计算机系课程设计报告(精选8篇)
一、任务内容
通过对《大学计算机基础》和《大学计算机基础学习与实验指导》这两本教材的学习后,我们应综合应用计算机进行一系列操作与使用,全面掌握并用所学的知识进行综合实践。本论文的任务主要为学习运用网页制作软件FrontPage2003制作自己的网页,了解制作过程,再者学习网站的发布和网页的发布和学习运用演示软件PowerPoint2003制作幻灯片并设计和编辑文稿进行综合演示浏览,按要求结合相应的图文素材。这里将会报告指出制作的步骤与方法,以及根据自己的主题进行网页和幻灯片的页面修饰的方法,如插入图片,用Flash制作的动画(这里将会报告制作的方法)等等。
二、设计步骤 a)利用网页制作软件FrontPage2003制作一个关于“成都著名小吃”的网页,并用文本的编辑与格式化以及对象、表格、框架的插入与设置等操作进行网页的编辑。设置该网站的内容主题和格式,并发布该网站。
首先设计主页,内容为“成都著名小吃”,主要介绍成都著名小吃的历史和独特的风味,并用表格的方式输入各个将要介绍的小吃名“麻辣烫”、“麻婆豆腐”、“棒棒鸡”、“担担面”、“夫妻肺片”、“毛血旺”、“传统锅魁”,像菜单形式呈现出来。
接下来设计各个分页面,都用主标题“美味吧”大字体标记,下面再用各个美食的名字作为副标题,接下来就用文字阐释其特征或做法或风味或历史或吃法、、、再加上五彩的图片将该小吃描述的淋漓尽致,形象而鲜活。
最后在最后一行输入“返回主页”的字样,以便于每当看完一项小吃的网页后,可以及时返回主页看另一项小吃的网页,既方便又美观,用超链接的方式把各分页面联系在一起,自动进入对应的网页并完成网页之间的转换。
制作好网页之后,需创建一个网站,主题已确定“成都著名小吃”,则要设计结构,设置各分网页与主页之间为树形链接,主要链接都在主页上,再分别展开,以高效完成操作。可以使用网站模板修饰网站。
接下来就是将网站上传到到网上,以便让更多人能浏览到该页面,可以 在网上申请一个存放网页的空间,存放自己的网页,生成个人主页。到此作业就完成了。
利用演示软件PowerPoint2003制作一个关于“世界著名的成都名景”的幻灯片,包含若干个ppt页面,并用幻灯片的编辑与格式化及对象的插入、版面设计、放映和切换效果与设置、演示文稿的超链接等操作进行制作。
首先设计幻灯片的第一页,也就是主页,标题为“世界著名的成都名景”,可以插入一些小图片和小动画,音乐,视频之类的,或者可以插入背景图片修饰页面,让主页看起来很漂亮和吸引人,也可以设计艺术字写上自己的名字等。
下面设计各个分页面,用风景地名作为大标题位于正文上方,用图片在左边,文字在右边的的幻灯片版式,插入风景照两张,在右边输入文本介绍该景点的历史背景或建造规模格式或相关人物或迷人风景,可以插入一些小玩意等等,在适当调一下版面排版,使看起来更美观。设置自己喜欢的幻灯片动画效果和放映切换效果,使文本和标题以不同的方式显示出来,有着极好的视觉效果。也可以选择代表超链接起点的文本或其他对象,插入超链接,链接到其他文档的幻灯片和网页。
三、采取的方法与手段 a)使用FrontPage2003制作网页的方法操作
①打开网页制作软件 FrontPage2003,自动创建一个空白网页。②插入一幅事先制好的图片,点击工具栏上的“插入”“|图片”|“来自文件”即选择要插入的图片插入,点图片可以用鼠标拖动位置和改变大小。③在下面输入文本,文本字体可以点击“格式”|“字体”调整大小、字体、下划线等。④文本下用表格来展示各小吃名,点击工具栏上的“表格”|“插入”|“表格”,在出来的窗口中设置表格行数和列数,即插入相应表格。在各格输入小吃名。⑤插入网页背景,点击“格式”|“背景”|“填充效果”|“图 片”|“选择图片”,即在文件中选择要作为背景的图片并插入。⑥可以插入自己制作的Flash动画,点击工具栏上的“插入”|“Web组件”|“高级控件”|“Flash影片”即可插入。
以下几张网页也根据类似方法做好就行。 使用PowerPoint2003制作幻灯片的方法操作
①打开演示软件PowerPoint2003,自动创建一个新的空白页。②编辑第一页,点击幻灯片上的文本框,输入“成都略知”作为大标题,在小标题上输入姓名班级,字体、文本位置都可以自己作调整。③需插入另一文字,则需点击工具栏上的“插入”|“文本框”,选择“横排”或“竖排”即可在文本框内填字。④插入图片,点击工具栏上的““插入”|“图片”|“来自文件”即选择要插入的图片插入,点图片可以用鼠标拖动位置和改变大小。⑤设置页面背景,点击“格式”|“背景”|“填充效果”|“图片”|“选择图片”,即在文件中选择要作为背景的图片并插入。插入背景后,以后的每张幻灯片都以这为背景。⑥要制作第二张幻灯片,只需点击工具栏上的“插入”|“新幻灯片”即可。
⑦在第二张幻灯片上,先确定采用的幻灯片模板,点击工具栏上的“格式”|“幻灯片版式”,即在右边会出现竖型栏,里面包含幻灯片的各种版式,选择左边可插两幅图,右边为文本框的版式。⑧在上面插入标题,点击左边的图文框里的“插入图片”的图标即可在文件中选择需要插入的图片,在右边插入文 3 字,如需在其他地方插入小图片,也可。⑨如需插入音乐或视频,则点击工具栏上的“插入”|“影片和声音”|“文件中的影片”或“文件中的声音”,在文件中找到视频文件或音频文件并插入。不过需安装相应的播放器才能播放文件。⑩设置幻灯片放映效果,点击工具栏上的“幻灯片放映”|“动画方案”,即在右边会出现竖型栏,里面包含各种放映效果,每张幻灯片选择一种效果。 使用Flash制作动画
①打开动画制作软件Flash,点击“开始”页面中“创建新项目”下面的“Flash文档”即创建一个空白页面。②我想做一个飘落的叶子,首先绘制叶子的图形,点击工具箱中的“铅笔工具”,在工具栏底端“选项区”调颜色,并设置笔触方式为“平滑”,画出叶子图形。点击“颜料桶工具”,给叶子填充颜色。③点击工具箱中的“选择工具”,框中叶片,点击工具栏上的“修改”|“转换为元件”,打开对话框,名称设为“树叶”,行为选择为“图形”,注册点选择中心位置。④调整树叶图形的形状、大小、方向,点击“工具箱”中的“任意变形工具”,选中树叶进行调整。⑤插入末关键帧,选中第50帧,按F6则在此时间点插入一个关键帧。⑥为图层1添加引导层,选中图层1,点击“时间轴”面板中的“添加引导层”,即为图层1的引导层。⑦在引导层绘制路径曲线,点击“工具箱”中的“铅笔工具”,画一条曲线即为树叶运动的路径。⑧设置图层1的属性,选择图层1的第一帧,按Ctrl+F3打开属性面板,设置补间动画为“动作”,并选中“调整到路径”和“对齐”两个框。⑨位置调整,点击工具箱中的“选择工具”,在单击“对象”,选择图层1第一帧,将树叶拖到路径起点,中心点对其,再选择第50帧,将树叶拖到路径终点。⑩如要插入音乐文件,点击“文件”|“导入”|“导入到库”,在文件中选择需要插入的mp3格式文件。
最后,按Ctrl+Enter测试影片。
四、遇到的问题与解决的办法
1、在制作网页的时候,当把每个网页都链接好了之后,突然想修改其中一个页面,改完后再用其他页面的链接来观看该网页,就出现了网页错误的页面,最先不知道怎么回事,想了想,明白这个页面已经变了,就不能在链接了,只有重新设置链接,最后解决了这个问题。
2、在制作网页的时候,做好后,我移动了一下图片的位置,想归类整理一下,结果在网页中就显示不出该图,通过这个,我知道了在网页中插入的图片存放位置不能移动,只要存放位置变了,在网页中就显示不出该图了。
3、在制作幻灯片的时候,我想插入一点音乐,我就按照那个插入步骤做,结果放不出。最后搞明白了,没有相应的播放器。后来下了个“暴风影音”,插入了视频,使网页更加丰富多彩了。
4、在制作Flash动画的时候,步骤全对,树叶就是不按照我定的轨迹跑,而是直接从起点直线到终点,试了几次还是不行,想了想应该是对齐的时候没对齐吧,就很仔细的对齐,结果就作出来了。
5、在插入Flash动画的时候,总是出现不能播放的情况,看书也搞不明白,最后通过问同学知道了播放的方法和步骤,在打开插有Flash动画的网页后,上面会出现一个黄色的询问长条,左击,点击“允许阻止的内容”,即出现“安全警告”的对话框,点击“是”,动画就放出来了。
五、总结
通过学习运用网页制作软件FrontPage2003制作自己的网页和学习运用演示软件PowerPoint2003制作幻灯片以及用动画制作软件用Flash制作动画,激发了制作的学习兴趣,自己动脑、动手、动口,运用网络资源,结合教材和老师大指导,通过自身的实践,摸索出自己的方法,也根据和同学交流分享自己的方法,结合运用,创建自己个人风格和个人特色的网页、幻灯片和动画。培养了自己的能力,也学到很多关于计算机的知识,积累了制作的相关经验。
做好页面,并不是一件容易的事情,它包括主题的选择、网页图片的采集、图片处理、页面的排版、背景及色调、插入的各种内容和格式等很多方面,更需要灵活掌握各方面的技术与技巧,这次制作提高了我设计的能力,更提高了我独 立思考的能力和虚心学习和同学交流分享的能力。虽然还有很多不足的、需要提高的地方,但是这是一个积累和循序渐进的过程,我相信通过这次的制作我所学到的,下次一定可以做的更好。
六、参考文献
当前各类高等院校都会在本、专科开设至少一门计算机程序设计类必修课程,例如:Visual Basic语言、Visual FoxPro语言、C语言、C++语言等[1],并安排了相应的课程设计。但从实际教学情况来看,计算机程序设计类课程设计教学却存在着诸多问题,导致课程教学低效。针对这种状况,笔者结合自身教学实际,以JAVA课程设计为例,对计算机程序设计类课程设计教学存在的问题加以分析,并提出解决问题的思路与对策。
1 JAVA课程设计的教学现状分析
从国内计算机程序设计类课程设计教学现状来看,存在的问题和原因主要有如下几点:
1.1 课程设计认识不到位,目的性不强
部分教师和学生对课程设计的认识不到位,认为课程设计无非是把该课程的几个知识点简单凑合在一起所构成的“拼盘式”课程,认为课程设计就是大作业,并在授课时基本上按教材章节顺序授课,实施的目的性不强,与专业的整体发展结合较差,达不到课程设计要求。从而使得学生对所学理论知识不能很好地运用于实际,造成与实践的脱节[2]。
1.2 课程设计选题单一,内容陈旧
现行的JAVA课程设计存在着选题单一、内容陈旧、理论过多、与实践相脱节的情况,不能从多视角去发现和创新,寻找新的命题。很多从事JAVA课程设计指导的教师本身缺乏大型项目开发的实战经验和经历,对课程设计的题目和内容往往无法准确的地位,设计的题目和内容与实际相脱节;同时,部分学生对教师设计的题目和内容也不一定感兴趣,因此也容易扼杀学生的积极性和创新能力。
1.3 课程设计评价方法不够科学,标准简单
大多数课程设计是以小组的形式完成,参与学生多,指导教师制定课程设计时要求不明确,分工不详细,监管力度不到位,容易导致项目开发团队在执行的过程中出现某些学生任务过重或者过轻的情况。并且现行课程设计的评价往往是指导教师根据学生提交的报告来评分,这样容易忽略对学生综合能力的评价,可能只反映出小组整体水平甚至是某个学生的水平,而不能反映出小组每个学生的真实水平。
1.4 实验室设备落后,管理不够完善
指导教师在安排课程设计时使用的是新技术、新设备和新方法,而学生到实验室所接触到的往往是一些过时的、陈旧的和落后的实验设备和应用软件,很难真正满足教师和学生对实验室的需求;另外,大多数实验室还要承担其他专业和年级的实验教学任务,无法有效保障课程设计的教学任务。
2 JAVA课程设计教学模式的设置
课程设计是课堂理论教学的延伸和补充,是综合性较强的实践教学环节。它能使学生全面掌握该课程的基本知识、基础理论、基本技能,并能将本课程的各个知识点融会贯通,训练、培养学生把所学知识应用到实际中去的能力。对于帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容,培养学生的实践和实际动手能力,提高学生素质具有很重要的意义[3]。为改善计算机程序设计类课程设计教学,笔者有如下几点认识和思考:
2.1 引导和帮助学生树立信心,端正学习态度
由于学生对JAVA课程设计往往具有畏惧情绪,不知从何着手,指导教师要做好宣传和引导工作,帮助同学们消除恐惧感,同时加强对学生诚信品质的培养,杜绝弄虚作假和抄袭现象的发生,端正学生的学习态度,确保课程设计的顺利进行。
2.2 研制课程设计教学平台,规范设计成果
组织有关人员,在现有硬件资源和网络环境的基础上研制课程设计教学平台,开通FTP功能和WEB方式管理功能,便于师生间的交流和管理。
指导教师可利用该平台安排课程设计的题目、要求、进度和答疑,以及查阅和审核课程设计总结报告等相关资料。学生可根据自己的专业基础,兴趣和未来就业意向通过该平台选择自己喜欢的题目和指导教师,并通过FTP提交课程设计成果和总结报告等相关资料。
学生在指导教师的指导下,有选择性地进行分组,一般3至5人为一组,选定组长,确定开发项目,设计和论证项目的总体方案,规划出项目计划(包括编写目的,项目背景,参考资料,标准、条约和约定,以及项目概述和团队组织等),配置计划和开发计划等,报告指导教师批准后方可开始实施。课程设计完成后,按照统一制订的文本规范,小组的每位成员都必须提交一份关于课程设计的总结报告,结报告正文主要包括项目需求分析(方案的可行性分析、方案的论证等内容)、项目总体设计(系统的总计结构设计等内容)、项目详细设计(各模块的设计、算法原理阐述、完成的程序框图等)、项目复审(对分析、总计设计和详细设计进行详细的复审)、编码(设计结果进行编码的程序清单)、项目测试(使用程序调试的方法和技巧排除故障;选用合理的测试用例进行程序系统测试和数据误差分析等)和总结(本设计核心内容程序清单及使用价值、程序设计的特点和方案的优缺点、改进办法和意见等),以及主要参考文献。
2.3 结合专业发展和社会需求,增强课程设计的针对性
计算机技术的快速发展要求我们将新的知识单元及时引进到教学中来,课程体系的设置要有超前和发展的眼光[4],但课程体系的设置、教材的编写无法及时保持教学计划的动态性和前瞻性,而课程设计实践环节恰恰能够弥补这一不足,对专业主干课程和专业基础课程安排课程设计,利用寒暑假组织学生在校内或者到企业开展项目研究和开发,通过综合运用专业基本知识和理论来分析和解决实际问题,学习程序设计开发的一般方法,掌握项目开发的过程及方式,培养正确的设计思想、分析问题和解决问题的能力;通过对标准化、规范化文档的学习和查阅有关技术资料等,培养项目设计开发能力,满足和适应社会和IT行业的需求。
2.4 培育课程设计意识,完善过程管理
没有过程管理必然流于形式。在课程设计的过程管理中主要狠抓五个环节:一是任务书课程设计任务书是指导教师填写并经审议后按组提供给学生的,每组一份,主要包括本课题要解决的主要问题,计划进度和规定学生必须阅读的重要文献,以及大体上可从哪几个方面去研究和论述等,要求学生按照任务书的要求按时保质保量完成任务;二是师资队伍,选拔具有项目开发经验的老师或者引进企业技术人员组成课程设计指导团队,并组织集体备课,以统一教学进度和重点安排,保障学生在课程设计实施中学有所得;三是制订统一的评价标准和规范文本,以增强课程设计过程管理的科学性和严密性,保证课程设计成果的完整性;四是对课程设计的成果进行汇总管理,教研室并组织抽查与评估,保证教学活动落到实处;五是把课程设计作为学校课程改革的一项探索性工作予以重点扶持,提供经费和设备保障。
2.5 建立合理,科学公正的师生互动评价体系
为保证课程设计的实现效果和考核的准确性,建立合理、科学、公正的师生互动评价体系,将评价的过程分解到课程设计的各个环节,本文建立的评价体系包括:课程设计成果,演示与答辩和互动评价三部分,详细评价标准见表1。表中给出了各评价项目达到A级的具体要求和评价主体,各项目的评分分为A、B、C、D、E五个等级并赋予相应的分值范围。最后学生的总评定成绩为40%×课程设计成果+30%×互动评价+30%×学生演示与答辩评分。评价的表达既有等级性的定量评价,又有描述性的定性评价,这些评价的主要目的是引导学生对课程设计学习的兴趣,而并非简单的成绩评定。
3 结束语
课程设计作为教学计划中的重要一环,它承担着培养学生综合运用所学的知识和掌握的技能,分析和解决实际问题,独立工作,团队协作,问题表达等能力的任务。通过课程设计能够提高学生的职业素质、实操技能和项目经验,有效地缩短同企业需求之间的差距,缓解“企业招聘难、毕业生就业难”的困境。因此,必须高度重视并积极探索计算机程序设计类课程设计教学的改革。
参考文献
[1]王海坤.程序设计类课程教学中学习兴趣的培养与探索[J].科协论坛,2010,(5)(下).
[2]韦宇炜,聂笃宪.软件工程课程设计教学模式探讨[J].考试周刊,2010,(11).
[3]王立丰.J2EE课程设计指导[M].北京:北京大学出版社,2008,(8).
关键词:计算思维;大学计算机基础;课程教学;计算机网络
自从2010年8月中国9所高校联盟在西安会议上发表了《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》以来[1],国内高校对运用计算思维作为新一轮计算机基础教学改革的指导思想已形成了广泛的共识。2011年11月在杭州召开的大学计算机课程报告论坛上,许多院校对围绕计算思维的计算机基础教学改革进行了不同的解读。笔者认为,目前对计算机基础教学进行新一轮改革的认识是充分的,但如何以计算思维去指导计算机基础教学的具体改革实践,尤其是在“大学计算机基础”课程教学内容的重新梳理和组织方面,仍然有许多值得探讨的问题。
一、“大学计算机基础”课程教学内容改革的需求
教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会制定的《计算机基础课程教学基本要求》所提出的4×3知识体系结构和1+X课程体系[2],不但回答了上什么课的问题,也科学地阐述了为什么要上这些课的问题。尤其是“大学计算机基础”课程(即1+X中的“1”),在计算机基础教学中占有极其重要的地位。这是我们进行计算机基础课程建设的基石,也是教指委和广大从事计算机基础教学工作的教师们多年辛勤工作的结晶。
由于计算机基础课程所依赖的计算机科学、技术、工程等发展极为迅速,知识更新周期越来越短,使得传统的以技能为主的应用型课程远远滞后于学科发展。尤其是传统的应用技术课程下移到中小学阶段,使得许多高校的大学计算机基础教学入门课程“大学计算机基础”的内容不能满足大学新生的学习要求。笔者最近在和西部一些高校计算机基础课程的教师接触过程中,他们对此更有深刻体会:以技能性为主的计算机基础课程已经到了非改不可的地步。
即使已经进行了课程内容改革的部分学校,仍然面临着课程应该涉及什么内容及如何组织的困惑。不同于大学阶段的数理课程具有完备、循序渐进的体系,计算机基础课程尤其是“大学计算机基础”涉及知识点很多,各种知识互相交叉,很难梳理出一条清晰的脉络,往往从教材到教学过程都是以名词解释为主,也就是解释了“是什么”,却难以进一步解释“为什么”。因此,在新的课程改革中如何表现课程的知识体系就成了亟待解决的问题。例如,在介绍计算环境时,往往局限于具体的机器描述,忽视了对计算环境核心思想的介绍和分析;再如,介绍算法也局限于实现过程,忽视了求解方法的思路。
课程教学内容建设是一项“工程”,不但要解决课程的内容体系,也需要解决如何在教学过程中组织和表现具体的内容。计算机基础教学应该有别于计算机专业教学,不可能也没必要涉及计算机技术的方方面面。大学生学习计算机基础课程,不仅要了解计算机是什么、能够做什么、如何做,更重要的是要了解这个学科领域解决问题的基本方法与特点。计算机作为通识教育的重要内容,不只是简单地拓展学生在计算机方面的知识面,更需要展现计算机学科的思维方式[3]。“大学计算机基础”课程作为大学计算机基础教学的入门课程,需要有相对稳定、体现计算机学科核心思想和方法的内容,不但要解释相关知识是什么,更要回答它们为什么,特别要在不局限于特定机器的条件下,抽象表达计算模型和原理、方法及其实现,因此需要在更高层次上进行课程教学内容建设。
更为值得注意的问题是,由于一些高校“大学计算机基础”教学内容改革的滞后,使得相关学校的教学主管部门开始质疑该课程设置的必要性,有的已经开始将“大学计算机基础”课程从必修改为选修,或者干脆只保留了程序设计类课程。
归根结底,我们必须正视以上问题。能够解决上述问题的关键就是“计算思维”。如果将计算机作为机器,它是一种工具,是具有计算功能的工具;但是,它依赖的科学基础并不是机器本身。这就是把计算机称为“科学的机器”以及把其学科称为“机器的科学”的原因。计算思维反映了计算机学科最本质的特征和最核心的方法。将计算思维能力培养作为计算机基础教学的核心任务,不仅紧紧围绕现有计算机基础教学的根本任务和核心知识内容,而且反映了计算机学科的本质,也体现了通识教育应有的特征[3]。因此,需要全面正确理解计算思维,并运用计算思维的思想对“大学计算机基础”课程的教学内容进行重构。
二、计算思维的核心方法是“构造”
正如陈国良院士等专家所指出的那样:“计算思维不是今天才有,早就存在于中国的古代数学之中,只不过周以真教授使之清晰化和系统化了”[4]。卡内基·梅隆大学(CMU)周以真(Jeannette M. Wing)教授认为“计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动”[5]。按照周以真教授对计算思维的解释,计算思维建立在计算过程的能力和限制之上,由人或机器执行。这一点特别重要:并非所有计算过程都是由计算机完成的。进一步而言,计算思维最根本的内容,即其本质是抽象(Abstraction)和自动化(Automation)。
现实意义上的计算思维的基础是计算机学科。计算机学科既是构造计算机器的学科也是基于计算机器进行问题求解的学科。从问题求解的角度看,计算机学科所涉及的问题求解均是基于一定计算模型(环境,包括计算机器)和约束上的问题求解。这里所说的计算环境,并非是单一的机器层次上的,而是存在不同层次的计算环境。计算机学科不同的研究领域可以理解为在不同计算环境中的问题求解。例如,在抽象级上的图灵机研究;在指令级上的硬件设计;在语言级上的程序设计;在系统级上的操作系统、数据库设计以及应用软件设计,等等。
无论面向什么层次的计算环境,问题求解首先需要解决的是问题的表示,例如编码/解码和建模等都是典型的例子。只有这样才能够建立计算环境所能理解的基本计算对象,进而为基于计算环境的问题求解提供可能。进一步需要设计问题求解过程,典型的方法有:约简、嵌入、转化、仿真、递归、并行、启发式推理、平衡与折中等。最后需要验证以确定计算过程的正确性与效率,典型方法有预防、保护、冗余、容错、纠错等,其中还需要多维度(时间、空间、简洁、社会、成本)考量计算的效率。
因此,从本质上说,计算思维的核心方法是“构造”(Construct)。这里面包括了三种构造形态:对象构造、过程构造和验证构造[3]。对象构造是面向计算过程中的各种对象,例如指令、硬件系统、数据组织、程序函数/组件、系统软件等;过程构造是基于对象的计算形态的构造,例如指令的执行、算法(涉及数据组织和语言)、计算资源调度、分布式处理、软件工程等;验证构造则是针对前述两个构造的有效性分析,包括测试与分析、系统安全性、可靠性及对社会的影响等。因此,计算思维能力的重要表现就在于培养其构造能力。
进一步地讲,我们可以将计算机学科的12个重复出现的基本概念[6],与“构造”进行关联分析。可以认为这些12个基本概念实际上就是针对对象构造、过程构造和验证构造的不同的方法与原则[3]。
从学科思维角度看,与计算机学科关系最密切的传统思维方法主要是数学思维、逻辑思维和工程思维。计算思维不是一种孤立的思维,在不同层次(环境)上的问题求解也体现了传统思维的许多特征。如下图所示。
计算思维与传统思维图
抽象级(如图灵机)的问题求解具有数学思维的特征,指令/语言级上的问题求解(如程序设计)具有明显的逻辑思维特征,而在系统级的问题求解中则大量应用了工程思维方法。实际上,也可以把数学思维、逻辑思维、工程思维中的相关思想映射到计算机学科相对应的理论、抽象和设计的相关形态上。
和计算机科学与技术专业能力培养不同的是,计算机基础教学层次上的计算思维能力培养不需要也不可能涉及计算思维的方方面面,而应该面向各专业计算机应用需求,培养学生基本的计算思维能力。主要体现在3个方面,即:对计算机的认知能力,具有判断和选择计算机工具与方法的能力(包括运用信息技术的学习能力等)以及运用计算机解决专业问题的能力。
三、教学内容组织
近年来,许多高校对大学计算机基础课程教学内容进行了大力度的改革,突破了过去那种以计算机应用技能培养为主的教学模式,取而代之的是更多地教授计算机系统知识,更加突出课程的基础性。但是,面对纷繁复杂的计算机专业词汇,如果没有厘清相关的内容体系,无疑将使得学生从“不要学”变成“不会学”,因为即使一个计算机专业的学生要弄清那么多名词、概念也不是一件容易的事。
“大学计算机基础”是高校极为重要的一门计算机基础类课程。该课程内容的改革应该围绕计算思维的核心思想,梳理和删减现有课程教学内容,避免概念的堆积,建立围绕计算思维核心思想的内容组织体系,突出核心的基础内容。
基于上述分析,我们认为“大学计算机基础”教学内容应该涉及抽象级、指令级、语言级以及系统级的典型计算环境,使学生对这些计算环境的基本原理以及基本问题求解方法有所认识,进而从中了解从计算思维的基本方法,培养计算思维的基本能力。因此,下面是我们基于上述思路提出的一种教学内容组织架构。
1.计算的历史与影响。介绍人类追求自动计算的发展历程以及现代计算机技术对经济发展和人类社会进步所带来的影响。今天的计算机从最初的机器发展成为一门学科是人类智慧、想象力发挥到极致的体现。计算机学科与其他各门学科的结合,改进了研究工具和研究方法,促进了各门学科的发展。现在,计算科学已经成为推动人类社会文明进步与科技发展的三大手段之一。
2.计算模型。这是对计算机的高度抽象,最为经典的模型为图灵机/波斯特模型(Turing/Post Model),解释了机器的计算能力及其局限性,同时它还是研究算法的重要工具。按照图灵-丘奇命题,所有可计算的都是图灵机可以执行的。
3.处理器模型。以指令为基础理解具有程序能力的自动计算过程,进而理解现代计算机模型(也被叫做冯·诺依曼模型)。
4.信息的编码与存储。信息的编码与存储是问题表示的基础,也是应用计算机求解问题最基础和核心的工作。通过介绍数制(进制)、逻辑代数和典型数据的编码与组织方法,了解数据在计算机中的基本表示和存储,包括存储器结构和数据的基本组织关系。
5.算法和程序。算法是计算机科学的核心和精髓。通过理解算法的表示与评价、基本算法以及程序的基本控制结构,初步理解计算机解决问题的自动实现过程。
6.操作系统。作为计算平台的操作系统,无疑是计算机软件系统中最为重要的软件,也是构建系统的平台基础。这一部分的内容组织不是基于如何使用操作系统,而是需要理解它是如何解决计算资源的竞争问题,高效实现资源共享与分配等。
7.计算机网络。某种意义上,最为吸引大学生的计算机应用技术就是网络。网络是一个集计算机、通信于一体实现资源共享和信息传递的计算环境。网络技术日新月异,网络的核心思想应该是解决资源共享和信息交换中的“约定”问题以及可靠传递问题。
在以上内容中,“计算的历史与影响”从历史和现实的角度认识计算机技术的影响和作用;“计算模型”在抽象级计算环境上理解计算的基本原理;“处理器模型”则展现指令级计算环境的基本构成,进而理解现代计算机的基本工作原理;“算法和程序”则从语言级计算环境角度说明计算的基本过程和方法,使学生了解计算机问题求解的基本方法;“操作系统”和“计算机网络”都是典型的系统级计算环境,涉及同一物理机中计算资源竞争问题和不同物理机间信息交换问题的解决思路和基本方法,其中也包含了系统效率与验证这些基本的工程方法;“信息编码和存储”是计算机问题求解的基础,也是最基本的计算对象构造。这些内容涉及不同层面的计算环境的基本构造方法以及对象构造、过程构造和验证构造等基本构造内容,是计算思维最基础和核心的内容。
以上归纳,并非完全是教材的章节,也不完全是课堂教学的顺序,而是一个教学内容组织架构。在具体课程教学中,需要根据这个架构,对每部分内容给予合适的描述,使之能够被正确理解。
四、教学实施:以“计算机网络”为例
前面我们设计了一个基于计算思维的“大学计算机基础”课程教学内容组织架构。从整体上看,这个架构所包含的内容与许多高校现有课程的教学内容有较大的重叠和相似。但基于计算思维的计算机基础教学内容改革不仅仅是教学内容体系的梳理,更重要的是在各部分内容的具体教学中如何组织和呈现相应的教学内容,使学生通过学习理解计算思维的基本方法,而不是简单的概念堆积和知识堆积。
我们认为,较为合适的教学过程应该是围绕问题求解的基本过程。即通过问题的引入,寻求解决问题的思路,进而引出问题的解决方法或实现方法,使学生了解相关内容的核心问题和核心解决方法。这里以“计算机网络”部分的教学为例,分析说明相关教学内容的实施方法。
1.问题引入。网络是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机用通信设备和通信线路连接起来,以实现资源共享和信息传递的系统。因此,网络系统需要解决的核心问题有:收发端的识别(谁收发信息)、内容识别(收发什么信息)、信息传递路径(路由选择)、信息传递的安全性和完整保障(容错技术、较验技术、身份认证)等。在网络技术的每一个环节,都可以通过适当的问题引出各种可能的解决方案以及对最合适、最有效同时也是最经济的方案的选择。因此,网络中的各知识点本身都是问题所致的,也是应该通过问题引入解决方案进而成为技术的。
2.解决思路。解决上述网络核心问题最主要的思路就是“约定”,不同机器之间有了统一的约定之后就可以方便地识别谁发送了什么信息。这种约定在网络技术里就是各种各样的协议。所以,在网络技术中最为经典的表述就是“有网络必有通信,有通信必有协议”。为了减少网络协议设计的复杂性,网络设计者并不是设计一个单一、巨大的协议来满足所有的网络通信要求,而是采用把通信问题划分为许多个小问题,并相应设计单独的协议,使得每个协议的设计、分析、编码和测试都比较容易。网络分层模型就是这种思想的体现,也体现了约简、分解、调度、折中等计算思维的思想。
3.现有实现。网络分层模型在目前实际网络应用中就是OSI/Internet模型,前者是7层协议模型,后者是4层结构。在现实应用中,网络有不同的类型,比如按照网络的覆盖范围有:局域网、城域网、广域网和互联网等。
4.进一步发问。可以进一步地深入分析网络问题,例如:IP是实现收发端识别的基本方法,但当IP地址濒临枯竭,就需要有新的解决方案,如动态IP、IP6等;如果联网的机器过多,那么就会出现通信中的瓶颈,如何解决?这就是网络规模问题,现行的解决方案是设立A、B、C三类网络,以适应不同规模。
层出不穷的网络应用,从技术层面,并没有新的技术,只是各种技术的综合运用,例如Web2.0。在学习了网络的基本知识以后,再通过回溯的方法思考“网络模型”,也许能够使学习者有豁然开朗之感。有关虚拟世界的议论,很大程度上是社会问题,而不是技术本身,因此通过问题引入的学习,不但能够使得学生对具体的技术有所了解,也能够了解到许多网络问题并非是技术问题,但是和技术相关的。这种学习能够使得学习者的视野得到开拓。
以上是以计算机网络为例,分析我们运用计算思维指导计算机基础课程教学的思路。因此,可以将“大学计算机基础”课程教学内容的设计定位于一个适当的高度:围绕计算思维相关的内容体系,结合应用实例和解决问题的过程,在较高的层次上去理解计算过程、计算原理和相关方法。
事实上,无论以何种方法或途径组织计算机基础知识,最终对学习者而言需要把对计算机的感性认识以及使用计算机的激情引导到培养计算思维能力上来。希望学习者在今后的专业学习或者工作中,遇到专业问题能够较为熟练且习惯于思考“如果让计算机来处理这些问题,那么应该如何做”。一个训练有素的专业人员,不但需要知道计算机是如何组成的,也需要知道如何通过抽象表达问题,进而实现自动化处理,同样也需要知道哪些问题是计算机可以解决、哪些问题是计算机不能够解决的。这些就是大学计算机基础课程教学需要达到的教学目标。
参考文献:
[1] 九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明[J]. 中国大学教学,2010(9).
[2] 教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会. 高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求[M]. 北京:高等教育出版社,2009.
[3] 何钦铭,陆汉权,冯博琴. 计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养[J]. 中国大学教学,2010(9).
[4] 陈国良,董荣胜. 计算思维与大学计算机基础教育[J]. 中国大学教学,2011(1).
[5] Jeannette M. Wing. Computational Thinking[J]. Communications of ACM, 2006, 49(3): 33-35 .
[6] 中国计算机科学与技术学科教程[M]. 北京:清华大学出版社,2002.
计算机组成原理课程设计
总结报告
设计题目:基本模型机的模拟设计与实现 子 题 目:外部中断控制流水灯、蜂鸣器 学生姓名: 院
别: 专
业: 班
级: 学
号: 指导教师:
2011 年 7 月 5日
大庆师范学院
课 程 设 计 任 务 书
题目 基本模型机的模拟设计与实现 主要内容:
对基本模型机的设计与实现,能够自己设计机器指令并且能够翻译为微程序,并能将机器指令和微程序分别打入模拟机的内存和控制存储其中,并通过程序调试能将所编写的程序正确运行。
参考资料:《计算机组成原理》 唐朔飞著
《计算机组成原理》 白中英著
《计算机组成原理实验指导》
完 成 期 限:
一周指导教师签名:
2011年 7 月5日
大庆师范学院本科毕业论文(设计)
大庆师范学院本科毕业论文(设计)
目录
一、设计目标……………………………………………………………………1
二、采用设备……………………………………………………………………1
三、设计的原理…………………………………………………………………1 3.1 单片机
……………………………………………………………………1 3.2中断方式 …………………………………………………………………2 3.3实现控制LED和蜂鸣器的原理……………………………………………3
四、逻辑电路图……………………………………………………………… 3 4.1LED小灯原理图…………………………………………………………… 3 4.2扬声器原理图 …………………………………………………………… 3 4.3单片机的独立按键原理图 ……………………………………………… 4
五、程序代码
…………………………………………………………………4 5.1C语言的特点及选择 ………………………………………………………4 5.2 程序代
……………………………………………………………………5
六、调试情况……………………………………………………………………5 6.1在keil环境下,编写外部中断的程序 …………………………………6 6.2软件调试的步骤
…………………………………………………………6
七、心得体会
…………………………………………………………………6
八、参考文献……………………………………………………………………7
大庆师范学院本科毕业论文(设计)
摘要:本文介绍了在89c51单片机系统中设计外部中断流水灯、蜂鸣器的一种方法。
关键词:中断;LED;蜂鸣器
一、设计目标
通过本次课题设计,应用《单片机原理及应用》等所学相关知识及查阅资料,完成简易的外部中断设计,以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。
通过本次设计的训练,可以使我在基本思路和基本方法上对基于STC-89C52单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识,加深对理论方面的理解。了解软硬件的有关知识,并掌握软硬件设计过程、方法及实现,并具备一定程度的设计能力。为以后设计和实现应用系统打下良好基础。
二、采用设备
由于单片机集成了运算器电路、控制电路、存储器、中断系统、定时器/计数器以及输入/输出口电路等,所以用单片机设计控制电路省去了很多分立元器件。由于单片机是可编程芯片,并且它可以运用C语言编写,对于一些功能,可以调用C语言库函数。使编写程序变得非常简单。所以该课题用单片机实现,不仅功能易于实现,而且精确度高,稳定性好,抗干扰能力强。并且由于其成本低、体积小、技术成熟和功耗小等优点,且技术比较成熟。性价比也相当高。
综上所述,并通过各个方面综合比较为达到最佳效果。我采用本系统就是充分利用了89C52芯片的I/O引脚。系统以采用52系列单片机STC-89C52为中心器件来设计的外部中断,实现了中断程序为LED灯灭、蜂鸣器响声停止功能,中断程序由本人独立完成。
三、设计的原理
3.1、用89C52单片机试验仪来实现
大庆师范学院本科毕业论文(设计)
本课题用到的是89C52单片机试验仪,主要元件为89C52单片机、LED灯,键盘,蜂鸣器等。
89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的89C52单片机可提供许多较复杂系统控制应用场合。
89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程。
图1.AT89C52引脚图
3.2 中断传送方式:
中断方式则是在外设为数据传送做好准备之后,就向CPU发出中断请求信号(相当于通知CPU)。CPU接收到中断请求信号之后立即作出响应,暂停正在执行的原程序(主程序),而转去外设的数据输入输出服务,待服务完之后,程序返回。CPU再继续执行被中断的原程序。
外部中断
外部中断是指从单片机外部引脚输入请求信号。输入/输出的中断请求、实时事件的中断请求、掉电和设备故障的中断请求都可以作为外部中断源,从引脚INT0、INT1输入。
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外部中断请求、有两种触发方式:电平触发及跳变(边沿)触发。这两种触发方式可以通过对特殊功能寄存器TCON编程来选择。
3.3实现控制LED和蜂鸣器的原理
LED灯为共阳极接法,其阴极分别接P0口的八个输出。P0口各位送低电平,对应各口的LED灯亮。蜂鸣器有P1.5口控制,低电平时响,高电平时不响。P0口作为输出口,用来控制LED的亮灭,要使其亮只需要让P0.0-P0.7口保持低电平就可以使8个灯亮起来。同时通过P1.5端控制蜂鸣器发生,当1.5输出低电平时候使蜂鸣器发出声音,按下按键可调节P0的高低电平,从而控制程序中LED灯的亮灭和蜂鸣器的声音。
四、逻辑电路图
4.1LED小灯原理图
4.2扬声器原理图
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图3.扬声器电路
4.3单片机的独立按键原理图
图4.独立按键电路图
五、软件设计
5.1、C语言的特点及选择
C语言它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是计算机最基本的工作单元。语言简洁,使用方便,灵活,运算丰富,表达化类型多样化,数据结构类型丰
大庆师范学院本科毕业论文(设计)
富,具有结构化的控制语句,程序设计自由度大,有很好的可重用性,可移植性等特点。在本设计中采用C语言编写软件程序。
5.2 程序代码
#include
void delay(int z){ }
void main(){
} TCON=0;//TCON取值0或1时,对中断的现象不同 EA=1;//开总中断 EX0=1;//开外中断 0 while(1){ P0=0;
} delay(6000);//延时 P0=0xFF;delay(6000);//延时 for(m=0;m 六、调试情况 大庆师范学院本科毕业论文(设计) 6.1在keil环境下,编写外部中断的程序。 掌握开发系统界面的各个组成部分以及提供给我们的各种不同的调试工具,文件操作等内容。掌握使开发系统连机调试的基础知识。 6.2软件调试的步骤 软件调试一般分为以下四个阶段: 1、编写程序并查错; 2、在C语言的编译系统中编译源程序 3、对程序进行编译连接,并及时发现程序中存在的错误; 4、改正错误。 在软件调试过程中,对出现的错误进行了认真的分析和修改,多次调试成功后,能够很好的达到既定的设计效果。 七、心得体会 经过一周的努力,终于完成了这次学期的《计算机组成原理》科目的课程设计.虽然只有短短的一周,但是缺感觉学到了很多东西.这次单片机课程设计不仅巩固了以前所学过的知识,一方面通过C51单片机等一些器件的设计让我学习和掌握了单片机技术的基础知识和技术要点,也使以前学的很多知识都得到了运用。熟悉Keil C51编程平台及相关c语言编程软件,另一方面在WORD中进行编辑,这个过程中让我掌握了计算机辅助的设计技术。而且学到了很多在书本上没有学到过的知识,掌握了一种系统的研究方法,可以进行一些简单的编程。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的 理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,对软件、硬件方面的许多知识掌握得不够牢固。我会在以后的学习中不断学习,积累经验,超越自己。 总之,经过一个周的试验我受益匪浅,同时我还要感谢老师对我们的耐心指导,帮我们分析解决了许多棘手的问题,也为我拓展思路提供了很好的指导。 大庆师范学院本科毕业论文(设计) 参考文献 学院河北工业大学设计人 于涵 某市电业局网络规划 一、规划背景问题描述、计算机网络规划需求分析 背景问题: 某市电业局新办公楼高16层,共计有160个房间。主楼的南面是附楼,附楼高2层,每层有6个房间,共38个信息点。原电业局办公楼(老楼)离新办公楼约0.7公里,高5层。该市A区供电局与局新大楼相距100米,其他四个区的供电局(B区、C区、D区、E区)离局新大楼20公里以上。修验厂在老楼院内,离老楼约100米。油务楼、保护仪表间距离老楼分别为150米、130米。油务楼周围还有物资仓库、高压试验楼、修验厂房各有2个信息点,距离在80米之内。 局新大楼一期网络工程可上网约120个信息点,老楼计算机应用已有一定规模和水平,目前已有48个信息点。 需求分析: 随着生产发展,对工作效率和管理水平现代化要求的提高,对数据流畅通和信息共享提出了更高的要求: 根据具体情况,在计算机网络的规划、设计和实施中遵循以下原则: 充分考虑业务需求和业务发展趋势,具有实用性、灵活性、安全性、先进性。 整个网络建设应具备连续性,要保护现有的投资,充分利用现有的计算机资源和通讯资源。网络的可靠性要高,在考虑现有的通讯网络的基础上,计算机网的拓扑结构应尽量采用稳定可靠的结构形式,冗余备份以保证整个网络的高可靠性。 网络应具有高度的开放性,即对设备的技术开放和对其他网络的接入开放(如:Internet)。经济实用性,设备的选型应有最优的性能价格比,以最省的投资实现尽可能多的功能。易于操作和工程实施,立足于实际。 1)对市电业局网络系统进行总体设计。 2)保留原有计算机软硬件资源,让MIS原有功能模块或子系统仍能继续运行。 3)解决全市局范围内的网络通信、办公自动化等问题,使网络系统性能、计算机应用水平达到一个新水平。 4)考虑到今后的发展、扩充和先进技术的应用,一次布线后新楼最大可供500个信息点联网,老楼最大可供200个信息点联网。 二、网络总体方案设计、方案特点 考虑到以上用户需求,应以星型及树型拓扑结构为主体构建网络。 局域网的主交换机设置在新建大楼内,新楼共设21个Hub记为 Hub101—Hub121。每个Hub可连接24个终端设备。其中Hub101—Hub120为各终端提供10M的带宽。而Hub121可为终端提供100M带宽,以负责为报告厅、会议室之类对网速要求较高的信息点提供服务。由于新旧两个楼区距离较远,所以将旧楼区的各信息点组建为一个小网络后在接入新楼网络。旧楼内共设9个Hub,记为Hub201—Hub209。每个Hub亦可接入24/8个终端设备。并将油务楼、保护仪表间、物资仓库、高压实验楼、修验厂房的信息点组建为树型结构后连接旧楼Switch。 网内的一些重要组成部分,如DNS、File Server、Date Server等。可直接与Core Switch相 连。 因A区供电句居新楼较近,所以直接将A区网络接入电业局网络。同时B、C、D、E区通过Internet实现与电业局网的连通。考虑到当前情况,新楼区只开通Hub101—Hub104、Hub121。旧楼区只开通Hub201、Hub202。并将原有MIS服务器、数据库等硬件设备搬往新建大楼。(具体拓扑结构见报告尾部附图。) 三、网络体系结构设计 当今主要流行的网络有ATM、FDDI、千兆以太。虽然每一种网络技术都有它的长处和弱点,但是网络管理员在选择时应考虑保护现有投资与其他网络的接口、后续支持的费用、服务质量保证和兼容性等问题,综合考虑,千兆以太网最适合。因为它已经成熟,被大量使用,它的交换路由器已商品化,有众多产品面市。从发展趋势上看,10/100/1000Mbps以太将用来构成宽带网的外围,经由交换路由器与SDH WAN骨干网连接。这种从机顶盒、台式机、局域网、城域网到广域网使用统一的以太结构,运行统一的IP协议,中间没有任何格式的协议转换,一气呵成,真正做到无缝连接。这样既可保证高效率、高性能,又大大简化了设备、降低了成本,远远优于其他网络。目前以以太网为基础的IP网快速成长,已成为主流.因而在此拓扑方案中,以1000Base-LX的千兆以太网为主干网络。并以100Base-T快速以太到Hub,10Base-T以太到桌面的形式。满足用户对高速数据交换及低成本的要求。 四、通信媒体 新楼与旧楼间采用9um单模光纤建立1000Base-LX千兆以太连接。新楼的Hub121 与 Core Switch间采用150Ω平衡屏蔽双绞线建立1000Base-CX千兆以太连接(如附图中红色网线所示) 其它各Hub与Switch及A区Switch与 Core Switch间均使用双绞线建立100Base-T的快速以太连接。油务楼、修验厂房Switch与旧楼间采用光纤建立100Base-T的快速以太连接。(如附图中橙色网线所示) 终端设备与Hub间的连接采用非屏蔽双绞线建立10Bsse-T的以太连接。与Hub121连接的各终端设备使用双绞线建立100Base-T的快速以太连接。(如附图中黑色网线所示) 五、节点规模设计 中心主交换机: 要求具有千兆交换技术,背板带宽达3.5GB以上、有2个以上GBIC光纤口、有25个以上100MB RJ45口、支持第三层交换的虚网路由(VLAN)。新、旧楼各1个。本方案推荐使用CISCO Catalyst 4003交换机并配置其他扩展模块。 CISCO Catalyst4003交换机是CISCO公司最新推出的千兆以太网交换机,它具有先进的千兆交换技术,背板带宽达24GB、支持第三层交换的虚网路由(VLAN)。该设备提供了3个模块插槽,并集成了Supervisor I模块和两个风扇。Catalyst 4003交换机共配置2个模块: 1)Catalyst 4000 E/FE/GE Module, 2-GE(GBIC),32-10/100 L3模块; 2)Catalyst 4000 E/FE/GE Module, 2-GE(GBIC),32-10/100模块; 采用Catalyst 3524交换机提供24个10/100M(RJ45)口,2个GBIC千兆上行口,与Catalyst 4003相连。 这样使整个网络中心的中央交换机共具有6个GBIC光纤口;88个10/100M(RJ45)口;并具有第三层交换的虚网路由功能。第二级交换机: 背板带宽达0.5GB以上、1个GBIC千兆上行口、提供6个以上10/100MR J45口。电业局2个,A、B、C、D、E区供电局各1个。 本方案推荐采用CISCO Catalyst 3500 系列交换机100M接入网络中心的解决方案。CISCO Catalyst 3500:固定配置10/100和千兆位以太网交换机1、12或24个10/100端口及2个基于GBIC的千兆位以太网端口2、8个基于GBIC的端口(3508G XL) 3、通过Giga Stack GBIC可以堆叠9个交换机 4、Cisco交换机集群功能 5、管理化Hub: 有源Hub类似于无源Hub,但它具可对传输信号再生和放大从而扩展介质长度的功能。共享式Hub提供了所有连接点的站点间共享一个最大频宽。并且不过滤或重新生成信号,所有与之相连的站点必须以同一速度工作(10Mbps或100Mbps)。所以共享式Hub比切换式Hub价格便宜。 所以本方案中用到的Hub全部为有源共享式Hub。24/8个10/100M(RJ45)口、10/100MB上行口。一期工程新楼5个(24*5),旧楼2个(24*2),物资仓库、高压试验楼、修验厂房各1个(8*1);最终工程新楼21个(24*21),旧楼9个(24*8+8*1),物资仓库、高压试验楼、修验厂房各1个(8*1)。推荐选用CISCO Fast Hub 400 10/100 系列。24口29个,8口4个。 六、网络服务器、工作站选型与配置 服务器选择: 本方案将使用网络原有服务器,并对其进行适当硬件升级。它们分别承担WEB、Proxy、DNS、Email、VOD、MIS系统服务器等的功能。立足于网络实际需求,并尽量采用当今较为先进的配置方法,亦可节省预算、避免浪费。工作站配置: 本方案推荐向国内著名品牌攒机商(如:联想、长城等)定制工作站,以保证有较高性能、稳定性、合理价格及良好的售后服务。 主要部件配置为:CPU——Athlon2500+,这是目前最据性价比的CPU,且其所具有的高性能,足以对日常办公应付自如。主板——采用SIS746FX芯片组的主板,此芯片组在各项性能参数方面已非常出色,其独特的设计使得在磁盘传输方面的表现达到了极其优秀的程度,非常适合于商业需求。硬盘——ST40G。内存——HY DDR333 256M。显示器——17寸纯平显示器,并可为局内领导、各部门主管升级为15寸液晶显示器。此外为网络配置网络打印机,以满足共享打印的需求。 七、网络操作系统、数据库、网络管理软件选择与配置 操作系统: Windows.NET Server是在Windows 2000的基础上建立的,其改进和增强的功能,可使用户充分利用Microsoft.NET软件自动配置的优点。它是Microsoft提供的最全面、功能最强大以及最灵活的服务器操作系统。Windows.NET Server实现了与基于Windows 2000的服务器的全面交互作用。……并可立即获得增强的管理功能、可靠性、安全性、性能和集成的XML Web服务所带来的好处。Windows.NET Server提供四个主要优点,使你可以: (1)在最可靠的服务器上开展你的业务:……它是Microsoft提供的最全面、功能最强大以及最灵活的计算结构。…… (2)在高效的开发平台上生成商业应用程序:……开发人员可以使用Web服务和托管代码直 接在应用程序服务器上生成应用程序,然后在任何Web应用程序平台上运行它们。 (3)增强了工作站间的通信和合作:……工作站可以随时随地在任何设备上访问信息,从而提高了企业的生产率。 (4)安全连接到你的客户:…… 数据库: 数据库费用 My SQL 免费 使用操作系统 使用Linux、免费(可安装在Windows下) Linux下稳定性好 Windows下存在一 定问题 SQL Server Oracle 费用按连接 计算,价格较高 费用按数据 库所在的腥 务器的主频 和内存支持 程度计算,价格高 Windows NT 或者Win2000 Linux WinNT或者 Win2000 兼容性好 终端文字操作方式或图形化操作界面.并有很多第三方控制软件 完全兼容 终端文字操作方式 或图形化操作界面 良好的技术支持和文档、学习资料齐全 良好的技术支持和文档、学习资料齐全 终端文字操作方式,学习和使用难度大 技术支持不完善,问题一般依靠自己解决 兼容性 易用性 技术支持 上述三种数据库系统在体系上、操作上都具有很多相似的地方,但又各有不同。考虑选择合适的数据库系统,首先应该从实际应用的角度出发。因为不同的数据库价格差异极大(同品牌的数据库也会因为其支持程度的不同存在很大的价格差异),完全没有必要为不需要的功能付出过多的费用。除此之外,还需要考虑数据库的易用性(人机界面)稳定性以及兼容性、技术支持等方面的因素,我们可以从附表中得到一个大体的印象。 另外,还必须考虑数据库系统与操作系统以及原有(或者是技术人员熟悉的)编程工具以及。原有系统之间的配合,对于有商业价值或者对数据库有特殊要求的数据库系统,还 必须要考虑到数据库的速度、所提供的最大访问量以及备份和恢复能力等因素。但是无论采用哪一种数据库都应该以经济实用为本! 网络管理软件: 3Com公司的Network Supervisor Version 3.5版本……可以使网络管理人员加强对网络设备管理的控制能力,防止假冒的管理者对设备配置随意改动。……能够以IP子网的形式或者简单的第二层视图的方式来向网络管理人员展示网络图,……利用开放的网络管理平台进行网络管理……使网络的管理人员能够更加集中地对网络运行状态进行监控。 ……通过图形化方式来发现、映射并且展示网络中的各种链路配置以及IP设备分布情况,……能够轻松地对网络所承受的流量压力进行监控、设定极限与告警、观察网络事件、以用户所要求的格式生成监测报告并运行各类设备配置工具。综上所述,本方案选择Windows.NET Server 为网络操作系统,选择SQL Server 为数据库软件。选用Network Supervisor Version为网络管理软件。 摘自 《3Com在设计院网络的应用方案》 [3] 摘自 北京市煤气热力工程设计院 王晓波《浅谈设计院网络实施》 摘自 上海利普计算机有限责任公司.cn [4] 参考自《CISCO 交换机和集线器一览表》 摘自 电脑报2002年合订本(上)《Windows.NET Server 服务器管理简明教程》 [6] 作者指导老师 一、信息技术与计算机基础知识 (一)计算机的发展划分为四代: 第一代:(约1946~1957年)电子管计算机,使用机器语言,主要用于科学计算,运算速度几十至几万次; 第二代:(约1957~1964年)晶体管计算机,使用高级语言(FORTRAN、ALGOL、COBOL等),用于数据处理和自动控制,运算速度几十万次; 第三代:(约1965~1972年)中小规模集成电路计算机,使用操作系统,应用到许多领域,运算速度几百万次; 第四代:(约1971年至今)大规模集成电路和超大规模集成电路计算机,使用日益广泛,运算速度几百万至几亿次; (二)计算机的发展趋势 1.计算机速度继续提高; 2.计算机体积不断缩小; 3.计算机价格持续下降; 4.计算机的信息处理功能走向多媒体化; 5.计算机应用进入“网络计算时代”。 (三)计算机由五部分组成: 运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 二、Windows XP操作系统 软件包括:程序、数据和文档这三部分。 系统软件(有关管理、控制、维护计算机):操作系统+语言处理程序+服务性程序+数据库管理系统。 操作系统功能:(管理所有硬件和软件,支持软件运行)cpu管理,存储器管理,外部设备管理,文件管理 三、文字处理软件Word2003的使用 Word软件是电子文档应用软件,提供办公文档,排版,处理数据,建立表格等多项操作功能及直观灵活、易学易用的操作环境。在现实生活当中有着极为重要的应用,掌握这软件的应用对于我们平时对文档的创作,修改,完结具有很重要的作用,也是 对大一所学知识的一次检验。现代社会常用的文件很少有手写,大部分需要通过office完成。熟练的掌握也是大学生必备的一项技能。 四、电子表格软件Excel2003的使用 Excel电子表格软件提供数据运算、统计分析、图形处理等多项操作功能。通过此软件,可以使庞大的数据显得井井有条,节省了大量的时间,也可以轻易的根据自己的需要,筛选和汇总相应的数据,使数据很清晰的呈现在我们的眼前,便于管理和使用。 五、演示文稿制作软件PowerPoint2003的使用 PowerPoint在我们平时的学习和成果展示中应用很频繁,尤其是在现在的教学中。因此,学习制作美观大方的幻灯片成为了现代学习中一项很基本的操作。此软件能够制作出集文字、图形、图像、声音以及视频剪辑等多媒体元素于一体的演示文稿。先确定好一个主题,选择不同幻灯片,将不同的图片设为幻灯片背景,完成后编辑动画效果即可。 六、计算机网络基础及Internet (一)计算机网络的定义: 计算机网络是通信技术与计算机技术相结合的产物,是以资源共享为主要目的、以通信媒体互连起来的计算机的集合。 (二)计算机网络的特点: 1、计算机网络是由多台计算机组成的一个群体。 2、网络中的计算机通过一定的通信媒体互相连接在一起,彼此之间可以交换信息。 3、网络中的每台计算机是独立的。 4、网络中的计算机之间的通信是通过通信协议来实现的。 (三)计算机网络的应用: 1、资源共享 2、提高计算机处理能力的可靠性与可用性 3、进行分布处理 4、进行实时控制或集中汇总 5、其他用途 (四)计算机网络的分类 1.按通信距离的远近分: (1)广域网(2)城域网(3)局域网.按交换技术的不同分: (1)线路交换网(2)分组交换网 3.按计算机网络的拓扑结构分: (1)总线网(2)环形(3)星形网 4.按传输媒体的不同分: (1)有线网(2)无线网 5.其他分类: (1)公共数据网(2)专用网(3)音频线路网(4)高速线路网等 (五)Outlook Express的配置及收发邮件的方法 电子邮件是20世纪70年代出现的新型通信手段,它既改变了人们传统的通信方式,也改变了人们关于距离的概念。电子邮件(E-Mail)是Internet上使用得最广泛的一种服务。 七、网页制作软件FrontPage2003的使用 FrontPage 2003 是一种网站创建和管理程序,可帮助您创建功能强大的网站。FrontPage 2003 提供了功能增强的设计环境、新的布局和设计工具、模板以及改进的主题 — 这一切都旨在帮助实现您的网站设想,而且您无须掌握 HTML 知识。FrontPage 2003 提供了一个功能增强的创作环境,具有新的图形功能、规则的 HTML 以及更多基于代码的控件。 八、数据库原理与Access2003的使用Access2003在很多地方得到广泛使用,例如小型企业,大公司的部门,和喜爱编程的开发人员专门利用它来制作处理数据的桌面系统。它的使用方便程度和强大的设计工具为初级程序员提供许多功能。Accesss2003能有效的组织、管理和共享数据库信息,能把数据库信息与web结合在一起,实现数据库信息的共享。同实,Access概念清晰,简单易学、实用是适合企业管理人员、数据库管理员使用的首选。我觉得学习了这个,对我参加工作后制表、创建查询、数据分析和材料演示都有很大的作用,这样,我们能更清楚的了解信息并进行分析。 九、信息安全基础 (一)病毒的危害 1. 减少存储器的可用空间;2.使用无效的指令串与正常运行程序争夺CPU时间;3.破坏存储器中的数据信息;4.破坏相连网络中的各项资源;(5)构成系统死循环;6.肆意更改、破坏各类文件和数据;7.破坏系统I/O功能;8.彻底毁灭软件系统。9.用借读数据更改主板上可檫写型BIOS芯片,造成系统崩溃或主板损坏;10.造成磁头在硬盘某些点上死读,从而破坏硬盘。计算机病毒通过这几种危害形式,给计算机造成的灾害是巨大的。这方面的事例数不胜数。 (二)网络安全 网络安全,是计算机信息系统安全的一个重要方面。如同打开了的潘多拉魔盒,计算机系统的互联,在大大扩展信息资源的共享空间的同时,也将其本身暴露在更多恶意攻击之下。如何保证网络信息存储、处理的安全和信息传输的安全的问题,就是我们所谓的计算机网络安全。信息安全是指防止信息财产被故意的或偶然的非法授权泄露、更改、破坏或使信息被非法系统辩识、控制;确保信息的保密性、完整性、可用性、可控性。信息安全包括操作系统安全、数据库安全、网络安全、病毒防护、访问控制、加密和鉴别七个方面。 关键词:大学计算机课程,考试平台,需求分析,评分 1 引言 我国现代化建设要求高校以培养应用型复合型人才为主要目标, 要求学生具有较高的计算机应用能力, 不仅要掌握计算机操作能力, 而且要掌握使用计算机高级语言进行程序设计的基本思想和方法。学生计算机应用能力的培养是一个循序渐进的过程, 需要各层次计算机教育相互联系、呼应和铺垫, 在四年学习中不断地进行计算机系列课程的教育、培养, 使具备一定计算机基础的学生很容易拓宽自己的计算机知识范围, 成长为“一专多能”的复合型人才。 学生的学习情况主要通过考试来反映, 传统的高校计算机课程考试, 要求老师编写试卷、印试卷、安排考试、监考、收集试卷、评改试卷、讲评试卷和分析试卷, 这是一个非常烦琐的过程, 需要大量人力、物力与时间的投入, 这种考核方式已经越来越不适应高校信息化建设与现代教学的需要。 随着计算机技术在教学科研中的普及, 传统的考试出卷、答卷方式正发生着巨大的变革, 因此, 如何使考试过程变得方便、高效、快捷、公正, 是现代教育的一个重要课题。为了更好地解决上述问题, 同时为了更好地考核学生的真实操作能力以及编程能力, 本文提出了大学计算机课程考试平台的设计方案。 2 平台设计思想 2.1 考试平台需求分析[1] 需求分析是指对要解决的问题进行详细的分析, 弄清楚问题的要求, 包括需要输入什么数据, 要得到什么结果, 最后应输出什么。可以说, 在软件工程当中的“需求分析”就是确定要计算机“做什么”。需求分析阶段结束后, 要求得到: (1) SRS文档 (System Requirement Specification) ; (2) DRM文档; (3) Acceptance Plan。从广义上理解, 需求分析是指需求的获取、分析、规格说明、变更、验证、管理等一系列活动。需求分析过程如图1所示。 从狭义上理解, 需求分析指需求的分析、定义过程。 结合我院实际情况, 提出了建设大学计算机课程考试平台的需求, 并通过实现考试平台中各模块的功能, 减轻了教师的工作量, 提高了效率, 节约了成本。 通过需求分析, 本课程考试平台功能模块如图2所示。 2.2 考试平台的B/S结构 本考试平台采用B/S结构, 即Browser/Server (浏览器/服务器) 结构。它是指在TCP/IP的支持下, 以HTTP为传输协议, 客户端通过浏览器访问Web服务器以及与之相连的后台数据库的技术及体系结构。服务器端的编程利用JSP, Servlet, Java Beans技术;客户端的编程使用Java Script脚本语言;系统后台数据库采用SQL Server数据库管理系统 (如图3所示) 。 2.3 采用的关键技术 2.3.1 JSP技术[2] JSP技术是用Java语言作为脚本语言的。Java语言是成熟的、强大的、易扩充的编程语言。JSP页面由HTML代码和嵌入其中的Java代码所组成。Java Servlet是JSP的技术基础, 而且大型Web应用程序的开发需要Java Servlet和JSP配合才能完成。JSP具备了Java技术简单易用的特点, 完全面向对象, 具有平台无关性且安全可靠。 2.3.2 Servlet技术[3] Servlet是用Java语言编写的运行在服务器端用来扩展服务器功能的小程序。Servlet是JavaWeb应用中的最核心的组件, Servlet运行在Servlet容器中, 能够为各种各样的客户请求提供相应服务。Servlet可以轻而易举地完成以下任务:动态生成HTML文档;把请求转发给同一个Web应用中的其他Servlet组件;把请求转发给其他Web应用中的Servlet组件。 2.3.3 JavaBean技术[4] JavaBean是一种用Java语言写成的可重用组件。为写成JavaBean, 类必须是具体的和公共的, 并且具有无参数的构造器。JavaBean通过提供符合一致性设计模式的公共方法将内部域暴露成为属性。众所周知, 属性名称符合这种模式, 其他Java类可以通过自身机制发现和操作这些JavaBean属性。 2.3.4 XML技术 XML (e Xtensible Markup Language) 是一种可扩展的标记语言[5]。用户可以自定义带语义的标记, 这些标记将文档分割成许多部分。XML可以应用DTD、Schema描述自定义标记, 利用它的这一优点事先定义一个标记集, 用于规范考试平台中试题在XML文档中的描述。并且XML是跨平台的, 它是一种独立于软硬件的数据传输工具。 3 考试平台关键问题研究 3.1 题库制作 题库制作首先要设计好题库, 根据程序设计语言课程特点及考核的目的, 设置以下题库指标。 3.1.1 章节 指考试试题内容所属的章节, 根据课程教学大纲来制定。教学大纲是设置组卷标准的基础, 依据教学大纲可以将课程分为几个章节并标识, 以保证在进行考试时能比较均衡地分配和覆盖课程教学内容。 3.1.2 知识点 指试题在教学大纲中所标明的具体知识点。 3.1.3 知识点权重 一般的课程教学大纲都是以文字形式描述的, 如了解、熟悉、掌握、熟练运用等。先对知识点进行分类, 再依据教学大纲的要求确定对知识点的掌握程度。 3.1.4 题型 实现笔试和上机合二为一的无纸化考试, 设置单选题、多选题、是非题、填空题、程序设计5种题型。 3.1.5 难度 反映试题库中试题难易程度的指标。一般把试题难度分为若干个级别, 每个难度等级均有自己的范围 (即难度系数的上下限) , 为试题难度的维护提供了参考指标。 3.1.6 标准答案评分标准 根据不同的试题类型给出试题的正确答案, 并给出试题的评分标准. 3.2 评分实现 评分实现是整个考试平台的核心。选择题、是非题和填空题的评分采用直接对比法, 考生单击“交卷”时答案会保存在经题库抽取试题后产生的试卷信息表中, 通过评分系统进行评分时逐一将该题考生的答案与评分答案进行精确匹配, 只要所选答案与正确答案一致, 即可得分, 并给出相应成绩。 程序设计题, 强调结果, 就是判断程序执行的结果。首先给定一个程序, 函数的读写都在这个程序中, 程序执行时产生一个结果文件, 与考生抽取试题时得到的程序题的标准答案文件比对, 最后得到一个比较准确的评分结果。 4 考试平台的使用效果分析 4.1 计算机课程考试平台运行界面 使用Internet信息服务配置Web服务器, 计算机课程考试平台答题界面如图4所示。 4.2 使用效果分析 课程考试平台的用途广泛, 在计算机课程教学中的作用明显, 主要表现在: (1) 学生用户只要通过计算机 (能上Internet) 中的IE浏览器就可以访问到所需的考试平台, 完全可以不受到时间和地点的限制 (模拟练习) , 节省了硬件资源。 (2) 可以利用实验时间组织一次期中测试, 学生按时完成, 互不影响, 避免作弊现象发生, 主要检查学生的学习情况。 (3) 管理员可以通过服务器管理数据, 强制收集考卷, 避免因学生同时上交试卷造成的等待和拥挤现象。 (4) 管理员和教师之间可以通过服务器共享数据, 从而实现无纸化办公。 (5) 避免人为因素干扰, 公正、高效地评分。 5 结束语 计算机课程考试平台的设计与实现, 提高了教学质量, 提高了教师的工作效率。该课程考试平台已经在湖北汽车工业学院计算机实验教学示范中心使用3年, 效果非常明显, 具有较好的使用和推广价值。 参考文献 [1]黄国光, 周勇.软件需求工程[M].北京:清华大学出版社, 2008. [2]刘志成.JSP程序设计案例教程[M].北京:清华大学出版社, 2007. [3]胡书敏.Servlet与JSP核心编程[M].北京:清华大学出版社, 2009. [4][美]Bill Burke, Richard Monson-Haefel.Enterprise JavaBeans 3.0[M].中文版.第5版.莫映, 译.北京:电子工业出版社, 2007. 关键词: 计算机应用基础; 教学大纲; 教学方法; 学法指导 中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2012)09-60-02 Instructional design of basic course of computer application in advanced vocational colleges Tang Hongjie (Liaoning Police Academy, Dalian, Liaoning 116036, China) Abstract: Combined with the fact of basic course of computer application in advanced vocational colleges, the teaching design, from the aspects of syllabus, teaching approach, learning method guidance, is described in this paper. A core teaching goal and a core teaching approach are presented. The training of two vocational capabilities and the requirements of two teaching levels are emphasized. Three teaching spots and three teaching steps are highlighted. 【计算机系课程设计报告】推荐阅读: 计算机控制课程设计题目01-15 计算机辅助设计CAD课程标准09-25 计算机基础课程实验报告11-09 计算机课程12-06 大学计算机基础课程12-25 计算机基础课程建设06-05 清华计算机专业的课程11-26 计算机组装与维护课程总结06-06计算机系课程设计报告 篇5
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