬核嵌入式系統(tǒng)(ARM、MIPS)、軟核嵌入式系統(tǒng)(NiosII)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
為鞏固基礎(chǔ)知識,實(shí)踐教學(xué)首先安排中小規(guī)模集成芯片的應(yīng)用性實(shí)驗(yàn),而不是簡單驗(yàn)證,如用三態(tài)門構(gòu)成總線,用譯碼器設(shè)計(jì)端口尋址電路,用74LS163、74LS148及七段發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)顯示電路等。之后,安排基于EDA技術(shù)的邏輯功能模塊的設(shè)計(jì),如用FPGA/CPLD實(shí)現(xiàn)譯碼器、加法器、計(jì)數(shù)器監(jiān)視電路等。為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,在大二結(jié)束的小學(xué)期里,安排有三周的課程設(shè)計(jì),要求用EDA技術(shù)完成五個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),包括頻率計(jì)、電子鐘、鍵盤掃描電路、交通信號燈控制器和數(shù)字音樂播放器。實(shí)踐課都是開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,可自主選擇器件,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案,改變了計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)課“按圖接線、查線排故、測看結(jié)果”的實(shí)驗(yàn)過程。此外,嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收制度及考核標(biāo)準(zhǔn),如考核工具是否熟練使用,設(shè)計(jì)方案是否靈活多變等,都有效減少了設(shè)計(jì)抄襲現(xiàn)象的發(fā)生。
3EDA教學(xué)點(diǎn)設(shè)置
EDA技術(shù)所涉及的內(nèi)容較多,對于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,學(xué)習(xí)掌握軟件工具的能力很強(qiáng),EDA工具的使用只需要給學(xué)生相關(guān)內(nèi)容的PPT即可,不用額外花費(fèi)課時(shí)講解。但是,如何根據(jù)專業(yè)學(xué)科特點(diǎn),在有限的課堂教學(xué)中將EDA技術(shù)合理切入到理論教學(xué)中,使兩者有機(jī)地融為一體卻是至關(guān)重要的。
(1)Pspice/Multisim仿真平臺切入到“電路與電子學(xué)”課程
通常,在理論教學(xué)完成一段時(shí)間后才會有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),這樣導(dǎo)致學(xué)生當(dāng)時(shí)在課堂上被激發(fā)出的興趣及靈感逐漸消退。在“電路與電子學(xué)”課堂中及時(shí)切入EDA仿真平臺,既可以增加學(xué)生對知識的感性認(rèn)識,活躍課堂氣氛,又能夠?qū)⒔虒W(xué)中的難點(diǎn)用直觀的圖形和曲線表述,降低教學(xué)難度,加深對理論概念的理解,起到了事半功倍的作用。在該課程中,仿真平臺的切入點(diǎn)有以下四處:
第一,在直流分析中通過EDA仿真平臺確定戴維南等效電路。首次介紹Pspice/Multisim時(shí),應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生對仿真軟件產(chǎn)生極大的興趣,可以在講仿真的前一次課中埋下伏筆,布置一道有難度的課后習(xí)題,使學(xué)生先進(jìn)行分析。上課時(shí)使用EDA仿真,當(dāng)瞬間分析出戴維南等效電阻和端口開路電壓時(shí),學(xué)生們都非常驚奇。此后,當(dāng)遇到難題,或?qū)Υ鸢府a(chǎn)生疑問時(shí),利用EDA工具仿真就成為了習(xí)慣。當(dāng)然,仿真軟件絕不能代替理論分析,要求作業(yè)中必須有分析步驟就可以保證這一點(diǎn)。
第二,根據(jù)我校的特色,考慮到通信系統(tǒng)中諧振電路的重要性,在交流分析中,仿真了諧振頻率特性曲線,幫助學(xué)生理解掌握品質(zhì)因數(shù)、帶寬、諧振頻率三者之間的關(guān)系。
第三,在放大電路一章中,利用EDA仿真軟件易于改變電路參數(shù)值的特點(diǎn),觀察電路在不同靜態(tài)工作點(diǎn)下產(chǎn)生的非線性失真。實(shí)踐證明,雖然教學(xué)內(nèi)容精簡了小信號動態(tài)圖解法的理論分析,但學(xué)生依然能很清楚地掌握電路參數(shù)的變化對放大性能的影響。
第四,仿真RC正弦波振蕩器電路,觀察輸出由小到大起振并穩(wěn)定在某一幅值的全過程,觀察反饋電阻Rf對輸出波形的影響。若Rf值稍大,電路不起振或振幅較小;Rf值稍小,則出現(xiàn)非線性失真。這種直觀的圖形加深了學(xué)生對信號發(fā)生電路的理解和對運(yùn)放構(gòu)成的非線性應(yīng)用的認(rèn)識。
(2)VHDL/QuartusII 切入“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程
關(guān)鍵詞:教學(xué)改革;案例教學(xué);硬件基礎(chǔ)
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1引言
當(dāng)今社會對于熟練掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的復(fù)合型人才的需求日趨旺盛,熟練掌握計(jì)算機(jī)的通才極為緊缺。為滿足社會的需要,培養(yǎng)出適應(yīng)新世紀(jì)我國現(xiàn)代化建設(shè)需要的具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)人才,在高等院校加強(qiáng)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)理論知識和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)勢在必行。
基于通識教育的大類培養(yǎng),實(shí)施精英教育是大連理工大學(xué)提出的教學(xué)改革指導(dǎo)方針?！坝?jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程是培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)從事科學(xué)研究和科技開發(fā)工作的技術(shù)基礎(chǔ)課程。1997年教育部高教司頒發(fā)“加強(qiáng)非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)工作的幾點(diǎn)意見”以來,我校便開始執(zhí)行計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)三個(gè)層次的課程體系,“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程成為面向全校非電類專業(yè)開設(shè)的第二層次計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)類課程之一。2003年教育部計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會又下發(fā)“關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)的意見”(以下簡稱“意見”),把“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”列為重點(diǎn)核心課程,并提出了教學(xué)基本要求。
“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”是大連理工大學(xué)非電類理工科專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)限選課程。本課程是一門面向應(yīng)用的、實(shí)踐性和綜合性的通識教育課程。本課程主要講授計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和方法,教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)知識解決本專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域中問題的能力,使其能成為具有較強(qiáng)實(shí)際動手能力和科研開發(fā)能力的應(yīng)用復(fù)合型人才。培養(yǎng)學(xué)生利用軟硬件相結(jié)合的方法分析解決本專業(yè)領(lǐng)域的思維方式,從而為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的后續(xù)課程,學(xué)習(xí)和應(yīng)用相關(guān)方面的新知識、新技術(shù)打下必要的基礎(chǔ)。
2立足創(chuàng)新能力培養(yǎng),構(gòu)建“硬件”教學(xué)課程體系
“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”作為非電類專業(yè)的計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)類核心課程之一,其教學(xué)改革應(yīng)符合精英人才培養(yǎng)這一目標(biāo)。“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程包含了眾多的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識、基本理論和基本方法,而且具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性和實(shí)踐性。該課程對于強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力、工程實(shí)踐能力、開發(fā)創(chuàng)新能力具有特別重要的意義。任課教師不能只“教”計(jì)算機(jī)的硬件知識,還應(yīng)特別重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。課程組的任課教師根據(jù)這一思路,充分借鑒了國內(nèi)外相關(guān)高校成功的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)了以基于通識教育的精英人才培養(yǎng)模式為導(dǎo)向的“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程體系。從教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、授課方式、實(shí)踐環(huán)節(jié)、考核體系等方面全方位構(gòu)建計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)教學(xué)體系。經(jīng)過近四年來的教學(xué)實(shí)踐,該門課程取得了良好的教學(xué)成果,獲得了學(xué)生的好評。
3重視教材建設(shè)和教學(xué)內(nèi)容的及時(shí)更新
根據(jù)高等學(xué)校非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會2003年提出的指導(dǎo)意見中的教材建設(shè)要求,對于典型核心課程的教材,要強(qiáng)調(diào)教材的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性,突出基本概念、基本技術(shù)與方法的講解。要使教材能反映計(jì)算機(jī)技術(shù)的新發(fā)展,特別是對于教材中一些技術(shù)性、應(yīng)用性的內(nèi)容更應(yīng)如此,要讓學(xué)生能學(xué)到一些先進(jìn)的開發(fā)工具和開發(fā)方法。要編寫一些具有專業(yè)特色的計(jì)算機(jī)教材。教材內(nèi)容不是一般性地講解計(jì)算機(jī)的技術(shù)與方法,而是將它們與專業(yè)應(yīng)用有機(jī)結(jié)合。要重視案例課程的教材研究,教材從內(nèi)容到結(jié)構(gòu)要能反映案例課程的特點(diǎn)。
根據(jù)“意見”精神,課程組的任課教師編撰了高等教育出版社最新出版的“十一五”規(guī)劃教材《微型計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)》,以目前在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的80x86系列微機(jī)為例,系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)的硬件技術(shù)基礎(chǔ)知識,并通過對計(jì)算機(jī)中相關(guān)先進(jìn)技術(shù)的介紹,體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的最新水平與趨勢。
結(jié)合教材內(nèi)容,重新調(diào)整了教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容,學(xué)時(shí)安排參見表1,教學(xué)學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)。
“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容涉及常用邏輯元器件、CPU、指令系統(tǒng)、內(nèi)存儲器、外存儲器、輸入輸出接口、常用外部設(shè)備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等諸多內(nèi)容,較為繁雜,課程組的任課教師本著少而精、知識面寬、知識新等原則,刪繁就簡,一是適時(shí)修改教學(xué)大綱,使之盡量符合新的學(xué)科技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀;二是體現(xiàn)在每次具體講課內(nèi)容中,可及時(shí)傳遞一些新的學(xué)科技術(shù)及應(yīng)用信息,強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)知識、基本思想、基本方法和基本技能的培養(yǎng)。在保持課程內(nèi)容系統(tǒng)性的前提下,主要選用和總結(jié)具有一般性、普遍性意義的內(nèi)容。并在今后的課程講授中,實(shí)時(shí)追蹤最新計(jì)算機(jī)發(fā)展技術(shù),及時(shí)補(bǔ)充到課堂教學(xué)中。
4啟發(fā)式的案例教學(xué)方法
計(jì)算機(jī)硬件課程的特點(diǎn)是包括多門計(jì)算機(jī)相關(guān)課程,體系龐大,內(nèi)容繁雜,而且大部分知識枯燥抽象,晦澀難懂。計(jì)算機(jī)硬件的工作原理與人的思維和行為方式“格格不入”,學(xué)生對抽象的指令和復(fù)雜的硬件電路很不適應(yīng)。如果教學(xué)方法不合理,學(xué)生往往因?yàn)楦杏X太難而產(chǎn)生抵觸心理,從而導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。因此課程組在授課環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上,圍繞以學(xué)生為本、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力這一教學(xué)目標(biāo),以是否符合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)作為教學(xué)方法的設(shè)計(jì)依據(jù)。實(shí)踐表明,采用循序漸進(jìn)、深入淺出、突出重點(diǎn)的啟發(fā)式方法授課,配合精心選擇的各種工程實(shí)際案例有助于教學(xué)效果的提高。
用淺顯易懂、循序漸進(jìn)、逐步深入的方式介紹課程內(nèi)容,幫助學(xué)生對課程產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,避免一開始就介紹過多的專業(yè)術(shù)語和細(xì)節(jié)。在每一堂課的設(shè)計(jì)上都有一個(gè)重點(diǎn)主題,課堂內(nèi)容圍繞這個(gè)重點(diǎn)展開,而不是一味按照講義的章節(jié)順序進(jìn)行。例如在介紹計(jì)算機(jī)各個(gè)部件的工作原理時(shí),以人體為例對比介紹,CPU的作用相當(dāng)于人類的大腦,指揮身體各個(gè)器官協(xié)調(diào)工作,鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備相當(dāng)于人們的耳、鼻、喉、眼等感知器官,顯示器和打印機(jī)等輸出設(shè)備相當(dāng)于人類的嘴、手、腳等等,既避免了枯燥的講解,又加深了學(xué)生的印象,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
精心選取和策劃教學(xué)案例,案例是為知識服務(wù)的,所講的案例一定要緊緊圍繞相關(guān)知識,切不可偏離主題。具體講授時(shí)可以步步導(dǎo)入,由淺入深;也可互相穿插,講述理論知識時(shí)引入案例分析,分析案例的過程中又回到對理論知識的進(jìn)一步探討。整個(gè)過程中要注重與學(xué)生的互動,提出精心準(zhǔn)備的各種問題給學(xué)生,讓他們思考解決問題的辦法,教師可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯l(fā)和提示,這樣學(xué)生對知識在實(shí)例中的應(yīng)用會有更切身的體會,這種體會還可以進(jìn)一步反作用于知識,使其對知識的理解和認(rèn)識更進(jìn)一層。比如在講授邏輯電路時(shí),結(jié)合三人表決電路的設(shè)計(jì),從實(shí)際出發(fā),重點(diǎn)介紹邏輯電路的設(shè)計(jì)和優(yōu)化,這樣講授要比按照教材逐一介紹各種邏輯電路的效果好得多。又比如在介紹串行接口的介紹,避免對接口原理的枯燥講解,引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)例,介紹RS232在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用方法,進(jìn)而引申出在工程中廣泛應(yīng)用的RS422和RS485接口,極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,形成了研究型學(xué)習(xí)氛圍。課程組的老師在授課過程中注重對課程內(nèi)容學(xué)習(xí)方法的介紹,引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生掌握分析問題的方法,從而做到融會貫通、舉一反三。
5重視實(shí)踐環(huán)節(jié)
鑒于上機(jī)實(shí)踐實(shí)習(xí)在計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)教學(xué)中的重要性,任課教師編寫了《計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》上機(jī)實(shí)驗(yàn)配套教材,合理組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。
實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的重要組成部分,是由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)的必由之路。在“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程中,動手能力的培養(yǎng)尤為重要。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式上,要有意識地增加學(xué)生自主思考、獨(dú)立動手的機(jī)會,培養(yǎng)他們的獨(dú)立創(chuàng)造能力;在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上,根據(jù)不同專業(yè)需求,分別開設(shè)計(jì)算機(jī)硬件拆裝實(shí)驗(yàn)和微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)兩部分。
計(jì)算機(jī)硬件拆裝實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:為每個(gè)學(xué)生提供一套微型計(jì)算機(jī),要求學(xué)生認(rèn)知計(jì)算機(jī)各個(gè)主要硬件、獨(dú)立完成組裝計(jì)算機(jī)、安裝操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件,獨(dú)立完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的配置操作。課后要求每個(gè)學(xué)生寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,要求記錄CPU型號和主頻,主板外頻和倍頻的設(shè)置方法,各種板卡的型號,各種外設(shè)的品牌型號。除了上述實(shí)驗(yàn)報(bào)告以外,還要求學(xué)生根據(jù)電腦市場的商情和學(xué)生本人的實(shí)際需求,寫出一份虛擬裝機(jī)報(bào)告。該實(shí)驗(yàn)適用于數(shù)學(xué)學(xué)院、物理學(xué)院、力學(xué)系、化工學(xué)院、材料學(xué)院、船舶學(xué)院、環(huán)境生命學(xué)院和管理學(xué)院等。表2為該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及學(xué)時(shí)(12學(xué)時(shí))安排。
微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:為每個(gè)學(xué)生提供一套綜合實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,完成A/D和D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn),I/O接口設(shè)計(jì)等(4學(xué)時(shí))。著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用典型可編程接口芯片和數(shù)字電子技術(shù)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)能力。為培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識,加強(qiáng)了要求提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié),以使學(xué)生不盲目地僅為完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而做實(shí)驗(yàn),而是要求他們做完實(shí)驗(yàn)后有一定的收獲,得到一定的能力訓(xùn)練。要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),最后給出具有一定見解的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。盡可能發(fā)揮學(xué)生的獨(dú)立思考能力和主觀能動性,以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力和創(chuàng)新能力,倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立探索。該實(shí)驗(yàn)適用于土木學(xué)院、動力系和化機(jī)系等。
6改革考試評價(jià)體系
根據(jù)本課程的特點(diǎn),要求學(xué)生理解本課程的基本原理外,著重考核學(xué)生分析和解決問題的能力,引導(dǎo)學(xué)生不僅關(guān)注課本知識,還要關(guān)注本學(xué)科的最新技術(shù)的發(fā)展趨勢。
改革了傳統(tǒng)的“一紙定終身”的考評模式,學(xué)生的最后成績由基礎(chǔ)理論成績、實(shí)驗(yàn)成績和平時(shí)成績?nèi)糠志C合評定得出,其中基礎(chǔ)理論部分的考核采用上機(jī)考試,機(jī)考成績占總成績的60%,實(shí)驗(yàn)成績占總成績的20%,并結(jié)合學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的主動性、動手能力、分析和解決問題的能力給出實(shí)驗(yàn)成績。任課教師根據(jù)平時(shí)出勤情況、平時(shí)作業(yè)、課堂提問以及課堂討論等平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性、主動性給出平時(shí)成績,平時(shí)成績占總成績的20%。
嚴(yán)肅考場紀(jì)律,杜絕學(xué)生作弊思想的滋生,課程組老師建立數(shù)量龐大、范圍廣泛的試題庫,并隨時(shí)補(bǔ)充新的題目加入試題庫。課程組的任課教師開發(fā)了計(jì)算機(jī)硬件考試系統(tǒng),并按遺傳算法隨機(jī)組卷,學(xué)生上機(jī)答題,避免了雷同的試卷,杜絕了相互抄襲的現(xiàn)象。上機(jī)考試的評閱則采取學(xué)生考試結(jié)束后當(dāng)場打分,整個(gè)考評過程透明公正。此外,課程組還建立了考試結(jié)果分析制度,以指導(dǎo)命題和改進(jìn)教學(xué)。
7結(jié)束語
“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程改革從2006年秋季開始進(jìn)行,從各學(xué)期學(xué)生的教學(xué)評估情況看,多為“理論聯(lián)系實(shí)際”、“講解方式淺顯易懂”、“考核方式新穎”、 “這門課程很有趣”等正面評價(jià)。從學(xué)生的認(rèn)可度來看“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的改革是比較成功的,符合人才培養(yǎng)的目標(biāo),有利于培養(yǎng)學(xué)生的研究創(chuàng)新能力。經(jīng)過課程組教師的長期努力建設(shè),2008年該門課程獲得遼寧省精品課程立項(xiàng),現(xiàn)正在建設(shè)當(dāng)中。
構(gòu)建合理的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)課程體系,對培養(yǎng)學(xué)生良好的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ),提高學(xué)生在本專業(yè)領(lǐng)域綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力至關(guān)重要。通過計(jì)算機(jī)硬件系列課程體系建設(shè)及系列課程的教學(xué)改革實(shí)踐,完善了課程體系,改革了各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),在教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面做了許多工作。近年來,隨著中小學(xué)信息技術(shù)課程的普及,大學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平得到了很大的提升,尤其是從大中城市報(bào)考來的大學(xué)生已經(jīng)具備了相當(dāng)不錯的計(jì)算機(jī)水平,這些學(xué)生已經(jīng)不滿足于有限的課堂講授,為滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要,課程組的教師正在努力建設(shè)基于因特網(wǎng)的教學(xué)資源庫,整合國內(nèi)外優(yōu)秀的教學(xué)資源。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)硬件課程建設(shè)和教學(xué)改革是一項(xiàng)長期的工作,更需要堅(jiān)持不懈的長期努力。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)庫；入侵檢測技術(shù)；應(yīng)用
中圖分類號：G633.67
1.數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)分析
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫作為一種信息的載體，最近其中的眾多信息遭到篡改，而且很多數(shù)據(jù)中的安全問題以及一些敏感的數(shù)據(jù)也被竊聽，這些問題逐漸引起了人們的高度重視。它們通過入侵計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和計(jì)算機(jī)后臺的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，對計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫造成了極大的破壞。
對于計(jì)算機(jī)的入侵檢測來說，它主要指的是對一些惡意入侵計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)信息資源的企圖以及行為進(jìn)行有效的識別，并及時(shí)有效的采取相關(guān)措施對這些惡意的企圖與行為作出積極響應(yīng)的過程。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的入侵檢測需要通過入侵檢測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，入侵檢測系統(tǒng)是針對入侵檢測功能而存在的，它本身具有較強(qiáng)的獨(dú)立性。通過對入侵檢測系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)對于未經(jīng)授權(quán)的人或者是程序?qū)τ谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)的惡意入侵意圖或者是入侵行為的有效檢測。除了檢測功能以外，這一系統(tǒng)還可以對系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行一定程度的收集，然后再對這些收集的信息進(jìn)行有效的分析，從分析結(jié)果中判斷是否存在著入侵跡象，一旦發(fā)現(xiàn)立即采取措施作出響應(yīng)，從而對未經(jīng)授權(quán)而訪問的對象的操作行為做出有效的監(jiān)控。也就是說，入侵檢測系統(tǒng)除了具備檢測功能之外，還具備了監(jiān)控功能。
入侵檢測在計(jì)算機(jī)的安全保護(hù)之中具有十分重要的地位與作用，應(yīng)經(jīng)成為了被廣泛使用的積極防護(hù)措施。通過對數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以有效的應(yīng)對計(jì)算機(jī)受到的內(nèi)部、外部攻擊，以及錯誤操作等，進(jìn)而對原先防火墻的不足進(jìn)行一定程度上的彌補(bǔ)。除此之外，對于數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)來說，它幾乎不會影響到計(jì)算機(jī)的性能。然而，在目前狀況下，數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)保護(hù)中的應(yīng)用仍然較為薄弱，有待進(jìn)一步的發(fā)展與完善。
2.數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的構(gòu)成要素
數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)主要是由5個(gè)部分共同組成，這五個(gè)構(gòu)成要素分別是數(shù)據(jù)采集器、SQL解析器、SQL檢測單元、行為檢測單元以及響應(yīng)單元，具體情況見表1所示：
3.計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的入侵檢測技術(shù)應(yīng)用
首先，入侵檢測技術(shù)在對入侵危害進(jìn)行應(yīng)對時(shí)，對原先的安全措施進(jìn)行了創(chuàng)新發(fā)展，采用了一種新級別的安全措施，即應(yīng)用安全。這種全新的安全技術(shù)對原先的入侵檢測系統(tǒng)進(jìn)行了一定程度的發(fā)展，把原先的網(wǎng)絡(luò)以及操作系統(tǒng)的入侵檢測概念轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫入侵檢測概念，通過保護(hù)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)對于計(jì)算機(jī)的安全保護(hù)。然而，這種應(yīng)用安全與以往的安全保護(hù)存在著一定程度的差距，它為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫提供積極主動的并且對于SQL具有一定針對性的保護(hù)與監(jiān)視，可以達(dá)到對較多的預(yù)先包裝的或者自行開發(fā)的一些WEB應(yīng)用的有效防護(hù)。例如，應(yīng)用安全可以有效的選擇關(guān)鍵數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)對其實(shí)施特殊的監(jiān)視與保護(hù)，這樣一來，就可以對那些有針對性、有目的的數(shù)據(jù)攻擊進(jìn)行有效的防護(hù)，避免關(guān)鍵數(shù)據(jù)造成傷害。除此之外，應(yīng)用安全還可以對數(shù)據(jù)庫的事件進(jìn)行一定程度的審查，通過嚴(yán)格而又有效的審查，能夠防止損害問題的出現(xiàn)。
其次，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用當(dāng)中，主要采用SQL與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相應(yīng)的交流工作，因此，一個(gè)針對性較強(qiáng)且行之有效的安全系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對于SQL的有效解析。通過對SQL進(jìn)行解析，可以提供一種既可以理解流量內(nèi)容，又可以與應(yīng)用劃清界限的保護(hù)層。一般情況下，在大多數(shù)的應(yīng)用安全系統(tǒng)之中，都存在著三個(gè)組件，分別是傳感器、控制臺服務(wù)器以及WEB瀏覽器。其中，傳感器主要是基于主機(jī)或者計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之上的，主機(jī)傳感器直接停留于應(yīng)用，而對于網(wǎng)絡(luò)傳感器來說，它與交換機(jī)的其中一個(gè)端口進(jìn)行一定程度的連接，而這個(gè)端口的配置則使得其可以觀察到數(shù)據(jù)庫流量的全貌?？刂品?wù)臺是接收對傳感器發(fā)出警報(bào)的應(yīng)用安全組件，其主要作用是對事件的信息進(jìn)行一定程度的儲存，同時(shí)，它又可以對相關(guān)的策略進(jìn)行有效的配置并對應(yīng)用傳感器進(jìn)行一定程度的維護(hù)。而對于WEB瀏覽器來說，通過它可以對應(yīng)用安全系統(tǒng)進(jìn)行修改，并對網(wǎng)絡(luò)事件進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)視及記錄，使事件形成具體的報(bào)告。
最后，數(shù)據(jù)庫入侵檢測的應(yīng)用主要是按照圖1的流程來進(jìn)行的：
主要流程為：①攻擊者使用WEB界面發(fā)起SQL的注入攻擊‘②所發(fā)起的攻擊穿過防火墻進(jìn)入到應(yīng)用服務(wù)器當(dāng)中；③進(jìn)入應(yīng)用服務(wù)器之后，應(yīng)用服務(wù)器對SQL進(jìn)行有效利用，并在數(shù)據(jù)庫的記錄之中對相關(guān)信息進(jìn)行有效查找，并對用戶證書進(jìn)行一定程度的評估；④應(yīng)用服務(wù)器發(fā)現(xiàn)SQL中的錯誤與欺騙性；⑤最后傳感器向控制臺傳遞這一信息。
4.結(jié)束語
本文主要針對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的入侵檢測技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。首先，對數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)進(jìn)行了一定程度的介紹與分析。其次，闡述了數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的構(gòu)成要素。最后，在前者的基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)探討了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的入侵檢測技術(shù)應(yīng)用。希望我們的研究能夠?yàn)樽x者提供參考并帶來幫助。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù) 建筑設(shè)計(jì) 應(yīng)用優(yōu)勢
BIM是三個(gè)單詞Building 、Information、 Model 的縮寫，用中文表達(dá)出來就是“建筑信息模型”。它是一種比較實(shí)用的技術(shù)，利用它可以構(gòu)建出建筑模型。而這些模型包含的很多信息，都是真實(shí)建筑的資料。同時(shí)，這些模型和真實(shí)建筑的全部構(gòu)成是一致的。換句話說，這種模型基本上就是一個(gè)資料全面的綜合數(shù)據(jù)庫，其內(nèi)部包含的資料不但可以用來做建筑設(shè)計(jì)，還可以用來對建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和成本等內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算?？梢哉f，它對整個(gè)建筑行業(yè)都具有一定的影響。
1 BIM技術(shù)概述
1.1 BIM的內(nèi)涵
30年前，美國喬治亞技術(shù)學(xué)院的查克?伊斯曼教授首次使用了“建筑信息模型”這一說法。他指出，“建筑信息模型集合了全部幾何模型的資料、功能和組成部件的性能，把項(xiàng)目建筑過程中涉及到的全部信息，例如工程的進(jìn)展、建筑過程和后期維護(hù)等包含在內(nèi)。
BIM技術(shù)創(chuàng)建的建筑信息模型綜合了多個(gè)學(xué)科的知識，可以滿足建筑過程任何階段的信息需求。針對特殊的需求，還可以把這些資料以3D模型，或者2D施工圖的形式展現(xiàn)出來。有時(shí)候還會把這些資料以二進(jìn)制信息的形式輸入到能量結(jié)構(gòu)的分析之中。
1.2 BIM技術(shù)的原理
BIM技術(shù)，是一種針對建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的CAD技術(shù)，它可以把一些建筑用數(shù)字表達(dá)出來。通過這種技術(shù)，用一個(gè)電子模型基本上就能保存全部的建筑信息。這是建筑界的一項(xiàng)技術(shù)革新。
有一定針對目標(biāo)的CAD并不是一個(gè)新興概念，把建筑材料轉(zhuǎn)化為數(shù)字表達(dá)是一種比較實(shí)用的方式，不過很長時(shí)間以來并沒有在實(shí)踐中得到應(yīng)用。直至計(jì)算機(jī)大面積使用之后，才生成了眾多的BIM應(yīng)用體系。BIM軟件擺脫了簡單的幾何應(yīng)用格局，使用的范圍不再局限于點(diǎn)、線、圓這種平面圖形，而是向墻體、門窗等立體構(gòu)件展開。計(jì)算機(jī)計(jì)算和修改的不再是單純的點(diǎn)、線之間的聯(lián)系，而是由一個(gè)個(gè)平面構(gòu)成的立體建筑物整體。如圖1展示。
在BIM體系中，建筑構(gòu)建被設(shè)置為特殊的對象，這項(xiàng)技術(shù)可以把這些對象通過數(shù)字編碼的形式表現(xiàn)出來。這些參數(shù)信息可以表達(dá)整個(gè)建筑的屬性。比方說，一個(gè)墻對象，是一個(gè)具有所有墻體特征的對象，這些特征不但指墻壁的長、寬、高，還指墻壁使用的材料、具有的功能、墻體的單價(jià)、建造墻壁的價(jià)格等。而在一般的CAD體系中，墻壁就是以平行線的方式來表現(xiàn)的，線條之間沒有交叉。
2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢
2.1 在虛擬建筑中做設(shè)計(jì)
借助BIM軟件，建筑師可以把自己想象的建筑做成建筑模型。利用這一虛擬模型，建筑師可以查看各個(gè)設(shè)計(jì)的模擬效果。同時(shí)，還可以全方位的觀看這種模型的旋轉(zhuǎn)效果，查看建筑建成之后取得的空間效果；或者建筑師也可以從模型內(nèi)部體驗(yàn)建筑產(chǎn)生的空間感受，讓建筑空間給人的感受進(jìn)一步細(xì)化，空間利用更加細(xì)膩。建筑設(shè)計(jì)師需要不斷對建筑內(nèi)的空間元素進(jìn)行考察，對設(shè)計(jì)思路進(jìn)行驗(yàn)證：思考選用的材料以及顏色是不是可以創(chuàng)造出最理想的效果等等。HCA的建筑師這樣表達(dá)，“我們可以隨心所欲地進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且同時(shí)在屏幕上看到設(shè)計(jì)的變化?！?/p>
2.2 圖紙文檔自動生成
在傳統(tǒng)的工作環(huán)境下，所有的圖紙都是獨(dú)立存在的，他們需要一個(gè)環(huán)節(jié)一個(gè)環(huán)節(jié)的單獨(dú)拼接、展現(xiàn)，先是平面，再立面、后剖面等。同時(shí)，在項(xiàng)目開展的過程中，還要根據(jù)實(shí)際情況對所有的圖紙做出相應(yīng)的修改。這樣，單就圖紙修改工作就占用了設(shè)計(jì)師大量的時(shí)間，造成人力資源的巨大浪費(fèi)。但是BIM技術(shù)徹底改變了這種局面，在虛擬模型的基礎(chǔ)上做設(shè)計(jì)，其重點(diǎn)不再是圖紙，而是模型。只要模型制作好，所有的圖紙都可以自動生成。
建筑師可以從模型中獲得建筑任何一個(gè)角度的視圖。無論是建筑的平面圖、立體圖，還是建筑的材料預(yù)算、造價(jià)生成等，建筑師都可以從制作好的建筑模型中自動生成。實(shí)際上，建筑模型就是一個(gè)集合了所有建筑材料的巨大的數(shù)據(jù)庫，建筑師可以根據(jù)自己的需要從不同的角度對數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)，也可以對相似的信息進(jìn)行歸類和匯總。
2.3 高級分析能力
2D CAD 繪圖是靜態(tài)的，不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，更不要說進(jìn)行模擬。但是借助BIM技術(shù)制作的虛擬建筑模型，則可以提供大量的數(shù)據(jù)信息，把這些信息輸入到模擬軟件中，就可以對建筑物的結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能進(jìn)行詳細(xì)的分析，對建筑物的空間效果進(jìn)行模擬。
利用計(jì)算機(jī)對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不但可以節(jié)省大量的人力，還可以讓計(jì)算的結(jié)果更加準(zhǔn)確，計(jì)算機(jī)的輔助效果得到了真實(shí)的體現(xiàn)。
2.4自動變更管理
使用2D CAD 技術(shù)，一旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)變更，建筑師就要花費(fèi)巨大的人力和時(shí)間去進(jìn)行整體更改和協(xié)調(diào)，這是對人力資源的巨大浪費(fèi)。但是BIM技術(shù)不同，在它的基礎(chǔ)上制造的模型，可以直接生成建筑相關(guān)的圖紙。即使是建筑出現(xiàn)變更，對應(yīng)的圖紙也會自動做出調(diào)整。正是因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)都來自于同一個(gè)數(shù)據(jù)庫，所以任何視圖的變動都會引起整個(gè)數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的更新，進(jìn)而反映在其他的視圖中，視圖會根據(jù)這些數(shù)據(jù)的變更進(jìn)行相應(yīng)的更新。這就把建筑師從繁雜的圖紙修改中解放了出來，他們的工作效率得到了極大的提升。BIM的作用最終讓建筑師有更多的時(shí)間專心完成設(shè)計(jì)，提高了建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)軟件 數(shù)據(jù)接口 應(yīng)用
中圖分類號：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1計(jì)算機(jī)軟件及其數(shù)據(jù)接口
計(jì)算機(jī)軟件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序、數(shù)據(jù)及其文檔。在今天這個(gè)信息時(shí)代中，計(jì)算機(jī)軟件已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域中，并發(fā)揮著非常重要的作用。目前，計(jì)算機(jī)軟件主要分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩種。系統(tǒng)軟件就是各類操作系統(tǒng)，例如windows、硬件驅(qū)動程序、補(bǔ)丁程序等等。應(yīng)用軟件是針對需求所開發(fā)的軟件，如管理軟件、文字處理軟件等等。
計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口是軟件開發(fā)商直接向用戶或向第三方開發(fā)商提供的一系列規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。簡單來說就是，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交流的方式。它具有良好的靈活性、擴(kuò)展性以及容錯性等，為有效的、快速的、合理的進(jìn)行軟件數(shù)據(jù)交流創(chuàng)造條件。
2計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)原則
2.1滿足客戶需求
計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建的最終目的是服務(wù)于客戶，滿足客戶的需求。相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)同樣是從滿足客戶需求的角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。因而在進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)時(shí)首先要遵守的原則是滿足客戶需求。
2.2面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)
這里所表述的面向?qū)ο笫擒浖涌谠O(shè)計(jì)時(shí)，軟件數(shù)據(jù)接口所能夠?yàn)榭蛻籼峁┑姆?wù)或功能。因此，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)時(shí)遵守面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的原則是非常必要的。因?yàn)橹挥凶袷卮嗽瓌t進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)，才能夠保證計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口能夠合理的、有效的應(yīng)用。
2.3保證數(shù)據(jù)接口的可拓展性
在電子產(chǎn)品日新月異的當(dāng)下，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口不能僅僅滿足客戶需求，而是要拓展數(shù)據(jù)接口的功能，促使其具有良好的應(yīng)用性，能夠靈活的應(yīng)用。因此，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)時(shí)需要遵守?cái)?shù)據(jù)接口可拓展性原則。
3計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口的應(yīng)用
在電子產(chǎn)業(yè)興盛的今天，很多開發(fā)商致力于計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)，謀求經(jīng)濟(jì)效益。 由于不同的開發(fā)商所開發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件不同，相應(yīng)的軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不同，這使得不同軟件能夠聯(lián)合應(yīng)用，需要通過數(shù)據(jù)接口將不同的計(jì)算軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有效的連接，才能夠?qū)⒉煌能浖?lián)合在一起應(yīng)用。數(shù)據(jù)接口作為計(jì)算機(jī)軟件之間連接的紐帶，合理而有效的應(yīng)用是非常必要的。
3.1文件交換模式
文件交換模式是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的重要組成部分。在應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口時(shí)一定要選擇最佳的、最適合的文件交換模式，才能夠保證數(shù)據(jù)交換快速的、完整的進(jìn)行。目前，文件交換模式主要有ini文件和txt文件兩種交換模式，其中ini文件屬于windows系統(tǒng)的一種自行配置文件，能夠自動的進(jìn)行信息配置，應(yīng)用此交換模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換是非常有效的。txt文件也屬于windows系統(tǒng)的一種文件，但其開發(fā)是比較復(fù)雜的，是特殊文件。它具有良好的靈活性和自由性，將其應(yīng)用到數(shù)據(jù)交換中，有利于提高數(shù)據(jù)傳輸速度。
3.2應(yīng)用程序接口函數(shù)模式
在應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口時(shí)制定應(yīng)用程序接口函數(shù)模式是為了將客戶或第三方廠商需要介入的數(shù)設(shè)置在數(shù)據(jù)接口中，以便數(shù)據(jù)接口能夠嚴(yán)格按照客戶或第三方廠商的需求進(jìn)行服務(wù)。但是，需要注意的一點(diǎn)是應(yīng)用程序接口函數(shù)模式所設(shè)定的客戶或第三方廠商需求數(shù)據(jù)是要絕對保密的，只有這樣，才能夠保證應(yīng)用程序接口函數(shù)模式的應(yīng)用效果，更加深入的服務(wù)于客戶或第三方廠商。
3.3中間數(shù)據(jù)庫模式
中間數(shù)據(jù)庫是具有一定公用性的，軟件開發(fā)商與客戶或第三方廠商在遵守相應(yīng)規(guī)則的情況下，可以合理的應(yīng)用中間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。而要想合理、有效的實(shí)施中間數(shù)據(jù)庫，在計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口中規(guī)范的應(yīng)用中間數(shù)據(jù)庫模式是非常關(guān)鍵的。由于中間數(shù)據(jù)庫具有多種格式，在設(shè)置中間數(shù)據(jù)庫模式時(shí)一定要結(jié)合客戶和軟件開發(fā)商的實(shí)際需求，選擇最佳的數(shù)據(jù)庫格式，才能保證中間數(shù)據(jù)庫模式能夠靈活的服務(wù)于客戶、第三方廠商以及軟件開發(fā)商。
4結(jié)語
在蓬勃發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)軟件已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，并發(fā)揮著重要的作用。這使得我國社會中出現(xiàn)各種不同應(yīng)用性能的計(jì)算機(jī)軟件。一些客戶或廠商為了使計(jì)算機(jī)軟件能夠滿足自己的需求，會將多種計(jì)算機(jī)軟件結(jié)合在一起應(yīng)用。此種情況下，計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)接口發(fā)揮重要作用，能夠有效的將不同的計(jì)算機(jī)軟件連接，實(shí)現(xiàn)合理的應(yīng)用。因此，保證計(jì)算機(jī)軟件能夠合理的、有效的、規(guī)范的、標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是非常必要的。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：軟件技術(shù)基礎(chǔ)；教學(xué)法；認(rèn)知；案例
中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）51-0180-02
一、引言
“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容之一，有著廣泛的應(yīng)用。課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能夠全面系統(tǒng)地了解并掌握計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的基本概念、思想、原理和方法，并且具有一定的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，更好地利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)解決本專業(yè)領(lǐng)域中的實(shí)際問題和日常事務(wù)性問題[1-2]。目前，很多高校都開設(shè)了“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程并取得了一定的成效，但該課程的綜合性較強(qiáng)，在教學(xué)過程中出現(xiàn)了一些不盡如人意之處。本文針對目前該課程在教學(xué)中存在的共性問題，結(jié)合作者的教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)方法的角度出發(fā)，對該課程的教學(xué)改革進(jìn)行探討。
二、課堂教學(xué)存在的共性問題
“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)目前面臨的共性問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[3]：（1）學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)目的不明確，認(rèn)識不到課程內(nèi)容的重要性；缺乏學(xué)習(xí)動力、主動性和自覺性；（2）學(xué)生的程序設(shè)計(jì)、調(diào)試能力薄弱，缺乏解決實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn)，對課程內(nèi)容的實(shí)用性體會不深；（3）教學(xué)學(xué)時(shí)較少，一般為32或者48學(xué)時(shí)。課堂教學(xué)大部分時(shí)間集中在基本概念、原理的講授上，而程序設(shè)計(jì)、調(diào)試等實(shí)踐性較強(qiáng)部分通常只能點(diǎn)到為止，無法進(jìn)行深入講解和布置練習(xí)。
對于第一個(gè)問題，普遍采用的對策是引導(dǎo)學(xué)生重視課程；后面的兩個(gè)問題，目前的解決方式主要集中在教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革上，不同的授課者在具體實(shí)施的時(shí)候，會因情況而各異。本文作者承擔(dān)著內(nèi)蒙古大學(xué)通信工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)兩個(gè)專業(yè)的“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的授課任務(wù)，面對目前該課程教學(xué)中的共性問題，進(jìn)行了深入的思考、分析和研究，除了對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究層面的適當(dāng)引導(dǎo)外，嘗試采用合理有效的教學(xué)方法展開教學(xué)工作。
目前，一門課程大多采用一種教學(xué)方法，主要有任務(wù)驅(qū)動教學(xué)[4]、案例教學(xué)[5]、問題教學(xué)[6]、引導(dǎo)教學(xué)[7]、認(rèn)知教學(xué)[8]等。前四種方法側(cè)重于教學(xué)形式與手段的變新與改革，認(rèn)知教學(xué)從講授內(nèi)容的本質(zhì)出發(fā)，研究教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知過程?！坝?jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程以高級程序設(shè)計(jì)（C或C++）為基礎(chǔ)，內(nèi)容涵蓋“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)技術(shù)”、“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”和“軟件工程”等，各內(nèi)容之間既互相聯(lián)系又比較獨(dú)立，每一部分內(nèi)容都是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門專業(yè)課程。對于這樣具有繁雜的內(nèi)容并且注重理論聯(lián)系實(shí)踐的課程，僅采用單一的教學(xué)方法組織教學(xué)肯定滿足不了授課的要求，同時(shí)學(xué)生也不容易掌握其內(nèi)容。基于Zadeh認(rèn)知原理的認(rèn)知教學(xué)能夠從牢牢抓住教學(xué)本質(zhì)出發(fā)，深化知識的組織、?；c因果關(guān)系，將所有知識融為一體。案例教學(xué)能夠使理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來，利于學(xué)生的思維能力、知識應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)。本文將基于Zadeh認(rèn)知原理的認(rèn)知教學(xué)與案例教學(xué)兩種教學(xué)方法緊密地結(jié)合起來（以下稱認(rèn)知案例教學(xué)法）并應(yīng)用到該課程的教學(xué)實(shí)踐中，借此加強(qiáng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)、調(diào)試能力，緩解因教學(xué)學(xué)時(shí)較少與加強(qiáng)實(shí)踐能力間的矛盾。
三、認(rèn)知案例教學(xué)法及在“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”中的應(yīng)用
基于Zadeh認(rèn)知原理的認(rèn)知教學(xué)是按照人類認(rèn)知事物的規(guī)律進(jìn)行教授知識，將教學(xué)知識組織、?；⒁蚬?，使學(xué)生抓住知識的本質(zhì)，全面地掌握知識。其中，組織是對知識宏觀的掌控，?；菍χR微觀的演化，因果則是知識之間的關(guān)聯(lián)。因此，認(rèn)知教學(xué)能夠條理地、邏輯地、系統(tǒng)地組織教學(xué)內(nèi)容，是一種符合學(xué)生學(xué)習(xí)邏輯認(rèn)知過程的科學(xué)方法[8]。案例教學(xué)是一種以教學(xué)案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，以學(xué)生在課堂內(nèi)外對案例的分析、思辨為重點(diǎn)，目的是提升學(xué)生應(yīng)用理論創(chuàng)新性地解決實(shí)際問題的能力。具體形式是在教師的精心策劃和指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容要求，運(yùn)用典型案例將學(xué)生帶入特定事件的現(xiàn)場進(jìn)行案例分析，通過學(xué)生獨(dú)立思考或集體協(xié)作，進(jìn)一步提高其識別、分析和解決某一具體問題的能力[5，9，10]。對于認(rèn)知案例教學(xué)法，首先綜合考慮認(rèn)知教學(xué)法和案例教學(xué)法的內(nèi)涵，認(rèn)真分析課程的特點(diǎn)和內(nèi)容，提取宏觀知識點(diǎn)（教學(xué)內(nèi)容）并把它們合理地組織在一起；然后對每個(gè)宏觀知識點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化，得到微觀知識點(diǎn)；接下來搭建宏觀知識點(diǎn)之間、微觀知識點(diǎn)之間的相互關(guān)聯(lián)，從而得到一個(gè)課程的認(rèn)知系統(tǒng)；最后在這個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對微觀知識點(diǎn)或宏觀知識點(diǎn)選擇合適的案例開展課程教學(xué)。
根據(jù)“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容，把“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)技術(shù)”、“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”和“軟件工程”四部分作為宏觀知識點(diǎn)，并用系統(tǒng)工程作為基點(diǎn)把它們關(guān)聯(lián)起來；依靠采用的教材和使用的參考資料對這四個(gè)宏觀知識點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化，并建立微觀知識點(diǎn)的彼此關(guān)聯(lián)，這樣就得到了“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的認(rèn)知系統(tǒng)，如圖1所示。圖1中的宏觀知識點(diǎn)和微觀知識點(diǎn)形成了一個(gè)多層次、逐層深入的組織結(jié)構(gòu)。每一層是其上層的粒化，每層的微觀知識點(diǎn)之間、上層和下層之間都有直接或間接的因果關(guān)系。依據(jù)圖1所示的認(rèn)知系統(tǒng)，在實(shí)際教學(xué)中采用了對底層一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)緊密的微觀知識點(diǎn)精選有真實(shí)場景的應(yīng)用案例展開課堂授課。為了能夠成功地進(jìn)行認(rèn)知案例教學(xué)，需要對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究層面的引導(dǎo)，較好地激發(fā)學(xué)生對課程的強(qiáng)烈求知欲和學(xué)習(xí)積極性，使其在課堂之外能夠主動地投入更多的時(shí)間和精力認(rèn)真完成課堂教學(xué)的準(zhǔn)備工作，同時(shí)自主地學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)問題。對于教師，需要在圖1的認(rèn)知系統(tǒng)框架下，根據(jù)微觀知識點(diǎn)有針對性地選擇案例。仔細(xì)研究案例的內(nèi)容，做好案例分析。明確給出本次案例教學(xué)重點(diǎn)討論的問題、有關(guān)的背景知識、參考資料和預(yù)習(xí)要求，把這些內(nèi)容文檔化提供給學(xué)生，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)，找出具體問題，同時(shí)準(zhǔn)備分組討論提綱。注重程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，布置相應(yīng)的練習(xí)，要求學(xué)生提前熟悉程序，并準(zhǔn)備調(diào)試結(jié)果。課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生就一個(gè)問題進(jìn)行討論，根據(jù)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行相應(yīng)的點(diǎn)評和講解；并引導(dǎo)學(xué)生從一個(gè)問題的討論過渡到另一個(gè)問題的討論；最后進(jìn)行小結(jié)和歸納。
認(rèn)知案例教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)和調(diào)試能力，教學(xué)中布置的練習(xí)都有相應(yīng)的應(yīng)用背景，學(xué)生通過調(diào)試和設(shè)計(jì)程序?qū)φn程內(nèi)容的實(shí)用性有了進(jìn)一步的體會。一般一個(gè)案例包含多個(gè)知識點(diǎn)，學(xué)生的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備工作縮短了授課教師講授基本概念、原理所需的時(shí)間，這讓授課教師能夠在有限的課堂教學(xué)中集中更多的精力去講解實(shí)踐性較強(qiáng)部分。經(jīng)過三年的認(rèn)知案例教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率都有了明顯的提高，學(xué)習(xí)效果良好。
四、結(jié)束語
本文把認(rèn)知案例教學(xué)法應(yīng)用到“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)實(shí)踐中，對于該課程的教學(xué)有一定的獨(dú)到性之處。較好地處理了理論與實(shí)踐相結(jié)合的關(guān)系，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠更加牢固地掌握課程的知識點(diǎn)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)造能力，提高了教學(xué)質(zhì)量。
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關(guān)鍵詞： 計(jì)算機(jī)技術(shù)；我國基礎(chǔ)建設(shè)；應(yīng)用前景
中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）1210001－01
0 引言
自從我國在20世紀(jì)90年代開始進(jìn)入有組織有規(guī)劃的計(jì)算機(jī)信息發(fā)展階段開始，我國的計(jì)算機(jī)信息化建設(shè)的發(fā)展便迅速上了軌道。電子商務(wù)迅速萌芽，工業(yè)機(jī)械自動化開始普及，企業(yè)的逐漸進(jìn)入信息現(xiàn)代化，社會各界的信息化程度也逐漸提高，計(jì)算機(jī)的臺數(shù)也逐級遞增，從上世紀(jì)90年代的幾十萬臺發(fā)展到目前的工控機(jī)幾千萬臺，微型計(jì)算機(jī)已達(dá)到上億臺。
1 我國現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)
現(xiàn)代的社會是科學(xué)的社會，未來的世界是計(jì)算機(jī)的世界。在巨大的經(jīng)濟(jì)競爭下隱藏的是科技競爭的本質(zhì)?？萍嫉陌l(fā)展對我國的根本發(fā)展戰(zhàn)略與民族的命運(yùn)緊密的聯(lián)系在了一起。在上世紀(jì)80年代，由于美國政府提出了“星球大戰(zhàn)”的計(jì)劃，從而促使美國的高科技領(lǐng)域取得了很大程度是發(fā)展，其科學(xué)技術(shù)發(fā)展不單單是科技領(lǐng)域上質(zhì)量的提高，更為重要的是它為美國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出很大的積極影響。同時(shí)，日本、歐洲等資本主義國家也提出了相應(yīng)的高科技發(fā)展計(jì)劃。世界各個(gè)大國對其國家高科技技術(shù)發(fā)展如此的重視，就說明世界正在處于高科技的革命的中，上個(gè)世紀(jì)80年代我國也開始了發(fā)展高科技的步伐，由于受到當(dāng)時(shí)國力、國力等各個(gè)方面的影響，選定了在中國未來經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展中占有十分重要位置的生物、航天、信息、軍事、自動化、能源等領(lǐng)域作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。國家實(shí)施此計(jì)劃的根本目的就是積極追隨世界高科技的發(fā)展腳步，將中國與世界的技術(shù)距離縮短，培養(yǎng)現(xiàn)代的高水平科技組織，將研究成果盡快實(shí)現(xiàn)商品化、產(chǎn)業(yè)化等。
在國家進(jìn)行高科技發(fā)展計(jì)劃中，信息技術(shù)領(lǐng)域主要通過以下三個(gè)方面開展：智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、光電子器件與微電子、信息獲取與處理技術(shù)。其中包括微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等。其中智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)就是：研制出屬于中國的智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。此智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要有良好的人機(jī)環(huán)境，包含各種知識與經(jīng)驗(yàn)常識，具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，能夠及時(shí)的獲取知識以及對知識進(jìn)行重組，以及存儲、搜索、識別、處理等多功能集于一身，并且能夠擁有模擬人的行為的能力。
2 計(jì)算技術(shù)應(yīng)用
我國的各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)都隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得到了長足的進(jìn)步。計(jì)算技術(shù)在鐵路、民航、航運(yùn)各個(gè)基礎(chǔ)部門的建設(shè)都起著重要的作用。
2.1 交通運(yùn)輸方面
在鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)TMIS基本建成，各個(gè)鐵路局計(jì)算機(jī)訂票系統(tǒng)已經(jīng)全面投入使用。全國鐵路票據(jù)發(fā)售與預(yù)定系統(tǒng)在1996年開始投入使用以來，已經(jīng)在很大程度上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)售票，鐵道部客票總中心與地區(qū)客票中心已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)了全國范圍內(nèi)的聯(lián)網(wǎng)異地售票，其售票量的總額在全國鐵路客票發(fā)售總量中占據(jù)九成的比例，可見計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)售票在鐵路客票的發(fā)售中的使用范圍十分的寬廣[1]；信息技術(shù)在公路、航運(yùn)系統(tǒng)中的貨物交易信息、集裝箱運(yùn)輸?shù)入娮臃矫嬷姓加蟹浅Ｖ匾奈恢?。目前就我國國?nèi)地鐵工程中已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)行車調(diào)度的自動化，開始使用綜合監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)，例如在我國某城市的供電系統(tǒng)以及防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)行了全面的自動化監(jiān)控以及數(shù)據(jù)搜索；城市市區(qū)內(nèi)的交通管理已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)交通信號燈控制、電視監(jiān)控已經(jīng)逐漸向智能自動化方向發(fā)展。例如我國某地的高速公路信息管理系統(tǒng)已經(jīng)能夠同時(shí)進(jìn)行信息收集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、通信交流等功能、智能交通已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對信號進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制，違章監(jiān)控、交通誘導(dǎo)等。
2.2 教育事業(yè)方面
就目前我國教育事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，全國已經(jīng)有幾十萬所小學(xué)已經(jīng)開始設(shè)置計(jì)算機(jī)課程，幾萬所小學(xué)已經(jīng)基本設(shè)立了校園網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)教學(xué)已經(jīng)在中學(xué)以及各中高院校全面開展，在使用相對應(yīng)的教學(xué)課件的基礎(chǔ)下，不單單在很大程度上提高了院校的教學(xué)質(zhì)量，還促進(jìn)了學(xué)生向全面性綜合性人才發(fā)展。近幾年來，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育也逐漸開始普及，首先在我國重點(diǎn)大學(xué)院校中開展，我國教育部已經(jīng)允許了幾十所大學(xué)可以開辦網(wǎng)絡(luò)大學(xué)。就全國情況來看，網(wǎng)絡(luò)學(xué)校招生人數(shù)已經(jīng)達(dá)到一百萬人數(shù)以上。在近幾年，八成以上的高考錄取大學(xué)生都是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程錄取的，不論是高考還是各類專業(yè)技術(shù)考試都已經(jīng)全面深入利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行改卷、錄取等工作過程。網(wǎng)絡(luò)人才市場一起高效、便捷受到了人民群眾的一致認(rèn)可。目前我國網(wǎng)絡(luò)人才市場已經(jīng)達(dá)到很大的一個(gè)數(shù)額，網(wǎng)絡(luò)人才市場結(jié)構(gòu)逐漸成熟，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在線招聘、面試、素質(zhì)評測等[2]，我國著名的人才招聘網(wǎng)站正在逐漸的涌現(xiàn)。
2.3 建筑與機(jī)械方面
計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用率很大程度上決定了建筑工技術(shù)的提高。計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用是推動建筑行業(yè)快速發(fā)展的重要保障。計(jì)算機(jī)技術(shù)對于建筑材料的檢測是十分重要的，能夠很好的提高建筑工程的建筑質(zhì)量，計(jì)算機(jī)能夠?qū)ㄖ械幕炷翆?shí)現(xiàn)大規(guī)模有效的檢測，從而提高了工程的建設(shè)質(zhì)量；計(jì)算機(jī)技術(shù)還能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的計(jì)算與設(shè)計(jì)，工程設(shè)計(jì)、辦公自動化、自動化器械等已經(jīng)廣泛的運(yùn)用到了建筑行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中。在工廠進(jìn)行供電、供暖等機(jī)械設(shè)備也已經(jīng)很大程度的普及的了計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上的自動化生產(chǎn)與診斷。
2.4 醫(yī)療與公安
我國的醫(yī)療系統(tǒng)已經(jīng)在計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展基礎(chǔ)上已經(jīng)逐步的完善。輔助診斷、管理系統(tǒng)正在各大城市的醫(yī)療系統(tǒng)中使用。近幾年來我國的遠(yuǎn)程醫(yī)療事業(yè)開始全國各大城市開展實(shí)踐，我國偏遠(yuǎn)城市地區(qū)的病人能夠通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)接受大型醫(yī)院的輔助診斷與專業(yè)治療。社會秩序合理的進(jìn)行是因?yàn)橛辛斯蚕到y(tǒng)的有效保障。在進(jìn)行公安系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的過程中，省公安廳到地方級公安局的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，全國已經(jīng)建立了大約幾十萬的作案逃犯數(shù)據(jù)庫?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行犯罪嫌疑人對比，甚至可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)抓捕逃犯，并且已經(jīng)取得了顯著的成績。
3 我國計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢
我國的計(jì)算機(jī)普及程度已經(jīng)達(dá)到了一定的階段，社會公用事業(yè)、公共服務(wù)等公共領(lǐng)域的信息化程度將逐漸加深，社會文化教育、衛(wèi)生環(huán)境、民生保險(xiǎn)、社會治安、公共交通、民生服務(wù)、供電供氣等各項(xiàng)社會服務(wù)即將要把計(jì)算機(jī)技術(shù)全面的運(yùn)用開展，以提高社會公安領(lǐng)域的信息技術(shù)化水平，讓計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展成果能夠切實(shí)的為人民服務(wù)。隨著人民生活水平的提高，智能類型的建筑、住宅小區(qū)已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)推廣，手機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、智能自動化家電等都是大部分家庭的必需品，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)已經(jīng)全方位的融入了人民的生活工作中，有力的推動力家庭信息化的發(fā)展[3]。在全國范圍內(nèi)看家庭電腦的普及率已經(jīng)到10%以上了，其中城市電腦普及率更是可以高達(dá)40%。不管是家電的信息智能化，還是辦公用品的自動化能夠大大的提高人們的生活質(zhì)量與生活水平。
4 結(jié)束語
在我國國民社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域之廣泛，融入程度之深已經(jīng)眾人皆知了。我國的基礎(chǔ)建設(shè)的各個(gè)方面都離不開對于計(jì)算機(jī)技術(shù)的利用。不論是人民生活家庭的電子產(chǎn)品，工廠供電供暖、生產(chǎn)高科技產(chǎn)品，教育領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)知識的普及、建筑行業(yè)施工建設(shè)設(shè)備、交通運(yùn)輸行業(yè)等都與計(jì)算機(jī)技術(shù)有著密切的聯(lián)系。在國家未來的發(fā)展道路上，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展會創(chuàng)造更大的社會價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這是毋庸置疑的。由此可見，我國要重視對計(jì)算機(jī)技術(shù)的培養(yǎng)與研發(fā)，使得我國的國民經(jīng)濟(jì)與基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展更加穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉文珍、傅崇倫、張學(xué)文，信息高速公路對我國高等教育的影響及對策[J].高等教育研究，2011（01）：56-58.
