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乏对系统设计和应用能力培养的整体考虑,如公共的计算机系统基础课程及内容的设置,计算机系统核心课程及内容的设置,对于不同应用系统和相关平台所需的设计和应用人才的培养应设置哪些课程（包括课程实验）等.由于教学中对系统能力培养重视不够,所以学生在系统能力方面存在以下问题：
（1）大部分学生不能很好地建立计算机系统完整概念,缺乏系统观,只能解决局部的编程和应用问题,对于系统层面问题的解决无法胜任.
（2）大部分学生对于计算机系统的核心内容掌握不够,难以胜任复杂的涉及软/硬件协同设计的任务.
（3）由于没有很好地建立课程之间内容的关联,学生对于很多核心内容通常只知其然不知其所以然,所以其综合分析、设计和应用能力也较差,对于需要综合运用多个跨课程的概念才能解决的问题一筹莫展.
（4）教学缺乏系统性的综合实践环节,这使学生理论上一知半解,实践动手能力较差.
5.系统能力培养课程体系设置总体思路
为了更好地培养适应新技术发展的、具有系统设计和系统应用能力的计算机专门人才,我们需要建立新的计算机专业本科教学课程体系,特别是设立有关系统级综合性课程,并重新规划计算机系统核心课程的内容,使这些核心课程之间的内容联系更紧密、衔接更顺畅.
为此,我们调查了若干国外高校的本科生教学在计算机系统能力培养方面的一些做法和思路,借鉴国外大学的经验,结合我国高校计算机人才培养的特点,提出了适合于我国高等教育计算机专业系统能力培养的课程体系总体设置思路,并对相关的主要课程内容及其实验内容进行了规划.课程体系改革的思路如图1所示.
该文来源 http://www.sxsky.net/benkelunwen/060220045.html
我们建议把课程分成3个层次：计算机系统基础课程、重组内容的核心课程和侧重不同计算系统的若干相关平台应用课程.
第1层次核心课程包括：程序设计基础（PF）、数字逻辑电路（DD）和计算机系统基础（ICS）.
第2层次核心课程包括：计算机组成与设计（COD）、操作系统（OS）、编译技术（CT）和计算机系统结构（CA）.
第3层次核心课程包括：嵌入式计算系统（ECS）、计算机网络（CN）、移动计算（MC）、并行计算（Pc）和大数据并行处理技术（BD）.
基于这3个层次的课程体系中相关课程设置方案如图2所示.
图2中左边部分是计算机系统的各个抽象层,右边的矩形框表示课程,其上下两条边的位置标示了课程内容在系统抽象层中的涵盖范围,矩形的左右两条边的位置标示了课程大约在哪个年级开设.虚线框、实线框和粗线框分别表示第1、第2和第3层次核心课程.
从图2中可以看出,该课程体系的基本思路是：先讲顶层比较抽象的编程方面的内容；再讲底层系统具体实现的基础内容；然后再从两头到中间,把顶层程序设计内容和底层电路内容按照程序员视角全部串起来；在此基础上,按顺序分别介绍计算机系统硬件、操作系统和编译器的实现细节.至此的所有课程内容主要介绍单处理器系统的相关内容,而计算机体系结构主要介绍不同并行粒度的体系结构及其相关的操作系统实现技术和编译器实现技术.第3层次的课程没有先后顺序,可以是选修课,课程内容应体现第1和第2层次课程内容的螺旋式上升趋势,即第3层次课程内容涉及的系统抽象层与第1和第2层次课程涉及的系统抽象层是重叠的,但内容并不是简单重复,而是讲授在特定计算系统中的相应教学内容.例如,对于嵌入式计算系统（ECS）课程,虽然它所涉及的系统抽象层与计算机系统基础（ICS）课程涉及的系统抽象层完全一样,但这两门课程的教学内容基本上不重叠,前者着重介绍与嵌入式计算系统相关的ISA设计、操作系统实现和底层硬件设计等内容,后者着重介绍如何从程序员的角度来理解计算机系统设计与实现中涉及的基础内容.
与传统课程体系设置相比,最大的不同在于,新的课程体系中有一门涉及计算机系统各个抽象层面的能够贯穿整个计算机系统设计和实现的基础课程——计算机系统基础（ICS）.该课程讲解如何从程序员角度来理解计算机系统,可以使程序员进一步明确程序设计语言中的语句、数据和程序是如何在计算机系统中实现和运行的,让程序员了解不同的程序设计方法为什么会有不同的性能等.此外,新的课程体系强调课程之间的衔接和连贯,主要体现在以下几个方面.
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（1）计算机系统基础课程可以把程序设计基础、数字逻辑电路2门课程之间存在的计算机系统抽象层中的“中间间隔”填补上去并很好地衔接起来.这样,到2年级上学期结束时,学生就可以通过这3门课程清晰地建立单处理器计算机系统的整机概念,构造出完整的计算机系统的基本框架,而具体的计算机系统各个部分的实现细节再通过后续相关课程来细化充实.
（2）数字逻辑电路、计算机组成与设计和嵌入式计算系统3门课程中的实验内容能够很好地衔接,可以规划一套承上启下的基于FPGA开发板的综合实验平台,让学生在一个统一的实验平台上从门电路开始设计基本功能部件,然后再以功能部件为基础设计CPU、存储器和外围接口,最终将CPU、存储器和I/O接口通过总线互连为一个完整的计算机硬件系统.
（3）计算机系统基础、计算机组成与设计、操作系统和编译技术4门之间能够很好地衔接,构成了一组计算机系统能力培养最基本的核心课程.新课程体系中计算机系统基础和计算机组成与设计2门课程对原来的计算机系统概论和计算机组成原理课程内容进行重新调整和统筹规划.计算机系统基础、计算机组成与设计、操作系统和编译技术的关系体现为：
①计算机系统基础课程以Intelx86为模型机进行讲解,它为操作系统课程（特别是Linux内核分析）提供了很好的体系结构基础.同时,在计算机系统基础课程中为了清楚地解释程序中的文件访问和设备访问等问题,会从程序员角度简单引入一些操作系统中的相关基础知识.
②计算机系统基础课程会讲解高级语言程序如何进行转换、链接以生成可执行代码的问题.
③计算机组成与设计中的流水线处理等也与编译优化相关,而且以MIPS为模型机进行讲解,而MIPS模拟器可以为编译技术的实验提供可验证实验环境.
从计算机系统基础课程的内容和教学目标以及开设时间来看,位于较高抽象层的先行课（如程序设计基础、数据结构等课程）可以按照原来的内容和方式开设和教学,而作为新的计算机系统基础和计算机组成与设计的先导课数字逻辑电路,则需要对传统的教学内容,特别是实验内容和实验手段进行修改和完善.
有了计算机系统基础和计算机组成与设计课程的基础,学生将更容易从计算机系统整体的角度理解操作系统、编译原理等后续课程.这些后续课程在内容方面不需要大的改动,但是操作系统和编译器的实验要以先行课程实现的计算机硬件系统为基础,这样才能形成一致的、完整的计算机系统整体概念.
6.结语
系统观教育对于计算机专业的所有培养方向均适用,它对专业核心课程任课教师提出了更高要求,因此必须强化计算机专业的教师培训工作,特别是重视以系统观为核心的新教材的编写工作,以便使计算机专业人才培养和教育跟上学科、技术和产业的发展步伐.
本系统研究组由国防科学技术大学、西北工业大学、南京大学、南开大学、天津大学、武汉大学、北京大学有关教授组成,他们共同进行了关于计算机专业学生系统知识、系统能力和系统课程的研讨.本研究得到机械工业出版社华章公司的大力支持.
参考文献：
[1]TheJointTaskForceonComputingCurriculaofACM/IEEE,ComputerScienceCurricula201
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