時間：2022-05-09 17:06:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機工程，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞]計算機工程技術；應用
中圖分類號：F224-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）27-0337-01
從20世紀八十年代開始，在水利、水電、建筑、公路等各種工程建設的勘察設計工程中，就開始引入了計算機替代人工進行計算的計算機工程技術的應用，但是目前人們已經越來越依賴著計算機，以計算機的計算數據為準，這在進行工程設計時，將對工程建設的安全構成極大的威脅。是當前值得注意的一個突出問題。
1.計算機工程技術的應用現狀
隨著計算機硬件技術、軟件技術的高速發展，各種計算機應用程序的開發形成了這一批技術工程師從走出校門開始，就在計算機上進行工程計算、設計。他們小再經歷老一代工程師們通過乎工計算的過程，甚至自日迷信計算機，認為計算機是解決一切工程問題的源泉，簡單地信賴計算機。隨著人里的計算機軟件的開發，但又缺乏對計算機軟件的質里的保證，包括對軟件開發者和其技術支持的技術資質證明；軟件開發商的質量保證、質量控制過程的嚴格評價，軟件中所用技術的理論依據的嚴格評價；簡單和復雜例題測試結果的嚴格評價及其與其他獨認求解結果的比較等等很多威脅到工程技術安全的問題，被計算機軟件應用的發展所掩蓋了。
在當今世界，計算機技術的濫用開始日益威脅著公眾的安全，計算機技術被抬高到了是知識、經驗、思維的替代品。人們越來越愿意相信計算機技術使他們能對工程作出正確的判斷，而很少有人在想，特別是年輕的工程師們更很少去想，如果沒有計算機，工程設計師需要哪些必要的知識和經驗。人家都相信，解決工程問題的專業知識就是怎樣使用計算機技術以及計算機本身的專業知識，有的甚至把使用計算機的能力當成能勝任工作的能力，人里的工程師們相信，他們僅僅依靠計算機技術就可以“解決”工程問題。沒有人認識到高質里的工程只能是淵博的工程理論知識、豐富的工程實踐經驗、以及艱辛的腦力勞動、高質里的設計思想相結合的產物。
在工程設計計算中利用計算機工程技術已有了很嚴重的負內影響，它使年輕的一代工程師們相信計算機的安全莊、知識莊和能力。他們變得如此依賴計算機，以至十喪失了正確進行工程計算工作的能力。他們不懂得計算機不可能記錄有關模型、分析和設計的一此技巧。在現實工程實踐經驗中，工程設計，特別是水利水電工程設計的模型是千差萬別的，計算機不可能識別上千萬種工程設計思想，除了具有陜捷的計算速度以外，計算機程序只是一此離散的知識。而真正的工程知識是經驗、直覺、靈感、領悟力、創造力、想象力和“認知”的巨人綜合體，它超越了任何計算機程序和程序員對結構工程的“理解”。
現代工程具有復雜的理論依據、集體的設計思想，單純的依靠計算機工程技術是不可能讓人們學習有意義的經驗的。越來越多的工程師們都期盼計算機軟件能將工程設訓程序完全自動化，希望在解決工程問題時他們只需要區化類型和條件，讓程序自動生成必要的數學模型，完成復雜而重復的分析和設計過程，最后由制圖工具完成設計圖紙。這樣，工程設計唯一的責任就是明確所要解決的問題，然后評價最后的設計“成果”。而對于是否能可靠的檢測特征值，在進行分析時是否用了足夠的模型、狀態，或計算機建認數學模型的理論是否正確，是否符合工程實際的特征，分析結果對工程敏感部位是否敏感，計算結果是否在條件允許范同之內，是否能根據實際的工程設計模型對某此邊界條件進行調整。這些在年輕一代的結構工程師們心中，都變得模糊不清。
很多軟件開發商，在對計算機技術知識的精通之外，畢競不是工程師，專業技術知識肯定有著各種方面的欠缺。計算機是一種工具，不可能替代人的腦力勞動、人的知識、經驗的積累，計算機能處理大量的信息，但計算機程序是沒有多少工程實際工作經驗的程序員編制的，程序對工程建立的數學模型也不會很完善，在計算中，即使是錯誤的信息，計算機也不可能識別，同樣的都在計算機上顯示給專業技術工程師們。這就要求專業技術工程師們自己能通過專業技術知識的掌握，來控制設計計算機的偏差。
在軟件的實際應用方面，那些只有極少經驗、極少學識、年輕的工程師依靠計算機軟件來解決極度復雜的結構分析和設計問題。他們對力學基本原理和設計規范的背景知識了解很少，無法判斷程序算法所蘊含的假設和步驟，也無法判斷計算機運算結果的質量，他們寧愿相信計算機程序產生的任何結果都是正確的，也無法懷疑計算機作出的所有結果，以及用獨立的例題校驗結果，這對計算機工程技術的應用方面造成了很大的缺陷。
2.如何正確合理的應用計算機工程技術
首先，在年輕一代的工程師當中，應讓他們對工程設計的危險性、對公眾安全的威脅、對工程設計的責任感有一定的認識，應該讓他們知道，工程特性是由工程設計的質量決定的。真正有經驗的工程師，應該不用完全使用計算機就能工作，計算機工程技術的應用本身并不是壞事，問題的核心是在工程計算中計算機的使用方法，不能濫用計算機。要強調工程實踐中知識、專業技術以及經驗的重要莊，了解“為什么”這樣設計才是關鍵。專業的工程師應在參加工作的最初一段時間內，對工程設計計算進行手工求解，了解手工求解的原理、基本原則和提煉模型、識別計算結果中的錯誤，解決問題的其他方法，判斷計算結果的有效性。對計算機的計算結果應持批評態度，尊重工程實踐經驗，通過工程實踐學習工程設計，強調從那此資深的或有經驗的結構工程師那里學習結構工程設計。不依賴計算機解決工程問題，要經常懷疑計算機，在沒有深入工程以前不使用計算機的結果。在被工程師證實正確之前，假設計算機提供的結果是錯誤的。在用計算機求解之前，必須先知道答案。不崇拜計算機，而是崇尚知識和經驗，提倡全面了解工程理論和實踐中的所有經驗。
計算機在為人們提供很多方便、快捷的圖像、文字、數值計算等信息處理技術的同時，要認識到計算機不可能能成為人類知識、經驗、遠見、靈感、創造力、想象力、獨立思維的替代品。雖然在工程實踐中計算機技術是非常有價值的工具，但是工程師們必須認識到對工程學的原理、方法、標準等等的全面了解，比對計算機操作方法的了解要重要得多，計算機不可能記錄有關模型、分析和設計的一些技巧。
一個合格稱職的工程師，應具備不依賴計算機技術解決工程問題的能力，應具備經驗、直覺、靈感、領悟力、創造力、想象力和對工程的設計思想的能力。能獨認地靠學識、創新和豐富的經驗，而不是是依賴計算機找出工程問題的正確解答。計算機工程技術只能回歸到工具的位置，只是一種方便快捷的計算、圖像、文字處理等信息技術工具的位置，認識到這點，將對計算機工程技術的應用策略起到重要的影響。
總而言之，對計算機工程技術的應用不能完全依賴于計算機及其得出的表內數據，而應該更多的憑借自身的工程經驗知識，這是一個合格的工程師所必備的條件之一。
參考文獻：
[1]明輝.計算機工程技術基礎研究[J].電腦知識與技術，2010（12）。
培養高質量的軟件開發人才一直是社會和行業關注的焦點。早在11年前，對于工程教育的迫切性就被人提出來［1］。工程教育本身也作為一個系統問題被討論［2］。現在從國家層面在戰略上建立了軟件學院進行專門培養，各個高校也不斷推出新的課程、新的措施方案。在這一領域雖然比過去似乎已經有了翻天覆地的變化，但來自企業的呼吁似乎一直反映出諸多不盡如人意。更多的思路希望將企業的力量直接引入到教學，比如實訓基地等［3］;而國家層面也非常關注實訓［4］。但實際效果可能變得流于表面，因為企業往往難以將核心的工作拿給學生做，而其訓練的項目也并未從更全面系統的角度去設計，其鍛煉效果就有限了。在軟件開發這一領域，由于其具有變化迅速，新技術不斷涌現的特點，導致不少在教育內容上選擇了追逐新技術、新語言、新平臺，以能用會用這些流行主流技術為目標。典型的代表就是北大青鳥，有些二本的學生在畢業前專門花錢去青鳥學習，似乎可以看到這種教育的優勢。但另一個矛盾的情況是，往往那些關注員工后勁的公司卻不愿意招聘青鳥的學生。如果將目光投向國外的頂級大學，例如斯坦福，其教學上并沒有去“依賴”校企合作，以及很熱門的“實訓”。其核心課程依然是過去的傳統經典課程。以一個研究生為例，一學期能修2門課是正常，3門就很優秀。它并沒有追逐所謂的新技術。但無人質疑其學生的工程能力、科研能力和創造能力。
2什么是計算機工程能力的核心
什么才是我們軟件開發教育的核心知識架構，怎樣才能培養學生可持續發展的核心競爭力?我們調查過一些非常高水準的軟件開發者，發現他們往往在底層軟件上持之以恒地進行長時間深刻的鍛煉，然后在未接觸的新領域才能非常迅速地掌握核心。例如，一個非計算機專業的系統分析員曾經“只”在DOS這種原始的操作系統下玩了10年，甚至自己寫過一個漢化的DOS。他只有書本上的一點點網絡知識時，就用一兩天時間解決了一個學通信的研究生1個月都不能解決的網絡故障。這是一個典型的例子，他并沒有“實際的”網絡經驗，什么使得他如此輕松地進入了新的領域呢?而另一個曾就職于vmware、google等頂級公司的程序員，在Unix下只用C語言做了10年系統級編程。當用Java，C++甚至是javascript時，其學習時間只是1天，很快就比做了幾年專門java編程的程序員還精通。如何才是軟件開發人員的本質力量?什么才能讓他們在變化萬千的新技術面前屹立不倒，乘風破浪?
2.1計算機工程能力
我們認為計算機工程能力包含兩方面的內容:(1)核心知識架構;(2)計算機的思維方式。什么是核心知識架構呢?是反應該領域最基本規律和支撐技術的知識。簡單地說就是傳統的操作系統、編譯、數據庫。操作系統將硬件、軟件、高級語言和匯編融匯在一起，它幾乎包括了軟件工程中所有重要的因素。舉一個簡單的例子，似乎只有面向對象這種“高級東西”才有的虛函數運用，其實在Linux中就有相應的虛文件系統。操作系統是最為復雜的計算機工程之一。編譯融匯了大量的算法，而且能讓大家真正看“穿”語言的外表，深入到其內里，體現了最根本的計算機技術。其優化技術，也深刻地和硬件交融在一起，很好體現了底層風范。數據庫，不僅是運用算法最多的地方，甚至是超越操作系統的一個復雜的系統，從緩存技術到i/o優化，到索引，再到事務處理，無一不是反映計算機最深刻規律。大家可以發現，所謂核心知識架構，都具有兩個特點，反映本質規律，體現軟硬融匯交織。也只有這樣，才能建立下面談到的“計算機思維方式”。
2.2核心知識架構
為什么我們沒包括一些新興的語言和技術呢?似乎它們很“實用”。而且已經出現的問題是，按照傳統科目和方式學習后，學生在企業什么都不會。這也正是大家關注工程教育的初衷。為什么不強調這些新興實用技術的教育還在強調“古老”的“基礎”。計算機領域一個顯著的特點是，表面上知識更新非常快，新技術、語言層出不窮。這很容易導致當我們發現學生能力欠缺時，將問題歸罪于新技術的學習不得力，知識結構老化。但其實目前的問題可以從另外一個角度考慮，是否是基礎教育不得力?分析國外著名大學，如斯坦福、伯克利的課程，我們發現兩個特點:(1)關鍵的基礎課程，如操作系統、編譯原理、數據庫，始終是其最重要的課程，并沒有過分追逐各種“新潮”技術。(2)學生一學期能修的課程非常有限，一般為3門課。而國內卻呈現相反的狀況，比如編譯原理被降到了選修課的角色，新潮課程層出不窮，一個學生二年級一學期要修13門課。在這種走馬觀花的狀況下，計算機這種具有強烈“手藝”色彩和工程實踐的學科，被完全紙上談兵化。而一些可憐的實驗內容，還被學生的復制拷貝所湮沒。我們認為，恰恰是這種情況，使得基礎核心知識教育沒有工程化，沒有充分動手，導致了基礎知識教育某種程度上的巨大失敗。從以下鮮明的對比可以窺見問題的端倪:國內學生反映操作系統課程是文科課程(只需要背條款考試即可);而相對地，國外著名高校操作系統課程要求學生實現“小”操作系統。國內數據庫只講其應用(如大量講解sql等運用，sql即使非計算機專業人士也很容易學習，這也是它被發明的初衷)。斯坦福的數據庫課程中有一門需要實現一個數據庫系統。在筆者走訪的計算機工程上優秀的人才，發現其共同的特點就是在諸如操作系統或數據庫上都有很深入的學習經歷，比如前面提及的自己構建過漢化DOS系統，或者在Unix下，做內核以及驅動很多年等。而當他們接觸新技術時，之前深刻的經驗和淬煉的思維就讓他們如虎添翼，快人一等。更有甚者，國外真正的最頂級專家，都是在這些領域有無與倫比水平的專家，從delphi的締造者，轉戰到微軟并入主.net平臺的開發，也可看到雄厚的底層知識和能力的巨大作用。所以“老”知識并不是障礙，而是通向天堂的階梯。究其原因，就涉及到工程能力的第2個方面，計算機思維方式。
2.3計算機思維方式
對非專業人士它是很抽象的概念，而對真正專業人士，這又是一個非常鮮活的概念。這里限于篇幅，我們只舉一個簡單的例子。面對在C++中外部代碼如何直接修改私有變量的問題，計算機的思維方式就是:對象也是放在內存中，只要能拿到對象的地址，并知道對象的布局，那么就可修改。而沒有建立這種思維的人，就完全被高級語言的語法所左右，無從下手。一句話，無法看到本質，沒有從下而上的底層思維。核心知識課程的有效深入教學和計算機思維方式建立有何直接關系呢?我們認為核心知識因為其反應了計算機本質規律，而且從底層建立起來，所以對其深入掌握運用后，它從開始的逼迫到最后的陶冶，最終潛移默化地讓受眾建立起“計算機思維方式”。而這正是計算機工程師安身立命之本，就如同音樂家有其獨特的音樂思維方式一樣。為什么諸如java之類的課程于建立計算機基本思維不太合適呢?因為它更高層，無法讓學生看到最下面。而唯有徹底、深刻和系統的底層淬煉，才能真正建立起“計算機思維方式”。
3如何打造強大的計算機工程能力
大家一方面指責基礎課程的“空洞”、“無用”、“陳舊”;另一方面在不斷開設的海量新課和技術中壓得學生更加遠離編程，遠離實踐。即使能培養出熟悉某種語言的學生，也無法看到他們和培訓學校有何不同。實訓也似乎沒有根本解決問題，我們在實踐中發現，往往是那些自己醉心于編程的學生最后有著卓越的表現。讓基礎知識能支撐和指導實踐，而非僅僅“符號”，并引導學生進行高效的實踐。
3.1“3塊連一線”，4門基礎課程整合打造核心知識架構
我們將4門基本課程進行貫通式整合，著力塑造學生的“計算機思維”。下層的是3門基礎課(在上一小節探討了其在工程能力訓練上不可替代的重要地位)，對軟件開發環境產生支撐。而軟件開發環境又通過精心的設計和工程實踐，從應用角度將3門課程所學的知識串聯起來。從而將基礎知識和工程開發更有機整合在一起。首先，闡述為什么將以上課程整合在一起的理由。要回答這個問題，必須先回答什么東西支撐了優秀程序員。在我們的調查人員中，無一例外地都具有很深厚的底層軟件開發背景。有長期從DOS的Hack入手的;有長期從事Unix內核編程的;有從Windows的driver起步的;有以反匯編逆向為根基的。長期在最底層的經歷，使他們建立了最真實和能觸摸的系統觀，能以計算機的方式思考。所以面臨新技術時，他們能透過新形式很快把握其精髓，深刻地把握其實質。“太陽下面沒有真正的新事物”，例如號稱21世紀最新的重要的軟件技術AOP(AspectOrientedProgramming，AOP)，其實在20世紀60年代就出現在了匯編一級的軟件技術中，它本質就是鉤子技術的系統化。在底層的軟件世界，我們不僅能夠用到那些所謂的最新的技術，而且能看到其本質(我們可能就是用機器碼自己構建出來的，而不被新技術的華麗外衣障目)。這些使得具有底層經驗的開發者，更有創造力，更能創造，也更能洞察迷亂后的本質，庖丁解牛，解決那些異常復雜的工程問題。舉一個筆者遇到的真實例子，一個具有深刻底層經驗的程序員(一直只有C語言和操作系統編程經驗)和一個只有深刻Java經驗的程序員，在同時學習Javascript的閉包概念時，后者一個禮拜都還有些似是而非。前者很快就能自如運用，且最后指點了后者1個小時，后者頓時豁然開朗。這是典型的“新”與“老”，上層和底層經驗在面對新事物時的對比。既然底層軟件賦予我們如此強大的能力，那么哪些是底層軟件呢?大家公認，操作系統、編譯和數據庫由來就是計算機工程自身的根基。所以，我們必須將這3門課涉及的知識好好淬煉。而如何將3門課的知識和我們日常的軟件開發聯系起來呢?如何用它們指導平時程序的開發呢(我們大多數是開發用戶級軟件，不會開發內核軟件，因此許多人認為幾乎整個在內核中的操作系統對用戶級軟件開發無從指導)?另一門課，《軟件開發環境》解決了這一問題。它有一條主線，通過反匯編將C語言和匯編串聯起來，讓系統級的知識從高級語言的面紗下展現出來。同時用逆向工程這把庖丁之刃，將編譯、鏈接、面向對象等軟件開發中的重要知識塊剖剔，讓底層與上層貫通一氣。而逆向的技術技巧，本身也是非常高級的軟件開發技術。因此，我們用“3塊連一線”來總結4門課的關系是最好不過了。為什么不納入語言課程，比如C/C++語言?從我們的工程經驗來看，語言只是計算機原理和思想的載體，是表述方式而已。為了表述形式而專門花大力氣是不值得的。比如，國外的著名大學很多都不開設語言課，在其他課程作業中必須用C語言編程，學生們就在那里鍛煉了。真正的語言的力量并非來自語言本身，而是底層知識為支撐的項目鍛煉。我們的思路是以構建式完成大量的完整系統的編寫，這樣就很好鍛煉了軟件開發和工程能力。同時，“軟件開發環境”本身從逆向層面也對語言有了深刻的剖析，這是純粹的語言課難以完成的。另外，從大綱安排上，我們在大一就會讓學生用C語言來初步接觸程序編寫，這時并不適合放入太高級主題。而在教學中，語言的力量已經滲透到一個個工程構建中，隨風潛入夜了。為什么不納入算法課程?從某種程度上，“程序就是算法與數據結構嗎”?我們認為在系統中運用算法，算法才具有生命力。而編譯、操作系統、數據庫以及我們專門設立的一些課程設計將全面運用各種算法和數據結構。在實戰中運用并學習提升才是王道。這也正是構建式學習的精髓所在，這也正是探索式學習培養學生的創造能力的精髓所在。算法課已經為我們準備了元件，就看你怎么去組裝甚至改造。
3.2以構建主義的思路，深度實踐的風格改革課程
前面我們論述了底層知識架構的重要性，那么怎么來將它們實際地建立在學生的工程實踐中呢?簡單地說就是“構建一個具體而微的系統”。講操作系統就構建一個小操作系統，講編譯原理就構建一個小編譯器。同時，設計一些跨度較大的課程設計覆蓋這些課程的一些重點內容。構建完整系統本身就可真實淬煉工程能力，而這些內容的復雜性、難度以及運用知識點的廣度，本身就超越了簡單的企業實訓項目，在培養人才方面具有系統性、完整性、挑戰性獨特優點。我們需要的是運用團隊的思路和現代軟件工程的手段，將其開發過程管理發起來，從而熟悉企業級開發的工具鏈，將軟件工程學到的知識貫通到實作中。這也回答了“和以前相似的強調基礎課程教育，什么特點使得我們的做法能獲得強大的工程能力?”這一問題。以前更多注重理論知識的學習，而現在的做法是回歸計算機工程的自身科學規律———實踐為王。
3.3改革考核評價標準，充分強調動手實踐
以前我們一直是卷面考試，實驗分數只是象征性的點綴。這本身違反了計算機工程的特點。只有改變評價考核標準，才能真正驅動學生充分鍛煉工程。在課程軟件開發環境中，我們采取了平時的考試結合期末考試的方式，而兩者均為軟件編寫。期末考試在實驗室上機編撰指定題目。不強調對一些函數名等死知識點的記憶，可以用在線幫助。這本身也符合軟件開發的規律。
主要欄目：
算法研究，圖形與圖象，計算機網絡，神經網絡，仿真技術研究，人工智能，研究與實現，試題選載與博士論文摘要
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關鍵詞：計算機工程；醫院；應用
現代醫院結構復雜、人員眾多，涉及到臨床、醫技和行政后勤科室等眾多部門，醫院管理的內容涵蓋了所有的科室，包括醫德醫風、科研教學、審計監督、績效核算醫技人才建設等方方面面。龐大的數據信息處理需要計算機工程的支持。計算機工程管理在提高醫院運行效率、整合醫院資源和提高決策依據等方面發揮了重要的作用。醫院管理中信息資源的管理也成為醫院發展的重中之重，也是深化醫院管理分工和結構調整的動力。自2010年國家衛生部要求醫院實施電子信息工程以來，計算機工程管理在醫院中的應用也越來越廣泛。從原有的HIS系統到現在的整合LIS系統和PACS系統，可以說醫院的計算機工程管理已經滲透到醫院管理的各個方面，成為醫院進行醫療數據統計、制定醫療管理決策和績效考核的重要方法。
一、利用計算機工程管理來統計電子化的醫療數據
利用計算機工程管理來統計醫院的醫療數據，建立高效、綜合的管理數據模型，利用計算機建立各種圖形和報表來給醫院領導提供直觀的分析體系，實現醫院數據的持久化管理。計算機工程管理依托數據模型，運用數據倉庫和數據分析處理技術，將醫院醫療電子數據進行匯總、整理和對比分析。在具體運用方面，是以醫院的原始數據為基礎，把醫院HIS系統、PACS系統、LIS系統、以及財務收費數據和病例系統進行數據整合，遵循衛計委制定的數據標準組成基礎的統計數據庫，融合了門急診、住院和各臨床醫技科室的基礎數據。
二、利用計算機工程管理來實現信息化的管理決策
計算機工程管理以醫療數據統計構建的平臺為基礎，利用醫院數據分析與決策支持系統也就是BI系統來對醫療數據進行挖掘分析，監測醫院的運營數據并完成指標統計分析，為醫院管理部門提供便捷的實用分析數據，分析醫院經濟業務的規律性和發展趨勢，讓醫院管理者根據數據分析做出正確的發展決策。利用計算機工程管理分析和管理決策平臺的數據，能夠實現醫院管理的精細化。建立病人健康檔案，分析出某一類疾病在何種季節和何種年齡段屬于高發并上報給上級衛生部門，幫助衛生部門制定相應的預防措施，也能為某些季節性疾病的研究提供寶貴的醫療數據來源。
三、利用計算機工程管理實現醫院績效考核的智能化
醫院各科室眾多，每個科室情況不一，對醫院的績效進行考核要分別臨床、醫技和職能科室來進行，職能和性質不同的科室績效考核方法也是不一樣的，科室績效考核既要兼顧效率又要兼顧公平，是一項十分復雜的工作，必須借助計算機工程管理來實現。利用計算機工程管理將醫院的HIS系統、人事管理信息系統和財務管理系統組成統一的信息平臺，通過HIS系統統計科室收入、通過人事管理系統管理職工工作量和考勤，通過財務管理系統來核算科室收支情況，三者之間資源共享，通過對日常數據的維護，讓核算單元細化到每一個員工，并實現每月績效工資的生成和發放。利用財務系統將醫院各種成本進行逐級分攤，按照臨床科室、醫技科室、醫輔科室和職能后勤科室分類，核算最小成本單元的直接成本和間接成本，直接成本直接計入科室成本，間接成本通過一定的分攤方法分配到科室，實現醫院的全成本核算。績效管理系統以最小的核算單元為基礎，按照出院病歷和收費信息核算每個病種的收費情況，不但有利于醫院做好成本費用管理，還為單病種限價提供了可參考的成本數據。計算機工程管理在醫院中的應用是十分廣泛的，利用計算機管理規范醫院的內部管理流程，使醫院的人力、物力和財力都得到了充分的利用和監督，最大程度的節約了醫院的成本，提高了醫院的效益，通過計算機工程進行信息共享，在數據庫的支持下，醫院各種調整都能直接的落實到每一個工作崗位中，利用計算機管理系統，醫院對全院的工作都能改造成網絡化的控制結構，有利于院領導進行決策。
四、計算機工程管理在醫院中的發展趨勢及問題
首先，計算機工程管理在醫院中的應用會逐漸標準化。將計算機管理融入到醫院各個科室，提高醫院整體的工作效率和管理能力，促進醫院各部門之間的合作，應該制定統一的計算機系統管理標準，標準統一后各個醫院之間的溝通和協作會更加方便，無論是電子病歷的傳輸還是病人的診斷都能夠直接拿來參考，實現了不同醫院之間的資源共享，促進了醫院之間的合作，也是整個醫療行業得到了飛速發展。其次，計算機工程管理將逐漸趨于決策化。醫院通過計算機管理系統收集大量的基礎數據，由計算機進行篩選和整合，將有效的信息篩選出來及時的提供給醫院管理者，管理者就可以隨時掌握醫院的數據信息作為決策的依據。最后，計算機工程管理在醫院中會更加效能化。利用計算機管理系統制定標準化的制度來協調醫院各科室之間的關系，大大減少了在計算機信息管理系統中的投入，緩解醫院的資金緊張情況。計算機管理工程在醫院應用過程中，很多職工對計算機管理不熟悉，缺乏算計方面的知識，醫院應該針對這部分員工進行集中培訓，確保計算機管理順利實施；計算機工程管理需要醫院在信息化建設方面投入一定的資金，因此需要院領導的支持和重視，才能把醫院打造成信息醫院、數字醫院，提高工作效率從而提高醫院的經濟效益；計算機工程管理利用的是醫院的基礎數據，部分員工對基礎數據填寫不認真，認識不足，從而影響了計算機管理的實施，醫院要制定相應的獎懲措施確保基礎數據的真實性。總之，我國人口眾多，醫院每天的業務量很大。病人對醫院的滿意程度與醫院的管理效率息息相關。醫院利用計算機工程管理，不斷提高醫院的工作效率和管理質量，促進了醫院各方面的發展，也讓醫院的管理更加的科學化和規范化，因此計算機管理工程值得所有醫院借鑒和使用。
參考文獻
[1]白巖，倫志軍，姜維寧，等.談信息網絡建設在醫院中應用[J].中國社區醫師：醫學專業（半月刊），2008，（24）：265.
[2]張駿.計算機網絡技術在醫院信息化建設中的應用[J].計算機光盤軟件與應用，2012，（1）：13-14.
計算機工程是涉及現代計算系統、計算機控制設備的軟硬件設計、制造、操作的科學與技術,建立在計算、數學、科學和工程學的基礎上,主要研究計算機處理器、多處理器通訊設計、網絡設計和存儲器體系,著重研究硬件設計以及與軟件和操作系統的交互性能,如嵌入式系統、分布式數據與大規模存儲系統。絕大多數美國學校的電氣工程和計算機工程是在一個系,除數學、物理等基礎科學知識外,課程體系主要包括計算機科學和電氣工程等學科的相關課程、設計和構建計算機系統及基于計算機系統的相關軟硬件課程。培養的學生應具備從事計算機系統工作的能力,或具備基于計算機相關系統進行分析、設計、應用和集成工作的能力,具有扎實的計算機基礎理論、良好的科學素質和工程實踐能力,包括良好的團隊合作和人際交流溝通能力[5]。下面主要介紹美國這4所大學的計算機工程課程設置情況。
1.1UIUC計算機工程專業本科課程設置
UIUC計算機工程專業學生需要修滿128個學分,這些課程分為如下7大類:1)科學基礎與數學課程(31學分),包括數學、物理、化學在內的10門課程。2)計算機工程核心課程(34學分),這些課程重點介紹計算機工程領域的基本概念、基本原理、基本實驗方法和技術,共有10門課程。3)專業基礎數學課程(6學分),包括離散數學和概率、工程應用兩門數學課程。4)寫作課程(4學分),1門寫作原理課程,主要講授研究報告的寫作方法。5)專業技術選修課(23學分),其中1門必須選自計算機工程和計算機科學專業技術選修課程之外的課程,其他必須均選自計算機工程和計算機科學專業技術選修課程。這些課程強調計算機工程實踐中用到的主要分析方法和設計原則。6)社會科學與人文科學課程(18學分),這些課程被工學院認可并滿足學校對學生社會科學與人文科學課程通識教育的要求。7)自由選修課程(12學分),這些幾乎沒有限制的選修課可以讓學生學習任何領域的知識。學生可以在計算機工程專業深入學習課程,也可以學習生物工程、技術管理或語言等課程。
1.2普度大學計算機工程專業本科課程設置
普度大學計算機工程專業學生需要修滿125個學分,這些課程分為如下6大類:1)通識教育課程(24~25學分),包括6~7學分的兩門交流技巧課程和18個學分的社會與人文學科選修課程。2)數學課程(21~22學分),數學課程有兩種套餐,各6門課,學生可以根據自己的情況任選一種。3)科學基礎課程(18~19學分),包括物理、化學、生物及面向對象編程等5門課程。4)工程基礎課程(7學分),包括工程導論兩門課程及計算機工程和計算機科學以外學科的工程學科選修課1門。5)計算機工程專業課程(49學分),包括32~33學分的13門計算機工程專業核心課程;兩門共計1學分的研討課程;2門3~4學分的高級設計課程;2門8學分的研究生課程;1~2門計算機專業選修課程,使計算機工程專業課程總學分達到49學分。6)任選課程(4~6學分),根據輔修要求或個人興趣,任選課程可以從理學院或文理學院中適合工科學生的數學、科學課程中選擇,目的是使總學分達到125學分。
1.3伊利諾伊理工學院計算機工程專業本科課程設置
IIT計算機工程專業學生需要修滿130~134個學分,這些課程分為如下3大類:1)限選課程(109學分),學分分配如下:計算機工程專業限選課程47學分,包括計算機工程和計算機科學兩類課程;數學限選課程24學分;物理限選課程11學分;化學限選課程3學分;工程科學限選課程3學分;社會科學與人文學科限選課程21學分。2)選修課程(15~19學分),包括專業選修課程9~12學分,其中含1門硬件設計選修課;科學選修課程3學分。3)跨專業實踐項目課程(6學分),包括IPROI跨專業實踐項目I和IPROII跨專業實踐項目II兩門課程。
1.4西北大學計算機工程專業本科課程設置
西北大學計算機工程專業學生需要修48門課程,這些課程分為如下7類:1)通用工程方法、數學、科學基礎課程(15門),必修計算方法與線性代數GenEng205-1、線性代數與力學GenEng205-2、動態系統建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4門通用工程方法課程;必修微積分(I)MATH220,微積分(II)MATH224,微積分(III)MATH230及多元積分與矢量微積分MATH234四門數學課程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3兩門科學基礎課程;從McCormick工學院科學基礎課程中任選其他2門課程;另外必修IDEA106-1工程設計與交流(I)、IIDEA106-2工程設計與交流(II)兩門工程設計和交流課程。2)工程基礎課程(5門),必修4門,包括EECS202電氣工程導論、EECS203計算機工程導論、EECS211編程基礎(C++)、EECS302概率系統與隨機信號,并從McCormick工學院工程基礎課程熱電力學、系統工程與分析、材料科學和流體與固體中任選1門。3)交流與社科人文學科課程(8門),選修GenCmn102演講或GenCmn103課程的其中1門,另外選修7門滿足McCormick工學院要求的社科人文學科課程。4)專業核心課程(5門),必修EECS205計算機系統軟件基礎、EECS303高級數字邏輯設計、EECS361計算機體系結構、EECS311數據結構與數據管理和EECS343電路基礎這5門課程。5)技術選修課程(10門),西北大學計算機工程專業分高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統和算法設計與軟件系統4個方向,每個方向開設若干門技術課程,每個學生必須在這4個方向中選修5門課;從專業基礎課程EECS213計算機系統導論、EECS222信號與系統基礎、EECS223固態工程基礎、EECS224電磁場與光學基礎、EECS225電子學基礎5門課中根據學習方向選修2門;剩下3門從計算機科學、計算機工程、數學、科學基礎等課程中選修,如可以是生物學BIOL210-1,2,3和化學原理CHEM210-1,2,3課程,也可以經申請同意選修相關計算機工程研究生課程。6)自由選修課程(5門),共修5門,學生可以根據自身情況和興趣愛好自由選修。若從未學習過任何計算機編程語言,建議其中1門選修編程入門(Python)EECS110課程。7)高級項目課程(1門),至少在微處理器系統項目EECS347-1、計算機體系結構項目EECS362和VLSI設計項目EECS3923門課中選修1門。
24所大學計算機工程課程設置特色
4所大學計算機工程本科專業的課程設置都通過美國工程教育認證機構ABET的EC2000指標體系認證,有如下特點:
1)注重基礎知識的學習,在貫徹通識教育中培養學生的各種能力。基礎知識直接決定學生未來的發展潛力[7-8],而基礎知識的掌握通常是通過通識教育實現的。與我國高校通識教育不同的是,這4所美國大學按照各種完整的項目組織基礎知識,讓學生在基于項目的學習中形成各種能力。他們還特別重視人際溝通能力的培養和學生對廣泛深入的人文社科知識的理解,使所有工科學生在數學、物理、信息、物質、生命、技術和能源科學方面及人文社科方面打下廣泛的基礎。這種比知識更重要的能力是學生取之不盡、用之不竭的資源。普度大學第一年的工程基礎培養及UIUC第一年的計算機工程訓練從一開始就圍繞能力培養,使學生能更好地理解和應用所學的基礎科學和數學知識。
刊名： 計算機工程與設計
Computer Engineering and Design
主辦： 中國航天機電集團七0六所
周期： 半月
出版地：北京市
語種： 中文;
開本： 大16開
ISSN： 1000-7024
CN： 11-1775/TP
郵發代號： 82-425
歷史沿革：
現用刊名：計算機工程與設計
創刊時間：1980
該刊被以下數據庫收錄：
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
1現狀及發展趨勢
大多數高等院校計算機本科專業涉及的硬件教學課程主要有“數字邏輯”、“匯編語言程序設計”、“計算機組成原理”、“計算機系統結構”、“微機原理與接口技術”、“單片機”、“嵌入式系統”等，在新形勢下部分課程內容設置顯得不夠合理，部分教學內容與實際應用脫節，影響了教學效果，無法完全滿足教學大綱中要求的動手能力培養，更無法有效培養同學們的創新意識。目前，作為計算機教學重要專業基礎課程的“數字邏輯”，要求學生掌握組合邏輯、時序邏輯電路的分析和設計方法，研究對象主要是分立元件、通用中小規模集成電路及基本的可編程器件等，介紹的方法也以傳統方法為主，已無法適應目前應用的需要；作為專業主干課程的“計算機組成原理”、“計算機系統結構”，主要內容是討論計算機的結構、各功能部件原理及設計方法，同時介紹當前的新技術、新方法，目的是讓同學們熟悉計算機的結構，為以后應用和設計計算機系統打下基礎。目前大家普遍采用的教材在部件設計中討論的方法主要是硬布線邏輯或微程序設計方法：硬布線邏輯運行速度高，但缺乏靈活性；微程序設計方法有一定的靈活性，但資源占用多，運行速度慢。盡管這兩種方法對于理解計算機組成原理不失為一種較好的選擇，但由于缺乏實際應用背景，學生學習興趣受到影響，教學效果也大打折扣，提高學生的動手能力、培養創新意識更是無從談起。“匯編語言程序設計”課程也存在類似尷尬，討論以16位個人計算機為背景的匯編語言程序設計知識，適合入門和了解基本原理，但與“計算機組成原理”、“計算機系統結構”課程一樣，由于缺乏實際應用背景，教學目標無法完全實現。隨著電子設計自動化(EDA)、系統編程(ISP)、片上系統(SOC)等技術的發展，32位個人計算機的應用已很成熟，多核64位計算機應用也將逐步成為主流。嵌入式系統設計需要較強的軟硬件知識綜合應用能力，因此在計算機硬件課程的教學中應加大相關新技術的比例，并根據實際及時調整教學內容。國外許多知名高校本科專業的教學內容已經作了適時調整，如麻省理工學院非常注重學生的設計能力的培養，為此專門開設了“計算機系統設計”課程，要求學生在實踐環節中自主設計ALU、單指令周期CPU、多指令周期CPU乃至流水線32位MipsCPU和Cache；斯坦福大學也有相似的課程和實驗環節；加州大學伯克利分校和楊百翰大學在基于可編程邏輯的超級計算機研制方面也有大量成果。當前在國內，案例教學已被越來越多的人所接受，尤其是在一些法學、工商管理類高校已經開始廣泛運用。案例教學法是一種動態的、開放的教學方法，目標是解決學生如何用更有效的方式獲得知識以提高應用能力的問題。案例教學法具有綜合性、交互性、啟發性、針對性和可操作性等多種特征，它的使用大大縮短了教學理論與實際應用之間的差距，同時對教師的教學觀念產生了重大的影響。鑒于計算機專業知識與實際應用結合緊密的特點，教學中尤其適合案例式教學。目前在國內計算機課程的教學中，案例教學還處于一個起步階段，主要表現在：案例教學比例不夠，沒有形成完整的體系；案例數量不足，質量欠缺；許多高校盡管重視案例教學的應用，但是在案例的搜集、整理與分析等方面相對滯后；案例陳舊，缺乏代表性等。
2以ISP技術為主線改革計算機專業硬件課程教學體系和教學內容
計算機本科專業涉及的硬件教學課程按合理教學順序一般為“數字邏輯”、“匯編語言程序設計”、“計算機組成原理”、“計算機系統結構”、“微機原理與接口技術”、“單片機”、“嵌入式系統”等，一些課程可以在時間上重疊，如“數字邏輯”、“匯編語言程序設計”等。由于ISP、EDA技術可以靈活地開發出具有自主知識產權的硬件產品，是目前工程實踐領域和芯片設計領域運用最廣泛也是最有應用前景的技術，因此在計算機硬件課程的教學中應該把相關技術列為重要內容，即以ISP、SOC技術為主線，使相關課程形成一個完整的體系，達到培養創新性人才的目的。為了實現這一目標，在“數字邏輯”課程中，應大幅增加可編程邏輯技術的比重，重點討論用EDA方法，利用ISP技術、SOC技術設計IP核的方法，使學生對相關技術的應用及發展趨勢有一個全面的理解，并具備基本的實踐能力；在“計算機組成原理”課程中增加計算機設計原理和實踐的內容，也可考慮再單獨增加一門計算機設計課程以替代目前“計算機組成原理”課程設計，在該課程中重點討論如何采用EDA方法，利用ISP技術、SOC技術設計計算機各部件如CPU、Cache等，通過實際應用和實踐進一步加深對相關技術的理解和掌握。在“微機原理與接口技術”課程可以考慮以16位計算機應用知識入門，以討論32位計算機的應用為重點。相應的，作為“微機原理與接口技術”課程的先行課程，“匯編語言程序設計”課程也應把相應的內容整體提升到32位，考慮到學習過程的先易后難，可以先介紹16位匯編語言程序設計知識作為入門，再對32位匯編語言程序設計相關內容展開。單片機系統本質上也是嵌入式系統，嵌入式系統是針對應用或用戶定制的完整、高效的計算機系統，嵌入式系統設計需要較強的操作系統原理、應用程序設計和硬件設計方面知識的綜合應用能力，其別是硬件系統設計能力可以通過以上幾門硬件課程的系統學習逐步培養，因此相關課程的教學內容應注意銜接，同時遵循先易后難的原則，面向實際應用，以提高動手能力、增強創新意識為目的。針對實踐教學，目前相關課程的實驗教學的實驗項目及內容固定，大多為驗證性實驗，實驗步驟程式化，許多同學按教學實驗計劃做完實驗，仍然無法充分理解課程的主要內容，無法真正擁有教學大綱所要求的動手能力。更重要的是計算機技術一直處于高速發展中，高等院校的計算機教學理應不斷地適應這種要求，相關的實驗教學應適時地調整教學內容。解決問題的一個好思路是利用ISP、SOC技術開發出一種內容可定制的硬件課程教學實驗平臺，由于作為控制對象的電路是相同或相近的，可以設計為通用模塊，而實驗平臺控制部分則可以利用可編程邏輯改變，以適應不同的課程。如控制部分設計為基本CPU即可做“計算機組成原理”課程的相關實驗；控制部分設計為單片機即可做“單片機”課程的相關實驗；甚至控制部分可以設計為個人計算機CPU，配合有關的接口電路，即可做“微機原理與接口技術”課程的相關實驗等。在我院的計算機本科專業相關硬件課程教學實踐中，我們已作出了一些有益的探索，如我院“數字邏輯”教學大綱已在近年作過相應調整，EDA技術、可編程技術的理論和實踐教學內容的比例從原來的20%增加到60%以上，經過多年的建設，“數字邏輯”課程在今年被評定為“湖北省精品課程”；在“計算機組成原理”課程中引入利用ISP技術設計CPU軟核等教學和實踐內容；“匯編語言程序設計”、“微機原理與接口技術”課程中也增加了32位計算機相關內容的學習和討論，新的實驗設備可以進行32位的相關實驗等，這些安排增強了學生的學習興趣，學生學習的主動性也明顯提高了。
3采用案例教學法作為計算機專業硬件課程教學的主要方法
案例教學法是一種事半功倍的教學方法，在教學過程中圍繞事先精選的典型的、具有工程背景的實際案例進行討論，可以為同學們模擬實際應用的場景，獲得近似于實戰的經驗。為完成設計目標，同學們自然會自己主動學習，在這一過程中掌握知識，并學會應用知識，提高解決問題的能力；也能通過用不同的途徑解決問題，培養創新意識。這樣教師在授課中可以把精力集中于教學內容的總體把握上，而不需要過分在知識細節上消耗時間，提高了教學效率。案例教學法關鍵在于選擇合適的案例，案例首先必須有代表性和實時性，必須是實踐中的典型應用實例。在實踐中應用的幾率高，具有普遍意義，這樣的實例在教學過程中值得花費精力討論和設計，才是有意義的。同樣重要的是案例需具有實際工程背景，學生可以面對具體的實際問題和特定的環境，有針對性地通過自主學習和思考進行設計，培養實際解決問題的能力。案例還應該形成相對固定的案例集，并具備一定的開放性，應定期對案例集進行評估，剔除一些過時的案例，增加一些新的典型應用實例。這樣就保證了案例的典型性、實時性及工程背景。在教學實踐中，我們把案例教學法作為主要方法，并把案例分為4類：一是問題評論型，給出問題和解決問題的方案，讓學生去評價；二是分析實現型，不給出解決方案，要求學生討論分析以提出方案；三是實際模擬型，是指在教學過程中依據教學內容，讓學生分別充當不同的角色，進行模擬性的實踐活動；四是發展開放型，通過案例發現新的理論生長點，討論相關理論的發展趨勢。我院在相關課堂教學中采用的部分案例如表1所示。在“數字邏輯”、“計算機組成原理”等課程的重點章節教學中，我們通過采用上述案例法，調動學生成為積極參與者，而不是消極被動的聽眾，在案例學習和討論中，鼓勵學生提出更多解決問題的辦法，在課堂上營造出積極發表意見和爭論的氣氛。這樣提高了學生的學習興趣，教學效果有明顯改善，學生的動手能力有了顯著增強。
4總結
為實現面向實際應用提高學生動手能力、增強創新意識、培養創新型人才、確定完整合理的計算機本科專業硬件理論教學和實踐教學體系的目的，我們提出了以ISP技術為主線的計算機專業硬件課程教學改革方案。它的主要內容為兩方面：一是調整現有教學體系和教學內容，如在“數字邏輯”、“計算機組成原理和系統結構”、“嵌入式系統設計”等課程中以“數字邏輯”課程為先導，以ISP、SOC技術為主線貫穿于各相關課程教學過程中；在“匯編語言程序設計”、“微機原理與接口技術”等課程中把主要內容全面提升到32位等。二是在教學中運用案例法，使學生成為教學活動的主體，形成學生自主學習、合作學習、研究性學習和探索性學習的開放型學習氛圍。充分發揮案例教學有利于提高學生分析問題和解決實際問題的能力、有利于促使學生學會學習、有利于促使學生學會溝通與合作的優勢。實踐表明以ISP技術為主線的計算機專業硬件課程教學改革，符合國家高等質量工程建設中培養創新性人才的規劃，有效地增強了學生的動手能力和創新意識。我們也意識到計算機工程教學是一個復雜的過程，牽涉到許多方面，我們將在實踐中探索教學規律，不斷提高教學水平，進一步改善教學效果。
伴隨著計算機工程在應用上的進一步推廣，我們有必要對應用過程中出現的問題給予重視。面對問題的同時我們要明確計算機工程在應用過程中的優點，同時不斷地加大技術力量來支持計算機工程的進一步應用推廣，只有這樣才能夠最大限度地顯現計算機工程的自身優勢，從技術層面上處理應用過程中出現的問題。計算機工程技術在應用過程中具有兩個重要的優點。第一個優點是計算機工程技術在應用過程中能夠更好地實現相關數據信息的有效共享;第二個優點是計算機工程技術的應用能夠更加便捷和有效地發揮網絡數據的作用。通過上述兩個優點計算機工程能夠有效地推動電子商務以及計算機系統的進一步更新和發展。但是計算機工程在應用過程中有較為明顯的問題。例如在應用過程中容易導致重要數據的丟失，同時在應用過程中還會遭到電腦黑客的攻擊。因此為了更好地應用計算機工程技術，我們必須針對實際應用中的問題進行詳細地分析，并且找出相應的處理辦法來解決問題，讓計算機工程在應用的過程中盡量地規避現有的問題，更好地為我國各個應用行業服務，給應用者提供一種更加有效、安全以及便捷的計算機網絡環境。
1.我國計算機工程在應用過程中出現的相關問題
計算中工程在應用中雖然有著其高效性以及相應的便捷性，但是由于整個技術還在不斷地完善過程中，存在一定的漏洞。計算機工程在應用過程中非常容易受到病毒的侵害以及電腦黑客的攻擊，這樣就給計算機工程在應用過程中造成了一定的安全隱患。現階段很多的計算機工程在應用中都存在很多的安全技術漏洞，這樣就會造成計算機遭受非法用戶的入侵，同時還會造成相關的郵件被攔截等問題，對計算機工程的應用安全造成了嚴重的威脅。除此之外很多電腦黑客也會通過電腦網頁的漏洞來進行相關數據的讀取和寫入，這樣也可以對計算機工程系統帶來很大的安全威脅。在計算機工程的實際應用過程中，大部分的網絡服務器都沒有完全的把握來保障計算機系統的安全，對于互聯網的信息安全也沒有確實的安全保障。很多的計算機編程人員在編寫計算機程序的過程中，在編輯以及修改過程中都存在一定的技術漏洞，這樣會造成計算機系統的安全漏洞，對整個計算機系統的應用帶來很大的安全問題。
針對上述的計算機工程在應用中出現的問題，我們必須重視計算機工程系統的安全性，能夠有效合理地保障計算機系統中的信息以及數據的安全，同時也要保障計算機系統的硬件以及軟件的應用安全。在實際的應用過程中，我們首先要保障的是計算機工程系統中的實體安全性能，對于計算機系統中的電磁輻射等問題進行有效地控制，讓計算機工程系統的各項安全指標都在相關標準之內，這樣才能夠有效地保障計算機系統中的實體安全。在計算機軟件安全問題上，我們應該對計算機存儲功能進行有效地監督和管理，要對非法入侵的用戶以及黑客的攻擊給予有效的防范，這樣能夠有效避免計算機系統中的數據丟失和篡改。因此為了有效地規避計算機工程在應用中存在的問題，我們要對計算機的實體進行保護，同時還要有效地保護計算機系統的數據信息，要最大限度地避免計算機存儲功能出現安全漏洞。針對這一問題，我們要進一步加強計算機用戶的規范信息輸入以及輸出，對計算機用戶的一些安全操作給予一定的約束。計算機用戶的相關讀取以及寫入過程我們要設計相應的程序給予實時記錄，必要的時候還要安排專人進行計算機工程應用安全管理，確保計算機工程在應用過程中的安全以及規避各種應用問題。
需要指出的是在計算機工程系統應用過程中我們要對信息數據進行嚴格地把關和控制，要對整個計算機系統中的信息和數據進行監控以及核實真偽。在信息數據輸出以及寫入的過程中要增加一定的審批程序，建立健全相應的審查機制。在計算機用戶身份的核查問題上，我們要通過用戶指令來進行辨別和監督，對用戶的輸入口令給予全面的保護和監督，對于用戶信息的等級要嚴格地核實以及控制，及時掌握用戶信息的更改以及更新，確保計算機系統中的能夠全面，客觀的對相關數據給予記錄。
在我國的計算機工程應用過程中，我們要一直對應用過程中的安全問題當作頭等大事，要有針對性地對安全問題制定控制目標。我們要在實現計算機工程應用簡便的同時，確保計算機工程在應用中的安全。我們要定期對計算機工程系統的安全性能進行檢測，參照相應的標準進行安全水平認定。對于安全性能不同的計算機工程我們要有針對性地進行安全管理。在計算機工程的安全性能控制過程中我們要控制好兩個方面的問題。第一個是計算機系統的數據保密性能。我們要有針對性地對計算機系統的使用權有效分配管理，要有節制地對資源的存入以及調出進行管控;第二個是我們要保障計算機工程系統中傳輸的數據信息的準確性，可用性以及整體性。對于計算機系統中的數據只有在一定的授權前提下，才能夠進行相應地修改或者輸入。在計算機工程系統應用的過程中我們要將系統的可操作性以及可行性作為管理工作的重點，不斷地在正規渠道中豐富系統中的資源以及數據，對于數據以及資源的可見性要充分保障。
2.我國計算機工程在應用過程中的主要優勢
我國由于國力的不斷強大，我國的各項科學技術也在不斷地發展和創新中，計算機工程的實際廣泛應用對于我國的各個方面都產生了很大的影響，伴隨著應用范圍的不斷擴大，計算機工程應用的優勢也在不斷地顯現。本文主要從計算機工程在信息工程中的應用以及計算機工程在教育科研系統中的應用來進行詳細地闡述以及分析，通過分析能夠較為全面地掌握計算機工程在應用過程中的相關優勢。下面進行詳細地論述以及分析。
2.1 計算機工程在我國信息工程系統中的應用優勢
計算機工程與網絡技術的普及為信息系統的建設提供了強有力的技術支持。這主要表現為，計算機網絡技術為信息系統的發展提供了新的傳輸協議，保證了信息系統的傳輸效率，其次，計算機網絡技術與計算機工程為信息系統提供了強大的數據庫技術，保證了信息系統數據存儲的要求。我國計算機工程系統聯合我國的網絡系統技術能夠有效地為我國的信息系統提供相應的技術支持。我國的信息系統在上述兩種先進技術的支持下已經在整體性以及先進性上有了非常大的提高，因此計算機工程系統在信息工程中的廣泛應用能夠有效地提升我國信息系統的應用。
2.2 計算機工程在我國教育科研系統中的應用優勢
隨著我國教育事業的不斷發展，為了更加有效地拓展教育范圍，全面提高我國教育的整體效果，計算機工程與網絡技術的有機結合實現了遠程教育網絡的全面構建，這一應用不僅豐富了教育手段，更對教育的有效性起到了積極地促進作用。現階段我國計算機工程系統應用的主要范圍還是應該在我國的教育以及科研系統中。有了計算機工程系統的強大遠程數據控制，能夠有效地實現教育以及科研的遙控教學以及討論，讓我國的教育系統以及科研系統有了一個新的發展方向，并且取得了非常好的應用效果。我國教育以及科研餓遠程數據控制已經逐漸成為了我國未來教育系統以及科研系統的主要形式和發展目標。
結語
通過上述的闡述以及分析，我國計算機工程系統在應用的過程中最大的問題還是安全問題，因此我們只有有針對性地對計算機工程的安全問題給予重視，才能夠讓我國的計算機工程更好地應用，不斷地發揮出自身的技術以及應用優勢。找出應用中的問題，明確應用中的問題以及解決應用中的問題是我國計算機工程系統在應用過程中首先需要考量的問題。有針對性地進行安全防控，提高計算機工程應用的安全性，進一步發揮計算機工程系統的應用效能，消除計算機的安全隱患，更好地利用現代化信息技術推動社會經濟的發展。
【關鍵詞】網絡；控制軟件；措施；系統；元素
中圖分類號： TN711 文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
因為計算機和網絡技術的不斷進步，在各行各業網絡技術的應用越來越廣泛，資源的共享方便了，也有利于工作和學習，工作效率和生活水平都提高了。但是如果不改進軟件的進程會讓計算機網絡應用中的安全問題日益突出，因此，當今網絡工作者急需解決的問題，就是加強網絡安全管理，保障網絡信息資源的有效開發和利用。
二、網絡管理軟件概念及應用的簡單介紹
絡管理軟件屬于網絡軟件（包括網絡協議和協議軟件、網絡通信軟件、網絡操作系統軟件、網絡管理軟件及網絡應用軟件）的一種，即通過此種軟件來支持行為，提高工作效率。網管軟件是專門為網絡管理人員設計的，幫助網絡管理人員進行自動化的網絡監測和管理，最終目的是減少故障，從而提高IT效率。
一般來說，網絡管理軟件應用于網絡存在的地方。從實際應用來看，網絡管理軟件應用于電信、銀行、金融、石油石化等各個行業。按照網絡管理軟件管理的對象，它可以分為系統管理軟件和設備管理軟件。在這里我們主要研究系統管理軟件。來看，網管軟件應用于電信、銀行、金融等諸多行業。從狹義上來講，網管軟件根據角度的不同，存在著不同的劃分方式。按照網絡管理軟件管理的對象，它可以分為系統管理軟件和設備管理軟件。系統管理軟件是對整個網絡進行全面、深入監測管理的軟件（包括服務器、網絡設備和應用系統）；設備管理軟件主要是各網絡設備廠商推出的，可以很好地對其網絡設備進行管理（如華為推出的一些設備管理軟件）。
三、網絡管理系統的構成元素
概括地說，一個典型的網絡管理系統包括四個要素：管理員、管理、管理信息數據庫、服務設備。
1．管理員
實施網絡管理的實體，駐留在管理工作站上。它是整個網絡系統的核心，完成復雜網絡管理的各項功能。網絡管理系統要求管理定期收集重要的設備信息，收集到的信息將用于確定單個網絡設備、部分網絡或整個網絡運行的狀態是否正常。
2．管理
網絡管理是駐留在網絡設備(這里的設備可以是UNIX工作站、網絡打印機，也可以是其它的網絡設備)中的軟件模塊，它可以獲得本地設備的運轉狀態、計算機網絡管理系統 設備特性、系統配置等相關信息。網絡管理所起的作用是：充當管理系統與管理軟件駐留設備之間的中介，通過控制設備的管理信息數據庫(MIB)中的信息來管理該設備。
3．管理信息庫
它存儲在被管理對象的存儲器中，管理庫是一個動態刷新的數據庫，它包括網絡設備的配置信息，數據通信的統計信息，安全性信息和設備特有信息。這些信息、被動態送往管理器，形成網絡管理系統的數據來源。
4．設備和管理協議
設備在標準網絡管理軟件和不直接支持該標準協議的系統之間起橋梁作用。利用設備，不需要升級整個網絡就可以實現從舊協議到新版本的過渡。對于網絡管理系統來說，重要的是管理員和管理之間所使用的網絡管理協議，如SNMP，和它們共同遵循的MIB庫。網絡管理協議用于在管理員與管理之間傳遞操作命令，并負責解釋管理員的操作命令。通過管理協議的作用，可以使管理信息庫中的數據與具體設備中的實際狀態、工作參數保持一致。
四、電子計算機工程網絡控制軟件的改進的措施
電子計算機工程網絡控制軟件是隨著網絡技術的發展而不斷地發展,目前電子計算機工程網絡控制軟件的發展主要表現為，傳統的集中式的網絡管理模式在網絡規模急劇膨脹的現實面前已顯得越來越力不從心, 電子計算機工程網絡控制軟件的另一個趨勢是向智能化、綜合化的網絡管理方向發展。
1．加強網絡安全的建設
我們可以有效利用網絡設備以及網絡系統對于網絡安全進行檢測，查找系統漏洞及安全隱患，然后進行排除，由于系統本身不可避免的存在一些漏洞，修補漏洞可以利用各種軟件進行“打補丁”，系統的軟件服務越多，越容易出現系統漏洞，因此，要控制運行太多的軟件，提高計算機運行速度，減少漏洞隱患，經常性掃描漏洞，實際上是對系統安全性進行評估，我們要經常運行漏洞掃描技術，有效保證計算機的網絡安全。
可以通過用戶授權確認以及數據加密等手段，保障網絡系統的安全，對于系統中的所有數據，可以通過現代化的數據加密技術進行保護，除指定的網絡設備以及網絡用戶外，任何人都解密不了該加密數據，數據加密技術主要體現在系統運行維護以及軟件的開發和利用上，可以有效地實現端到端的網絡安全保障，是網絡安全問題最有效、最可靠的解決途徑。
2．讓配置更優化
配置應用向用戶提供了對資源的寫訪問,配置應用可以分成如下幾種形式: 有關當前資源配置的信息。可使用SNMP詢問諸如路由表、接口表、地址表和ARP表等。 通過管理協議改變配置。SNMP協議的Set服務用來改變部件中的配置信息。這里的難點之一是,由于SNMP的安全問題,許多廠商并不允許對資源的寫訪問。通過登錄系統進行配置。設備制造商提供允許用戶登錄系統直接改變系統配置的工具,當使用網絡管理平臺時,用戶可以通過圖形用戶界面直接登錄系統,比如使用Telnet等。
3．實現分布式電子計算機工程網絡控制管理
布式對象的核心是解決對象跨平臺連接的和交互的問題，以實現分布式應用系統，象OMG組織提出的CORBA就是較理想的平臺。分布式網管就是設立多個域管理進程， 域管理進程負責管理本域的管理對象， 同時進程間進行協調和交互，以完成對全局網的管理。這樣，不僅減少中央網管的負荷，而且減少了網管信息傳遞的時延，使管理更為有效。當前，在分布式技術主要從兩個方面進行研究：一個是利用CORBA 技術，另一個是利用移動技術。基于CORBA 技術的網絡管理，目前處于研究階段；移動技術也僅在各個區域進行研究。何時推向市場和走進網絡管理應用還是個未知數。因此，在未來的近期使用中，可采用集中分布式的網絡管理模型具體實現管理集中、數據采集分布的管理功能。即一個管理站進行數據呈現和管理，在數據采集這種消耗大量內存和占用大量帶寬方面采用分布式方法獲得。實現方法為管理站具有分發代碼的功能，在網絡層發現網關后，同時向該網關發送代碼實現該子網的各項數據采集。以此減輕管理站的負擔和減少管理端網絡擁塞。
4．研究和發展智能網絡控制系統
智能控制是一類無需人的干預就能夠自主地驅動智能機器實現其目標的過程，是用機器模擬人類智能的一個重要領域。智能控制包括學習控制系統、分級遞階智能控制系統、專家系統、模糊控制系統和神經網絡控制系統等。應用智能控制技術和自動控制理論來實現的先進的計算機控制系統，將有力地推動科學技術進步，并提高工業生產系統的自動化水平。計算機技術的發展加快了智能控制方法的研究。智能控制方法較深淺層次上模擬人類大腦的思維判斷過程，通過模擬人類思維判斷的各種算法實現控制。計算機控制系統的優勢、應用特色及發展前景將隨著智能控制系統的發展而發展。
五、結束語
計算機工程網絡控制軟件正朝著智能化、網絡化和集成化的方向發展。科學技術的進步也提高了計算機控制系統的進程，從而使計算機控制系統的應用也越來越廣泛。
參考文獻
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網絡時代的到來，雖然可以給人們的日常生活帶來非常多的便利條件，但是網絡本身的開放性，會直接影響到人們在使用網絡時的安全性和穩定性。計算機網絡工程安全防護措施在具體實施過程中，其根本目的就是為了保證網絡的安全，其中會涉及到各種不同類型的軟件、硬件以及網絡共享等很多方面的資源內容。由此可以看出，在實踐中，要想從根本上保證計算機網絡安全就必須要對網絡使用過程中會涉及到的硬件、軟件等進行綜合分析，同時還要提出有針對性的保護措施，這樣才能夠實現對數據的保護，盡可能避免數據遭受到嚴重的破壞影響。與此同時，通過這種方式在其中合理的利用，還可以避免網絡數據出現嚴重的泄露情況，為網絡的安全穩定運行提供有效保證。
1.1病毒入侵
現階段，我國的計算機技術已經逐漸成為人們日常生活、工作以及學習過程中必不可少的重要環節，在其中具有非常重要的影響和作用。在對當前存在于其中的網絡安全問題進行分析和研究的時候，要結合實際情況，這樣才能夠對各種故障問題進行準確有效的定位和分析。當前最嚴重的問題之一就是計算機黑客的侵入，同時還有各種不同類型的病毒攻擊等。黑客在其中主要是通過對木馬病毒的植入和利用，對一些企業或者是國家的重要機密資料進行非法入侵和盜取。另外，還會通過非法入侵，直接導致計算機網絡系統受到嚴重損壞影響，嚴重時直接會導致計算機網絡的安全性受到嚴重威脅
1.2網絡操作系統及軟件存在的問題
經濟的快速發展，對我國計算機行業的發展，起到了良好的推動影響和作用，尤其是當前科學技術的水平提升，在無形當中會促使計算機的整體水平也一并隨之得到有效提升。但是在與實際情況進行結合分析的時候，發現該技術在不斷提升的時候，計算機的網絡編寫或者是軟件設計等整個過程存在著非常嚴重的問題和缺陷。有很多黑客直接抓住軟件編寫設計中存在的一些漏洞或者是安全隱患問題等，將各種不同類型的病毒直接植入到計算機當中。由于計算機病毒本身具有一定的破壞性、感染性，甚至部分病毒還具有傳染性，同時這些病毒本身具有非常強的隱蔽性特征。只有在一些特定的條件下，這些病毒才能夠實現被復制或者是傳播，這樣很容易直接導致計算機系統在運行過程中受到嚴重的阻礙影響，對整個計算機系統的運行效率以及使用性能等也會造成嚴重的威脅。
1.3網絡資源共享潛在危害
計算機網絡在構建和具體應用過程中，通過網絡資源的共享和利用，可以給人們的日常生活、工作以及學習等帶來非常多的便利條件，但是這種共享平臺在應用時，本身存在的風險問題也比較嚴重。特別是對于一些異地的用戶而言，由于網絡具有虛擬性的特征，所以在這一背景下，可以從中獲取到各種不同類型的資源。也正是由于這種共享平臺的存在和利用，給一些不法分子帶來了可乘之機，這樣會直接導致網絡信息在傳播以及使用過程中的安全性遭受到嚴重的威脅和影響。這些不法分子在獲取網絡共享信息資源的時候，很有可能會惡意對其他人的信息數據進行攻擊，這樣不僅會直接導致用戶在使用網絡時的安全性無法得到有效保證，而且這些公眾數據如果被這些不法分子利用，那么很有可能會導致部分企業，甚至是國家的經濟效益遭受到巨大的影響。
2針對計算機網絡工程安全防護問題的解決對策
2.1安裝各種殺毒軟件和防火墻
為了有效保證網絡信息的使用安全性，需要安裝各種殺毒軟件及其防火墻等，也可以通過數據加密等操作技術來加以保障，用戶可以通過使用特定的殺毒軟件來有效保證網絡信息的安全性。計算機防火墻主要是對計算機系統內部網絡病毒進行有效的隔離以及消除，是保護網絡安全運行工作的重要方法。通過防火墻技術有效應用，可以將網絡當中存在的一些非法數據，以及非法信息篡改等相關病毒進行限制和消滅，有效限制外部用戶的信息訪問，進而避免了網絡當中黑客對計算機不法入侵。除此之外，通過殺毒軟件的有效應用，也是一種高效便捷的計算機防護方法，用戶可以使用殺毒軟件對計算機系統進行周期性檢測，同時對一些重要的計算機軟件進行有效的升級，第一時間查出到計算機網絡當中的一些非法信息問題，保證了整個計算機的安全性。除此之外，為了保證計算機網絡運行工作的安全性，用戶方面需要運用相關的加密技術方法，通過數據加密技術，可以有效保證用戶自身信息的安全性，在數據的加密方式上主要分為三種形式，即鏈路加密、端點加密和節點加密。鏈路加密方式，主要是指信息傳輸過程中，保證整個信息傳輸的安全性和穩定性；端點加密主要指的是數據以密文形式存在，節點加密主要是保證信息鏈路傳輸過程當中的安全性和有效性。
2.2提高網絡工程的安全管理水平
在針對網絡工程安全所存在的問題，需要對計算機軟件和硬件設備進行有效的安全防護以及管理工作，一方面來講，提高軟件設備的防護管理工作，需要不斷提高對各種應用軟件以及運行系統的安全審核工作。通過計算機內部的病毒查殺軟件以及防火墻的有效應用，可以有效保證計算機網絡的安全性。周期性對計算機網絡當中的安全漏洞問題進行監測和檢查，比如計算機網絡在使用過程當中出現信息病毒，或者是U盤感染病毒等，用戶端需要及時的制止病毒的傳輸途徑，并且在工作過程中需要對一些來歷不明的硬盤以及相關的軟件程序進行充分的檢測，保證軟件信息安全之后才可以開始后續的操作，必須要拒絕一些陌生郵件或者是來歷不明的程序侵入到自身的計算機網絡，有效保證個人信息的安全性，防止重要數據被不法人員所竊取。計算機用戶方面在使用計算機網絡公眾需要對。數據進行有效的備份，建立起安全有效的數據信息備份系統，在工作過程中對一些重要的數據進行加密處理，有效防止網絡當中的不法軟件最重要的信息產生侵入，或者是惡意的篡改。
2.3加強計算機網絡運行系統的穩定性
計算機網絡系統作為一個比較龐大的信息智能化系統，在自身的構成結構上除了軟件方面，還涉及到了大量的外部硬件設施來作為支撐，因此為了有效防止計算機系統在使用過程當中受到外部硬性條件的影響。比如，自然天氣災害等因素的破壞，必須要有效保證計算機網絡系統具有良好的外部環境抗干擾能力，工作人員需要對計算機系統的硬件結構進行有效的防護，有效降低外部環境因素的影響，對計算機網絡系統產生嚴重的干擾，有效保證計算機網絡運行的安全性和穩定性。
一學習活動開展情況
（一）準備充分，行動快學校學習實踐科學發展觀活動動員大會后，學院黨總支立即召開了總支擴大會議，傳達了學校動員大會精神，決定在全院迅速開展學習實踐活動。一是成立了學院學習實踐科學發展觀活動領導小組和學習實踐活動工作小組。*領導小組下設工作小組，負責學習實踐活動的組織實施工作。二是認真研究制定《學院學習實踐科學發展觀活動實施方案》。三是為加強對各黨支部學習實踐活動的指導督導工作，制定了每周三下午學習實踐活動安排表和具體要求，四是設立了意見（建議）箱和熱線電話；五是在學院網站開設了專欄。
（二）廣泛深入動員，提高廣大黨員對學習實踐活動重大意義的認識
在準備工作完成后，學院于20*年*月*日下午2點召開全院黨員參加的“深入學習實踐科學發展觀活動動員大會”，會上學院黨總支副書記吳萬民傳達了上級領導于慶昌，學校黨委書記董玉輝在全校“深入學習實踐科學發展觀活動動員大會”上的講話精神；胡明院長宣讀了學校關于《深入學習實踐科學發展觀活動方案》學院黨總支書記于占江同志作了動員報告，認為學習實踐活動時間緊，要求高，我校是學習實踐科學發展觀活動試點單位，使命光榮，責任重大。要求全院黨員要以改革創新，求真務實的精神，積極探索，勇于實踐，確保學習實踐活動取得實效。同時它還對下一步學習實踐活動進行了詳細的布置。通過學習動員全體黨員對這次學習實踐科學發展觀活動的意義目的認識比較清楚并且表示一定要積極參加活動遵守學習時間，學習紀律，完成學校布置的學習任務。
（三）認真開展學習活動，做到“六有”
1、在學習方面采取了集中學習和自學兩種學習方式，一是在集中學習時學院黨總支向各個黨支部下發學習內容，討論題及具體要求，從而保證了學習的效果；二是自學時安排學習進度和討論題，由于我們對學習活動比較重視安排的細致，完成了學校要求的全部內容。學院班子除了完成學校要求的學習內容外，還選學了“科學發展觀”一書的有關章節。2、在學習活動中我們堅持做到“六有”，即：做到學有計劃、有考勤、有專題、有座談、有記錄、有筆記本和學習體會。
二開展實踐活動的主要做法
（一）領導重視，帶頭學習討論
學院黨政領導參加各院黨支部的學習活動，并且把它作為學習實踐活動的聯系點，隨時掌握學習的進度和存在的問題，在學習討論活動中做到了“五帶頭”即帶頭討論發言、帶頭聽取意見、帶頭調研，為學習教育活動的扎實開展起到了應有的導向作用。
（二）加大宣傳力度，營造濃厚的學習氛圍
在學習實踐科學發展觀活動伊始，我們在學院網站開辟了深入學習實踐科學發展觀活動專欄，開通網上學習平臺，宣傳介紹活動重大意義，活動動態，好的做法，適時交流黨員干部的學習心得。二是在學校“工大快訊”上刊登消息4次，在學校深入學習實踐科學發展觀專欄及簡報上刊登消息約十幾次。
（三）積極開展主題實踐活動
開展主實踐活動，是深化學習實踐活動的有效載體也是解決實際問題的重要途徑，為了推動學習實踐科學發展觀活動的深入開展，學院舉辦了專題報告會，動員會及專題座談會等。
1、圍繞學風和教風建設在學校綜合三教室召開了學風建設創優活動。
2、圍繞大四就業，請杭州信雅達副總裁金融事業部總經理李征為大二、大三、大四作報告，就目前就業形勢及未來幾年高校畢業生的就業趨勢進行了精辟透徹的剖析。并對在校的大二至大四的學生建議，在就業問題上要保持良好心態，夯實基礎課程、學好專業技能，為今后的就業做好充分的準備。報告對在校和即將畢業的大學生均起到導航的作用。
3、圍繞學院人才培養工作，為了更好聽取來自企業的建議和意見，特聘任杭州信雅達公司金融事業部馬標總經理擔任計算機學院和軟件學院客座教授，聘任馬標、李征（杭州信雅大大連分公司總經理、我校校友）擔任學院教學指導委員會專家。
4、圍繞學院“人才培養模式和質量”召開了學院黨政班子，教研室主任黨支部書記研討會，會上提出不少好的建議和意見。
5、圍繞學校的發展建設召開了統戰人士獻言獻策座談會。提出了有建設性的意見和建議。為學校更好更快的科學發展起到積極作用。
6、在黨員和教師中開展獻愛心、做貢獻的活動：一是為四川地震災區捐棉衣、棉被等，二是為白山市江源鎮孫家鋪子村捐書，建農村文化活動室，共捐書400多本；三是為獻血的學生捐款。
7、計算機學院學學生第五屆文化藝術節圍繞學風建設、和諧校園建設、校園文化生活等11項活動歷時一個多月。上述這些活動有力的推動了學院各項活動順利開展。
三學習實踐活動取得的初步成效
（一）黨員干部對科學發展觀的理解更加深入。通過對科學發展的學習，使許多歷來對科學發展不甚了解的同志有了深刻的理解，特別是許多同志已真正理解科學發展觀的內涵和意義，并在實際工作中更加自覺的踐行科學發展觀。
（二）用科學發展統領學校事業發展的理念得到加強。在學習科學發展觀過程中，使全院教職員工增強了科學發展觀的意識，在創新工作方面有了初步的成效，廣大黨員干部對用科學發展觀來統領學院事業發展的理念得到加強。
（三）通過這段時間的學習，全國體黨員思想覺悟和“三育人”的意識得到大大的提升。積極為四川地震災區捐錢、為新農村建設捐書。認真結合本職工作實際，積極申報課題，現已申報課題15項。90%黨員參加課題研究工作，有的黨員參加多項課題研究。
關鍵詞：實踐教學；計算機工程；硬件課程教材設計；嵌入式系統
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 24-0029-03
1引言
2005年底，我國高校有771個“計算機科學與技術”專業點，44萬多在校生。根據各校的辦學理念和培養目標，本專業又可分為五個專業方向：計算機科學、計算機工程、軟件工程、信息系統和信息技術。各個方向的課程設置及教學要求均有所側重，對于傳統的工科院校中的計算機應用技術專業而言，其方向介于計算機科學(CS)和計算機工程(CE)之間，且更偏向于計算機工程。計算機工程方向是計算機科學與電子工程的交叉學科，電類基礎課程較多，大多數院校均開設電路與系統、電工電子學等相關課程。此外，計算機硬件系列課程包括數字邏輯、計算機組成原理和計算機系統結構三門核心課程。
從根本上講，計算機學科是一門技術學科，工程技術的含義遠大于科學的涵義，因而本專業具有實踐性非常強的特點，強調實踐教學體系。許多優秀的計算機專業學生(例如比爾?蓋茨)的成長歷程也說明了計算機實踐能力培養的重要性，因此新世紀的計算機教育不僅要重視扎實的專業基礎理論學習，更要強調硬件開發、軟件設計的能力培養。
2中外計算機專業硬件課程實踐教學對比
為探索工科院校計算機專業硬件系列課程實踐教學改革的方向及實施方法，本文分析了美國斯坦福大學、馬里蘭大學計算機工程專業的課程設置及實踐課程規劃，將其與哈爾濱工程大學計算機科學與技術專業的本科生培養計劃進行比較，詳細結果如表1所示。表2列出了這幾所典型大學計算機專業硬件相關課程實踐學時與理論學時的分配情況。
表1 幾所典型大學計算機工程專業硬件相關課程
表2 幾所大學計算機工程專業硬件相關課程實踐學時分析
通過表1和表2的結果可以看出，我們目前的課程設置情況是合理的，與國際領先大學的計算機工程專業課程設置相符。對于計算機工程專業普遍開設的三門硬件系列課程數字邏輯、計算機組成原理和計算機系統結構均開設了相應的課內實驗或課程設計，對理論課所傳授內容的補充和深化，不但增強學生對課程的理解，同時加強了學生的工程實踐意識，培養學生從事計算機工程相關工作的能力。本專業學生需要學習數字系統和計算機系統的相關知識以及軟件設計方面的知識，前者包括數字邏輯設計、計算機組織、計算機體系結構及對程序設計的支持，后者包括操作系統、編譯器以及程序設計語言的組織等理論。
然而，進一步分析比較各高校的實驗與課程設計的內容可以發現，我們目前的實驗內容設置和課程設計項目設計還比較陳舊，沒有及時根據業界技術的發展進步進行調整，因而未能給理論課提供有力的支撐。綜上所述，我們認為我國高等學校計算機專業硬件系列課程實踐教學內容改革的要求是迫切的，需要根據工業界的技術發展進行實驗內容調整，實驗平臺更新和課程設計項目的重新設計，而設計出符合這一要求的計算機專業硬件課程實踐教材成為這一改革的首要任務。
3硬件課程實踐教材的設計
實驗課教材的設計應從科學技術人員基本技能訓練的總體要求出發，統一安排實驗教學，不能過分強調某一門課程的實驗教學，而要強調綜合能力的培養。實驗課涉及到四種主要能力(觀察能力、思維能力、操作能力、表達能力)的發展必須要協調，其中任何一種能力都不可能單獨地得到發展。教學實驗不僅要讓學生學會本專業必要的基本實驗方法，掌握基本實驗儀器設備的操作技術，還要讓他們學會正確分析實驗結果、處理數據，要加強培養正確的科學態度和嚴密的邏輯思維能力。不但讓學生懂得“應該怎么做”，而且要懂得“為什么要這么做”，更要創造性地思索“還能做什么”。
3.1開放式實驗對教材的要求
開放式實驗教學方法要求給學生獨立思考與動手的充分自由。一般的實驗教材，重點在介紹一個個實驗上，是教師想出的實驗讓學生去實現，并且對于實驗線路、實驗方法、實驗儀器都做了細致的規定，有的講義還把實驗步驟寫得非常細，這樣學生根本不必動腦筋，只要依葫蘆畫瓢即可。這樣的教材束縛了學生的學習積極性，不符合開放式實驗教學的要求。開放式實驗教學使用的教材應具有以下特點：基本實驗詳細，作為引導學生入門的手段；選做實驗、綜合實驗要粗線條，多留些空白，讓學生有充分思考的余地；要把教材內容的重點從介紹一個個實驗轉移到介紹實驗理論、實驗方法上來，實驗選題只要介紹一些典型的例子，選題本身可以留給學生創新。
3.2基于FPGA的硬件系統設計實驗教程
目前，基于FPGA的教學實驗平臺及參考書很多，但是根據我們的調查，適合作為高等學校本科教學使用的較少。因此，改革后的課程體系應更注重對學生創新能力的培養，通過開放性的實驗內容、開放性的實踐環節設計，使學生在探索、研究中學習，切實提高理論聯系實踐解決問題的能力。
利用目前先進的基于現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array)器件的實驗平臺，可以安排數字邏輯、計算機組成原理以及計算機系統結構課程的實驗與實踐內容，培養學生的動手能力和系統觀點，而且開發速度快，可靠性高，實驗的可重復性好。硬件系列實驗與實踐課程應包括基于FPGA的硬件設計所涉及的基本知識、循序漸進的實驗設計、切實可行的實驗步驟、重點模塊的代碼及關鍵實踐環節指導。借鑒國外大學(例如，美國斯坦福大學和馬里蘭大學)計算機工程專業開設的數字系統設計方面的課程內容，結合我國高等院校的本科教學的實際需求及所能提供的實驗環境，精心編寫實驗大綱內容及設計實驗用例。通過浮點運算電路設計、狀態機設計、某個RISC模型機部分模塊的設計等實驗用例的訓練，學生可以建立計算機的整機概念，了解數據在計算機中的表示、傳送路徑、處理以及控制信息是如何完成對計算機系統的控制。而且，通過流水線設計及Cache設計實驗，學生可以了解現代微處理器設計技術。
教程應當配合高等學校的數字邏輯、計算機組成原理、計算機系統等課程的實踐教學環節，突出實用性，所設計的實驗可操作性強，與實踐結合緊密。不僅著眼于基于FPGA的EDA設計方法，更著眼于介紹基于基本的數字邏輯組成的功能部件的基礎上如何構造微處理器，即計算機專業本科教學的重點和特色是計算機的硬件系統組織，而不僅僅是介紹通用的數字電路和數字系統的設計方法，這是我們與微電子等專業相區別之處，也是計算機專業畢業生的特長。
4在硬件課程實踐中加強嵌入式系統設計
隨著嵌入式系統應用飛速地發展，社會對掌握嵌入式技術的人才產生了大量需求，使嵌入式軟、硬件工程師成為未來幾年最為熱門的職業之一。在嵌入式系統硬件設計方面，隨著半導體和微電子工藝技術的進步以及可編程邏輯器件技術的迅速發展，利用先進的EDA工具平臺，在硬件設計中加入包含自主知識產權的硬件邏輯設計，并以FPGA的形式實現功能強大的嵌入式系統，已成為當前嵌入式電子產品設計的主流。實驗課的目的是培養學生良好的實驗素養、基本實驗技能、獨立工作能力、操作能力等。
目前，我校已經與國內外多家嵌入式系統領域實力較強的研究機構和企業建立了穩固的合作關系，與美國Xilinx公司成立了FPGA技術聯合實驗室。對嵌入式系統均有豐富和深厚的理論基礎和實際的項目研發經驗，并具有傳統計算機硬件實驗教學的經驗。另外，從2003年設立嵌入式系統研究方向以來，我校已經先后投入了300多萬元采購了各種先進的嵌入式實驗設備和微機，從硬件環境上已經初步完成了計算機硬件實驗教學改革的準備工作。我們的目標是提高學生計算機硬件實驗的效果，實現“軟硬件實驗環境一體化、實驗平臺綜合化、實驗內容系統化”。構建軟硬件一體化實驗環境有利于培養學生軟硬件綜合素質；綜合的實驗平臺可以進行多課程內容交叉的綜合實驗，有利于培養學生的綜合設計能力；實驗內容的系統化有利于培養學生的系統化設計的思想。
5結論
當前實驗教學改革的趨勢是開放實驗室，實行開放式實驗教學。各個學校的具體做法可能不完全相同，但對于實驗教學改革的基本思路是接近一致的。大家都認為過去實驗教學過于死板，基本上采取“抱著走”的教學方法，大大壓抑了學生實驗學習的積極性，教學效果不理想。經過幾年的教學改革實踐，現在比較一致的看法是：實驗教學不能完全依附于課堂教學，而應該在緊密配合課堂教學的前提下，獨立設課，開放實驗室，發展實驗教學本身的特點，發揮實驗教學培養學生獨立工作能力的優勢，倡導開放式實驗教學法。計算機專業硬件課程的實踐教學需要根據工業界的技術發展進行實驗內容調整，實驗平臺更新和課程設計項目的重新設計。實踐教程應當配合高等學校的數字邏輯、計算機組成原理、計算機系統等課程的實踐教學環節，與實踐結合緊密。為適應社會對嵌入式系統設計和應用人才的迫切需求，還應在傳統的計算機硬件實踐課程中增加嵌入式系統設計方面的內容。
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作者簡介
姚愛紅(1972-)，女，工學博士，副教授。研究方向：計算機系統結構、嵌入式系統設計技術。
