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计算机科学与技术的背景

时间:2023-08-15 17:23:28

计算机科学与技术的背景

第1篇

关键词:CCC2002;课程教学;计算科学;科学史

1 引言

随着计算机的诞生和计算机科学技术的发展,计算技术作为现代技术的标志,已成为世界各国许多经济增长的主要动力,计算领域也已成为一个极其活跃的领域。计算学科正以令人惊异的速度发展,并大大延伸到传统的计算机科学的边界之外,成为一门范围极为宽广的学科,人们对计算学科的认识,已从知识层面上升到了方法论的高度[1]。

1989年1月,美国计算机学会(简称ACM)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称IEEE-CS)联合攻关组在《ACM通讯》杂志上刊登了他们历经4年的研究成果——“作为学科的计算科学”的报告[2]。该报告围绕计算机的主要现象,从学科的三个基本形态,即理论、抽象和设计入手,结合科学与工程科学两大学科门类的基本特征,完成了计算学科的“存在性”证明,首次给出了计算学科的定义,为“计算”作为学科及其以后的发展奠定了基础。如今,计算已不再是一个一般意义上的概念,它已成为“各门科学研究的一种基本视角、观念和方法,并上升为一种具有世界观和方法论特征的哲学范畴”[3]。在长期的社会生产实践中,计算科学的内涵与外延从学科的角度得到进一步诠释,ACM和IEEE-CS以及计算机界关于计算学科认知问题的研究不断取得重要成果,其中, CC1991(“计算学科教程1991计划”的简称)和CC2001(“计算学科教程2001计划”的简称)报告为计算学科建立了现代课程体系。随着计算科学的不断发展,其课程体系也在不断完善,2004年11月,ACM、AIS和IEEE-CS又联合公布了新的计算学科教程CC2004,文[4]对该课程体系做了分析与思考。

随着信息技术行业人才需求的与日俱增,世界上绝大多数高等院校均设立了计算科学或与之相关的专业,国内的高等院校也不例外。为了有效地推行国内的计算机科学与技术教育,同时又能与国际接轨,中国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(China Computing Curricula 2002,简称CCC2002)[5],该教程从计算机学科教学计划的发展、计算机学科的定义、计算机学科本科生能力培养、计算机学科知识体系演变、计算机学科课程体系结构、计算机学科课程的教学计划与组织方法等方面全面阐述了计算机科学与技术学科知识与课程体系的外延与内涵,进一步明确了新形势下计算机科学与技术学科本科生能力与素质培养的基本要求,为国内高校计算机科学与技术学科制定培养方案和形成具有自身特色的课程体系提供了指南,对中国高校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。CCC2002给出了中国计算学科课程体系的描述,但如何围绕这一课程体系概括的知识领域和知识点来组织知识内容仍然具有随机性,特别是在幅员辽阔、经济和文化发展水平存在地区差异的中国,这种随机性尤为突出。因此,我们必须深入分析CCC2002的特点,理解其精神实质,根据地区的特点和各高校自身发展的水平与特色合理选择或组织各类课程的教学内容,积极开展教学改革,不断强化课程建设,只有这样,才能为课程目标的实现建立良好基础。

2 CCC2002的基本特点

CCC2002的特点在于,它既有对国外研究成果的借鉴,又融合了国内计算机科学与技术学科教育研究成果;由体系到课程,自顶向下进行课程体系设置,按基础课程(包含部分核心知识单元)、主干课程(包含大部分核心知识单元)、特色课程(发挥各校特长,培养学生个性,体现地区特色),提出了课程分级实施策略;指出在知识领域、知识单元、知识点的描述及核心课程的设计方面,应充分体现“课程体系设计组织与学生能力培养和素质提高密切相关”的理念。CCC2002强调教学过程中实践的重要性,同时又要注重创新精神和能力的培养。值得一提的是,该教程提倡研究型教学,进一步明确了教学向教育转变的重要思想。

在CC2002教程的引导下,国内从事计算机科学与技术学科教育的广大学者对计算机科学与技术学科教育的诸多问题,如培养计划、课程设置、教学类型、教学计划、教学实施、实践设计、教学评价等进行了广泛而有益的探讨[6,7,8,9],并根据学科体系要求,编写出版了一大批教材,丰富了计算学科课程体系教材建设的内容,推动了计算学科课程教学改革的进程。然而,一个不容忽视的现象是,虽然我们一直都在强调课程与教学的目的是提高学生的综合素质,但是究竟什么是当代学生经过学科课程教育应当具有的综合素质,仍然是一个值得探讨和研究的问题。就目前国内较为普遍存在的教育理念而言,近代课程与教学理论凯洛夫(N.A.Kaiipob)的“捷径主义”思想仍旧占据着主导地位,受这一思想的影响,教材内容通常比较“经典”,教学过程各个环节围绕这些经过验证的、可靠的和基本成型的知识而进行,至于这些知识的形成与发展却少有问津。所谓“捷径主义”认为“学生学习的是科学上可靠的知识而不负有发现真理的任务,走的是教师引导的捷径而避免前人在历史上曾走过的弯路”[10]。虽然这一思想“发扬了传统教学论的优点,纠正了适用主义教育忽视系统知识偏向”,在目前高校教育的某些方面仍然具有积极作用,但就总体而言,它与CCC2002倡导的研究型教学、教学向教育转变理念有不相协调的方面。因此,高校计算学科课程教学内容的改革理当受到人们的关注。

3 基于知识与知识背景的课程教学

随着教育理念的不断更新,教育教改研究与实践的不断发展,人们已越来越清楚地认识到学生实践与创新能力培养的重要性,越来越注重学生在知识点掌握基础上知识结构的形成,越来越感受到学生关于学科综合素养的内涵,在理工学科课程体系中引入越来越多的与学科有关的人文科学的内容,可以说是适应时代要求和发展的一种进步,是教学向教育转变的一种必然。然而,要真正做到教学向教育转变,仍然有许多值得研究和探索的工作要去完成。其中,如何根据计算学科教程描述的学科知识领域、知识单元和知识点,在教材或教学过程的知识内容安排与讲授过程中,打破传统方式,在现有基础上推陈出新,就是一项非常有意义的工作。我们是否可以做这样一种尝试,在课程知识的组织与传授过程中,把知识的来源即知识产生的背景有机地融入其中,使之成为教材内容的一部分或补充,让学生在学习课程知识的同时,了解知识的背景和来源,更多地知晓与学科知识有关的人和事,更深地理解知识的内涵,更好地把握知识的运用与发展趋势,使学生在学习、理解和掌握知识的同时,学科意识和学科素养得到培养与发展。这样的做法无疑是有益的但却并非易事,有大量值得研究和探索的课题和实践活动,其中以教学内容改革为先导的课程教学改革将成为学科教育改革的主要内容,它涉及教育理念的更新、教学方式与方法的运用,教学组织形式的变化、教学评价体系的构建等等,同时对教师队伍的知识结构也将产生新的要求。它不仅要求人们具备学科知识,而且还要有学科思想史和学科方法论的知识。因此在学科教育中应该有更多的教育工作者关注科学和学科思想史研究。就计算学科而言,计算学科思想史研究是基于背景知识计算学科课程教学改革的基础。

3.1 计算科学思想史研究

现代计算科学在理论和应用方面取得的伟大成绩,是人类长期从事社会生产实践的结果,是无数致力于计算科学研究与实践的工作者们共同智慧的结晶。计算科学是整个科学体系的一个重要组成部分,是研究计算知识、计算理论及其应用的科学,是关于计算学科知识体系和与之相关领域知识及其相互间关系的总和。而计算科学思想史则是研究计算科学的形成与发展过程的科学,其研究的目的在于通过对计算科学发展过程中各个事实、各种现象和思想的分析,总结计算科学的历史经验,揭示计算科学的发展规律,促进计算科学的发展。计算科学思想史的研究对象并非计算科学本身,它是以哲学、历史学的观点和方法来分析计算科学的发展历史。

作为一门科学,计算科学思想史研究有其自身的理论体系,这一理论体系涉及计算科学、工程学、哲学、历史学、心理学、社会科学等诸多学科领域的知识。计算科学思想史是以计算科学理论与实践的形成与发展为基础,以辩证唯物主义和历史唯物主义为指导,以科学思想史研究的基本原理为依据,分析人类历史上计算科学重要成果和重要学术理论的诞生过程,其思想与方法的形成过程以及它们的科学与哲学意义。计算科学思想史研究将随着计算科学的发展和人类进一步的发明与发现而不断变化并日趋完善,是一门极富发展性的科学。文[11]中,作者对计算科学思想史研究的特点、内容、方法等问题进行了探讨。

3.2 基于知识背景的课程教学

所谓基于知识的课程教学就是把学科知识与知识背景有机结合,使之成为课程教学内容的统一体进行施教与学习的过程。其教学目的是让学生在了解和掌握学科知识的同时,了解知识产生的背景,感知知识背后隐藏的思想与方法,为学生提供更为广阔的想象与思维空间,培养学生的学科意识,提高学生学科文化水平。

知识背景的内容可以是对知识产生过程的叙述,也可以是对学科知识未来发展前景的展望;可以是直接的背景知识,如与学科知识有关的知识进程、事件、理论、思想方法和人物等,也可以是与学科密切关联的相关学科的知识;可以是正史中真实的故事,也可以是传说和轶事;可以是知识成功应用的经典,也可以是正在实践中的探索。

知识背景组织形式可以采用课程设置的方法整体阐述学科的形成与发展以及思想与方法,如计算机科学与技术导论、计算机科学与技术方法论等;也可以是针对具体课程的知识背景叙述,如关于课程的导论、绪论、前言等;还可以是关于课程单元知识背景的描述,如每个章节的前序、引导等;甚至可以是涉及知识点的知识背景,如有关概念的形成,概念与概念之间的关联等等。

把知识背景作为课程教材的内容,或在教学过程中适当地介绍与课程知识相关的知识背景,在目前高校的计算学科课程建设和课程教学中或多或少地受到人们的关注并加以应用,但这并非真正意义上的基于背景知识的课程教学。从基于课程知识的教学到基于知识与知识背景有机统一的课程教学,并非一门计算学科导论所能解决的问题,它涉及整个计算学科课程内容的组织,课程教学计划安排,课程教学模式设计,课程教学方法运用,课程教学评价机制建立等一系列与课程建设和课程改革有关问题的研究、探索与实践,是一项需要广大的计算学科以及相关学科的教育工作者共同参与和共同努力才能够有效实施并不断取得进展的系统工程项目。

如果说基于知识的计算学科课程教学是围绕计算科学的知识体系及其发展过程中不断取得的最新成果而进行的知识与技能传授,那么基于背景知识的课程教学则是在此基础上的学科意识培养和学科素养教育,至少有以下几个方面的作用。

(1) 将有利于学生对课程知识学习兴趣的提高

教育心理学认为,学习兴趣是指人们探究事物的心理倾向和获得知识的原动力。古今中外的教育学家们对在教学过程中培养和激发学生的学习兴趣都是极为重视。中国古代教育大师孔子说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”德国近代教育家第斯多惠(F.A.W. Diesterweg)在其倡导的“全人教育”理念中就阐述了教育的任 务主要是发展学习者自身的能动性思想,认为:“我们的教育艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。”瑞士现代著名心理学家皮亚杰(J.Piaget)更加强调个体在认知生长过程中的积极作用,并明确指出:“所有智力方面的工作都依赖于兴趣。”由此可见,学习兴趣是学生学习的情感意向和动力,是学习积极性和自觉性的核心,在全面推行以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育的今天,培养学生学习兴趣尤为重要。

影响学生学习兴趣的因素很多,如教学方法、教学手段、教学风格、教学态度、教学评价等等,其中教学内容的组织安排也不失为一重要因素。教学实践结果表明,学生对“知识背景”感兴趣的程度要比对“知识”本身更高。因此,如果能够在课程教学内容编排中将与课程知识有关的人物、事件以及相关的理论与方法实例有机的融入其中,就能够在教学的实施过程中不断地“激励”和“唤醒”学生的学习兴趣,并通过兴趣的延伸,使学生在不知不觉中获取并掌握知识。

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(2) 将有利于学生对课程学习知识内容的理解

学生对知识的认识、理解和掌握过程,应遵循人们认识客观世界的一般规律,即是一个从感性认识到理性认识的过程。感性认识是人们通过感官与认知事物接触而形成的关于事物生动和直接的映像,包括事物的具体特性、表面现象、各个片面及其外部的联系等;理性认识是人们在感性认识的基础上,进行抽象和概括而形成的对认知事物的本质和内部联系的认识,通常有概念、判断和推理三种基本形式。在课程学习过程中,我们往往会强调对概念的理解,对知识点的掌握等,这样的认知应属理性认识范畴。基于知识的课程教学内容组织通常是按照概念的引入、概念到概念、例题分析、实际应用举例,习题练习等步骤顺序进行,而课程内容的选择通常是经过实践检验或严格论证的知识的精华部分,是已经上升为理性认识的产物。让学生在对认识的事物尚不具备“自然经验”和“社会经验”的基础上,去“理性”地把握事物的本质,只能是“填压式”的知识灌输,于是在我们的课程教学中就有了许多“先记忆再慢慢理解”的东西。基于背景知识的课程教学将经过提炼的前人对事物认识的自然经验和社会经验呈现在学生面前,在一定程度上可以弥补学生在对事物感性认识方面的不足,帮助学生更好地理解和掌握课程的学习内容。

(3) 将有利于学生对课程知识体系的把握

在高等教育中,学科领域的知识体系通常是以课程体系来描述的,而课程的知识体系是由课程涵盖的知识主题及其相互间的关系来刻画的。基于知识的课程教学往往只注重课程知识主题或知识点的教学而忽略课程之间、主题之间、知识点之间内在联系的阐述,使得学生在学习过程产生难以知识联想,对知识的认识是“只见树木,不见森林”。例如,很少有学生能够将平面中的“点”、集合论中的“集合”、命题逻辑中的“命题”等概念统一进行思考的,也很少有学生能够准确地回答在线性代数课程中学习向量空间和向量运算真正目的等等。基于知识背景课程教学的目的之一,就是通过知识背景的阐述,将课程知识的初始本质及其相互间的关系呈现出来,为学生营造知识联想与知识探究的学习情境,更加全面地把握课程的知识体系。

(4) 将有利于学生创新能力培养与提高

江泽民指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”而“教育是知识创新、传播和应用的主要基地。也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此,在实施素质教育过程中,着力培养学生的创新精神与创新能力应成为我国教育改革和发展的当务之急。CCC2002竭力倡导的研究型教学以及教学向教育转变的根本目的之一,就是要在学科课程教育过程中,不断强化学生创新素质的培养。创新的过程是知识综合运用与发展的过程,对知识体系的全面掌握是创新的基础。创新能力培养受到教学内容和教学方法的影响。基于课程知识的教学通常以传授知识为主,教学方法也以课堂讲授为主,这种教学往往使学生思维固化,知识活力得不到发挥,很大程度上影响了学生创新能力的发展。而基于知识背景的课程教学不仅能够大力开发学生的想象力和直觉思维,拓宽学生的学科视野,同时还能够有效地运用案例教学、活动教学、讨论教学、探索性学习等各种方法,促进学生个性发展,使学生独立思考、批判思维、严密分析、从不同视角看问题等多方面能力得到培养和提高。

(5) 将有利于学生学科文化素养的提高

科学技术的发展导致学科和专业的发展,使得分科教育成为目前我国高校人才培养体制的主流。分科教育很显然是为了造就专门人才,但狭窄的专门训练往往不利于培养学生的创新意识和创造力。在经历了长期的教育实践之后,人们已认识到分科教育在某些方面的严重不足,提出了新形势下“通才教育”观念,并以某些高校作为试点开展 “大类培养”教学模式的实践与探索。如今的社会是信息社会,对IT本科生的知识结构提出了新的要求,除了要求他们掌握专业知识外,还要求他们具有数学、物理及相关领域知识,更有人文社会科学知识的要求,既能够适应专业的变化和拓展,又要有敏锐的专业拓展意识。总而言之,现代人才培养过程更加强调的是学科素养,它涵盖了对学科知识的掌握,对学科过程与方法论的认识和对学科的理解与情感。正如专家指出的那样,在人才教育与培养过程中,“大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象,以便在这个科学时代理智地对待科学、对待社会、对待生活。”[12]如果我们将这样的理念带入学科教育过程就不难发现,仅仅靠基于知识的课程教学是无法实现这一要求的,而基于知识背景的课程教学至少可以从两个方面弥补其不足:首先,基于知识背景的课程教学以发展和进化的观点反映学科知识进程,能够有效地避免课本知识的“神圣化”与“教条化”,将批判与继承的有机统一贯穿学生知识获取过程;其次,基于知识背景的课程教学以学科与相关学科分支领域知识相互联系的思想展现学科知识内容,能够有效地克服对学科知识掌握的“孤立性”和“片面性”,是学生的学科意识与学科素养得到进一步培养与提高。

4 结束语

计算学科不只是简单的一些课程汇总,而是一个庞大的知识体系,它对人类社会的发展与进步有着重要而深刻的影响。目前,全国几乎所有高校都开设了计算机专业,有些计算的概念和知识还下放到了中小学课程之中。在此情形之下,如何构建我国计算科学的教育体系,培养什么样的信息技术人才,如何让全社会更深刻地认识计算科学的内涵,更全面了解计算科学的发展规律无疑是一件十分有意义的工作。基于背景知识的课程教学是一种理念、思想和方法,也是一种实践,虽然它不是一个什么新的提法,已或多或少地被人们认识并加以应用,但总体上仍然未形成一种趋势。基于知识背景的课程教学应有它的理论体系、方法体系和实施体系,这些都是需要研究、探讨和实践的,可能还需要一个较长的过程。然而,当我们面对计算学科教育改革中出现的种种问题和在计算学科人才培养中面临的种种困惑时,首先应该想到的是作为计算科学的教育工作者应当作些什么。

参考文献

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[3] 郝宁湘. 计算:一个新的哲学范畴[J]. 哲学动态,2000,(11).

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[12] 吴国盛著. 科学的历程[M]. 北京大学出版社,2002.

第2篇

【关键词】 新媒体背景 计算机网络 应用问题 探讨

前言:新媒体技术是近年来兴起的一种基于网络信息传播的技术,在新媒体背景下的计算机网络技术的应用途径更加的宽广。同时在计算机网络技术的发展下,为新媒体技术的创新提供了基础。在社会的不断进步中,新媒体环境下的计算机网络技术需要与新媒体应用发展步调一致,发挥出各自的优势。

一、新媒体与计算机网络应用之间的关系

新媒体与计算机网络之间的关系十分密切,二者相互影响相互促进。从技术角度分析,计算机网络应用为新媒体提供了科技动力,以新媒体技术的特点为研发点,如,当今最为流行的新媒体软件微信、微博、公众号等,都是基于计算机网络应用的新媒体技术。这些新媒体平台的出现,虽然给传统媒体带来了巨大的冲击,但在社会舆论引导方面仍然能够起到比较积极的作用。从应用推广角度分析,新媒体在互联网环境中拥有了众多的受众,这些受众都是计算机网络的受用者,促使新媒体在推广计算机网络技术和促进计算机网络应用方面进行创新。并且在新媒体的互动、反馈机制下,为计算机网络应用实现技术改革提供参考意见。

二、新媒体背景下计算机网络应用现状

互联网具有信息数据传播的迅速性、信息共享性、传播时性等特点,在新媒体背景下,计算机网络充分开发网络用户,担当着新闻传播者的角色。从新闻的舆论性角度来看,新媒体下的计算机网络能够借助信息传播的速度,提升信息的社会舆论性。相对于新媒体而言,我国传统媒体的传播受到排挤,其信息传播的实时性不高,而通过计算机网络传播新闻的新媒体形式占据了总数的85%以上。可见,计算机网络的出现改进了传统媒体的运营模式。微博平台、微信等公众社交端口,能够让受众反应对于事件的看法,同时能够通过“@”其他人的方式,将新闻信息接力传播下去。而最近微信、微博平台上推出的小视频、live照片等都能够将事件还原,提升媒体的真实性。与此同时,一些新兴媒体,如电子版杂志、新闻客户端等都能够借助计算机网络技术实现新媒体功能。由此可见,新媒体背景下的计算机网络技术应用比较广泛,并且在未来有着较好的发展前景。

三、新媒体背景下计算机网络应用提升建议

在新媒体背景下,促进计算机网络应用,还需要立足于计算机网络技术的特点,以及新媒体发展的实际要求,拓宽计算机网络应用的范围,如,基于新媒体背景下的计算机网络教育等。

3.1新媒体背景下计算机网络与高中教学的结合

传统的教学模式难以满足社会发展需求,对于学生的能力提升效果不佳,作为一名高中生,最能体会高中教学的趣味性、高效性对于学习的重要性。因此,在研究新媒体背景下的计算机网络技术应用中,我们呼吁计算机网络能够与高中教学相互结合。如,建立线上学习课堂、微课等教学平台。目前,线上教学平台已经在部分学校中普及,包含教师模块、学生模块、家长模块,在这些模块中,最为突出的优势就是能够实现教师与我们的线上沟通,我们在借助网络资源进行学习的环节中,当遇到问题时可以进行标记,并且向教师进行提问。教师可以通过我们在网络上的答题情况判断学习状况,对知识遗漏点进行补充。这样的教学模式适应于假期、课下等,是对课堂教学的辅助,与传统的课下教学学习相比,该种教学模式既有了新媒体技术的信息互动,也有计算机网络技术的应用,同时能够与现代教育相互融合。

3.2新媒体背景下计算机网络教学方式

新媒体自身是网络技术背景下拥有网络、交互功能的新型媒体,在高中教学中,这些新媒体技术能够与计算机网络技术相互融合,对传统的高中教学方式进行改革。以往,我们在课堂学习中教师只是借助多媒体设备或者是黑板进行教学,但是在新媒体和计算机网络的影响下,我们的课堂实现了多元化,其中以交互式电子白板的引入,打破了传统课堂教学方式,使得课堂更加的灵活多变。该种教学设备对于高中数学教学、化学教学等带来巨大帮助,能够化抽象为形象,带动课堂气氛。

结论:在本文研究中,能够发现新媒体与计算机网络之间的关系十分密切,二者相互影响相互促进。新媒体背景下的计算机网络技术应用比较广泛,并且在未来有着较好的发展前景。促进计算机网络应用,还需要立足于计算机网络技术的特点,以及新媒体发展的实际要求,拓宽计算机网络应用的范围。

参 考 文 献

[1]晁永兰.新媒体背景下计算机网络应用研究[J].中国报业,2014,16:95-96.

[2]易绍华.数字化背景下中国电视媒体的网络化生存研究[D].武汉大学,2009.

第3篇

关键词:云计算;计算机;安全问题

1云计算概述

在信息技术快速发展的今天,云计算业已逐步得到推广应用,并且成为人们普遍采用的新型技术。云计算的概念是由谷歌公司首先提出来的,它是伴随着网络计算、分布处理和并行处理发展起来的,可以说计算机涉及的这些概念都是通过云计算来实现。云计算使用远程的服务者或者非本地的分布式计算来实现,为云计算用户提供存储、软硬件以及计算等服务。在信息技术快速发展的今天,云计算的运用范围不断扩大,云计算的运算能力也得到了全面提升。通俗来讲,云计算就是将网络中的资源汇总起来,全面深化网络资源共享,结合用户的实际需求,为用户提供精准而有效的服务。云计算在运行过程中具有非常明显的优势,首先,云计算的运行能力较强。基于全面快速发展的信息技术,以及共享式的网络资源,云计算可以进行快速运算,这是传统运算模式难以比拟的。同时,云计算在运行过程中,其成本相对比较低廉,能够满足用户的需求,也能够真正实现网络资源共享化。其次,云计算的实用性比较高。在实际运用的过程中,对于用户计算机的配置要求并不高,在很大程度上减少了云计算对软硬件设备的依赖,便于用户在较少投入的情况就可以科学开展运算。最后,云计算属于新生事物,它在实际应用过程中产生的相关安全问题还有待解决。因此,可以说云计算的安全问题是比较突出的,也亟需引起人们的重视。在云计算背景下,应该科学探讨计算机安全问题,以便采取科学的解决对策,切实提升计算机的安全性能[1]。

2基于云计算背景的计算机安全问题

云计算的出现,在很大程度上优化了资源共享,也扩展和提升了运算能力,但云计算毕竟属于新生事物,在实际应用过程中还存在着较大的安全问题,亟待引起人们的重视。因此,基于云计算背景全面探讨计算机安全问题是解决问题的关键。

2.1计算机的数据存储安全问题

在云计算背景下,计算机数据的存储安全问题是最常见的。基于云计算的数据存储方式一般分为两种,一种是共享存储,另一种是虚拟存储。虽然这两类存储方式各具特点,但在实际应用中都存在较大的安全问题,亟待引起人们的重视。共享存储作为云计算存储的主要方式,用户在存储数据时需要将自身的数据存储在共享平台上,如虚拟化的云盘等。这种数据存储方式极很容易造成数据的丢失、失窃、泄露、盗取等。虚拟存储的安全风险也比较高,用户在使用这种数据存储方式时,需要充分考量安全权限,一旦权限泄露或者权限丢失,很可能会造成关键数据丢失。因此,在云计算背景下,用户在进行数据存储的过程中,必须充分考量其中的安全风险。通俗来讲,权利和义务统一的,在云计算发展的初期,用户在享受云计算的存储便捷及网络共享时,就应该明确自身需要承担的安全风险。

2.2用户权限以及访问管理的问题

随着云计算技术的快速发展,在很大程度上扩大了网络共享,也为用户的网络使用体验以及网络需求提供了便利。用户在使用云计算的过程中,必须拥有自身的权限以及访问权限,只有在拥有权限的情况下,才能够享受差异化的服务。一般情况下,用户很少能够越级访问和登录,必须在充分授权的前提下,才能登录和访问云空间或云平台。但在共享平台模式下,用户在享受云服务的过程中,容易引起黑客攻击。具备较高访问权限的用户,他们的云空间中可能会存储安全级别较高的内容,一旦遭到黑客攻击,很容易造成核心数据丢失。这些网络资源存在的同时也能为网络病毒、恶意软件等创设条件,从而容易造成恶意病毒传播。

2.3数据传输及应用安全问题

在云计算的背景下,用户可以使用的网络资源不断增加,用户可以依赖的网络空间也得到了无限扩大,从而给用户带来了很多便利。一方面,基于云计算背景的数据传输安全问题是比较严重的,用户在使用云空间、云平台的过程中,有可能需要进行数据传输与共享。在数据传输的过程中,用户数据的安全性和保密性将受到挑战,一旦用户数据在传输过程中遭到攻击,极容易遭到篡改或者非法下载。因此,用户在使用云计算的过程中,必须充分注重数据传输的安全。另一方面,在云计算的背景下,用户在快捷使用云服务的过程中,往往是依托于各类应用程序。但这些应用程序本身也存在一些安全问题,比如应用程序的接口问题以及部分应用程序的接口得不到正确应用。

3解决计算机安全问题的对策

在云计算的背景下,用户在享受便捷服务的同时,也需要明确云空间、云平台使用过程中存在的安全问题。基于此,为提升用户的使用体验,充分保障存储数据的安全,应该科学践行解决对策,切实提升计算机的安全性能,全面保障用户的合法权益[2]。

3.1通过加密技术保障存储安全

在云计算的背景下,用户在数据存储的过程中,可能会遭受数据失窃、数据丢失等安全风险。基于此,为优化计算机的安全管理成效,应该积极采用加密技术保障数据存储安全,科学采用第三方认证技术保障数据存储安全。同时,在用户进行数据存储的过程中,还可以采用数据隔离的方式,有效隔离非法数据,或者将数据进行安全备份、外围防护和安全清除,切实提升数据存储的安全性能。此外,用户在使用云服务的过程中,还可以对数据实施分类管理,将不同质的数据进行科学分类,以便采取针对性的优化措施。

3.2加强网络访问控制与管理

在云计算的背景下,用户在进行登录与访问的过程中,可能需要进行网络访问,从而需要用户具备相应的管理权限,用户的权限一旦被窃取或者复制,将会严重影响用户存储数据的安全。因此,在云计算的背景下,应充分保障用户数据的安全,加强访问管理,切实提升访问控制力度。例如,用户在进行登录或者访问的过程中,系统应该进行验证。同时,为了避免此时用户登录权限被窃取或复制,在验证过程中应该进行加密管理。

3.3加强应用程序管理

在云计算的背景下,用户在使用云空间或云平台的过程中,应该注重数据传输过程中的安全问题,有效加强应用程序管理,从源头上减少应用程序的安全问题以及接口问题。一方面,应该加强数据传输的控制与管理,在数据传输过程中采用加密的方式,切实提升数据传输的安全性能。同时,在数据传输的过程中,还应该加强非法行为的监测与追踪。另一方面,针对应用程序接口存在的安全问题,应该加强应用程序管理,定期筛检应用程序中存在的各类安全问题[3]。

第4篇

关键词:大数据背景;计算机网络;信息安全;防护措施

一、引言

大数据时代,人们已离不开计算机及网络应用,计算机网络信息安全防护问题也越来越受到人们的关注。在计算机网络信息安全防护的过程中,应该结合大数据背景下的诸多影响因素,采用有效措施开展防护工作,遵循科学化的工作原则,统一相关的信息安全防护标准,保证计算机网络信息的安全性。

二、大数据背景下的计算机网络信息安全影响因素分析

近年来在大数据的环境背景下,计算机网络信息安全很容易受到漏洞因素、自然因素、人为因素与技术因素的影响出现安全问题,不能保证信息的安全性。具体的影响因素为:

1.安全漏洞方面的影响因素一般情况下,在计算机操作系统实际运行的过程中,安全漏洞问题主要涉及到缓冲区域的漏洞,会给黑客入侵的机会,对信息的安全性造成不利影响。计算机系统实际运行的过程中,如果存在安全漏洞的问题,就会导致黑客入侵的概率增加,病毒感染风险问题的发生率有所提升,不仅导致计算机信息的安全性与稳定性降低,严重的还会诱发网络瘫痪问题,严重危害计算机网络系统的安全性。

2.自然与人为方面的影响因素计算机主要是各种电器元件组成的部分,外界环境的敏感度较高,系统运行期间很容易受到自然因素的影响,例如:在环境湿度过高、振动过强、冲击力较大的情况下,就会导致计算机设备受到影响,网络信息安全性降低,不能保证相关网络系统的正常运行;与此同时,也可能会受到人为因素的影响出现安全问题,一方面,可能会有人为性的主动攻击现象,就是不法分子利用各种类型的攻击方式,对计算机网络信息进行篡改、盗取与破坏,导致信息的安全性降低;另一方面,可能有被动性攻击问题,就是在不对网络安全性产生影响的情况下,为了获取到数据信息所作出的攻击,无论哪种人为攻击,都会导致计算机网络信息出现泄漏的现象,导致系统运行的安全性降低[1]。

3.病毒方面的影响因素计算机在受到病毒侵入的时候,很难及时被发现,并且病毒有着很强的破坏性,不仅会导致计算机系统运行受到影响,还可能会在内部迅速传播,拓宽破坏的范围。通常情况下,在病毒影响范围较小的时候,可以使用杀毒软件开展处置工作,但是,如若在系统运行期间有病毒,将会导致系统受到严重的破坏性影响,计算机网络信息的完整性与安全性降低,无法满足当前的安全管理需求。

三、大数据背景下计算机网络信息安全防护问题

目前在大数据的背景下,计算机网络信息的安全防护工作还存在很多问题,不能确保安全防护的有效性,难以全面维护网络信息的安全性。具体问题为:

1.软硬件管理存在问题实际的安全防护工作中尚未创建较为完善的软硬件管理机制与模式,不能有效开展各方面的软硬件防护工作,难以按照网络信息的安全管理需求有效开展软件和硬件的管理工作,导致软硬件的安全性降低,无法满足当前的安全管理基本需求[2]。

2.安全权限管理存在问题目前在大数据背景下,计算机网络信息安全防护的工作中,虽然已经设置了相关的安全权限管理机制与模式,但是,尚未按照计算机网络信息的安全发展需求有效开展各方面的防护活动,不能确保安全权限的合理设置与应用[3]。

3.缺乏先进的技术措施计算机网络信息安全防护工作中,尚未创建科学化的安全防护工作模式与体系,不能确保各方面信息的安全性。一方面,未能合理采用先进的信息加密技术,不能按照计算机网络信息的安全防护特点与需求合理采用先进的加密技术措施,导致信息的安全性降低;另一方面,没有按照计算机网络系统的运行特点,合理采用先进的防火墙技术与杀毒软件技术、入侵检测技术等等,不能在病毒、非法分子入侵的时候及时发现问题,导致日常的管理工作和安全防护工作效果降低。

四、大数据背景下的计算机网络信息安全防护措施

大数据的环境背景下,为了确保计算机网络信息的安全性,应该筛选最佳的安全防护措施,维护信息的安全性和稳定性。具体的防护措施为:

1.强化软硬件的管理力度对于计算机系统而言,是软件与硬件组合而成的整体结构,在此情况下,要想保证计算机系统运行的安全性,预防信息安全隐患问题,就应该重点开展软硬件的管理工作,最大程度预防出现信息丢失与破坏问题,有效预防软硬件出现安全隐患的问题,提升软硬件使用的安全性。首先,在硬件管理的工作中,应该定期开展检查维修工作与维护工作,排查其中有无安全隐患问题,如果发现硬件存在风险,必须要更换高质量的硬件设备,保证系统的有效运行。在硬件管理的工作中,应该强化杀毒管理力度,定期开展垃圾软件的清理工作,以免在硬盘中有病毒数据,预防出现核心数据破坏性的问题;其次,软件管理的工作中,应该定期开展安全防护系统的更新工作,对其中的补丁进行更新处理,保证其中的软件系统能够高质量运行。在实际工作中需要针对各种软件的优势和缺点形成准确的理解,按照实际状况选择较为适合的软件安装其中,设置软件的限制功能与保护功能,不可有软件随意开放的现象。在此期间,要求相关的用户定期开展杀毒工作,修复系统的补丁部分,预防软件有漏洞对相关计算机网络系统中信息安全性造成不利影响[4]。

2.做好安全权限的设置工作计算机网络系统实际运行的过程中,设置安全权限,可以形成文件的加密作用,确保在大数据背景下维护文件的安全性,保证不会出现信息安全的问题。首先,在实际工作中应该重点开展信息文件的加密工作,按照实际情况针对性开放文件内容,预防陌生人读取或是获取信息;其次,在设置安全权限的过程中,还应该结合企业与个人的需求,分别设置相关的安全权限,这样除了可以预防操作期间出现文件隐患问题,还能规避信息盗取的现象。近年来在我国科学技术快速发展的过程中,安全权限已经和ID认证技术相互整合,形成了ID安全权限形式,可以有效实现计算机网络信息的安全管理目的,除了可以保证信息的安全性意外,还能够为信息访问管理、查询管理等提供便利。所以,在计算机网络信息安全管理的过程中,应该重视ID安全权限的设置,维护计算机网络信息内容的安全性。

3.做好数字加密处理工作数字加密的主要目的就是预防信息在传输过程中数据包被非法拦截或是盗取,可以保证文件在传输期间的安全性。近年来在我国数字加密技术快速发展的过程中,计算机文件传输的安全性有所提升,尤其是一些重要的文件,可以在传输期间保证信息的完整性与安全性,杜绝出现安全隐患问题。因此,在大数据背景下,计算机网络信息安全防护的工作中,应该积极采用密钥数字加密技术、规范性数字加密技术,在文件传输期间设置相关的数字密码,确保文件传输的安全性[5]。

4.缺乏先进的技术措施大数据背景下的计算机网络信息安全防护工作中,应该注重防火墙和杀毒软件的安装,利用软件、技术等维护信息的安全,有效预防出现隐患问题。首先,对于防火墙而言,能够有效预防外部人员利用非法手段入侵系统,规避信息篡改问题与丢失问题。在安装防火墙的过程中,可以自动化检测非法入侵的问题,在计算机网络系统运行的过程中,能够提升信息安全层次,营造出较为良好的内部和外部环境,保证各种网络信息的安全性;其次,在安装杀毒软件的过程中,应该积极引进目前市场中较为先进、可靠性高的杀毒软件技术,定期更新杀毒软件,确保在软件运行期间消灭计算机网络系统中的病毒,保证所有信息内容的安全性,预防出现安全隐患问题[6]。

5.积极采用监控与入侵检测技术大数据环境背景下的计算机网络信息安全防护的工作中,应该积极采用先进的监控技术与入侵检测技术,以免出现不法入侵与其它的问题。首先,在使用入侵检测技术的过程中,可以将人工智能检测技术、统计学检测技术、推理学技术等有机整合在一起,预防计算机系统受到不法入侵,可以确保相关系统与信息的安全水平;其次,在使用监控技术的过程中,可以将统计分析与签名分析有机整合在一起,其中的统计分析就是在计算机网络系统实际运行期间,利用统计学技术判断是否有信息安全隐患,而签名分析技术则是监测系统是否有攻击性的安全隐患,然后将签名分析的内容输入到DS系统代码之内,写入各种攻击模式的签名,便于有效维护计算机网络信息[7]。

6.完善安全防护工作机制大数据背景下的计算机网络信息安全防护工作中,应该积极创建较为完善的安全防护机制,保证可以有效开展各方面的安全防护工作。一方面,在构建相关防护机制的过程中,应该组织安全管理部门相互之间做好技术与情报的共享工作,共同维护相关计算机网络信息系统运行的安全性,保证有效完成相关的安全防护任务;另一方面,应该创建专业化的安全维护组织机构,各个部门之间都要相互协调沟通,有效开展信息安全防护工作[8]。

第5篇

【关键词】“互联网+”;计算机技术;信息技术

随着互联网、自媒体、云计算、物联网等信息技术的成熟与普及,互联网逐渐渗透到社会生活的各个领域,形成了“互联网+传统行业”的发展格局,这些不仅深刻影响着教育、医疗、社会治理、公共服务、商业模式等,也对计算机技术的发展产生了深远影响,逐步形成了以应用为导向、各种技术相互融合的计算机应用技术发展趋势。在这种情况下应当从“互联网+”的视角考察计算机技术的基本特征、发展趋势等,以更好地发挥计算机技术在服务传统行业、推动产业转型等方面的重要作用。

一、“互联网+”背景下计算机技术的发展现状

进入21世纪以后,互联网技术快速发展并广泛普及,人类的生产及生活方式发生了巨大变化,比如互联网技术和互联网思维开始影响人类生活的方方面面,改变着人类的社会交往、商业活动、社会治理等,变成了人类生存方式的重要组成部分。特别是随着大数据、人工智能和物联网的广泛普及,人类社会进入了万物互联的新时代,这些深刻影响着计算机技术的发展,使计算机技术更新速度更快、运行方式更多元化、实用性和功能更加强大、自我防御和修复能力更完善等。

(一)计算机技术运行速度快。从运行速度看,随着“互联网+”的快速发展,人类对计算机的运行速度提出了更高要求,比如天气预报、用户数据分析、科学研究等活动都需要计算机拥有超级运算能力,这些对计算机发展提出了明确要求,所以许多计算机公司都将计算速度作为计算机技术发展的核心指标,同时政府也加大了对计算机运算能力研究的投入,比如我国就成立了国家超级计算中心,专门负责计算机运算速度研究工作。

(二)计算机技术运行方式更加多元。从运行方式上看,随着芯片技术的发展,计算机开始向小型化、微型化的方向发展,笔记本电脑、平板电脑、智能手机等成为计算机技术发展的新方向,这些智能终端不仅体积小、携带方便,而且功能强大,能够较好地满足用户的各种上网需要。

(三)计算机技术基本功能更加实用。从基本功能上看,随着“互联网+”的深入发展,电脑成了网上购物、电子支付、社会交往、网络学习、生活娱乐等活动的重要平台,可以说人们每天的生活都离不开电脑,从而使计算机技术发展更加多元化,计算机性能更具有实用性,比如有些电商就以CRM系统实现了销售存储一体化管理,利用计算机技术极大节省了人工成本。

(四)计算机技术运行更加安全。从运行能力看,在“互联网+”时代人们对计算机的要求更高、更全面,要求计算机操作简便、运行安全等,在这种情况下计算机安全技术有了长足发展,计算机可以通过相关设备监理一套完整的防御体系,极大提升了计算机运行的安全性。

二、“互联网+”背景下计算机技术的应用领域

近年来中国大力推动工业信息化进程,将“互联网+”作为推动产业转型升级、社会治理创新的重要方式,在这种情况下计算机技术与商业、国防、社会等领域的结合越来越紧密,形成了许多计算机边缘技术。

(一)计算机技术在商业领域的应用情况。从发展过程看,“互联网+”首先产生于商业领域,而后在社会生活的各个领域推广开来。从总体上看计算机技术在电子商务、网上支付、网络媒体等领域的应用范围最广,并且推动了这些行业的繁荣发展,比如计算机技术与传感技术、物联网技术、网络技术、大数据技术的有机结合,催生了许多重要的产业形态,推动了淘宝、京东、今日头条等一大批互联网公司的诞生。

(二)计算机技术在工业领域的应用情况。计算机技术在能源、电力等领域也有许多应用,推动了智能电网的发展。比如一些新能源电力系统经常受到恶劣天气的攻击,像雾霾天气、冰雪天气等往往会影响发电质量,为了更加准确地获取相关数据,就需要以计算机技术快速获取相关数据,以便在第一时间传输到相关人员手中。此外,互联网技术与传统制造业的深度融合也推动了计算机应用技术在工业生产活动中的应用,促进了工业智能化、工业自动化的发展,促进了计算机技术与传感技术、物联网技术、自动控制技术、工业机器人技术等现代信息技术的融合发展,大大提升了传统制造业的信息化水平。

(三)计算机技术在国防领域的应用情况。计算机技术在国防领域有着广泛应用,像雷达、无人机、导弹等尖端武器上都应用了大量的计算机技术,特别是无人机技术与计算机技术有着密切联系,军事侦察、电子干扰等都离不开计算机技术的有效应用。美国等发达国家就利用无人机精确打击各种战略目标,并能够在复杂的自然环境和高偶然事件中完成供给任务。这些都说明计算机技术在国防领域拥有广阔的应用前景。此外,随着空天战、网络战的发展,卫星、网络等成为军事打击的重要目标,这些对计算机技术的依赖程度越来越高。

(四)计算机技术在社会领域的应用情况。“互联网+”不仅改变了商业模式、工业生产和现代战争,也给社会领域带来了翻天覆地的变化,推动了教育、医疗、社会治理等与互联网技术、计算机技术的融合。比如随着“互联网+教育”的发展,电子图书馆、网络大学、多媒体课堂、慕课、网络付费学习等有了长足发展,这些推动了计算机技术与现代教育的融合发展。在社会管理活动中,信息管理及查询系统、指纹识别系统、人脸识别系统等有了广泛应用,这些推动了计算机技术在信息管理方面的应用。此外,计算机技术在精准医疗、健康体检等医疗活动中也有着广泛应用,医生可以利用计算机技术、互联网技术、传感器技术等精准了解病人的病情、成因等。

三、“互联网+”背景下计算机应用技术的发展前景

从总体上看“互联网+”不仅深刻改变了人类社会的商业模式、工业生产、社会管理、教育医疗等,也深刻影响着计算机技术的发展趋势及前景。因此应当从“互联网+”的时代背景出发分析计算机技术的发展问题,把握计算机技术的发展趋势。

(一)各种新型计算机将不断涌现。1.光计算机。随着“互联网+”和大数据技术的发展,人们对计算机的运行速度要求越来越高,但是传统计算机无法满足人们的运算需要,于是各种崭新的计算技术不断涌现,比如当前科学家就在考虑以光子代替电子和电流为载体,以纳米电浆子原件作为计算机的核心原件,对海量数据信息进行处理。与传统计算机相比,光计算机以光内连技术、空间光调制器等为基础,具有运算速度极快、耗电量非常低、存取信息方便等特征,在天气预报、水文变化、资本市场等方面具有广阔应用前景。2.量子计算机。量子计算机业有计算速度快的特点,并且在理论上已经成熟,在实践上也处于实验室阶段。英特尔、IBM、华为等企业不仅在研发大规模集成电路,还在研发量子计算机,谷歌、微软就相继宣布研发了200秒内可以完成普通计算机1万年完成的计算任务的量子计算机。中国专家潘建伟、陆朝阳、汪喜林等也通过调控6给光子的偏振、路径等,实现了18个光量子比特纠缠;中科院、浙大、背景计算科研中心等共同开发了量子芯片,在国际量子计算机研究中处于领先地位。3.纳米技术。纳米技术在计算机领域仍有广阔的应用前景,并成为计算机技术发展的新趋势。与传统电子元器件相比,纳米技术原件的体积远远小于普通电子原件,而且拥有导电性能超强、质地优良等特征,所以说纳米芯片成了当前硅基芯片的良好替代产品。当前纳米技术已从微电子方向向传感器方向发展,未来将成为传统计算机的重要替代方式之一。4.化学计算机、生物计算机。化学计算机、生物计算机等新型计算机技术也都处于理论和实验阶段,化学计算机是以炭基制品代替硅基芯片,实现信息传输和存储,能够以较小体积实现快速运输;生物计算机是以生物传感器实现信息计算、传输和存储的计算机,它能够直接受人脑控制,不过这一计算机尚处于理论研究阶段。

(二)计算机技术将与信息技术深度融合。1.计算机技术将与网络技术深度融合。毫无疑问,人类已经进入互联网时代,互联网已经成为人们学习新知识、浏览新闻、休闲娱乐、社会交往、商业活动的重要组成部分,这些彻底改变了人类社会的存在当时,也促进了计算机和互联网的深度融合,在这种情况下许多人都将计算机等同于互联网,这些充分说明了计算机和互联网的融合程度。随着网络化的深入发展,计算机技术将会与网上购物、网上学习、网上办公、电子商务等更加紧密地连接在一起。3.计算机技术与人工智能技术的融合。随着人工智能的发展,计算机技术与人工智能技术的融合将成为必然趋势,如今智能家居、无人驾驶、无人超市、工业机器人等在社会生活的应用越来越广泛,成为信息技术发展的新趋势。比如小米、华为、海尔等科技企业都在大力推动智能家居的发展,这些必然对计算机的计算速度、运行方式等提出更多要求,推动计算机技术与大数据、云计算的融合发展。

(三)计算机技术的应用范围会越来越广。随着信息化时代的到来,以计算机技术为基础的互联网、物联网、人工智能等将会深刻改变人类社会的方方面面,这将使计算机技术的应用范围越来越广泛。比如随着GIS技术的发展,计算机技术将被广泛用于农业资源规划、林业数据分析、土地资源开发、自然灾害预警等方面。计算机技术将进一步推动农业资源管理,对土地资源进行利用规划,对农业进行区域化管理,促进农业信息技术更加精细化。计算机技术可以用于林业发展中,通过对大量地理信息、林业数据的分析等,推动森林防火、林业资源开发等,提高林业管理的数字化程度。计算机技术可以用于土地资源信息采集和处理,促进土地信息资源整合,有效解决土地资源信息逐级上报、弄虚作假等问题,推动土地资源管理信息化和科学化。计算机技术还将用于自然灾害预测、灾情评估、灾后救援等活动中,极大提高人力对自然灾害的处理能力。

四、结语

第6篇

关键词:计算机视觉;智能交通;监控系统

中图分类号:TP277

近些年来,随着我国人民生活水平提高,使私家车辆的数目急剧增长,并且车辆的增长速度远远超出市政建设的力度。这样的事实导致城市交通拥堵、违规通车、车祸增加,所以迫切的要求加快市政建设,实施高效率的交通监控措施,基于计算机视觉的智能交通监控系统也由此得到了相应的广泛的发展和应用。那么,计算机视觉技术下的智能交通监管系统究竟应该如何设计与实现呢?

1 计算机视觉下的智能交通监控系统

1.1 计算机视觉技术

计算机视觉技术即利用各种图像摄录设备将通过对视觉目标进行识别、跟踪、测量并将由此获取的视觉信息传输至计算机并进而利用图像技术进行视觉信息处理以达到进一步进行智能化处理的视觉处理技术。

1.2 智能交通系统(ITS)

智能交通系统(ITS)是指通过现代化的网络信息技术、自动控制技术等有效综合手段在一定范围内建立的全方位发挥作用的交通运输综合管理和控制系统。作为交通运输管理体系的一场新的革命,近年来,由此技术进一步开发形成的监控系统已经在各个道路的关键路口、路段和其他交通繁忙地域普遍建立,为交通运输管理提供了自动化、智能化的信息收集和处理等多方面的服务。但是,随着城市建设的迅猛发展和人流、车流量的猛增,更加智能化的交通管理系统的开发和利用显然也成为了当务之急。

2 计算机视觉下的智能交通监管系统的建立

正是基于新的发展需要,我们有必要把计算机视觉和智能交通监控系统进一步结合起来,首先通过计算机视觉分别对各个道路的关键路口、路段和其他交通繁忙地域等相应位置实时进行交通信息采集,然后,通过信息传输系统、或者进行处理后存入服务器并将处理过的实时交通信息及时传输到监控指挥系统,以实现对于各个道路的关键路口、路段和其他交通繁忙地域的实时监控和管理。由此,显然就需要设计以下各个子系统并共同构建为一个完整的体系。

计算机视觉下的智能交通监管系统

实时交通信息收集系统

监控指挥系统

高质量信息存储传输系统

图1 计算机视觉下的智能交通监管系统工作程序示意图

3 智能交通监控系统的实现

计算机视觉下的智能交通监管系统实现的第一步是通过实时交通信息收集系统实时进行交通信息采集,即通过对于运动物体的分割,在图像找出有意义的部分,抽出运动目标的特征,进而通过连续画面间的变化判断目标的运动状况。在这一系统运行中,首先可以“摄像头读入”的初始视频,使用相应的算法提取“背景”,然后通过原图与背景运算形成相应的“前景”,由此即可进一步通过矩形框的使用来达到“运动目标检测”与信息采录的目的。

图2 视觉监控系统原理图

3.1 系统功能实现

对运动物体的检测主要有光流法以及差分法两种方法,由于光流法比较复杂和耗时,实时检测很难实现,因而,现有实时交通信息收集系统一般通过差分法的应用来进行开发和实现。

3.1.1 帧间差分法

帧间差分法对运动目标进行分割处理过程中使用较多也最为简单实用的一种方法,其基本原理就是通过在连续的图像序列中两个或三个相邻帧间采用基于像素的帧间差分并且阈值化来提取图像的运动区域,进而通过逐象素比较获取前后两帧图像之间的差别来判断运动物体的移动状况。在实际操作中,一般可以假设用于获取序列图像的视频设备为静止物体,设视频中连续两帧的图像为It(x,y)和It+1(x,y),然后通过对连续两帧的图像相应的像素进行比较,利用Dt(x,y)=It+1 (x,y)-It(x,y)这一方程求出相应的阈值来检测出运动物体的移动状况:

Mt(x,y)=

当然,必须注意的是,由于帧间差分法所得到的差分图像在现实中并非由理想封闭的轮廓区域组成的,因而,运动目标的轮廓自然也就往往是局部的、不连续的,且其误差往往随着运动物体速度的增大而增大,因而,这一方法并不适于对于高速运动目标的有效检测。

3.1.2 背景差分法

与帧间差分法不同,背景差分法则是利用当前图像与背景图像的差分来检测物体运动状况一种方法。其基本原理是在可控制环境下,通过对于运动背景的固定假设,设待检测运动物体的图像为I(x,y),背景图像为B(x,y),通过输入图像与背景模型进行比较,利用D(x,y)=I(x,y)-B(x,y)这一方程求得到图像中的各像素的变化信息,进而检测运动物体的移动状况:

Mt(x,y)=

当然,在实际运用中,背景差分法的关键,是要建立一个背景模型,并更新模型。

3.2 程序功能的实现

本程序功能实现所主要使用的是OpenCV函数。OpenCV能够实现对图像数据的操作,包括分配、释放、复制、设置和转换数据,以及对摄像头的定标、对运动的分析等。在函数实现上,用到了Cv图像处理的连接部件函数,运动分析与对象跟踪中的背景统计量的累积相关函数等相关的函数。本系统就是运用图3介绍使用到的函数名及其功能和使用格式等来实现对视频流的运动车辆的轮廓检测的。

图3 寻找轮廓程序主要算法流程

实验证明,本系统能够较好地实现对视频流的运动目标的轮廓检测和对象跟踪,并能实时更新背景,车辆跟踪正确率在95%以上,虽然存在着轮廓检测正确率稍差的缺点,但其主要原因是由于摄像头所处的角度和运动目标靠近程度的影响,从根本上并不影响对于运动目标的实际检测。

4 结束语

加快城镇化进程是我国发展的大趋势,在这一趋势下,城市病的治理当然可以离不开现代化的科学技术。但是,必须注意的是,无论多么先进的管理系统,最终都只有通过人的行为才能够发挥有效的作用,在这个意义上,设计与使用先进的交通监控系统固然是解决交通问题的技术条件,但是,交通问题的解决,最终还必须依赖于人的素质的全面提高。

参考文献:

[1]戴俊乔.城市道路交通视频监控系统架构和性能的研究[J].科技与创新,2014(06).

[2]张伟龙,李刚,王雨翔.基于计算机视觉的智能交通监控系统[J].小型微型计算机系统,2014(07).

[3]庞其富.浅谈城市轨道交通视频监控系统设计方案[J].通讯世界,2014(01).

第7篇

关键词:大数据;计算机;网络安全技术;探讨分析

前言

信息技术、互联网技术以及计算机技术的快速发展,使得人类社会的运行模式发生了根本性的变化,数据信息对生产生活的渗透,在为人们提供更为便捷、更为有效地信息交互的同时,也存在着一定的安全问题,随着云计算等信息技术手段的发展,人们可以借助于相关信息技术,在短时间内,对海量数据进行快速有效处理,提升了信息数据的获取能力,为人类发展扩张了更为广阔的空间。大数据时代下,计算机网络安全的范畴发生了深刻变化,与传统形式的网络安全边界有着一定的差异,从而导致原有的安全技术与防护体系,越来越难以满足大数据背景下计算机网络安全防护的客观要求,网络攻击的频率日益增加,给正常经济生产生活带来了一定的不利影响。基于这种情况,为了更好地发挥大数据的作用,减少网络攻击对网络信息数据的威胁,需要技术人员进行计算机网络安全技术的升级、优化,增强网络安全等级,实现大数据时代下,信息数据的安全稳定交互。

1大数据时代下计算机网络安全问题分析

1.1计算机网络安全问题突出

计算机网络在发展的过程中,以计算机病毒为代表的网络攻击手段对计算机信息数据安全带来了极为不利的硬性,从相关部门公布的数据来看,2016年,我国计算机网络用户遭受攻击的人数超过5.3亿人,约占国内网络用户的89%,带来了200亿左右的经济损失,日益加剧的计算机网络安全问题,在一定程度上限制了计算机网络的健康发展[1]。从计算机网络攻击的形式来看,现阶段大多数计算网络攻击行为主要使用木马髌骨的形式,网络攻击者通关广告推送等形式,进入计算机网络用户的电脑,获取用户信息,进行相关违法行为。

1.2大数据时代下计算机网络安全问题的主要来源

对大数据时代下计算机网络安全问题主要来源的分析,能够帮助安全技术人员进一步厘清计算机网络安全防护工作的重点环节与核心要求,为安全防护技术的升级发展以及安全防护策略的制定执行奠定基础。

1.2.1黑客袭击。大数据时代,黑客袭击的方式与过往相比发生了较为显著的变化,呈现出攻击方式隐蔽化的发展趋势,造成这一趋势的根本原因在于,大数据时代,信息数据体量的增加,不同数据信息之间联系的日益密切,使得黑客可以利用一定的攻击手段,对某一数据进行攻击[2]。黑客攻击不但不容易被发现,还可以借助数据信息之间的联系带来更大范围的危害。

1.2.2计算机系统漏洞。计算机在发展的过程中,会不断依据用户习惯以及使用需求,对系统网络进行升级以及修补,但是从理论层面来看,无论计算机系统开发者如何进行系统的完善,仍然会存在着系统漏洞,从而增加了计算机网络遭受攻击的概率,造成信息数据的泄露或者丢失。同时计算机用户由于个人使用习惯等各方面的原因,增加了系统漏洞发生的概率,造成计算机网络安全等级的下降,增加了网络安全防护技术开展的难度。

1.2.3网络管理不当。计算机网络在运行的过程中,通常情况下,为了运行的安全性以及稳定性,需要网络用户进行必要的网络管理,但是从实际情况来看,部门网络用户对于网络管理的作用缺乏科学认知,使得网络管理工作中存在着漏洞。这种漏洞的出行,不但对计算机网络运行效果带来不利影响,同时也会增加计算机网络发生安全问题的概率,引发诸多安全问题[3]。

2大数据背景下计算机网络安全防护技术应用

大数据背景下计算机网络安全防护技术的应用,需要技术人员根据现阶段网络安全问题,采取针对性的策略,进行安全防护技术的升级,增强安全防护的质量水平。

2.1计算机网络安全保密技术

现阶段DER与RSA技术作为计算机网络加密的主流,在很大程度上实现了信息数据的科学加密,提升了信息保密等级。例如DES保密技术能够随机产生DES密码,并通过加密处理,对信息原文进行加密,DES技术在实践中的应用仍然需要计算机用户的配合,在进行计算机网络安全保密技术应用的过程中,对关键字的检索行为进行控制,从而提升防护水平。

2.2计算机网络入侵监控与检测技术

计算机网络入侵监控与检测技术在应用的过程中,为了保证应用效果,通常情况下,需要从多个层面入手,确保对网络入侵行为的有效监控与发现。一方面使用异常检测技术,对用户的使用行为进行全面分析,在此基础上进行检测模型的构建,并以此为蓝本,一旦发现异常,表明非法入侵行为的发生,为防护工作的开展创造了极为有利的条件。另一方面,进行病毒入侵数据库等构建,将现阶段各种病毒的主要特征进行汇集,在这一过程中,如果发现与病毒相匹配的入侵行为,就可以采取有效地应对策略,对入侵行为进行有效的制止[4]。

2.3计算机网络漏洞扫描技术

漏洞扫描技术主要对计算机网络的盲点以及弱点进行查询,在一定范围内,对相关入侵行为所产生的信息进行收集汇总,进而为后续安全防护工作的开展提供了必要的参考,提升了计算机网络安全技术的实用性,减少了入侵行为所带来的损失。

3大数据背景下计算机网络安全策略的执行

3.1大数据背景下计算机网络安全策略所遵循的原则

3.1.1大数据背景下计算机网络安全策略必须要遵循科学性的原则。只有从科学的角度出发,对计算机网络安全策略的相关内容、大数据时代计算机安全防护技术工作的定位以及具体职能,进行细致而全面的考量,才能够最大限度保证计算机网络安全策略能够满足大数据时代网络安全防护工作的客观要求。

3.1.2大数据背景下计算机网络安全策略必须要遵循实用性的原则。由于计算机网络安全防护工作内容多样,涉及到的信息数据繁多。因此计算机网络安全策略中相关技术以及相关防护流程必须进行简化处理,降低操作的难度,提升计算机网络安全策略的实用性能,使得在较短时间内,进行有效化操作,保证计算机网络安全策略的顺利开展,提升计算机网络安全防护工作的质量与水平。

3.2大数据背景下网络安全解决策略

网络安全策略的制定,需要技术人员以科学性原则以及实用性原则为指导,对安全策略的流程以及重点进行必要梳理,确保大数据背景下网络安全解决策略的实用性,避免入侵行为对于网络安全的影响[5]。需要进行网络拓扑结构、网络安全规划以及中心配套方案的制定,使得计算机网络能够形成一个较为完整的网络体系,从而增加网络安全体系的防护能力,减少入侵行为的发生机率,保证计算机网络信息数据传输的有序开展。

4结束语

对大数据时代背景下计算机网络安全技术的探讨有着十分重大的现实意义,对于提升现阶段计算机网络安全技术的防护能力,减少网络攻击对于信息数据的威胁,文章全面分析现阶段计算机网络安全存在的问题,进行计算机网络安全技术的全面研究,并在此基础上进行计算机网络安全防护策略的制定,确保信息数据的安全使用,满足大数据时代,社会经济发展对于信息数据的使用需求。

参考文献

[1]吴建龙.大数据时代计算机网络安全技术探讨[J].网络安全技术与应用,2016(12):88-89.

[2]袁永波,胡元蓉.深析大数据时代下的网络安全问题[J].网络安全技术与应用,2015(2):165-165.

第8篇

关键词:计算思维 计算机教育 认识论 教学评价

基金项目:本文受昆明理工大学“面向行业的管控一体化系统”学科方向团队项目支持

计算机作为通用的智力工具,在信息化深度发展的今天,其应用领域急速扩张,与其他学科的融合程度也前所未有地深入。国内高校传统的计算机教育主要以可量化的技能测试作为考核指标,以分数的差异、资质证书的获取作为教育差异的主要指标,这种同质化的教育模式背离了信息化时代对人才培养的要求。学生一方面喜欢“玩电脑”,另一方面却对计算机课程不感兴趣,而教师则往往限于理论课空泛的讲解,而实践课以强化操作为主的教学模式之中。“狭义工具论”使大学计算机教育迷失了发展方向。

1 高等计算机教育现状

现代科技发展所需的海量信息加工处理、快速准确的工业设计与仿真、科学有效的管理决策,无不深度依赖计算机科学与技术。如同数学和物理为自然科学提供了坚实的理论基石,计算机科学为其他学科的发展提供了重要的方法和手段,甚至是一种全新的思维模式。然而,如何构建科学的计算机基础教育、专业教育的教学体系,使知识体系构建、社会人才需求、学生学习需求达到一定程度的统一,却成为了高校现阶段计算机教育改革的重要课题。信息化的深度普及改变了传统的以集中实践、辅导为主的教学方式,课堂理论知识体系的陈旧固化与学生的求知趋向与广度需求的矛盾也日益突出。

如下几方面的变化是高等计算机教育改革所需重视的问题。

1.1 学生信息化背景的变化

现阶段高校学生群体普遍属于“信息时代原住民”,信息化对其影响与生俱来。学生对信息科学基本具有好奇感。如图1所示,以某高校2012级1000名新生作为调查样本,仅有1.3%的学生基本不使用互联网。

1.2 学生获取知识渠道的变化

开放式的网络时代,学生参与课程学习的时空界限得到了很大的延展,学生学习的独立性和离散性增强,静态知识的传授渐渐丧失了课堂的主导地位。如图2所示,学生在解决问题的渠道中,网络求助的比例(18.84%)已经接近于向老师提问的比例(21.26%)。

1.3 社会对人才信息化素养需求的变化

社会对人才信息化的需求愈发呈现多元化特征。形式单一且过分量化的考核方式,长时间作为国内多数大学计算机教学的主要评价手段。机器可判的命题形式限制了开放性和研究性为主的考核内容的实施。在这样的教学背景下,考证成为了课程学习的主要目标。

基于以上的现状,高校计算机教育在教学内容、教学方法及教学实践上实施变革,使计算机高等教育适应社会经济发展的要求、适应各级各类高校自身的人才培养目标的要求,已经显得十分迫切。

2 “计算思维”思想的引入

2006年,卡内基·梅隆大学周以真教授首次提出了计算思维的概念:“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”。计算思维和阅读、写作和算数一样是人类解析能力的重要构成要素。计算思维在学界已经被定位为与理论思维、实验思维并驾齐驱的人类三大科学思维之一。Mc Master等学者提出了大学计算机教育培养MAC(Mathematical、Abstract、Computational )thinking的理论体系,明确了计算思维不等同于程序的观念,科罗拉多大学Andri Ioannidou等以游戏设计思想和工程技术思想进行联系对照及迁移,提出了更加具体的计算思维模式培养的实施方法。董荣胜、袁开榜等学者在计算思维的概念拓展、定位等做出了较为深入的研究,并提出了较为具体的国内大学计算机教育实施方案。

工具论和教学中缺乏真理性基本科学规律的支撑,是大学计算机教育发展的主要障碍。简单的应用技能培训式的教学方式,渐渐使计算机教学变得索然无味,丧失了学科的文化底蕴。“计算思维”的引入,从认识论上解决了计算机教育在高等教育中的地位定位和发展方向的问题。在实际的教学实践中,计算思维并不应该仅停留在理论的层面,而是要与具体的教育目标及专业特点相结合,实现在计算机教育中的多元逻辑训练,依托应用目标培养学生在信息化背景下的自我解决问题的能力。

3 融合计算思维的教育改革实践

同理论思维和实验思维相比较,计算思维还远没有发展到成熟阶段。将计算思维融入到在具体的教学模式设定与教学方法实施中,还需要不断地进行尝试与探索。计算思维涉及基础科学、技术科学及工程技术三大科学层次,同其他学科的交叉可以衍生出诸多的理论创新和应用创新。引导和培养学生在高等教育阶段的计算思维能力,使其在信息时代的生活、学习中拥有利用计算思维理解、解决问题的素养,正是融合计算思维的新型计算机教育的魅力所在。

研究型高校、面向应用的一般本科院校、职业本科等不同层次的高校,所实施的计算机基础教育及专业教育应有不同的侧重。本研究基于本科计算机基础教育,着重在如下几个方面实施改革:

3.1 为课程界定科学合理的边界,排除单纯的技能训练式教学内容和教学形式。静态的知识主要采取教师引导,学生通过网络等开放学习形式自学的方式加以学习。

3.2 设计与生活情境、专业背景相关的精彩的案例作为学习的切入点。以“计数器”为例,对于低年级非专业的学生,可以从站点统计、购物计算、根据在线时间计算等级等学生熟悉的应用场景入手,剖析计数的原理,从而形象而清晰地阐明信息如何存储、如何处理和如何实现。作为开放性延展,可以引导学生思考与计数相关的问题,例如容忍出错的有限次数计数、计数值的数据库存储与文件存储之间的差异、计数器的图形化表示等。图3为大学计算机课程提高班教学中计数器原理实现与B/S三层结构对应关系示意。

教学实践证明,这样富于延展性,给学生充分思考空间的案例,既达到了锻炼学生计算思维的目的,又满足了学生驾驭计算工具而获得的成就感。

3.3 设置开放性的实践课题,加强实践环节的师生交互。实践环节对于计算机教学十分重要。固然计算思维是不需要插电的,但加以实践,会让学生更加直观而真切地感受计算思维及信息技术的实用价值。在实践环节的教学内容设定上要尽量避免技能强化的性质。具有探索性和开放性的实践课题可以培养锻炼学生思考解题思路、策划解题方案、寻求与实践解题办法的能力,这对于学生未来借助计算思维解决专业问题的能力培养是很有好处的。实践课题的拟定可以淡化对软件工具的要求,可以让学生在明确求解目标的前提下较为自由地选择工具及发挥个人的能力。在实践中教师可以加强和学生的交流与共同,帮助其优化解决问题的方案,或者在关键实践环节指导、协助学生完成任务。

4 尚存问题与深化改革的构想

教学改革的实施也受到教学管理及考核评价体系等多方面原因的限制,在实施如何计算思维的大学计算机教育改革的过程中,如下问题需要进行考虑:

4.1 课程评价体系、考核方式的改革

长期应试教育的影响,阻碍了高校计算机教育改革的具体实施,可量化的客观指标更受这种体制的欢迎。在高校的计算机课程考核方式中,操作路径可评判的技能测试以及答案具有唯一性的理论考题,是无纸化考试系统的主要形式。学生为了通过这种形式的考试,无非采取背记理论知识、强化技能训练的模式。这无疑与培养计算思维的教育理念是背道而驰的。

4.2 功利主义的阻碍

在应试教育长期影响的背景下,追求考试通过率、追求用各种社会认证证书来衡量教学水平的现象在国内高校中较为普遍存在。高校计算机教育在这种既承担计算思维能力培养,又承担现实应用指标的重压下,很难发挥个性、找准地位。这也是目前高校计算机教育较难割舍传统教学模式的主要原因之一。在“知识”与“技能”的天平上,为了量化的“指标”,教学行为往往选择了短效的后者。

4.3 个性化教学与学模式的取舍

计算机科学学科体系庞杂,计算思维具有较强的渗透性和融合性,所以与专业结合搞好高校计算机教育具有较高的操作难度。针对不同学科背景开设特色的计算机教育不同于以往的分级教学,对教师也提出了比以往更高的要求。对选课群体的学科需求的划分也需要在今后的教学管理实践中加以改进及优化。

5 结语

总之,以计算思维为导向的高校计算机教育,为高校计算机教育的转型和提升提供了较为明确的发展方向。但是在教育改革的实践之路上,还有许多具体的技术性问题需要进一步探索与验证。教学的内容、技巧和方式方法可以因教学环境及施教对象有着灵活的变化,教育理念的梳理及转型才是高校计算机教育围绕计算思维进行改革的关键所在。

参考文献

[1]Jeannette M. Wing. Computational Thingking[J]. Communication of the ACM.2006(3)

[2]谭浩强.研究计算思维,坚持面向应用[J].计算机教育.2012.11

[3]McMaster, Kirby Rague, Brian; Anderson, Nicole.Integrating mathematical thinking, abstract thinking, and computational thinking[C]Frontiers in Education Conference (FIE), 2010 IEEE.27-30 Oct. 2010.S3G-1 - S3G-6

[4]Andri Ioannidou,Vicki Bennett,Alexander Repenning, Kyu Han Koh, Ashok putational Thinking Patterns[C].2011 Annual Meeting of the American Educational Research Association (AERA),2011

[5]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

[6]董荣胜.计算思维与计算机导论[J].计算机科学.2009(4)

[7]袁开榜.二十一世纪,人们应该具有计算思维能力[J].计算机教育.2011.3

第9篇

关键词:管理会计;财务会计;大数据

在信息技术、互联网技术、计算机技术等不断发展的大环境下,大数据出现在社会公众视野之中,成为推动社会发展的重要力量。企业在大数据时代每天面临着大量的数据信息,这为财务管理、决策等带来了极大的挑战。为促进自身健康发展,保证财务管理质量,企业需要探究财务会计向管理会计转型的路径,以优化自身发展。

1大数据的特点

其一,大量。大数据即海量的信息,比如放眼全球、放眼某个地区或者某个企业每天都会产生与接收到很多的信息、数据。其二,多样。在大数据时代,信息数据不是单一的,而是多样的,即会存在各种类型的数据。其三,高速。大数据依靠互联网传播,而互联网络的信息、数据传播速度是极快的。其四,价值。通过挖掘数据信息,可以更好地发挥数据价值,促进社会发展。

2管理会计与财务会计的异同点

2.1依据标准不同

《企业会计准则》是财务会计工作的依据,即需要将财务会计工作置于该准则之下。对于财务人员来讲,其需要认真地研究该准则,切勿违反该准则。管理会计工作较为灵活,不像财务会计所受到的约束性比较大。相关人员可以根据内部审计,开展管理会计工作。

2.2服务对象不同

财务会计主要是对外服务,比如需要向税务局提供可靠、真实的财务数据;在贷款时,需要为银行提供财务报表、信息等。管理会计主要是对内服务,也就是说,管理会计是面向企业内部提供的服务,服务的主要目的是提高企业管理、决策水平,保证企业获得良好的发展。

2.3加工信息不同

财务会计是根据已经发生或者正在发生的事情开展的财务处理工作。主要是通过处理企业日常经济业务活动,核算企业成本支出,结转损益,结转本年利润等进行的财务工作。管理会计是根据企业当前发展情况、未来市场经济发展情况分析结果等,做出管理决策。若是企业可以科学、有效地开展财务管理工作,就可以发展自我,降低发展风险。因此,企业需要重视管理会计,积极地推进管理会计工作。

3大数据背景下财务会计向管理会计转型的必要性与意义

3.1大数据背景下财务会计向管理会计转型的必要性

第一,市场经济日趋完善的基本需要。市场处于动态变化中,使得企业面临着一定的发展挑战。尤其是产品同质化这一发展趋势,极大地影响着企业发展竞争力。企业需要关注市场经济变化,把握市场发展规律,科学地预测市场经济变化,提高自身运营能力,激发自身发展活力。其中,企业就需要开展市场调查研究活动,了解客户发展需求,以调整、优化产品与服务。在这种情况之下,企业才可以保证自身获得良好的发展效益,促进自身可持续发展。第二,大数据技术发展的必然趋势。通过充分地挖掘数据、利用数据,可以有效地发展企业。可以说,数据是企业的一笔财富。对于企业财务人员来讲,其不仅需要认真地处理每一项财务工作,而且需要分析数据、挖掘数据,将真实、科学、合理的数据提供给企业管理人员。而企业管理人员则需要积极地使用这些信息数据,以形成科学的管理决策,进而指导企业发展。倘若企业可以加快财务会计向管理会计转型速度,将管理会计作为重要工作,就可以提高管理决策水平,激发自身发展活力。为此,企业需要主动地开展该项工作。第三,提升计算机综合发展水平。在现代社会,计算机技术发展水平日益提升。当前,计算机技术被应用到企业工作、管理之中。在大数据时代下,企业通过更新计算机等设备才可以更好地发展自身。然而,部分企业缺乏更新计算机设备的意识,这在一定程度上影响其发展。为提高自身发展水平,企业需要更新计算机等设备,完善与优化管理工作,增强自身运营能力。

3.2大数据背景下财务会计向管理会计转型的意义

第一,有利于企业现代化。企业在财务会计向管理会计转型的过程中会招聘管理会计人才,为自身注入升级活力,保证自身成功转型。这些管理会计人才思维活跃、专业素养高。管理会计人才通过开展一系列工作有助于企业迈向现代化。第二,提升企业投资的精准性。通过开展投资活动,企业就有可能获得收益,因此企业将投资作为一项重要的工作。为降低投资风险,保证投资效益,企业可以应用大数据开展投资分析工作,合理地评估投资项目。与此同时,企业需要做好管理会计工作,制定科学的管理决策。在这种情况之下,企业就可以确保投资效果。第三,有利于企业科学分配人力资源。当前,企业需要做好人力资源分配工作,发挥员工最大价值。在大数据时代下,企业可以使用大数据评估员工实际发展情况,将员工安排在合适的岗位上,提高工作水平。对于擅长开展管理会计工作的员工,企业可以将其安排在该岗位上。同时企业可以组合搭配其他员工,共同开展管理会计工作。总而言之,企业需要积极地应用大数据开展人力资源分配工作。

4大数据背景下财务会计向管理会计转型的路径

4.1积极转变会计观念

部分企业将财务账款、现金流量、财务报表、资金收支等情况作为开展财务工作的重要依据。但这些只能够反映出企业当下情况,不能够较好地反映出企业未来发展情况。所以,仅仅将这些作为开展财务工作的依据是片面的。在大数据背景下,企业需要转变会计观念,以新的角度看待会计工作,提高会计处理水平。此外,企业需要树立正确的会计观,积极地推进招聘活动,引进优秀的管理会计人才,打造优秀管理会计人才队伍,进而高效地处理管理会计工作。

4.2构建完善的财务管理体系

为发挥管理会计作用,企业需要认真地研究管理会计,了解管理会计的内涵、意义、工作处理方法等,并构建完善的财务管理体系,以规范管理会计工作。具体包括以下工作:财务监督。由于财务监督是影响管理会计工作目标实现的重要因素,企业需要认识到财务监督的意义,积极制定财务监督制度,严格落实财务监督工作。财务预算。企业需要制定财务预算制度,明确财务预算流程,以便保证财务预算工作质量。合同管理。合同管理是企业一项重要的工作,若是企业所签订的合同存在问题,就会危及自身利益。企业有必要以财务会计体系作为构建合同管理制度的依据。对于合同签订者与企业管理人员来讲,其还需要从管理会计的角度分析合同、研究合同,以便保护企业的利益。在签订合同之后,就需要根据合同内容开展工作。

4.3优化财务工作内容

在大数据背景下,企业所面临的发展形势已经发生了变化。为增强发展竞争力,提高市场份额,企业就需要做好财务会计向管理会计转型工作。对于财务部门而言,其需要认真地分析、研究当前发展趋势,积极地转变角色,不断地优化财务工作内容,切实提高财务工作水平。其中,财务人员就需要学习管理会计,理解管理会计的内容,清楚管理会计的作用,积极地从管理会计的角度研究适合企业发展的路径,促进企业健康发展。此外,财务部门需要主动地与其他部门联系、交流,了解企业的发展情况,进而做好企业发展规划。因此,就需要重点地构建完善的评价体系与经济指标体系。随着信息技术、云计算、计算机技术、大数据发展,企业需要认真地研究这些技术,并合理地将这些技术与管理会计进行结合,进而科学地推进财务工作。为提升自身经营运转水平,保证自身获得良好的经济效益,就需要将财务工作上升到战略管理层面。其中,就需要收集市场信息、企业销售与供应链等信息数据,并整理、加工这些信息数据,以为后续经营发展提供有效的指导。

4.4加强信息化建设

伴随着信息技术的发展,信息技术成了提高企业发展水平的重要手段。在对财务会计向管理会计转型的阶段,企业需要认识到信息技术在财务转型发展方面发挥的价值,合理地推进信息化建设工作,为管理会计工作的开展奠定坚实基础。信息化财务管理平台建设不是一蹴而就的,需要企业持续性地推进该项工作。与此同时,企业需要投入一定的资金支持信息化建设工作。

4.5增强财务人员专业素质

人才是企业发展的动力。为保证财务管理水平,企业就需要增强财务人员专业素质。具体方法如下,企业需要组织培训活动,而财务人员需要积极地参与到培训活动之中。为保证财务人员培养效果,企业需要邀请优秀的管理会计人员作为培训教师。培训前,培训教师需要将管理会计理论知识与实践知识等作为培训内容。时代在发展,社会在变化,培训教师有必要不断地更新培训内容,完善培训体系。为检验财务人员培训学习效果,定期开展培训考核工作,并将培训成绩作为绩效评价指标,以激发财务人员参与培训活动的积极性。对于财务人员来讲,其需要从自身出发,多学习管理会计知识,掌握管理会计应用技巧、要点等。与此同时,财务人员需要积极地学习管理大数据,提高大数据应用能力,保证自己更好地使用大数据开展管理会计工作。

5结语

综上所述,当前大数据深刻地影响了人类生产、生活。企业需要立足时代背景,科学地应用大数据开展财务管理工作,以便打开发展新局面。在推进财务管理工作时,企业需要做好财务会计向管理会计转型的工作,将财务管理上升到战略发展层面,以便增强自身发展竞争力。

参考文献:

[1]常茂松.基于大数据视角下财务会计向管理会计转型的途径分析[J].审计与理财,2021(3):57-58.

[2]汪支华.大数据背景下财务会计向管理会计的转型研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2021(2):84-85.

[3]徐奥.大数据背景下财务会计向管理会计转型的策略研究[J].商展经济,2021(2):116-118.

[4]焦跃军.大数据背景下财务会计向管理会计转型策略研究[J].财会学习,2021(2):97-98.

[5]段佳城.大数据背景下企业财务会计向管理会计转型分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2021(1):84-85.

[6]蔡晶晶.浅析大数据背景下财务会计向管理会计转型的措施[J].纳税,2020,14(35):108-109.

[7]王朝丽.大数据背景下财务会计向管理会计转型的有效措施分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2020(11):46-47.

第10篇

论文关键词:智能电网;电力特色教学模式;电力信息化和智能化

随着智能电网、绿色能源席卷全球,电力行业迎来了蓬勃发展的新时期,电力不但要信息化还要智能化,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又有电力专业背景的人才,这给电力大学计算机专业人才培养带来机会和挑战。结合电力大学的大电力特色,为培养智能电网急需的高素质复合型人才,开展计算机专业电力特色教学模式的研究和实践具有重要的意义。为了培养智能电网急需的信息人才,需要开展计算机专业的电力特色教学,首先要开设“电力信息化”课程。

一、我国电力信息化现状及智能电网的目标

电力信息化是指计算机、通讯等信息技术在电力工业各个环节应用全过程的统称。我国当今电力信息化现状是实施电力工业生产过程各个环节的信息化,包括电力工业规划、设计、施工、发电生产、输电、变电、配电、用电、电网调度、供电营销、物资及管理等各个环节。由此可见,信息技术是电力信息化的基础,各类电力资源的开发和利用是电力信息化的核心。提高电力企业的经营决策水平和经济效益是电力信息化的宗旨。智能电网将使电力信息化从数字化向智能化发展。智能电网是电力信息化的延续和飞跃。智能电网是飞速发展的信息技术与新能源变革融合在一起的产物。中国的智能电网目标是分三个阶段推进:2009年至2010年为规划试点阶段,重点开展“坚强智能电网”发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术、装备实现重大突破和广泛应用并自主可控;2016年至2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”,技术和装备全面达到国际先进水平。

通过分析我国电力信息化现状及智能电网的目标可见,各国探索智能电网建设的先行策略是信息技术应用。为实现智能电网的战略目标,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又懂电力信息化业务的复合型人才,因此,对计算机专业学生开展电力特色教学是非常必要的。

二、电力大学计算机专业电力特色教学模式

面对电力行业信息化飞速发展的形势,特别是智能电网席卷全球,电力大学计算机专业的教学模式在保有原有优势的基础上创建特色,开展以计算机技术为主、电力专业背景为辅的特色教学模式。2010年学校设立了计算机专业电力特色教学模式研究和实践的教改项目,以实现计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养。电力特色教学重点要放在计算机技术和电力专业交叉点上,电力特色教学的先行策略是由电力信息化这门课程承担此重任。2010年学校将电力信息化课程列入433门核心课程中。修改后的2008版教学大纲中电力信息化这门课程是计算机专业学生的必修课程,这不但要求电力信息化这门课程的内容不断优化,同时也要求对电力信息化课程的教学进行改革。

电力大学计算机专业电力特色教学模式的后行策略是在电力信息化这门课程改革和研究的基础上进行课程群建设,开设代表计算机技术和电力专业最新技术交叉点的“电力云平台”、“电力物联网技术”等课程,并将“电力信息化”、“电力云平台”及“电力物联网技术”三门课程纳入到一个课程群来建设。可见电力大学亟待探索并建立适合计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养模式。

三、电力信息化课程特点与教学现状分析

1.电力信息化课程的特点

电力信息化这门课程具有如下特点:

(1)涉及面广。电力信息化这门课程内容涵盖电力工业生产发电、输电、变电、配电、用电、电网调度等全过程的信息化与智能化。课程内容包括发电企业的信息化与智能化、变电站的信息化与智能化、电力调度中心信息化与智能化、配用电生产管理信息化和智能化、电力信息安全技术及物联网在智能电网中的应用等。

(2)技术先进前沿。电力信息化这门课程内容涵盖当今信息和电力领域的前沿技术、热点技术。如在讲解变电站的信息化与智能化这部分内容时要详细分析电力领域的热点技术iec61850。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时要详细分析信息领域的热点技术soa和电力领域的热点技术cim及其在电力调度的应用。在讲解物联网在智能电网中的应用这部分内容时要详细分析当今信息和电力领域的前沿技术物联网、智能电网及云平台。

(3)与电力行业实际工程紧密结合。在讲解课程的各部分内容时紧密结合实际工程。如在讲解发电企业的信息化与智能化这部分内容时紧密结合发电企业的实际工程,如水电站厂级监控系统、火电站的dcs系统、发电厂?sis系统、发电厂智能管理信息系统等。

(4)多学科的交叉。电力信息化课程是计算机技术、通讯技术、控制技术、电力系统背景知识的融合与交叉。在讲解课程的各部分内容时处处是多学科的交叉,如在水电站厂级监控系统中涉及计算机的网络通讯技术,涉及控制领域的plc技术和现场总线技术,涉及水力发电特性专业背景知识等。

(5)电力信息化课程的教学内容是动态的,是与时俱进的,随着电力信息化和智能化的发展而不断地补充新内容,没有现成的教材。当今世界电力信息化和智能化发展非常迅速,如国家电网公司已经开展广域全景分布式一体化的电网智能调度技术支持系统研制。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时就必须补充这部分新技术。

2.电力信息化课程教学现状分析

(1)没有现成的教材,课程难度大,师资紧缺。从上述分析的电力信息化这门课程的特点可见,要求老师具备丰富的知识储备及电力工程经验。

(2)课程内容与电力实际紧密结合,学生没有现场工程概念,又是多学科的交叉,学生感觉课程难度大且抽象,学习兴趣不足。很多学生很想学好这门课,但他们中只了解信息技术,没有其他学科技术知识的积累。本课程开设在大三的第六学期,很多学生感觉困难后就放弃了,准备考研复习。

四、电力信息化教学改革的思想和方法

电力信息化这门课程是综合应用课程,教学思想和方法的改革是必要的,具体措施如下:

1.组建一支优秀的教学团队

通过引进发掘培养人才,组建一支优秀的教学团队。吸纳不同学科的拥有前沿的信息技术、丰富的电力背景和工程经验的老师进入团队,可以根据老师的特长安排讲解相应的章节。电力信息化这门课程可由若干老师共同完成。由于国内市场几乎没有相关专著和教材,已经组织讲课团队老师撰写并出版电力信息化教材。教材包含当今电力信息化和智能化最新技术并提供老师们的最新研究成果。该团队的老师需要及时了解电力行业的信息化和智能化最新动态的最新技术。除了合作项目途径外,老师要利用一切机会参加合作、进修和交流。通过团队的力量来解决没有现成的教材、课程难度大的问题。

2.补充课程中需要的其他学科知识

鉴于计算机专业学生的知识结构比较单一,在学习电力信息化课程时先为学生补充必需的计算机控制与通讯基础技术知识,包括计算机控制通道接口技术、plc技术、串行通讯技术、现场总线技术及工业以太网技术等。在学习电力信息化的具体相关内容时为学生铺垫必需的电力背景知识和工程背景内容,如讲解水电站厂级监控系统时要先补充水力发电厂相关内容。通过利用一定的学时补充课程中需要的其他学科知识来降低学生课程学习的难度,使学生能快速全面地了解并掌握电力信息化技术。

3.新技术、新理念的引入

由于没有现场工程概念,学生在学习电力信息化课程时会感觉抽象、难以理解,老师有必要与时俱进地将新的技术和理念引入课堂中。例如可以引入当今电力行业流行的先进仿真培训软件,比如三维变电站仿真培训软件,让学生在软件上仿真漫游变电站并模拟各种操作。通过仿真软件让学生模拟接触电力工业现场,建立对电力工业现场的感性认识,提高学生的学习兴趣。

为了加强学生课后巩固教学环节,帮助学生消化和应用所学知识,可以将新的理念引入课堂中。借鉴西方本科教学及我国研究生培养的经验,本课程课后作业巩固环节可以尝试不同于常规计算机专业课程的方法。本课程要求学生在课后查阅大量的文献资料。每章的作业是查阅与本章相关的文献资料并撰写提交小论文,期末每个学生制作ppt文件并开展讨论。

在学生课后巩固教学环节中老师起着重要的引导作用。指导本科学生查阅相关文献资料时,首先要教会学生如何在海量信息中查找到需要的优秀文献,如何充分利用校图书馆提供的优质库资源,然后指导学生如何读文献,如何写小论文。要求学生在每章节后阅读15篇以上相关文献资料并提交小论文。教师要认真批阅学生的小论文,总结学生容易出现的普遍性问题,在下次写小论文时提醒学生注意。

4.实施案例教学

新的电力信息化教学实施方案与国内外电力发展紧密结合,既具有理论性又有很强的实用性。此课程在教学方法上必须将理论与工程案例结合,实施案例教学。案例可以来源于实际经典案例,也可以来源于老师们的最新研究的相关成果。在案例教学的过程中要培养学生如何将工程应用问题转化为计算机问题的能力。如在讲解iec61850和cim技术时,要剖析iec61850和cim是如何利用计算机技术中的面向对象技术来建模的。

第11篇

首先通过对基于区域分析的指尖检测算法的介绍和研究,并验证了该算法的有效性。然后介绍了增强现实技术以及增强现实中的人机交互,并把指尖检测算法应用到增强现实系统中,通过实验能够很好的识别指尖与虚拟对象的交互区域并实时反馈交互结果,证实了该算法在增强现实系统中的可行性。

【关键词】区域分析 指尖检测 增强现实 交互应用

1 基于区域分析的指尖检测算法

1.1 改进的图像差分算法

在传统的邻帧差法主要是通过前后两帧的灰度值来检测图像中变化的区域,这种算法在目标运动并且背景静止的情况下是很有效果的,但是当目标停止运动时邻帧差法就会失效。而背景消减法主要是通过把当前帧和参考图像相消减来获取静止的目标物体。所以能否准确分割的关键取决于如何选择与更新参考图像。

1.2 指尖的检测识别

1.2.1 指尖模型

指尖模型包括二维模型和空间三维模型。空间三维手指模型可以通过提供详尽的建模使得后面的手势识别有很高的精确度。但是手指动作随时都在变化,手指的空间三维模型还是很复杂而且实时计算代价很高,所以我们通过利用指尖二维平面位置检测法来解决以上问题。

通过对手指在二维平面上各种动作的观察,我们发现在手指运动并且变换各种动作时其指尖形变部位相对较小,所以我们可以把指尖的状态看做是一个圆和一组平行线的组合。基于这种情况,我们设计一个模型作为指尖模板,如图1所示。在图中,d表示的时手指的宽度,这个宽度由摄像头和手指之间的距离来确定。

如果在二值化后,前景图像中的目标是1,背景是0的话,我们可以看到在指尖区域有两个特点:

(1)在指尖的中心被一个圆包围,这个圆是由一圈圈像素填充所绕成的,其半径可以定义成手指的宽度;

(2)如图1所示,在圆外的特定搜索区域内,指尖部分是被0像素和连续的1像素所包围。

根据形状匹配思想,主要是通过按一个度量标准来对比匹配的物体间的相似程度来进行形状匹配。根据这个思想,如果要想对某一模式进行识别,那么就要先准备好与之相对应的模板。因为考虑到要识别的模式其大小、方向等外部特征会发生改变的可能,所以需要对于每一种变化后的模式都要有对应的模板,这样才能保证真确识别。因为指尖会有各自动作变化或者会有部分被遮挡,而且不同人的手指也存在大大小小的不同,所以我们采用的指尖模板要能够伸缩、平移以及保证旋转时不变。

1.2.2 指尖检测

因为摄像头和人手之间的距离一般都是相对固定了,所以我们将手指宽度设定为5和15之间,通过一些实验,结果表明这个值的设定对于大多手指都是适用的。在搜索区域中,其边长相比于手指直径,一般都要大两到三个像素。如果这个边长的值设置的比较大,那么计算代价就会比较大,这样就会导致检测的精度不够高。公式1.4中的Max和Min是对前景像素在搜索区域方向上个数的限制,一般来说Min的值等同于手指宽度d,Max为Min的两倍。

结合上述内容,一个像素点只有同时满足三个条件,才可以被判断为指尖。这三个条件如下:

(1)在这个像素点得周围区域里的前景像素一定要达到一定数量。

(2)在以这个像素点为中心的搜索区域边界上的前景像素和背景像素各自的比例一定要合适。

(3)在搜索区域边界上的前景像素一定要能够直接连通。

1.2.3 指尖检测实验结果与分析

在实验中,我们通过手指在投影墙壁上移动来测试以上算法能否准备检测出指尖位置。在开始的时候,我们将背景设置为蓝色,手指进入背景后缓缓移动,我们可以检测到指尖位置,用黑色的十字叉将其表示出来。

当我们将背景从蓝色变换成白色时,这时因为起始设置的蓝色背景图没有来得及迅速更新,这时就会导致前景分割出现错误,当白色的背景稳定后,设置的背景图片进行更换后,就可以检测出之间的位置,如图3所示。

2 增强现实中的人机交互判定与反馈

与虚拟对象交互的判定以及虚拟对象对用户的反馈是交互模块中主要实现的功能,也是系统中手指虚实交互的最后一个环节。

当过以上指尖定位算法,我们能够比较精确地检测出指尖的位置,可以得到指尖与虚拟对象交互的有效区域,这个交互区域也就是指尖和虚拟对象相交的区域。再通过坐标转换,将交互区域的二维坐标转换为空间三维坐标。我们通过设定一个处理动作触发的时间来对指尖动作进行判定,一般这个触发时间是在0.5秒到一秒之间。当指尖的触发时间在设定的时间之内并且指尖位置没有很大变化的时候,就判定指尖对虚拟对象进行了触发动作,通过程序处理,虚拟对象会根据指尖的动作做出相应地反馈。

3 基于区域分析的指尖检测算法在AR系统中的应用

通过实验验证,利用基于区域分析的指尖检测算法在大多情况下能够准确地检测出指尖的位置,从而有效的判断了手指与虚拟对象的交互区域。实验运行结果如下:图4所示为系统识别标识物呈现出来的虚拟对象,人手指点击虚拟对象的边角并且拖动后,图5为手指点击并拖动后的交互效果。

4 结束语

手势作为一种直观的动作表示,在人机交互中有着无可比拟的优势,目前也是模式识别、计算机视觉等组多领域的研究热点。但是目前的算法还是有诸多不足,包括本文介绍的基于区域分析的指尖检测算法,也会出现一些误检情况。随着人们研究的深入,一定会有更加高效的算法。通过高效的指尖检测算法,未来的AR系统的交互将更加的实时、准确,也会促进AR技术的高速发展。

参考文献

[1]周国众.移动增强现实关键技术及应用[J].测绘与空间地理信息,2012,35(9):140-144.

[2]唐笑.增强现实技术在移动互联网中的应用[J].华章,2013(2):330-331.

[3]罗颖.基于增强现实的交互界面设计研究[D].华中科技大学硕士学位论文,2012(5).

[4]周俊威.手机增强现实虚实注册关键技术研究[D].华中科技大学硕士学位论文,2011.3.

[5]程志,金义富.智能手机增强现实系统的架构及教育应用研究[J].技术与运用,2012.8:134-138.

[6]李可歆.手持设备上基于增强现实的虚实交互技术的研究与应用,青岛大学硕士学位论文[D],2010(6).

[7]梅萍华.基于手势的人机交互和指尖检测算法的研究[D].中国科技大学硕士学位论文,2010.

[8]颜浩.增强现实系统的人机交互技术研究与应用[D].青岛大学硕士学位论文,2011.

作者简介

周锋(1987-),男,江苏省泗洪人。硕士研究生学历。主要研究方向为计算机监控,模式识别。

第12篇

1软件领域工程型人才的培养目标

我们培养的从事软件设计与开发的工程型人才应该是基础扎实、理工结合、素质全面、具有较强工程实践能力和创新能力的人才。要使学生在软件领域具有良好的科学素养,较好地掌握计算机科学的基本理论和知识、软件工程技术的基本技能与方法,掌握先进的工程化方法、工具和技术,能够从事系统分析设计、开发和维护等工作。另外,培养的学生应具有项目组织、管理能力,具有团队协作精神、技术创新能力和市场开拓能力,是高素质、实用型、复合型、国际化的高级软件工程技术人才和软件工程管理人才[1]。

本科教育阶段是培养工程型人才的重要阶段,软件领域的人才是以计算机科学与技术专业和软件工程专业为基础的,无论计算机科学与技术专业,还是软件工程专业,都是实践性和应用性非常强的学科,理论教学与实践的紧密结合,理论与工程应用的紧密结合一直是培养高水平人才的关键之一。为了培养高素质、高水平软件领域的工程人才就必须在理论与实践结合上下工夫,通过强化实践教学来提高人才培养的质量。为了达到这一培养目标,在本科教育阶段应该使学生具备以下四种能力:独立获取知识的能力、科学分析能力、组织管理能力和工程实践能力。这四种能力相互联系,相互促进。

对于软件领域工程型人才能力的培养要从本科一年级开始,贯穿于本科教学的始终,为了实现能力培养的目标,我们建立了针对本科教学的实践课程体系,将全部实践课程划分为四个层次:基础理论与基本技能训练、专业能力训练、工程训练和综合训练。层次从低向高逐步过渡,以学生个体能力培养为主要目标的基础理论与基本技能训练和专业能力训练,为学生的专业发展打好基础;以团队合作能力为培养目标的小组项目开发和工程训练,使学生在团队合作的背景下建立软件的工程意识,培养团队合作精神、训练交流和沟通能力;以工程应用能力为培养目标的开发实习、毕业设计等综合训练,全面培养学生的职业素养和工程意识;实现了从个体能力培养、团队合作与工程意识培养到职业素质培养的全过程。实践课程的层次和培养目标的关系见图1。

2实践课程体系的指导思想与设置

在传统的计算机类和软件工程类的主要课程中均有相应的课程实验,这些实验可以训练学生掌握基本实验技能、使用开发工具、验证基本理论或成熟算法,有利于培养学生的实验能力、独立工作能力和协作能力,但距离培养出高水平、高素质的工程型人才的要求还有相当的差距,探索新的实验教学的指导思想是建立实验教学体系的关键,对实验教学的内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新将成为实验教学体系的有利支撑。根据当前技术发展对于软件类工程型人才的能力结构要求和知识结构要求,紧密结合软件学院自身条件和特点,经过几年的摸索与实践,以市场需求和技术发展趋势为导向,逐步建立了一套理论与实践紧密结合、以能力培养为核心、综合技能训练为辅助的实践课程体系。

建立实践教学体系的基本指导思想是:将软件的工程化思想贯穿于整个教学体系,逐步培养学生工程意识;以实践能力培养引领理论教学,建立与理论教学紧密联系的系列实践课程;将培养学生的独立获取知识的能力、科学分析能力、组织管理能力和工程实践能力渗透到每一门实践课程之中。

新建立的实践类课程体系如图2所示。图中用粗线框起来的课程为新开设的实践性课程。

整个实践类课程体系具有以下特点:

2.1通过“实践-理论-再实践”实现“以实践能力培养引领理论教学”

多年的教学实践和思考使我们认识到,在学习计算机专业知识的过程中,应该先使学生通过实践积累一定的感性认识,在实践经验积累到一定程度后通过系统的理论学习,将感性认识上升到理性高度,然后再通过实践验证理论、丰富理论,使理论指导下的实践在新的高度进行再一次的感性积累。因此,“以实践能力培养引领理论教学”是新的教学计划中坚持的基本原则,在理论性课程之前增设必要的实践性课程。例如,“程序设计方法与实践”先于数据结构、算法分析与设计课程从应用的角度提出理论问题;“操作系统基础实习”从应用的角度为学习操作系统原理积累经验;“应用系统设计与实践”为数据库原理、计算机网络提供应用背景。同时,专门设立具有阶段总结和综合性质的“软件基础实习”和“软件开发过程综合实训”,通过实践开阔学生视野,给理论一个发挥的空间,锻炼学生的团队意识和工程意识。

这样“实践-理论-再实践”的学习过程,使整个教学过程成为一个有机的整体,使相对独立的各门课程通过实践联系在一起。

2.2将软件工程思想贯穿于整个教学体系

培养软件工程意识,使工程化思想成为学生从事软件开发工作的行动指南并不是一件容易的事情。在传统的教学过程中,软件工程往往是一门独立的理论性课程,学生们认为软件工程就是一些条条框框。缺乏实践经验,缺乏合作开发软件的感性体会,使得学生在学习过程中难于理解软件工程的精髓。

在新的课程体系中,软件工程的思想贯穿于整个教学的始终。从第一门计算机入门课程“计算机科学导论”起,就开始灌输软件工程的基本思想;结合在低年级开设“个体软件过程”和“小组软件过程”等任选课,通过实践课程使学生在系统学习软件工程理论之前就先对软件需求分析、软件设计、软件测试、进度控制、软件质量、成本控制、文档管理、团队合作等有一个感性的认识,使学生从低年级就开始接触并了解软件工程,并具有初步的程序开发经验,进而使学生在系统学习软件工程理论时就可以结合自己的切身体会,完成从经验积累的感性认识、到系统理论提升的过程。之后再通过实训,用软件工程的理论来指导软件开发,最终使学生具备独立完成需求分析、建模、设计、代码编写、测试、部署全过程的经验、理论和能力。

2.3分层次设立独立的实践课程,逐步提升工程能力

根据实践课程的难度和教学目标,将实践课程划分为四个层次:基础理论与基本技能训练、专业能力训练、工程训练和综合训练[2]。

(1) 基础理论与基本技能训练培养学生基本的分析问题能力和基本的编程能力,进行编程入门。基础理论训练培养学生面对实际应用进行需求分析、综合运用基本理论的能力,通过从实际应用中提出的简单工程问题体验工程项目的开发过程。

(2) 专业能力训练是结合各个专业课程,有针对性地完成各项实践。

(3) 工程训练是在软件工程理论的指导下,以典型的实训项目或实际的工程项目为背景,进行软件开发过程训练,体验完整的软件开发全过程。

(4) 综合训练是通过实际应用项目使学生参与实际项目开发。

在新的课程体系中,通过实践课程使学生逐步完成“个体能力培养-小组项目合作-工程项目开发”的能力训练过程。

2.4强化理论课程的实践环节,新增实践课程采用“1+1”教学模式

理论教学在传统的教学体系中已经形成了比较完整的体系,各门课程在理论上已经相对完整和成熟,在教学方法上也积累了较丰富的经验,新的实践教学体系要在保持原有理论课程体系完整性的前提下,进行调整和充实。

从整体而言,在理论课程中要继续保持原有的理论特色和深度,针对具体的知识点开展验证性的实验,充实原有的实验内容,提高实验难度要求。通过研究课程之间的联系,删除重复内容,适当压缩理论课程的教学学时,加大不同课程实验之间的难度差异,使得不同课程在实验上可以相互协调和衔接。

在设置实践系列课程时,坚决避免原有理论课程中验证性实验的简单“搬家”。主要的实践课程要与理论教学课程密切配合,采用“1+1”模式,即“实践课程+理论课程”的模式。与理论课程相配合的实践性课程以设计性、综合性、大型实验为主,一般为2学分32学时,其中教师课上集中指导或讲授仅在8学时左右。实践课程要强调对学生实践创新能力和自学能力的培养,无论是个体的实践题目还是小组的协同实践,课程中涉及的技术和设计方法均有一部分是学生还没有接触到的,学生需要通过自学来掌握,实践的结果则强调创新性,鼓励学生把各课程和自学的知识融合起来,并结合社会的真实需求(课程中作适当的简化)创造性地从系统结构、数据结构、程序技术等方面提出自己的观点,以全局架构、时空效率、功能等进行评价,变“教师主导”为“学生主导”。

2.5对技术课程进行分类,引导学生进行系统学习

计算机技术日新月异,新技术新方法不断出现,如何能够较为系统地掌握不同的技术路线,或者把握不同技术路线的差异,对于学生来说是比较急迫的问题。我们在教学计划的设置上,针对不同的技术路线,对技术课程进行了分类[3],开设了专业基础、JAVA、微软、LINUX、电子商务、嵌入式开发、软件理论、媒体技术、网络与安全、游戏开发等系列课程,引导学生能在不同路线上进行较为系统的学习。同时根据技术的发展,我们也适时对课程大纲进行调整,把软件领域的最新发展反映到课程中。

3新开设的实践系列课程简介

在新的课程体系中,主要开设的实践性课程介绍如下。

3.1程序设计方法与实践

“程序设计方法与实践”是针对低年级学生开设的第一门实践类课程。在学生掌握了C语言的基础上,培养学生个体的编程能力。通过设置具有实际背景的题目,使学生经历问题抽象、建立数学模型、算法设计和数据结构设计、编程调试等过程,通过具有实际背景的题目使学生在理论学习之前就从应用的角度开始接触线性表、队列和栈等数据结构,开始接触一些复杂的算法。课程让学生从编写长度为几十行的代码起步,逐步达到能够编写300行以上C语言程序的水平,具备基本的编程能力和良好的编程习惯,逐步锻炼学生自学能力和问题抽象能力。

3.2用户界面设计基础

“用户界面设计基础”是针对低年级学生的设计性实验。使学生初步掌握LINUX或DOS字符方式下开发用户界面的主要技术,以及Windows环境下图形用户界面的开发方法。使学生初步体验用户界面设计的重要性和设计技术,体会用户界面将是用户需求的重要部分,理解“用户的软件才是我的软件”。本课程与程序设计方法与实践主要侧重于个体能力的培养。

3.3软件基础实习

“软件基础实习”是为具有一定数据结构理论基础的学生开设的综合性实践课程,是对前期课程(C语言程序设计,数据结构与算法,面向对象程序设计和用户界面设计基础)的一次综合实习,是对软件工程的第一次实践。实习采用开发小组开发方式,通过设计一些超越学生当时已有知识水平的问题,例如具有操作系统背景、人工智能背景、编译背景、数据库背景的问题,引导学生进行自主学习,通过小组内协作开发,完成一个至少2 000行的小型系统。学生在小组内进行简单分工,并进行角色互换,初步体会软件开发过程,锻炼学生独立获取知识的能力、科学分析能力和团队合作与沟通能力。

3.4应用系统设计与实践

“应用系统设计与实践”以低年级学生为对象,以学生已经熟悉的简单的业务系统为背景,采用开发小组的形式,开发网上数据库应用系统(如网上购物系统,图书借阅系统,学生成绩管理,BBS等),引导学生自主学习相关技术和知识(数据库设计、网络程序开发等),体会应用软件架构的重要性,锻炼学生独立获取知识的能力和团队合作精神。

3.5操作系统基础实习

“操作系统基础实习”以当前流行的操作系统Windows和Linux为背景,选择具有应用性质的课题,从应用系统开发者的角度学习和研究操作系统,通过系统调用来使用操作系统提供的各种功能,区别于传统的操作系统原理理论性为主的课程。通过对操作系统的认识,初步掌握软件部署的方法。上述课程也开始培养团队合作精神。

3.6专业能力训练系列课程

“专业能力训练”定位在设计性和综合性实验,与相应的理论教学配合。在实践课程设置上考虑计算机软、硬件的有机结合,开设了“嵌入式系统开发”,在软件与硬件紧密结合的背景下强化学生的系统意识。为了使学生在校期间就可以接触并了解当前的流行技术,专门开设以.NET技术或JAVA技术为背景的实践课程;通过增加Linux平台实践内容,全方位培养学生的专业技能,拓宽学生视野,为学生今后的自主确立专业方向打好基础。这些课程强调从系统高度来认识计算机,从软、硬件两个角度看待系统架构。

3.7软件开发过程综合实训

“软件开发过程综合实训”是以企业成熟的软件开发模型为基础,选择企业根据实际软件系统精选的案例对学生进行工程训练。学生以开发团队形式,按照步骤在规定的时间点完成规定的任务,体验从需求分析建模(需求由案例给出)、设计、代码编写、测试、部署的软件工程全过程。使学生熟悉企业化软件开发流程,具备直接进入企业进行开发的能力。实训模拟企业运作机制,模拟企业中实际存在的项目压力和工作压力,以考勤和项目的进度检查点进行监控,以项目开发结果进行最后考核。学生将体会项目经理、设计人员、编码人员、测试人员等各个角色的工作,培养学生职业精神、组织管理能力和设计综合能力。

4实践类课程对现有教学的影响

4.1实践课程与理论课程相互支撑,相互促进,形成新的课程体系

新建立的实践类课程使得传统的理论教学课程体系发生了较大的变化。在我国传统的计算机科学与技术专业或软件工程专业的课程体系中,是以知识点为基本单位构建课程,重视基础理论的抽象和学习,忽视理论的应用背景和实现技术;重视独立课程自身的实验过程,缺乏覆盖不同课程、串联不同知识的综合性实验;更多的是融合在理论课程中的验证性实验,没有针对创新性能力培养的独立课程。

在新的课程体系中,加强了低年级的专业基础课程,使学生首先了解应用背景,并尽可能早地接触专业内容,在低年级就完成“计算机科学导论-C语言程序设计-程序设计方法与实践-用户界面设计基础-离散数学-数据结构与算法-面向对象分析与设计-软件基础实习”这样相对完整的理论教学与实践教学紧密结合的专业基础教育课程体系,进而为后续的理论学习与提高打下良好基础。在这个体系中,遵循“实践―理论―再实践”的循环方式,学生通过初步的实践,积累必要的感性认识,再通过理论学习,通过新的实践课程提出新的问题,学生通过自学和教师引导解决问题,并总结出理论上的欠缺进入新的理论课程,在这个螺旋式上升过程中,最大程度保持学生的兴趣并使之能克服较大的自学和思维压力,变学习压力为学习动力,引领学生的独立思考能力。

4.2实践类课程对教学模式、教学方法提出新的要求,为学生发挥创造性提供可能

要保证实践类课程的教学效果,防止实践类课程蜕变为理论教学,对于实践类课程必须有新的教学理念、讲授模式和课程管理机制。

教师首先要完成教学观念的转变,在教学过程中绝对不能再是“教师讲授学生听”的传统模式,要树立帮助学生自主学习、启发学生创造性思维的观念,以启发式教学和研究性学习为核心。在教学方法上,要采用全新的教学方式,教师不再讲述实验的步骤和细节,不再讲授原理和概念,而是将重点放在讲解题目(项目)的背景(实验需求)上,即向学生明确应用的背景、实验目的、期望看到的结果、实验的具体的参数和指标要求。同时适当点出实验中可能涉及到的知识,然后由学生自己进行理论分析,自己建立问题的模型,自己掌握开发进程。

教师在实践类课程中已经不再是传统的课堂讲授者,教师更像一位工程项目的经理,负责提出项目的要求、检查项目(学生)的开发进度、监督开发过程、评定软件质量。在课堂集中教学中,教师又像一位主持人,召开的是项目进度汇报会、技术交流会、软件演示会等。

对技术上或设计架构上有相同的课程,我们鼓励一些学生能以一个较大的项目贯穿始终,能逐渐把小系统完善成大系统,提高学生的成就感和荣誉感,提升学生的自信心;对题目难度类似的课程,我们鼓励学生采用不同的架构和技术环境,扩大学生的知识面,培养学生的创新能力。

新的实践类课程为学生开辟了更广阔的思考空间,激发了学生的学习兴趣和潜能,培养了学生的团队协作意识和创新精神。不少学生们在实际课程中完成的算法设计,或者采用的理论指导出乎教师的意料,这对于教师同样是促进和挑战。

4.3网络教学支撑平台延展课堂空间,为学生自主学习、师生交流提供新的途径

通过建立有效的网络教学支撑平台,为教学提供了有利的辅助工具。教学支撑平台具有信息、布置多种形式的作业、C/C++/JAVA源程序自动测试、在线答疑和讨论等功能,为主讲教师、辅导教师、学生和访客提供不同的权限。网络教学支撑平台支持多门课程,既解决了教学资源共享等一系列问题,同时也将传统的“以教师为中心”的教学模式,转变为“以学生为中心,在教师指导下的主动学习”模式,有效地达到了教学互动、教学相长的良好效果。同时网络教学支撑平台也遵循软件工程的原则,在关键点设置时间节点以考察学生,把软件工程的思想融入教学管理。

5结论

自2002年起,我们从单门课程的改革开始,逐步建立了实践课程体系,通过教学实践发现问题,再进行调整和充实,逐步完成了具有可操作性、行之有效的实践课程体系,新设立的实践类课程与理论课程有机结合,缩短了理论教学与工程应用的距离,实践课程与理论教学相结合,并已收到良好的教学效果。

参考文献

[1]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会,高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[M].北京:高等教育出版社,2006,254-255,264-265.