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關鍵詞:大學計算機基礎;操作系統;教學策略

Teach Thinking of "Computer Basic"Operating System Basic Knowledge

Hou Liang

(Henan Arts&Crafts School,Zhengzhou450008,China)

Abstract:This article from non-computer majors undergraduated"Computer Basic"course in the operating system teaching content,analysis the special features of the"Computer Basic"operating system teaching,and proposed knowledge classification design based on the before concept of teaching strategies and based on the teaching strategies of analog case.

Keywords:University Computer Basic;Operating system;Teaching strategies

一、問題的提出

計算機基礎教學旨在為非計算機專業學生提供計算機知識、能力與素質方面的教育,提高學生的計算機素質,為將來利用計算機解決本專業實際問題打下基礎。在計算機基礎課程系列中,作為第一門計算機課程,“大學計算機基礎”發揮著重要作用,承擔著普及計算機基礎知識,提高學生計算機操作水平,為后續學習做好準備的重任。

操作系統是計算機系統核心組成部分。從理論學習的角度看,操作系統實現中所采用的思想與方法也被廣泛應用在整個計算機科學與技術領域。了解操作系統的功能和基本工作原理,對于理解計算機系統的工作機理具有重要意義。從操作技能培養的角度看,應用軟件與操作系統的關系十分密切,學習操作系統知識有益于對應用軟件的理解和對操作技能的掌握。

與計算機專業“操作系統”課程相比,“大學計算機基礎”操作系統部分的教學存在著特殊之處:

(一)教學目標不同。“操作系統”課程是計算機專業的核心課程之一,目標是使學生掌握操作系統基本概念和結構,理解各子系統的工作原理及設計方法,培養其操作系統應用、維護、管理的能力,重在學習原理,掌握設計與開發技術。與之不同的是,“大學計算機基礎”操作系統教學以基礎知識教學為主、操作技能訓練為輔,目標是使學生掌握一些系統軟件基礎知識,結合操作訓練,加深其對計算機系統工作機理的認識,重在理解與應用。

(二)教學對象不同。計算機專業“操作系統”課程安排較晚,原因在于前導課程的教學需要一定的周期,包括“計算機程序設計”、“數據結構與算法”、“計算機原理”等,經過前導課程學習的學生建立了支持理解操作系統知識的知識結構,較為熟悉計算機系統。而“大學計算機基礎”課程開設在入學之初,大部分學生缺乏系統的學習,對計算機的認識很多是靠經驗和直觀感覺獲取的,與科學概念之間存在著差距。

二、基于遷移理論的教學策略設計

根據“大學計算機基礎”課程教學對象的特點,我們可以將教學內容歸納為兩類,一類是學生已經具有了一定的經驗和直觀認識,但認知不夠準確或全面的知識點,另一類是學生完全缺乏相關經驗和背景的新知識點。學習是一個連續的過程,任何學習都是在學生已有的知識經驗和認知結構等的基礎上進行的,而新的學習過程及其結果又會對學生原有的知識經驗和認知結構等產生影響。因此,教學應盡可能的利用其原有知識、創設情境,促成新知識點與學生原有知識之間的關系。

遷移理論是教學策略設計中的常用理論,它體現了新舊學習之間的相互影響。遷移是“在一種情境中技能、知識和理解的獲得或態度的形成對另一種情境中的技能、知識和理解的獲得或態度的形成的影響”(James M. Sawrey)。遷移既可以是順向的,也可以是逆向的。如果學生根據所學的科學概念解釋了操作系統問題,或利用原有的其他領域知識獲得了操作系統知識或解決了操作系統問題,這就是順向遷移;如果學生原有的知識不嚴謹、不全面、不正確,不足以支持對操作系統的理解,需要通過教學,在肯定原有知識合理性的基礎上,對其進行補充、改組或修正,這就是逆向遷移。

(一)基于前概念的教學策略。基于前概念的教學策略主要針對學生已經具有一定觀念的知識點,教師應在肯定或者補充學生概念的基礎上實現教師的引導。學生在科學領域學習某一概念和原理之前,根據日常經驗或在學校教學情境中,對事物和現象的正確或不正確的看法和觀念,稱為前概念。前概念與錯誤概念不同,它可以與科學概念一致,只是缺乏嚴謹而科學的表述,對于這部分概念,教師只要稍做引導即可;它也可以與科學概念相沖突、甚至相悖,對于這部分概念,教師應該轉變觀念,試著去理解其合理性,進而對概念進行補充修正,實現知識的逆向遷移。

(二)基于相似情境的教學策略。一般而言,“大學計算機基礎”中的操作系統內容比較淺顯,以基本概念居多,大多可以通過日常經驗或在教學情境中形成前概念,并以此為基礎進行教學。但是,也有一些涉及計算機系統運行機理的基本原理、主要技術,受實驗條件所限,很難獲取直接經驗,加上缺乏必要的前導知識,學生理解難度較大。學習是基于已有的知識經驗和認知結構等進行的,因此,對于這些缺乏經驗和背景的知識點,應采取不同的教學策略。我們可以從社會文化背景出發,創設學生熟悉的情境和背景,使其能夠在已有生活經驗的基礎上建構知識體系。

三、結束語

“大學計算機基礎”是普通高等學校計算機基礎教學的重要課程,操作系統在計算機系統中的重要地位決定了相關知識必然是該課程教學的重要內容。由于教學目標、教學對象和教學條件的差異,操作系統基礎知識的教學歷來是“大學計算機基礎”課程的一個難點。本文根據這些特點以及教學實踐經驗,在知識分類的基礎上,對“大學計算機基礎”操作系統教學策略進行了一些探討。實踐表明,這些教學策略較好地解決了學生聽操作系統內容枯燥、理解操作系統概念難的問題,不僅活躍了課堂氣氛,而且更易于學生理解和接受操作系統基本概念、基本原理和方法,改善了教學效果。“大學計算機基礎”課程還在不斷發展完善中,隨著社會的進步,該課教學目標、教學對象、教學條件等因素也在不斷發展變化,相關的教學策略的研究也將繼續。

參考文獻:

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關鍵詞：自動化控制；計算機系統；干擾；處理措施

工業控制計算機（以下稱PLC）是一種用于工業生產自動化控制的設備。盡管其制造廠采取了一些措施，使得它的可靠性較高，但還有許多外部因素也會使它產生干擾，造成程序誤變或運算錯誤，從而產生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作。要提高PLC控制系統可靠性，一方面要求PLC生產廠家用提高設備的抗干擾能力；另一方面，要求工程設計、安裝施工和使用維護中高度重視，多方配合才能有效地增強系統的抗干擾性能。本文就此問題提出一些抗干擾的措施[1]。

一、自動化控制計算機系統中的常見干擾分析

控制系統干擾因素的分析

（一）來自系統外部引線的干擾

這種干擾主要由于電源、信號線路等引起的干擾，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業現場較為嚴重，主要表現在以下幾個方面：

1.由電源引起的干擾

控制系統一般由工業電網供電，工業系統中的某些大型設備的啟動、停機等，可能引起電源過壓、欠壓、浪涌、下陷及產生尖峰等干擾，這些電壓噪聲干擾均會通過電源內阻耦合到自動化系統的電路，給系統造成極大的危害。

2.由于信號線路引入的干擾

此干擾主要有兩種信息途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾，這往往容易被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這種干擾往往非常嚴重。由信號線引入的干擾會引起 I / O 信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時可能引起元器件損傷。對于隔離性能較差的系統，還可能導致信號間互相干擾，引起共地系統總線回流，造成邏輯數據變化、誤動和死機。此種干擾經常發生于信號傳輸距離長的控制系統上[2]。

3.由于接地系統混亂引起的干擾

接地不合理或是錯誤接地反而會引入嚴重的干擾信號，使自動化系統無法正常工作。自動化控制系統的地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等，如果接地系統混亂，對自動化系統的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環路電流，影響系統正常工作。

（二）由于自動化系統內部引起的干擾

主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路相互輻射、模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。

（三）來自空間輻射的干擾

電氣設備、電子設備的高密度應用以及由電力網絡、雷電、無線電廣播和雷達等產生的空間輻射電磁場，其主要以電磁感應的方式直接對自動化內部和通信網絡的通信線路產生干擾。

二、自動化控制計算機系統干擾的處理措施

根據對自動化系統干擾的分析，可以制訂以下幾個方面的措施來減少電壓擾動。

1.為了保障自動化系統正常運行，應盡量少選用產生電壓擾動的類型。主要措施是督促生產廠家提高設備功能模塊的性能品質，特別是對元器件的老化篩選嚴格把關，保證其性能的穩定性[3]。

2.自動化系統和干擾設備應分開電源線路供電。因為大功率電機、大容量電容器組在起動和通電時引起電壓降低；大功率整流設備、開關模式電源產生大量諧波；大功率電焊機等引起電源電壓的劇烈波動。這些干擾設備產生的電壓擾動通過電源線路的阻抗耦合將干擾自動化系統的正常工作。將220V 交流供電改為220V 直流供電方式，退出UPS，改為由變電站直流小母線直接向RTU 供電。

3.自動化系統設備安裝位置應遠離產生電磁場的設備。因為變壓器、大功率電機、大電流的配電線路都能在其附近產生強大的電磁場，強大的空間電磁場將直接干擾自動化系統的正常工作。在采集回路中串接光電隔離器，提高工作電壓等級。

4.自動化系統設備電源線路上切斷電源的保護電器動作應有延時。保護電器稍帶一些延時，可在不影響其保護功能的前提下躲過雷電脈沖，避免不應有的間斷供電。在軟件中增加延時模塊，提高偽甄別能力。（1）自動化系統設備單相電源線路上應限制所接自動化設備的臺數。（2）自動化系統設備電源線和信號線宜在同一通道內布線，避免產生涌壓的大包繞環。兩套自動化控制系統設備電源線和信號線未布置在同一通道內，形成了一大面積的包繞環，當空間產生高頻變電磁場時，此包繞環內將感應產生幅值甚大的涌壓，將干擾甚至損壞自動化系統。（3）自動化系統設備配線時應盡可能避免電源線對信號線的干擾。

5.電源線和信號線宜采用屏蔽電纜、穿鋼管電線或雙絞線。當電源線靠近信號線時，產生的電磁場將干擾信號線，為此信號線應加屏蔽并在兩端接地。兩者交叉時應作直角交叉以減少電磁場的感應。鋼管有屏蔽作用，PVC 管無屏蔽作用；

6.單芯電線組成的電源回路應以金屬管等外護物作屏蔽。電源線路采用電纜，因電纜線芯系對稱布置，線芯通過電流產生的電磁場可互相抵消。電源線路如采用單芯電線，施工中難以做到線芯的對稱布置，回路周圍將產生電磁場。為此由單芯電線組成的電源回路應套以金屬管槽作屏蔽。

7.自動化控制系統設備電源線和信號線應遠離建筑物防雷裝置的引下線至少2m，否則應加以屏蔽。裝設防雷裝置的建筑物遭受雷擊時，防雷引下線將瞬間通過幅值數千安計的波形陡度很大的雷電沖擊電流，其周圍空間將產生強大的瞬變電磁場，自動化控制系統設備電源線、信號線如靠近引下線將感應產生涌壓，輕則干擾重則擊穿損壞設備。

8.裝設防雷擊、防干擾容性隔離變壓器，可綜合解決防雷擊、防電磁干擾、防諧波干擾、防地電位升高問題。

9.自動化控制系統設備電源線路應注意保證線芯的連接質量。大量的電壓擾動是在電氣裝置內部產生的，因此用電設備應盡量少選用產生電壓擾動的類型。如采用12 脈沖的橋式整流器代替6 脈沖的橋式整流器，節能型的熒光燈電感鎮流器代替諧波含量較大的電子鎮流器[4]。

此外，外部配線之間存在著互感和分布電容，進行信號傳送時會產生竄擾。為了減少外部配線的干擾，交流輸入、輸出信號與直流輸入、輸出信號應分別使用各自的電纜，集成電路或晶體管設備的輸入、輸出信號線要使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側要懸空，而控制器側要接地。配線時在 30 米以下的短距離，直流和較輸入、輸出信號線最好不要使用同一電纜管，如果要走同一配線管時，輸入信號要使用屏蔽電纜。30-300米距離的配線時，直流和交流輸出、輸入信號 線要分別使用各自電纜，并且輸入信號線一定要用屏蔽線。對于 300 米以上長距離配線時，則可用中間繼電器轉換信號，或使用遠程I/O通道。對于控制器的接地線要與電源線或動力線分開，輸入、輸出信號線要與高電壓、大電流的動力線分開配線。

結論

在實際應用中可以同時利用硬件和軟件等抗干擾技術，綜合考慮各方面的因素，合理有效的抑制干擾，采取具體分析，讓自動化控制系統滿足要求，達到穩定可靠的運行狀態，保證工業設備安全高效運行。干擾的分布參數是很復雜的，因此在抗干擾時，應當采用適當的措施，既要考慮效果，又要考慮價格因素，還要因現場情況而定。采用的措施只要能解決問題即可，往往過多的抗干擾措施有可能會產生額外的干擾，要具體情況具體解決，隨機應變。

參考文獻：

[1] 奚泱. 罩式爐過程控制計算機系統的軟件架構設計及開發[J]. 科技傳播，2013，08：216-217+186.

[2] 崔秀蘭. 前饋控制與反饋控制在工業自動化控制系統的應用[J]. 科技創業家，2013，18：75.

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關鍵詞 教育信息化 信息技術 知識庫 計算機組裝與維修

計算機應用專業“計算機組裝與維修”課程是一門知識點多，實踐性強的課程。不僅是計算機專業人員需要掌握的專業技能，而且每一個應用計算機的人都有這方面的需求，希望在遇到計算機問題時能有功能全面的專家系統可咨詢、求助。通常人們有需求時去網絡的海洋中搜索，但在快速、高效、準確的獲取有用、正確的目標知識方面存在不足。根據學科教學及各級各類計算機應用人員的實際需要，我們將相關基礎知識，教學課件，故障分析處理，故障仿真、課程試題庫與考試等集成為一個開放型的課程知識庫系統。系統立足計算機系統應用維護型人才的培養。該系統通過校際網絡向各學校開放，實現優質資源共享。系統知識開放增加校際間的交流，各校的優質資源可不斷擴充系統，彌補現有教材滯后IT業發展的現狀及教材本身容量的限制。使該系統能適應IT業的快速發展，不斷提高教學效果、教學質量，為各級各類計算機應用人員提供優質咨詢服務。該系統在教學、自修、計算機故障維護中收到了很好的效果。

一、 課程知識庫系統功能設計

1、計算機原理、組裝與維修知識、教學資源庫

① 計算機系統基礎知識庫 該庫以課程知識點為核心，兼顧計算機系統的相關知識，包括計算機硬件系統組成的板卡、芯片、部件、常用外設等的主要功能、工作原理、結構組成、性能參數等的資料信息；軟件系統的各種操作系統、系統配置、系統服務、常用應用軟件、系統安全的資料信息。提供向導、主關鍵詞等靈活多樣的檢索方式，簡捷高效。

② 課程教學、自學資源庫 該資源庫提供課程教學全過程的教學多媒體課件、視頻教學錄象、教案和教學資源信息。資源庫采用模塊化分類，層次清晰，可滿足按章節系統地教學、自學，亦可選某知識點內容因人而異地教學、自學，適應個性化教學與自學的需求。系統提供三種教學資源。 ⑴ 課程教學課件 ⑵ 教學視頻錄像 ⑶ 優秀課程教案

③學習成效自我檢測 提供靈活的自我測試方法，根據學習的進度和測試的目的，可分別按硬件、軟件、硬軟綜合等自行設計測試的范圍、難度、題量，解題時間，從試題庫中自動隨機抽取試題組卷，檢測學習成效。

2、計算機系統故障分析與維修專家系統

提供故障向導分析、輸入故障現象分析等咨詢方式，通過故障現象的選擇（輸入），專家系統依據故障現象進行邏輯分析與診斷，系統將可能出現的故障部位、產生的原因、故障排除的方法與步驟提供給用戶供參考。若故障在故障仿真庫中存在，可重現故障現象，幫助用戶確定故障源。

3、故障現象仿真

組裝與維修課程教學中，故障重現是一很大的難題，各學校間差距很大，若每個故障均以實物重現占用資源量很大。系統采用仿真技術將故障現象真實重現增加學習的直觀效果，節約了硬件資源。故障仿真分類明細，分硬件系統、軟件系統、硬軟綜合故障等類，系統提供靈活多樣的方式調用故障仿真，適應教學與各類人員學習需求。

4、計算機系統組裝與維修試題庫系統（考試系統）

試題庫系統提供靈活的組卷方式，可供學生自測，教師組織各種測驗、考試等組卷用。試題庫具有開放性，對通過試題評價系統測評的試題可添加入題庫，校際間的交流對試題庫的質量提供了保障。系統提供題庫的編輯功能，及時更新試題庫，使試題內容、質量與IT業的發展同步。

5、BBS交流平臺

系統設置BBS交流平臺，既可獲得專家的咨詢，又可增加校際間的交流為系統資源不斷的獲取新知識，為優質資源及時補充進入知識庫系統開設通道。

二、課程知識庫的數據組織與結構設計

系統數據結構組織對于充分發揮系統功能起了決定因素。課程知識庫的設計要符合人們的認知規律，滿足教學及不同類型不同層次人員對計算機系統知識的需求。計算機系統知識是一個龐大的有機的整體，其硬件系統、軟件系統兩者相互依存，協同工作。計算機系統故障現象錯縱復雜，同一個故障現象可能是硬件故障，也可能是軟件造成，正確分析故障源，是系統智能化的主要目標。系統各項功能具有的靈活性、智能化、高效率都要通過合理的數據結構組織來實現。

1、基礎知識數據組織 計算機基知識內容豐富，既有硬件又有軟件，知識點一定要歸類明確，結構科學規范。基礎知識包括硬件系統組成板卡，部件、主要芯片、常用外設的功能、工作原理、結構組成、性能、技術參數等；軟件系統包括主要操作系統、驅動程序、系統服務、常用應用軟件等。知識點敘述準確、簡要。檢索關鍵詞描述精煉、準確、層次結構清晰，保證系統實現靈活多樣的檢索方式，實現快捷準確的索取目標知識。

2、課件、視頻教學數據組織 課件、視頻教學數據組織要滿足靈活多樣的索取需求，盡量將課件、視頻教學錄像細化分解，以適應系統地教學時提供按章節、按教學需要選擇索取，對自學者能實現有選擇地學習某一章、某一節、某一段的內容，既滿足系統教學的需求，又滿足因人而異地教學、自學需求。例如學習組裝時，既可按正常的組裝程序、步驟播放，又可單選其中某一步驟或一部件的安裝單獨、重復播放。課件、視頻文件組織結構決定了其靈活性，而靈活性是因人而異教學方式的基礎。播放優先采用向導方式，其次選擇播放內容參數檢索方式。

3、故障分析與維修 故障分析與維修是系統設計的一個重點，計算機系統故障現象千奇百怪，軟、硬件故障相互交織，這對數據組織要求很高。

4、故障仿真 故障仿真數據包括基礎信息、視頻文件等。常見的故障制作成視頻文件，視頻文件制作時應加注關鍵特征說明及提示（包括區別其它故障的關鍵特征）。故障仿真數據信息中必須包括該故障全部特征信息（存在的和不存在的），不存在的特征信息同樣是確定故障源的重要參數。

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隨著計算機技術發展的日新月異,并行、多核、虛擬化等新概念新技術被廣泛應用于業界主流系統中,同時也是研究的熱門領域。在過往開展教學和聽取學生意見反饋過程中,我們感到原有的計算機系統方向課程存在缺乏公共前導課,教材陳舊,重理論、輕實踐等問題,使得學生在學校中學習的內容與主流系統脫節較大,學完后對散布于各門課程中的知識點僅有孤立的了解,不能融會貫通,同時動手能力也較弱,難以滿足畢業后工作和進一步深造的需要。

從2002年起,我們把計算機系統方向作為教學改革的試點和突破口,積極借鑒國際先進經驗,從加強基礎教學入手,對原計算機系統方向的課程體系、課程內容和教學方法等方面進行了全面改革。經過幾年的努力,改革取得了一定的成效,積累了初步的經驗。本文對近年來在加強計算機系統方向基礎教學方面所采取的一些做法和取得的一些心得進行了總結和介紹。

2改革前后計算機系統方向課程體系狀況概覽

改革前計算機系統方向的課程體系如圖1所示,主要由組成與匯編、數字電路、計算機體系結構、計算機接口、操作系統、編譯原理、數據庫管理系統和計算機網絡等課程組成,其中組成與匯編課程是計算機體系結構課程的前導課,數字電路課程是計算機接口課程的前導課,除此之外各課程保持并行關系,屬于比較傳統的課程體系。在該課程體系中,由于各高階課程缺乏公共的前導課程,使得學生學習起來比較吃力,且對各門課程難以融會貫通;同

圖1改革前的計算機系統方向課程體系

時組成與匯編作為一門傳統課程,其教學內容未能涵蓋很多目前已被業界主流采用的新概念新技術,而傳統的數字電路課程也未體現通過目前軟件設計數字部件的最新潮流。

在課程體系改革過程中,針對傳統課程體系中存在的問題,借鑒國外先進經驗,通過引入公共的前導課程,加強了系統方向的基礎教學。改革后,取消了組成與匯編課程,代之以引進的計算機系統基礎和計算機系統工程兩門全新課程作為計算機體系結構、操作系統、編譯原理等所有高階課程的公共前導課程,同時將原數字電路課程改為數字部件設計課程,作為計算機接口課程的前導課程。改革后的計算機系統方向課程體系如圖2所示。

圖2改革后的計算機系統方向課程體系

改革后全新引進的兩門課程中,“計算機系統基礎”課程是卡內基•梅隆大學課程改革的結晶之一,該課程1998年開始試點,2002年試點成果正式匯編成教材,課程涵蓋了計算機系統領域廣泛的內容,為系統方向后繼課程做了很好的準備和鋪墊,但又僅從程序員角度介紹,不與后繼課程搶內容。作為最早引進該課程的國內高校,我們在一段時間內曾經將其直接作為高階課程的前導課程。但在具體教授過程中,我們發現該課程側重于介紹組成計算機系統的各個必要元素,幫助學生理解計算機系統構成的一些基本原理,關注于一個個相對孤立的知識點;但課程并不介紹這些孤立的知識點是如何相互作用來構成當前支撐計算機產業的復雜系統。

因此我們又進一步引進了麻省理工學院的“計算機系統工程”課程。該課程是麻省理工學院針對目前互聯網應用成為主流,多核概念和系統廣泛應用,而傳統課程中并發、并行、分布式等概念占比較低的情況所打造的新課程。課程在學生有了一定計算機系統的基礎知識上,介紹了如何使用這些計算機系統的基礎知識(基礎單元)來設計一些復雜系統,使學生能夠對計算機系統有更全面的理解,從而激發學生更進一步學習的興趣。課程還為隨后的高階課程如操作系統、編譯原理、計算機體系結構等樹立了通識的設計理念,使學生在后繼課程的學習中可以利用這些通識的設計理念去具體理解不同課程中各異的設計與實現。

3借鑒國際先進經驗采取的幾項改革措施

在加強系統方向基礎教學的改革過程中,除對課程體系進行改革外,我們在課程內容、教學方法、實踐教學、人員配備等方面也都借鑒國際先進經驗,采取了一定的改革措施。

在原先計算機系統方向教學過程中,由于后繼高階課程缺乏公共的前導課程,學生在整個學習過程中對各個知識點的學習相對孤立,容易產生“只見樹木,不見森林”的情況。在我們引入新課程,重構課程體系過程中,特別注意借鑒相關先進經驗,形成課程內和課程間知識的前后呼應,力求使學生“既見樹木,又見森林”。如在編譯系統課程中,以一個完整的小系統“Tiger語言編譯器”來貫串整個課程,圍繞系統的設計和實現逐步引入各個基本概念和基本方法,使學生對課程中的各個知識點不再是孤立地理解和掌握,而是在課程范圍內有個全局的把握。又如計算機系統基礎課程對進程、程序鏈接、虛存管理以及地址空間這些概念的介紹為學生在后續操作系統課程中對概念的深入學習進行了前瞻引導:計算機系統基礎課程介紹各進程間通過虛存管理來實現獨立的地址空間,而操作系統課將進一步具體介紹虛存管理和獨立空間是如何實現的,講解頁表機制、地址空間劃分、進程間共享等問題。

此外,根據相關研究和我們的教學經驗,一個重要的概念如果能在多門課程中從不同角度多次重復,學生更容易真正地理解和掌握。比如進程這個概念,首先在計算機系統基礎課中從程序員的角度引入,介紹進程的編程接口在系統中的表現行為和支持進程需要涉及的主要方面如系統堆棧結構、方法調用和內存分配等;隨后在計算機系統工程課程中對進程的設計理念進行抽象,講解進程在系統中扮演的各種角色和完成的各種任務;接著在操作系統課中,將具體講解操作系統是如何實現進程和支持進程運行的各組成部分,如內存如何分配,進程間如何進行調度和數據共享等;最后在計算機體系結構課程中會對進程的最終形態指令集進行介紹,具體講解體系結構如何在物理層面上支持進程的執行。

教學方法方面,積極借鑒美國優秀大學的先進教學方法,課堂授課主要側重闡述該學科的要點和難點,而那些具體的、細節的課程內容和需要學生親自動手實踐的內容則更多地放在教學實驗環節中,留給學生課后自主學習。同時還在部分課程中嘗試探究性學習,設計了若干個開放式討論課題,給出相關文獻讓每個學生閱讀,要求學生給出針對性的設計,并進行小班討論。

我們還根據國外經驗特別強調了實踐環節在教學中的重要性,全面引進了配套的實驗(Lab)和實踐項目(Project),將理論教學和實驗教學統一在一門課程中。實驗一般采用固定時間、集中當場完成的形式,其中驗證類實驗比重非常少,設計類和綜合類實驗占絕大多數;實驗內容緊跟授課進度,偏重實踐,使學生能熟悉開發工具、開發環境和開發流程,了解開發和調試技巧,更好地理解課堂教授的理論知識,強化對概念的掌握。例如在計算機系統基礎課程中安排了Bit Operation、Pipeline Design等多個實驗。

實踐項目則一般會在提前教學進度布置,由學生在課后獨立或分組完成,在經過較長時間后上交;實踐項目內容要求的知識廣度與深度在一定程度上超出了課堂教授與課后自習的內容,這就需要學生根據要求去查閱更多資料、學習更多知識、掌握更多技能。通過這一過程,學生得以完善自身的知識結構、深化對理論的認識,從而提升自身的綜合能力與素質。例如“操作系統”課程就要求實現一個支持X86架構的帶多任務支持、虛存支持等功能的操作系統內核,并要求內核能在simics上實現boot。

在人員配備方面我們同樣積極向國外優秀高校學習,為所有專業課程按選課人數配備了主要由研究生擔任的教學助理(Teaching Assistant),主干課程保證平均每15到20名學生左右配備一名助理。這些教學助理與學生定向掛鉤,負責協助主講老師根據課程內容和學生的反饋意見設計實驗、課后作業和實踐項目內容,在學生完成教學實驗的過程中給予學生及時的指導和幫助。

4在教學改革中取得的若干經驗和心得

在我們實行教學改革試點過程中,總結了若干可供借鑒的相關經驗和心得。

首先是在挑選國際先進經驗加以借鑒時,應堅持“高起點,全方位”的指導思想。“高起點”是指在挑選國外高校借鑒其經驗開展教學改革時,優先挑選麻省理工學院、卡內基•梅隆大學、斯坦福大學、加州大學伯克利分校等擁有全球頂尖計算學科的高校作為參考對象。“法其上者得其中,法其中者得其下”,高起點的指導思想為較好的教改結果提供了前提和保障。“全方位”是指在借鑒經驗時,針對以往工作的不足,需注意從課程內容、實踐教學、教學方法、人員配備等多角度全方位借鑒國際頂尖高校的教學理念和方法,其中尤其應注意創造條件引進以往容易遭到忽視的實踐教學部分。

其次是在開展教改時不求“量大面廣”,而是要根據自己的水平和能力,先在小范圍內對擬采取的教改措施予以實驗,在取得成功的經驗后再逐步加以推廣,力求步步扎實,逐步推進。例如我們在教學方法改革時,首先在基礎較好的單獨的計算機系統基礎一門課程中試點,在取得效果后逐步向操作系統、編譯原理等其他系統方向課程推廣。這樣不斷嘗試,逐步推進,提高了教學改革成功的幾率,盡可能避免教改失敗對學生的影響,最大限度保護學生權益。

再次是在能力允許的情況下,根據國內實際情況,對借鑒國外經驗開展的教學改革不斷予以微調。以計算機系統基礎課程為例,在引進初期,我們參考國外高校課程設置,將其安排在一個學期內教授,每周6課時。由于課程面大量廣,學生很難接受,現在我們將課程調整為兩個學期教授,第一學期2+1課時,第二學期4+1課時,相應增加了習題課,學生學習相對更為容易,學習效果有明顯提高。同樣是這門課程,由于相關教材涉及面寬泛,部分章節難易失當,二年級學生學習比較吃力。我們在一段時間的教授后,根據經驗補充了部分材料,調整了部分內容的次序,現在還準備進一步重新編譯該教材,以求學生能更方便地閱讀和學習。但有一點值得注意的是,在教學改革剛開始的時候,不宜對內容進行太多調整,對內容的調整應在改革開始一段時間,教師對改革內容熟悉吃透,本身能力也提高之后才比較合適進行。

最后是改革需要有相應的體制機制作保障。例如在初次引進國外最新課程及配套實踐內容時,學生往往會感覺內容與以前學習的課程比難度和工作量明顯加大,進而會

感覺壓力偏大;同樣,教師在初次教授引進課程時,也會有部分內容把握不當。此時就需要有相應的學生意見反饋機制,包括學生打分、座談會等做配套,以便及時了解學生對正在進行的改革的感受和意見,不斷總結經驗,加以改進。又如在規劃課程間互相呼應的內容時,需要有學院相關領導牽頭來開展此項工作,同時還需要由有一定經驗老師組成的小組來共同探討和指導此項工作。另外在改革開展過程中,還應有一定的經費和資源等支撐,以鼓勵教師積極參與相關改革工作。

6結論與展望

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關鍵詞：計算機復雜工程；虛擬仿真；創新能力；課程群；實踐體系

0.引言

計算機科學與技術是一門基礎學科，計算機能力是當代大學生必備的能力之一，建立大學生創新創業教育體系，完善創新型人才培養模式非常重要…。但由于學校的學科優勢、專業特色、課程設置、管理模式等情況各異，實驗室資源條件也各不相同，計算機教育必須應對網絡化時代的挑戰，無論是技術發展、管理手段，還是學習模式變化，都使計算機領域的虛擬仿真實驗教學成為必然。因此，引入虛擬仿真技術解決計算機復雜工程問題具有很高的現實意義和推廣價值。

1.教學內容面向解決系統化工程問題

復雜工程問題需要扎實的專業基礎知識，學校應面向計算機類專業的就業領域進行調研，根據調研的情況修訂培養方案，在修訂過程中把握3條主線，即軟件架構與應用軟件類（包括系統架構、軟件開發等）、硬件應用設計類（包括嵌入式、組成原理等）、數據科學類（包括大數據分析、云計算等）始終貫穿培養方案，如圖1所示為改革后的課程群。應用軟件類第一學期開設c語言程序設計課程；第二學期開設c語言實踐課程；第三學期開設數據結構課程，奠定軟件開發基礎；第四學期開設操作系統、數據庫等，提升軟件開發能力；第五學期開設專業程序設計課程，例如Web程序設計、軟件綜合課程設計等，強化專業應用軟件設計開發能力；第六學期開設智能終端軟件開發和軟件工程等軟件設計課程，提升應用軟件系統創新設計能力；第七學期開設軟件架構與應用開發課程，全方位提升軟件架構設計開發能力，使學生從進入校園到離開校園，應用軟件設計能力連續提高，直至就業。在此過程中，學校應充分利用校企合作，安排學生到企業實習、實訓，以提高學生的軟件開發能力，系統化地培養應用軟件類人才。硬件應用類第一學期開設計算機科學導論課程、第三學期開設數字電路與邏輯設計課程；第四學期開設計算機組織與結構課程；第五學期開設嵌入式系統設計課程，奠定硬件開發基礎；第六學期開設硬件綜合課程設計，提升硬件開發能力。學校要瞄準“互聯網+”，適應行業需求，增設數據科學方向。第一學期開設高等數學及計算機科學導論等課程；二學期開設概率論與數理統計課程；第三學期開設離散數學及數學建模/計算方法等課程；第四學期開設算法分析與設計課程等，奠定數據分析基礎；第五學期開設數據挖掘基礎課程，強化數據利用基礎；第六學期開設大數據分析與處理、云計算與大數據實踐等課程，提升大數據平臺搭建和大數據分析應用能力，使學生從進入校園到離開校園數據分析處理能力連續提高，直至就業。實驗室組建課外科技活動小組，包括嵌入式系統興趣小組、智能終端設計開發小組、網頁制作及組網興趣小組等。

2.課程群建設面向復雜工程設計

我們把數字電路與邏輯設計、計算機組織與結構、操作系統和編譯原理4門專業課構造為計算機系統核心課程群，重構了課程群的知識體系與實驗體系，如圖2所示。

軟件架構方向培養學生系統的軟件設計開發能力。我們將c語言程序設計、數據結構、數據庫原理和軟件工程4門計算機專業課程構造為該方向課程群，如圖3所示。

數據科學方向主要培養大數據科學與工程領域的復合型高級技術人才，畢業生具有信息科學、管理科學和數據科學基礎知識與基本技能，掌握大數據科學所需要的計算機、網絡、數據編碼、數據處理等相關學科的基本理論和基本知識，熟練掌握大數據采集、存儲、處理與分析、傳輸與應用等技術。基于此，我們將概率論與數理統計、離散數學、算法分析與設計和數據挖掘4門計算機專業課程構造為該方向課程群，如圖4所示。

3.引入虛擬仿真模式，建立多位一體的學生實踐能力培養體系

在信息技術網絡化、服務化的演變歷程中，信息服務日益豐富，使計算機軟硬件系統規模不斷增大，復雜性不斷提高，信息安全的形式也日益嚴峻。傳統的基于單機和實物的實驗教學條件難以呈現異構、復雜的網絡環境，難以觸及計算機體系結構（例如cPu設計、多核設計等），難以分析實時、潛在的安全威脅，導致學生理論與實際相脫節，對所學知識缺少系統性認識，在能力上無法適應產業發展對計算機人才的需求。因此，必須引入虛擬仿真實驗技術，解決計算機各學科中的實驗教學問題，完善現有計算機各學科實驗教學體系。應重點開展與網絡、計算機體系結構和信息安全相關的基礎訓練、綜合設計和創新拓展3層次虛擬仿真實驗，并通過隨課實驗、課程設計、專業實踐、畢業設計等環節實施，實驗體系如圖5所示。

4.統一規劃教學內容和教學方法

學生應將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于設計CPU，并能夠在設計環節中體現創新意識。在理順教學內容的基礎上，各課程以完成基本計算機系統設計和實現為教學目標，改進教學方法；在加強原理性知識講解的同時，強化工程化實現方法的訓練，力求學生在系統原理和工程實現方法兩方面均有收獲。

5.統一規劃課程實驗體系

計算機系統能力培養中，實踐占有很大的比重，是學生運用所學知識解決實際計算機系統設計問題的過程，更是檢驗教學效果的重要手段。然而，計算機系統是一個復雜的系統，要讓學生在有限的時間內完成教學和實踐內容，需要我們精心設計教學實驗體系，圍繞教學改革目標設置各課程的階段子目標和相應的實驗內容；完成模塊設計和實現后，再通過綜合實驗來最終集成，形成一個完整的計算機系統設計和實現。在計算機組成原理課程中，我們安排了8個教學實驗，通過精心安排和組織，8個實驗由基礎到全面，由運算器、控制器到CPU設計，構成了一個基本完整的CPU系統。

（1）實驗1（海明碼）和實驗2（乘法器）的目的在于了解和熟悉計算機系統的容錯技術和海明碼原理以及計算機系統的補碼booth乘法器的原理。

（2）實驗3（算數邏輯運算單元）的目的是掌握簡單運算器的數據傳送通路和驗證4位ALU運算器的組合功能。

（3）實驗4（時序部件）的目的是理解計算機控制器中時序控制部件的基本組成和工作原理，掌握啟停邏輯電路、節拍脈沖發生器的工作原理及設計方法，了解啟停邏輯電路、節拍脈沖發生器等電路的結構特點。（4）實驗5（硬布線控制器）的目的是理解指令譯碼器的作用和重要性，學習設計組合邏輯控制器。硬布線控制器的控制信號直接由各種類型的邏輯門和觸發器構成。

（5）實驗6（微程序控制器）的目的是理解微程序控制器的控制原理，進一步掌握指令流程和功能，了解掌握微程序控制器的設計思路和方法。

（6）實驗7和實驗8（CPU設計）要求學生利用已有的計算機組成原理知識以及對計算機系統結構的初步學習，設計一個完整的CPU體系結構（包括指令系統、尋址方式、數據表示、寄存器結構、存儲系統和流水線結構等）。

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關鍵詞： 全國計算機等級考試 一級MS Office 復習方法 應試技巧

引言

為了適應知識經濟發展的需要，大力促進信息產業的發展，需要在全民中普及計算機的基本知識，培養一批又一批能熟練運用計算機和軟件技術的各行各業的應用型人才。1994年，國家教委（現教育部）推出了全國計算機等級考試（National Computer Rank Examination，簡稱NCRE），截至2012年年底共開考36次，考生人數累計達4933萬人，有1876萬人獲得各級計算機等級證書。在2013年9月推出了新版考試大綱，新版考試大綱在考試體系、考試內容、考試形式等方面做了較大調整[1]。

一、全國計算機一級考試簡介

全國計算機一級考試主要分為一級計算機基礎及Photoshop、MS Office和WPS三個科目，其中MS Office主要是考核計算機基礎知識和MS Office辦公軟件及因特網（Internet）使用的基本技能。考試形式采用無紙化考試，上機操作，考試時間為90分鐘。軟件環境為Windows 7操作系統和Microsoft Office2010辦公軟件[2]。一級考查知識點具體分值分配和考查方式如下表所示。

一級計算機基礎及MS Office分值分配表

二、一級MS Office復習方法和應試技巧

（一）基礎知識

基礎知識主要考查對計算機和網絡基礎知識的掌握情況，一級基礎知識的考試涵蓋的范圍廣、內容多，可以建議學生購買一本報考簡章指定的輔導教材——由高等教育出版社出版，教育部考試中心主編的《全國計算機等級考試一級教程——計算機基礎及MS Office應用》（2013年版）。

在復習基礎知識時可以采用形象記憶、比較記憶和圖表記憶等方法，也可以綜合使用這幾種方法。比如，在復習“計算機系統”知識點時可采用形象記憶法，將計算機系統與計算機實物聯系在一起，計算機系統由硬件和軟件兩大系統組成，硬件系統包括鍵盤和鼠標（輸入設備）、顯示器（輸出設備）、硬盤（存儲器）、CPU和內存（主機）等。在復習ASCII碼的時候可采用比較記憶法，通過比較大小寫和數字的具體數值，可以得出“數字的ASCII碼值

學生可以選擇下面實用的復習方法：先復習輔導教材涉及的知識點，理解掌握相關的知識和內容，然后做練習，檢查自己復習的具體情況，依據自身情況反復記憶相關的知識點，直到完全吃透。

（二）Windows基本操作

Windows基本操作主要是考查文件和文件夾的創建、移動、復制、刪除、更名、查找和屬性設置。Windows操作題目的復習應當注重操作，邊操作、邊學習、邊記憶，練習五套以上的模擬試題，這樣基本上就可以順利完成這個科目的練習。

在考試的時候可以將考試系統窗口和資源管理器窗口平鋪到桌面上，目的是用資源管理器做題時，能夠看到試題窗口內的試題要求，防止做題時在資源管理器窗口和考試系統窗口之間來回切換，影響答題速度。

（三）Office軟件操作

Office軟件考查內容主要是Word、Excel和PowerPoint軟件的基本使用。在復習時需要首先理解這些軟件的基本概念和工作窗口的組成，接著熟練掌握相應菜單和工具按鈕的用法，然后針對每一個知識點認真練習，反復練習，直到完全掌握操作的具體方法和步驟。

在考試時要注意以下問題：軟件窗口不要覆蓋考試系統窗口，否則來回切換窗口浪費時間；按照題目的要求一項項做題，避免漏項，同時要注意及時存盤；完成后要將所有的文件保存在考生文件夾，如果保存路徑不對，那么即使題目完全做對了，結果也是零分。

1. Word操作題

Word考點是文檔格式設置和表格基本操作。文檔的基本操作主要包括：創建、打開、輸入、保存等基本操作；文本的選定、插入與刪除、復制與移動、查找與替換等基本編輯技術；字體格式設置、段落格式設置、文檔頁面設置、文檔背景設置和文檔分欄等基本排版技術；表格的創建、修改、修飾、數據輸入與編輯、排序和計算；圖形和圖片的插入、圖形的建立和編輯、文本框、藝術字的使用和編輯；文檔的保護和打印。

2. Excel操作題

Excel考查工作簿和工作表的基本操作（建立、保存和退出）；數據輸入和編輯；工作表和單元格的選定、插入、刪除、復制、移動；工作表的重命名和工作表窗口的拆分和凍結；工作表的格式化（單元格格式、設置列寬和行高、設置條件格式、使用樣式、自動套用模式和使用模板等）；單元格絕對地址和相對地址的概念，工作表中公式的輸入和復制，常用函數的使用。圖表的建立、編輯和修改及修飾；數據清單的基本操作（建立、排序、篩選、分類匯總、數據合并）和數據透視表的建立等。

3. PowerPoint操作題

PowerPoint考查演示文稿的創建、打開、關閉和保存；幻燈片基本操作（版式、插入、移動、復制和刪除）；幻燈片的基本制作（文本、圖片、藝術字、形狀、表格等插入及其格式化）；演示文稿主題選用與幻燈片背景設置；演示文稿放映設計（動畫設計、放映方式、切換效果）等。

對Office辦公軟件科目復習時，理解概念是基礎，操作練習是重點，方法步驟是難點。

（四）因特網的應用

因特網應用主要考查網頁瀏覽、保存，電子郵件的發送、收取、回復、轉發，以及附件的收發及保存。學生在復習時應理解因特網相關的基本概念，重點掌握IE瀏覽器和Outlook Express軟件的使用方法。

三、結語

全國計算機一級考試考核的是計算機的基本應用水平，重點考查的是操作能力。考試不是目的，掌握知識才是最終目標，但可以通過權威的考試檢驗課堂所學的知識，達到以考促學、以證促學的目的。

參考文獻：

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關鍵詞： 《計算機操作系統》課程 教學改革 改進方法

計算機操作系統是最核心、基礎的計算機系統軟件，計算機操作系統的設計原理與實現技術是計算機專業人員必須掌握的基本知識。《計算機操作系統原理》課程是計算機科學與技術及相關專業的核心課程之一。該課程主要介紹操作系統的基本原理和實現技術，是理解計算機系統工作、用戶與計算機系統交互和設計開發應用系統等基本知識結構的重要途徑。

由于該課程主要是由計算機各種操作系統的組成結構、設計思想、方法和理論綜合而形成的，因此課程內容比較龐雜、涉及面廣、概念抽象，不易理解，比其它專業課更加難教，學生也更加難學。根據多年的教學經驗，我認為應根據《計算機操作系統》課程本身的特點，對學生的學習情況進行仔細分析和研究，有針對性地進行一些教學改革，這樣才能提高學生的學習興趣與實踐能力。

一、目前各大高校操作系統課程的教學存在的問題

1.學生的程序設計能力較差

該課程主要是介紹操作系統的基本原理和實現技術，要求理解計算機系統工作、用戶與計算機系統交互和設計開發應用系統等基本知識，其內容涉及理論、算法、技術、實現和應用。所以這門課程與C語言、數據結構、計算機組成原理等多門課程關聯性很強，涉及面廣，要求學生有較強的綜合分析問題、設計及編程能力。因此，在學習理論知識以后，部分學生感到壓力很大，對實踐環節往往束手無策。

2.理論與實踐相結合的內容較欠缺

各學校在《計算機操作系統》課程的教學中，很大程度上存在偏重理論知識傳授的現象，基本上以書本各章節為主，在教學過程中缺少理論與實踐相結合的具體內容。這造成課堂教學內容枯燥、實踐內容不明確，使學生覺得這門課只能紙上談兵，沒有用武之地。

3.實驗內容單一

目前學校使用的教材多是以UNIX為實例來介紹計算機操作系統的特征，但大多數學校機房操作系統環境是以Windows為主，很少有學校專門建設操作系統專業實驗室。而且UNIX作為商業軟件，源代碼不公開，也給實驗環境的構建帶來了一定的難度。大部分教師在操作系統實驗課的教學中，還是以編寫各種算法程序為主，實驗內容單一，并不能真正地達到課程實驗大綱的要求。

二、操作系統課程教學的改進方法

針對以上存在的這些問題，我們必須對操作系統課程教學進行改進。我們應從以下幾個方面入手，合理安排教學活動，引導學生正確地學習操作系統，切實解決課程學習中的問題，克服學生的畏難情緒和打破“無用論”。

1.完善教學內容與教學體系結構

我們應根據操作系統課程的特點，了解操作系統課程與其他專業課程之間的緊密聯系，要求學生在學習操作系統課程之前具備程序設計語言和數據結構的基礎知識，并要求學生預先修完計算機原理等硬件課程。

2.建立合理的教材體系

我們應改變原來的單本教材，形成“主―從―輔”三級教材模式。選用概念清晰、專業性強、系統全面的教材為課堂教學的主教材。選用難度適中，對問題的論述較為通俗，適合學生自學的教材為從教材，用來加深對理論和概念的全面理解。為解決課程中難于理解的問題，我們還需配備一本輔導教材，結合生活實際論述操作系統原理中涉及的概念、理論與方法，幫助對抽象專業知識的理解與深化。

3.改進理論教學方法

我們應提倡以學生為中心進行教學，改變單向式、灌輸式為啟發式、討論式、研究式，使學生自主性、創造性地學習，留給學生更多的思考空間和自學空間，培養學生閱讀參考書、科技文獻和寫讀書報告的習慣。出臺一些列考核與獎勵機制，鼓勵針對具體問題制作問題分析、算法及技術發展報告多媒體幻燈片，提倡公開交流和信息交換，講課與討論相結合的教學方式。

在理論課程教學過程中，為使學生能夠適應課程實踐教學的內容，我們建議增加操作系統原理課外實驗環節，通過教師布置實驗題目，學生自主上機實驗的方式，提升學生對局部問題的理解力。理論課授課形式多樣，通過主課、習題課、專題課、課堂討論，以及資料收集與分析、小論文、源程序分析、小型實驗與設計等形式提高學生的學習興趣和教學效果。

4.改進操作系統實驗環節

對于應用型院校的學生來說，學習操作系統原理的主要目的應該不是設計新的操作系統，而是在理解的基礎之上很好地運用操作系統，所以針對教材要求的實驗環境實現困難、實驗內容單一等問題，我認為教師可以為學生提供一個研究操作系統內核的學習方法，使學生可以由此來體驗操作系統內核及其設計技巧。這樣學生可以在不修改任何代碼的情況下，了解操作系統內部狀態的各個方面；通過編寫新的代碼來閱讀內核的數據結構和了解操作系統運作方式，等等。教師可以根據學校和學生的特點，嘗試為操作系統課程編寫自己的實驗教材，這樣能讓學生在實踐中真正體驗到操作系統在整個計算機系統中的功能與作用。

5.采用多樣化的實踐環節

在大部分高校的操作系統教學計劃中，實踐環節僅為各章節實驗課程開設，相對其他課程比較單一。其實操作系統的設計與實現體現了程序設計與軟件工程的精髓，操作系統原理課程設計正是該課程實踐環節的集中表現。它可使學生更加系統地鞏固學習的概念、原理、設計及算法，也可培養軟件開發所應有的系統結構設計和軟件工程素養。課程設計在突出內容的系統性、設計性和可操作性的同時，應本著綜合能力提高的宗旨，通過協作學習與模擬性學習相結合，強化學生對操作系統原理理論知識的掌握，提高實際軟件設計、編程的能力，培養組織協作與團隊精神。我們應注重學生知識、能力、素質的培養，充分調動學生的自主學習熱情，培養學生的多元能力。

操作系統課程的教學改革工作是一項長期復雜的系統工程，教學的改進應該以教師為主體，從學校與學生的實際需要出發，切實貫徹該課程的教學大綱和基本要求，不斷地完善教學活動的各個環節，夯實學生的專業基礎，培養學生分析操作系統的能力，進而提高學生程序設計的能力，從而使學生真正地掌握好這門重要的計算機專業課程。

參考文獻：

［1］張娟.《計算機操作系統》課程“互動式”教學研究與探索.中國校外教育雜志，2010，（02）.

［2］湯子贏，哲鳳屏，湯小丹.計算機操作系統［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2001.

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關鍵詞：計算機專業英語 教學改革 培養目標 學科特點

        0 引言

        伴隨著計算機技術的發展，計算機行業已經成為我國最熱門的產業之一。然而由于計算機學科的特殊性，即絕大部分計算機技術都源于國外，要想快速學習、牢固掌握這些技術和開發工具，必須能夠熟練地閱讀計算機英文文獻，尤其是先進的新技術和工具。無論是學習最新的計算機技術，還是使用最新的計算機軟硬件產品，都離不開計算機專業英語的熟練掌握。

        為了適應這種需求，國內許多院校曾廣泛掀起了開設計算機專業英語課程的熱潮。隨著課程體系的改革，對于計算機專業英語課程的學科特點、學科定位、教學方法的討論，一直沒有停止。如何更好地講授好計算機專業英語課程，達到更好地教學效果，是許多計算機學科的教師探討的課題。

        1 計算機專業英語培養目標

        對于高職院校的學生來說，開設計算機專業英語課程的目的就是要求學生掌握一定的計算機專業英語詞匯，具有一定的讀、譯、說、寫、聽的能力，能借助詞典閱讀和翻譯有關計算機英語資料，從而獲得計算機專業知識和處理實際專業問題的能力。但是依據學情、專業培養目標的不同，應按層次確立培養目標。

        層次一：培養學生掌握常用學生計算機專業詞匯詞庫。在較短的時間內掌握一定量的現代計算機專業詞匯，做到熟練地看懂計算機屏幕信息的英文提示、菜單、幫助文件及出錯信息等。 

        層次二：培養學生掌握英文專業資料閱讀能力。能順利閱讀并正確理解本專業資料，能閱讀和翻譯計算機的軟硬件手冊、資料和說明書等應用型資料。

        層次三：培養英文綜合運用能力。具有一定的聽說能力。 

        2 計算機專業英語特點

        高職計算機專業英語是科技英語的一種，和普通英語有著本質的區別，計算機專業英語除了具有科技英語的一般特點外，還有其自身的特點。

        2.1 語法特點：①長句多。②被動語句多。③祈使語句多。④專業術語多。⑤新詞多，且合成新詞多。⑥縮略語多。⑦一詞多義。

        2.2 時效性強 計算機技術發展非常迅速，且新技術市場化周期越來越短，要使學生能夠掌握新的計算機技術和新的實用工具軟件，就要做到與時俱進。其中縮略語出現的頻度高，以及新詞(包括新縮略語)產生快和數量多是計算機專業英語區別于其它專業科技英語的主要特點。

        2.3 教學和教材的適用性 由于計算機專業英語教材較多，層次不同。同時現在計算機相關專業也越來越多，如計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程、信息安全專業、軟件測試、圖形圖像設計等，不同的方向對課程內容的側重也不同，所以要依據學情、專業培養目標的不同，教學目標層次的不同選擇適用的教材，或者，也可以對教材內容進行選擇性的取舍。

        3 計算機專業英語教學存在的問題及對策

        高職計算機專業英語教學應以實際崗位需求指導教學。在專業英語教學中存在認識不足、教學考核手段單一、教材建設缺乏差異性的情況。結合教學實踐，探索有效的計算機專業英語教學方法，效果良好，總結如下。

        3.1 以具體計算機相關專業知識為線索，引入英語專業詞匯及術語的教學 將計算機英語中的專業詞匯，以具體計算機相關專業為線索，通過以講授計算機相關專業知識為主，引入英語詞匯。教學過程中，學生不僅學習了專業詞匯，還能夠了解有信息含量的專業知識，同時，還可以體會到術語與相關專業知識的語言上的天然關聯，能夠提高他們的學習興趣，能達到事半功倍的效果。

        比如，在講授計算機系統的組成時，大家可能已經了解到計算機系統的組成，但是不能和相關專業詞匯聯系上，通過使用計算機專業詞匯來重新描述計算機系統組成圖，使學生鞏固所學專業知識，又加深了對專業詞匯的感性認識。通過這種方式，實現了在計算機專業知識中學習英語，在學習英語中鞏固專業知識。

   3.2 分模塊組織教學內容，按照培養目標選擇模塊實施教學 依據教學的層次目標和培養方向，可以分為“基礎知識模塊”、“軟件專業方向知識模塊”、“網絡專業方向知識模塊”、“圖形圖像專業方向知識模塊”、“硬件專業方向知識模塊”等。

        “基礎知識模塊”的英語知識可包括：

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本書根據教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會最新提出的《關于進一步加強高校計算機基礎教學的意見》中有關“大學計算機基礎”課程的教學基本要求編寫。

大學第一門計算機基礎課程的改革已經成為高校計算機基礎教學的熱門話題，同時也為一切計算機基礎教學的教育專家和教育主管部門關注。馮博琴教授所在的西安交通大學在2003年即開始研究從“計算機文化基礎”向“大學計算機基礎”過渡所涉及的課程定位、體系、教學內容、教學平臺、實驗、考試方法等一系列問題。2004年，馮博琴教授編寫了《大學計算機基礎》及配套的《大學計算機基礎實驗指導書》（清華大學出版社出版），受到了廣大師生的歡迎。

經過一輪的教學實踐，又通過大量的問卷調查和調研工作，為使本套教材適合更多學校的師生，馮博琴教授又對《大學計算機基礎》第1版內容作了修訂，推出《大學計算機基礎》（第2版）。值本書出版之際，馮博琴教授希望將這一年來的體會與大家共享，供關心該課程改革的同行參考借鑒。

1.新生入學的水平和“升級”的可能性

2004級僅有31%的學生在中學學過計算機，為數不少的學生還是在網吧中接觸到計算機，他們最熟悉的是指法、漢字輸入和上網。從入學摸底考試分析，約有1/3的新生已經達到“計算機文化基礎”課程的教學要求；從考分來看，應屆城鎮新生的分數最高，往屆農村新生分數最低。這些數據表明，新生的計算機基礎并不樂觀，中學的信息技術教育面還比較窄。

目前計算機基礎的實際情況并沒有影響學生們從“計算機文化基礎”提升到“大學計算機基礎”的熱情。調查顯示約80%的學生贊成2005年上“大學計算機基礎”課。從2004年本課程的教學來看，這門第一次開設的新課程像一門成熟課程一樣，順利、平穩地完成了所有的教學環節，考試結果也十分令人欣慰。學生把“總體上學習有收獲”列在本課程成功因素的第一位，74%的學生認為在本課程中既學到了計算機基礎理論，又學到了實際操作。

2.學生想從“大學計算機基礎”課程中學什么

按照本課程的設計，該課程的核心內容是計算機系統平臺基礎及使用，即計算機軟硬件、網絡和操作系統的基礎知識及其基本的使用能力；亮點是新三樣，即數據庫、多媒體、網絡的基礎知識和初步應用。建立計算機系統平臺概念將有利于學生對計算機軟硬件的基本概念、組成和工作原理及操作有較深入的了解，從而便于他們在一個較高的層次上認識和使用計算機。這些內容雖然是以現代計算機為背景來介紹，但基本內容是一些相對穩定的、基礎性的以及可使學生長期受用的知識。

數據庫、多媒體和網絡的基礎知識、操作和實驗容易激發學生的興趣，調動他們的學習主動性，學生學習的效果令人滿意。

3.這門課程難在哪兒

學生學習的困難是本課程內容涉及面寬、概念多。每一項內容，比如數據庫，講6學時就結束了，對于剛進大學的學生來說很不適應這種教法，因此必須精選內容。刪繁就簡、深入淺出地介紹最主要的概念，建立起適合本門課程的課程體系是當務之急。

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關鍵詞：計算機網絡；網絡信息安全；防護策略

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）09-1922-02

計算機信息技術的迅猛發展以及網絡技術的普遍應用，使得計算機網絡逐漸成為人們生活中必不可少的一部分，與人們的生活息息相關。人們對計算機網絡的依賴性不斷增強，也就意味著計算機網絡信息安全及防護的需求也就隨之增強。但是，正如我們所知的，計算機網絡信息安全面臨的威脅越來越嚴重，我們當務之急便是找準影響計算機網絡信息安全的原因，并在此基礎上提出確實可行并有效的措施來確保網絡信息安全。

1 計算機網絡信息安全的重要性

要充分了解計算機網絡信息安全的重要性，我們首先必須知道關于計算機網絡信息安全的基礎知識。計算機網絡安全就是對網絡系統的硬件、軟件及其系統中的數據進行保護，使其不因偶然或惡意的原因而遭到破壞、更改以及泄露。網絡信息安全所涉及的領域非常廣，包括涉及到網絡上信息的保密性、完整性、可用性、真實性和可控性的相關技術和理論，這些都是網絡信息安全的研究領域。現在通過各項研究以及人們自身的經驗，社會各界已普遍達成共識，認為計算機網絡信息安全主要應該包括完整性、真實性、可用性以及機密性等四個方面。其完整性便是指信息安全，在存儲或傳輸過程中不被修改、不被破壞、不丟失，信息的完整性是信息安全的基本要求。其真實性便是信息可靠度，要對用戶身份進行認證。可用性是指資源的使用不受系統故障或事物操作的影響，能夠隨時隨地被運用。其機密性就是指網絡信息的內容不會被第三方未經授權的人知道，防止非法用戶入侵系統。在了解到計算機網絡信息安全的相關基礎知識后，下面我們來談談其重要性。

首先，計算機網絡使得資源可以共享，能分散工作負荷，使得工作效率提高。它的這些特性，使得科研、文化、經濟與國防的各個領域都與其息息相關。但是也正是由于其資源共享的特性使得其受攻擊的可能性增加，增加了網絡安全的脆弱性和復雜性。現在，隨著網絡的普及，很多機構都是通過網絡這個平臺來消息。但是由于安全保障水平低，使得相關機構的網站面臨非法訪問和潛在的破壞性訪問的風險。其次，網絡信息系統的安全關乎電子政務、電子金融、電子商務、能源、電力、通信、科學研究、交通、網絡教育、網絡社會保障和醫療保健等各個領域的相關敏感信息的保密程度，它已成為國家關鍵基礎設施了。所以，在這種情況下，網絡信息安全的維護就顯得尤為重要。最后，上升到國家而言，網絡信息安全與否，直接威脅到網絡空間上的國家、國家安全以及國家的政治、軍事、經濟、文化、社會生活等各個方面的安全，不安全的信息網絡將會使國家面臨信息戰的威脅，這將會嚴重威脅國家的安全。現在軍民合戰越來越依賴計算機網絡以及以計算機為核心的全球移動通信網，它已逐漸成為各國信息戰的戰略目標。當軍事戰略問題顯現在這些網絡上時，就難免會存在竊密與反竊密、破壞與反破壞的斗爭，因此對可能成為網絡信息安全隱患的環節如最核心層的軟件、芯片、操作系統等就必須進行全面的安全防護，采取必要的措施進行防御。[1]

2 計算機網絡信息安全目前面臨的主要威脅

現在，計算機網絡信息安全面臨著不同的威脅，主要包括以下幾個方面：

1）網絡本身具有脆弱性。開放性和實用性是網絡技術最明顯的優勢，但正所謂物極必反，其大規模的開放性及實用性使得網絡信息缺乏安全，容易遭受外界攻擊。網絡本身是依賴TCP＼IP協議，但是運行該協議的網絡系統本身安全性就不高，存在被欺騙被攻擊的威脅。

2）計算機網絡信息安全受到自然災害的影響。計算機信息系統容易受自然災害的影響，其所處的環境如環境的溫度、濕度、及環境污染都會影響計算機系統的運行。而且由于計算機所處的空間通常都沒有設置防地震、火災、雷電及電磁干擾的措施，這使得計算機系統對自然災害及事故的防御能力不強。

3）由于計算機用戶的失誤操作會威脅計算機系統的安全。許多計算機用戶缺乏安全意識，設置的安全口令容易被人識破，安全性不高，這就使得用戶賬戶和密碼被泄露或者是篡改，威脅網絡信息安全。

4）計算機網絡信息安全會受到計算機病毒的攻擊。計算機病毒隱藏在執行程序、數據及文件中，不容易被發覺。當他一旦得到適當的機會就會通過對相應文件進行復制、傳輸或是運行相應程序來進行傳播。計算機病毒的入侵不僅會降低系統工作效率，而且會破壞并刪除數據，造成嚴重的后果。

5）計算機網絡信息安全會受到惡意攻擊。一種惡意攻擊是指通過不同的方式對網絡信息的合理性和有效性有選擇性的進行破壞，這就是所謂的主動攻擊。而另一種惡意攻擊是指進行信息截獲、竊取以及破譯來得到重要信息，但這是在不影響計算機網絡正常運行的條件下進行的。這種攻擊就被稱為被動攻擊。計算機網絡受到攻擊會嚴重傷害網絡，破壞重要信息，造成數據泄露。另外，相關的網絡軟件本身也有存在漏洞，這也給黑客進行非法侵入提供了機會。

6）某些人會將一些垃圾文件強行發到別人的郵箱，這樣也會威脅計算機網絡信息的安全。這些垃圾文件不僅會破壞計算機系統，而且會竊取用戶信息或進行廣告宣傳，甚至是對用戶的安全造成威脅。[2]

3 計算機網絡信息安全的防護策略

雖然計算機網絡信息安全受到各方面的威脅，但也不能否認其對方便人們生活，提高人們生活質量方面發揮的巨大作用。為此，要做好計算機網絡信息安全的防護措施，盡可能的避免計算機網絡信息安全受到威脅。

1）要保護計算機網絡信息安全，首先就是網絡用戶要提高警惕，加強相關安全意識。第一、用戶要記住的是下載軟件是最好去正規的官方網站上去下，也不能接受不明來歷的一些郵件，因為一些亂七八糟的軟件或是不知道來歷的郵件就很可能會破壞計算機系統。第二、用戶設置賬號及密碼時盡量復雜一些，以免輕易被人破解或識破。設置密碼時最好不要采用相似或相同的密碼，盡量采用數字與字母或特殊符號的組合的方式來設置密碼，并且密碼要盡可能長一些。最好的就是對密碼進行定期或不定期的更換，并設置權限這樣會增加密碼的破譯難度，有效的保護計算機系統不受侵犯。

2）對計算機安裝相關殺毒軟件以及防火墻，會有效防止計算機系統受到威脅。安裝殺毒軟件和防火墻可以控制網絡內外部信息交換的安全性。監測型防火墻主動對數據進行檢測，還可以同時監測網絡內外部的威脅，最大程度的降低網絡信息安全的威脅。最后，要注意的是，在安裝殺毒軟件和防火墻時要進行更新換代，這樣才能應對最新的間諜軟件和病毒。

3）保護計算機網絡信息安全還必須做好網絡通信加密工作，利用數字簽名技術。網絡通信的加密工作和數字簽名技術主要包括數據完整性鑒別、數據存儲、以及數據傳輸三個方面。它們可以提高信息系統以及數九的安全性和保密性，防止數據被竊取或破壞。數據完整性鑒別是指將請求方數據中用戶信息進行對比，并根據正確率來反饋數據。數據存儲就是設置密碼，進行用戶權限控制，保證數據不被人非法破解或丟失。數據傳輸主要是對傳輸中的數據進行加密，包括有線路加密和端對端加密。

4）對在使用計算機時出現的系統漏洞要及時進行修補。黑客入侵和病毒傳播主要是通過系統漏洞來進行的，因此及時修補系統漏洞是很有必要的。對于個人用戶而言，要利用一些專門的安全軟件進行漏洞修復劑實時更新，如360等。另外，對于一些大型網站和服務器而言，可以組成自己的安全團隊和檢測人員，利用檢測工具對自身系統進行漏洞檢測，并完善相關系統。

5）利用入侵檢測和網絡監控技術對計算機網絡信息安全進行保護。入侵檢測具有監控網絡和計算機系統是否出現被入侵或濫用的征兆的作用。入侵檢測綜合采用了統計技術、網絡通信技術、密碼學、人工智能等技術和方法，是近年來剛剛發展起來的一種網絡防范技術。對計算機網絡信息安全保護起了重要作用。[3]

6）利用安全掃描技術對計算機網絡信息安全進行保護。安全掃描技術對漏洞進行及時查找，拒絕被攻擊。而且還配備有安全掃描系統，檢測潛在的漏洞，對系統安全配置進行評估，控制安全危險。安全掃描技術是整個安全系統不可或缺的組成部分，它抓住了一個關鍵問題就是系統漏洞主要在于系統被攻擊。[2]

4 結束語

網絡信息安全關系到社會生活、經濟文化、軍事政治等各個領域，因此加強其安全性就顯得尤為重要。目前，網絡信息安全正面臨著來自各方面的威脅，但是其為社會及國家所帶來的利益是遠遠不能被忽視的。所以，即使其面臨諸多威脅，我們還是要采取相應措施對其安全性進行防護。我們都知道，網絡信息無時無刻不在變化著，無時無刻不在更新著，我們不能僅僅只用一種防護措施來保證其安全。我們必須綜合運用各種安全防護措施，建立完善的網絡信息安全的防護體系。這樣才能盡可能降低黑客入侵的可能性，保證計算機網絡信息的安全。[4]

參考文獻：

[1] 郭樹端.網絡信息安全的重要性及其對策探討[J].信息產業部電子第五研究所，2011（4）.

[2] 李志軍.計算機網絡信息安全及防護策略研究[J].河南省許昌市煙草機械有限責任公司，2013（2）.