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年4月19日西北工业大学计算机科学与技术专业卓越工程师培养标准及培养方案文档仅供参考,不当之处,请联系改正。西北工业大学计算机科学与技术专业“卓越工程师培养计划”(本科)培养标准及培养要求02月目录TOC\o"1-2"\h\z\u1.指导思想 12.专业培养目标 13.培养模式 44.政策措施 44.1学生遴选 44.2教学管理 54.3毕业的标准 54.4学籍管理 64.5教师评聘与考核 65.培养标准 66.知识能力大纲与实现 76.1知识能力大纲 76.2知识能力实现方法 157.专业教学 237.1课程体系 237.2教学计划 248.企业培养方案 298.1企业培养目标 298.2企业培养计划 308.3企业培养方案 309.工程经历师资落实计划 33附件.课程教学大纲(部分专业课程教学大纲) 351.指导思想本培养标准在“卓越工程师培养计划”国家通用标准的指导下,参照IT行业专业相关标准的基本要求和教育部计算机科学与技术专业教学指导委员会制订的相关本科专业教学规范,结合西北工业大学以面向航空航天航海工程领域为主的办学特色、办学理念和人才培养定位,制定我校计算机科学与技术专业的卓越工程师培养总体要求,使学生在达到以下通用工程类人才知识、能力与素质要求的基础上,同时具有本专业卓越工程师培养特色。(1)具有良好的工程职业道德、较强的社会责任感和较好的人文科学素养;(2)掌握扎实的从事工程工作所需要的工程基础知识和专业理论知识,以及一定的经济管理知识,了解本专业的发展现状和趋势;(3)具有综合运用本专业知识分析与解决实际问题的能力,以及相关的专业素养和创新能力;(4)具有较强的创新意识和进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力;了解本专业领域技术标准,相关行业的政策、法律和法规;(5)具有较好的组织管理能力、较强的交流沟通、环境适应和团队合作的能力;(6)具有一定的国际视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作的初步能力。2.专业培养目标本专业本科教育是培养适应社会主义建设需要,德、智、体全面发展,掌握计算机科学与工程方面的基本理论、基本知识和基本技能,经过“研究型与设计型并重”、“宽口径与特色方向结合”的培养,能够从事计算机科学、技术和应用各领域中有关教学、科研、开发和应用等方面的高级工程技术人才。掌握本专业所需要的较系统的基础科学理论,较宽的技术基础理论及必要的专业知识。具有运算、编程、实验测试、表示及基本软硬件操作技术;具有市场经济知识、管理知识,懂得一定的社会、人文科学知识;具有较强的自学能力和一定的分析和解决工程实际问题的能力及工程设计能力,并具有初步的科技研究、开发能力和组织管理能力,基本掌握一门外语,能阅读本专业的外语书刊,具有听、说、写的基础。针对国内企业的需求,特别是航空航天航海类企业对计算机相关人才的要求,我们选定“∏”型人才结构为我们的培养模式。一般认为“—”型人才知识面广而不深,“|”型人才知识只是在一点深而不广,“T”型人才则希望在广的基础上在一点深入,但当前企业计算机应用面很广,我们调研认为在多于一点深入会使人才更加卓越,因此选择“计算机系统”和“信息技术”两个方向作为较为深入的培养点。使我们培养的卓越工程师要能如图2.1所示,具有架起物理世界和信息世界“桥梁”的能力。
图2.1卓越工程师的培养目标是“桥梁”计算机科学与技术学科的教育中,学科方法论的内容占有非常重要的地位。计算机科学与技术学科方法论系统研究该领域认识和实践过程中使用的一般方法,研究这些方法及其性质、特点、内在联系、变化与发展,它主要包含三个方面:学科方法论的三个过程、重复出现的12个基本概念、典型的学科方法。前者描述了认识和实践的过程,后两者分别描述了贯穿于认识和实践过程中问题求解的基本方面与要点。(1)三个过程学科方法论的三个过程为:理论、抽象、设计。理论:它与数学所用方法类似,主要要素为定义和公理、定理、证明、结果的解释。用这一过程来建立和理解计算机科学与技术学科所依据的数学原理。其研究内容的基本特征是构造性数学特征。抽象(模型化):源于实验科学,主要要素为数据采集方法和假设的形式说明、模型的构造与预测、实验分析、结果分析。在为可能的算法、数据结构和系统结构等构造模型时使用此过程。然后对所建立的模型的假设、不同的设计策略,以及所依据的理论进行实验。用于和实验相关的研究,包括分析和探索计算的局限性、有效性、新计算模型的特性,以及对未加以证明的理论的预测的验证。抽象的结果为概念、符号、模型。设计:源于工程学,用来开发求解给定问题的系统和设备。主要要素为需求说明、规格说明、设计和实现方法、测试和分析,用来开发求解给定问题的系统。(2)重复出现的12个基本概念蕴含学科基本思想的重要概念是计算机科学与技术学科方法论的第二个方面。作为问题求解过程中要考虑的一些要点,对它们的深入了解,并在实际工作中使用这些概念,是毕业生成为成熟的计算机科学家和工程师的重要标志之一。这些概念包括:绑定、大问题的复杂性、概念和形式模型、一致性和完备性、效率、演化、抽象层次、按空间排序、按时间排序、重用、安全性、折衷与决策。(3)典型的学科方法典型的学科方法是计算机科学与技术学科方法论的第三部分。包括数学方法和系统科学方法。数学方法数学方法是指以数学为工具进行科学研究的方法,该方法用数学语言表示事物的状态、关系和过程,经推导形成解释和判断。包括问题的描述、变换。如:公理化方法、构造性方法(以递归、归纳和迭代为代表)、内涵与外延方法、模型化与具体化方法等。其基本特征是:高度抽象、高精确、具有普遍意义。它是科学技术研究简洁精确的形式化语言、数量分析和计算方法、逻辑推理工具。系统科学方法系统科学方法的核心是将研究的对象看成一个整体,以使思维对应于适当的抽象级别上,并力争系统的整体优化。一般遵循如下原则:整体性、动态、最优化、模型化。具体方法有:系统分析法(如:结构化方法、原型法、面向对象的方法等)、黑箱方法、功能模拟方法、整体优化方法、信息分析方法等。对不同类型的学生,在教学中能够突出不同的方法要求。一般地,要求掌握系统设计中的典型设计方法。3.培养模式我校“卓越工程师培养计划”采用校企联合的培养模式,培养分为校内学习和企业学习培养两个阶段。以本科(3+1)+硕士(1+1.5)+博士(0.5+2.5)“三段制”为基本培养模式框架。本科阶段校内累计培养时间3年,企业累计培养时间1年。根据学生学习接受知识特点,利用学校地处西安具有大量相关行业单位的优势,结合航天航空企业特色,将工程能力培养环节划分为多个子环节,在校内和企业间穿插实施。另外,针对计算机专业国际化趋势更加明显的现实,我们也联合了国外高校,进行学生的交换,进入国外高校学习课程和参加毕业设计或研究项目。校内培养主要围绕从事计算机科学与技术所需的专业知识和基础理论体系,发挥本专业在师资力量和教学资源方面的优势,经过课堂教学、课程实验、综合创新实验设计等多种教学环节实现学生知识、能力和素质的综合培养,为学生进入企业进一步进行工程技术能力和业务素质的培养奠定坚实的基础。企业工程实践培养主要围绕培养卓越工程师的工程技术能力和业务素质,使学生进入到现代计算机系统或软件系统设计与制造的实际环境,了解和掌握计算机相关领域对工程师基本业务素质和能力的需求,经过基本素质与能力培训、生产环节、结合设计生产的工程实践毕业设计,完成计算机科学与技术卓越工程师的职业教育,使学生具备较强的工程实践能力和创新能力。4.政策措施4.1学生遴选学生来源主要经过高考招生录取、自主招生等途径招收。新生入学后即在计算机科学与技术专业开展实施卓越工程师培养计划。学生在学习过程如不适应,可转入其它专业。4.2教学管理(1)课程组建校企联合指导组,对计算机网络原理,计算机组成原理,计算机操作系统,面向对象程序设计,多媒体技术,软件工程,网络安全,数字图像处理,航空计算技术等一批必修专业基础课、专业课、综合实验课等课程和企业培养实践环节进行全面规划讨论修订,完成工程化改进。并聘请专业领域内的专家讲授航空计算技术等关键部分内容。我们已聘请了多位航空计算机和电子相关企业的所长总师为兼职教授,在专业上有长期稳定的科研合作,与专业领域内的专家有良好的合作关系,有能力完成本专业课程的工程化改进。(2)工程实践根据学生接受知识的特点,循序渐进地安排学生的实践活动。工程实践内容贯穿学生培养的全过程,分为短期认知和长期实践环节。从第1学期计算机导论环节开始,在第1、2、3学期分别安排有1到3周的企业培养环节,了解企业文化,加深对课堂讲述内容的理解,培养专业兴趣。在第4、5、6、7、8学期,安排较长期的企业实践环节,并在企业完成毕业设计。(3)毕业设计毕业设计结合所在企业的研发、生产、营销、服务或工程项目的施工、运行、维护中具体工程问题开展。首先在导师的指导下进行选题,由校企联合组成的开题答辩指导小组对选题进行评价。学生完成选题后,在企业导师(第一导师)和学校导师(第二导师)的联合指导下开展毕业设计工作,并完成毕业设计论文的撰写。毕业设计论文完成后,由校企专家联合组成答辩委员会对学生的论文进行答辩,给出评价。答辩合格后即视为完成毕业设计。4.3毕业的标准毕业的标准分为三部分:(1)完成全部课程学习,而且考核合格;(2)完成毕业设计,而且经过答辩;(3)在四年学习期间无违法、违纪记录。毕业后由西北工业大学颁发计算机科学与技术专业毕业证和工学学士证。4.4学籍管理学生的学籍全部由西北工业大学管理。学生在企业培养中长期实践阶段,学校由企业按临时职工给学生建临时档案,对学生进行管理,同时学校委派指导老师协助指导。4.5教师评聘与考核对于进行卓越工程师培养计划的教师,评聘以考核工程项目设计、专利、产学研合作和技术服务等方面的水平和成果为主,理论研究和发表论文方面的成果仅作参考。需从企业聘请的教师,由课程组提出候选人,院系学术会员会批准。聘请的教师,按正式教师课时费的1.5倍发课时费,并按学校兼职工作人员的待遇标准发放补贴。5.培养标准西北工业大学计算机科学与技术专业的卓越工程师的培养需面向参与国际行业与市场竞争的发展趋势,满足国内相关企业对计算机研发、管理、销售等工程技术人才的需求。按照卓越工程师培养通用标准和专业行业标准的要求,本科阶段的计算机科学与技术专业卓越工程师培养在知识能力上需要达到以下标准:专业素质上要求掌握科学思维方法和科学研究方法;具备求实创新意识和严谨的科学素养;具有一定的工程意识和效益意识。应用知识能力上要求具备系统级的认知能力和理论与实践能力,掌握自底向上和自顶向下的问题分析方法,既能把握系统各层次的细节,又能认识系统总体;既掌握本学科的基础理论知识,又能利用理论指导实践。基础知识结构工具性知识、人文社会科学知识、自然科学知识、经济管理知识。专业技术基础知识,包括:电工电子学、数字逻辑、计算机原理、离散数学、程序设计等。专业知识,包括:算法与复杂性、计算机组织与体系结构、操作系统、网络及其计算、程序设计语言、人机交互、图形学与可视化计算、智能系统、信息系统、软件工程、数值计算、嵌入式系统等。毕业生应该具备的素质熟悉计算机系统原理、系统硬件和软件的设计和分析过程。深刻理解系统构造和系统如何运行。具有宽广的知识面,同时在若干个领域中具有高级的知识。理解其设计的产品所针正确社会环境;能以恰当的形式来交流工作,并能以审视的观点对她人的工作做出评价。能够使用各种基于计算机的工具、实验室设备来分析和设计计算机系统(软硬件)。6.知识能力大纲与实现根据计算机科学与技术专业卓越工程师知识能力培养标准,结合通用标准的要求,将有关知识和能力的培养要求细化,制定计算机科学与技术专业卓越工程师知识能力培养大纲如下。6.1知识能力大纲此教学大纲依据计算机专业教指委制定的规范,结合我校特色制定。教学大纲是由培养基本目标所规定的知识和能力的进行分解扩展而成,分解到能够描述典型表现特征的程度。这样分解后的典型特征既可作为教学过程设计的一种指引体现在课程教学大纲中,也可作为对培养方案的落实进行评估考核的一种证据。专业课程教学大纲规定一门课程对学生的知识、能力和素质进行培养的内容、进度、方式和程度。每门课程根据课程特点除完成本课程传统的知识点的授课之外,还要求完成本门课程对学生能力和素质的培养,以实现对学生知识、能力和素质的一体化培养。培养的方式和效果是课程教学改革的重要努力方向。由于采用课程群建设的模式,群内课程的教学大纲能够在群内课程间较平滑无缝地融合。专业基础知识课程(1)计算机导论计算机的历史;人和计算机;计算机系统的构成;冯·诺依曼模型:基本组件;指令处理;输入与输出:基本I/O;键盘输入;显示器输出;程序设计和程序设计语言、机器语言、汇编语言和高级语言;操作系统概述;软件工程概述;系统软件和应用软件;通信与网络基础;计算机和社会;计算机系统在各行各业的应用;计算机科学与技术学科的内涵;计算机科学与技术学科学生的知识结构;计算机科学与技术学科学生的职业道德。(2)程序设计基础编程历史的回顾、程序设计介绍(过程式,面向对象,函数式,逻辑式);算法与问题求解:问题求解策略;问题求解过程中算法的角色;算法实现策略;变量;操作符;控制结构;条件结构;迭代循环结构;函数;调试:错误类型;调试技术;指针和数组;递归,递归的概念;递归的数学函数描述(例如:阶乘,斐波那契数列);简单的递归过程(例如:汉诺塔、排序等);分治法策略;递归的回归;递归的实现;面向对象程序设计:面向对象设计;封装和信息隐藏;行为和实现分离;类,子类和继承;多态性;类层次;类的聚集和重复协议。(3)离散数学函数、关系和集合;命题逻辑;逻辑连接词;真值表;范式(合取式,析取式);永真性;谓词逻辑;全称量词,存在量词;假言推理,否定式推理;谓词逻辑局限性;证明技巧;计数;鸽笼原理;排列组合;树;无向图;有向图;生成树;遍历策略;离散概率;代数结构。(4)算法与数据结构算法、算法的时间复杂度和空间复杂度,最坏和平均的时间复杂度等概念;算法描述和算法分析方法;常见算法设计方法:迭代法、穷举搜索法、递推法、算法的递归描述技术、回溯法、贪婪法、分治法;数据结构的基本概念和术语:数据结构、数据类型、抽象数据类型、信息隐藏;线性表,线性表的存储结构:顺序、链接;栈、队列;串;多维数组和广义表;树型结构及其应用:树、森林、二叉树、线索二叉树、哈夫曼树;图及其应用:图的基本概念、图的存储结构、图的遍历、生成树和最小生成树、最短路径、拓扑排序;常见排序算法:插入排序、交换排序、选择排序、归并排序、外排序;常见查找技术:线性表上的查找、树的查找、散列技术;文件:顺序文件、索引文件、索引顺序文件、散列文件、多重表文件、倒排文件。(5)电路与系统电阻和电抗不同;欧姆定律;感应系数和电容;混叠;傅立叶级数的目的;计算机工程如何使用电路与系统并从中受益;能理解并能表示电的基本量;能理解电的基本量之间的关系;能列出并处理基本电阻电路方程;能分析和简化基本电阻电路;对于电阻电路能理解和使用网络分析工具;能描述基本的储能装置;能理解如何组合不同电感器和电容器的组合;能理解各种简单R、L、C电路的瞬时响应;能分析和设计简单R、L、C电路;能理解电子电路的频域特性;能分析和设计频率选择电路;能理解正弦信号激励下的电子电路响应;能用卷积技术分析电路;能用图形技术表示卷积;能用傅立叶级数表示信号;能理解傅立叶变换以及其特性;能用傅立叶变换分析电路。(6)模拟与数字电子技术半导体电子元件的原理:运算放大器,二极管和三极晶体管;放大器规格说明、外特性和设计分析;使用图形方法分析电子电路和电子设备模型;应用电子电路,如整流器、限幅器、反向放大器和电压跟随器的分析和设计;基本开关理论、组合逻辑电路;组合逻辑电路的模块化设计;存储单元;时序逻辑电路;MOS家族和电路;接口逻辑家族和标准总线;数字系统设计基础(包括状态图);建模和仿真、相关工具的使用;使用CAD工具;可测试设计;数据转换、A/D和D/A电路;电压和电流源;低通和高通滤波器、切比雪夫和巴特沃斯近似、Sallen-Key滤波器;负反馈;运算放大器电路;集成电路的偏置设计;小信号模型;噪声与RF放大器;有源与无源波形成型,波形发生器。(7)数字信号处理连续和离散时间信号和系统的概念;信号处理;信号对称性和正交性;系统的线性和时不变性;系统的脉冲响应和阶跃响应;频率响应、正弦曲线分析、卷积、相关性;连续和离散信号的建模和分析以及系统的时域和频域分析法;时间采样和幅度量化;拉普拉斯变换;信号的数字处理、采样、差分方程、离散傅立叶变换和快速傅立叶变换、z变换;滤波器的设计、信号处理的应用。(8)数字逻辑数制与码制:进位计数制,数制转换,带符号的代码表示,十进制数的代码表示,ASCII码、汉字码的表示,校验码;逻辑代数:逻辑运算基本定义,基本公式,逻辑函数及真值表,逻辑函数的化简(代数化简和卡诺图化简法);逻辑电路表示:逻辑门电路的表示方法,逻辑函数、真值表、门电路的关系;组合电路分析与设计:组合电路分析方法,组合电路设计方法,加法器、译码器、比较器等组合电路的分析设计及应用,组合电路的竞争与险象;时序电路分析与设计:触发器及应用,同步和异步时序电路的分析方法,同步和异步时序电路的设计方法,寄存器、计数器等常见时序电路的设计与应用;逻辑门阵列:采用只读存储器实现逻辑设计的方法,可编程逻辑阵列的设计方法。专业知识课程(1)计算机组成数值的机器级表示:定点数与浮点数表示,带符号数与不带符号数的表示,机器数与真值,字符与字符串的表示,汉字的表示,校验码;数值的机器运算:定点数加法,加法电路的实现,定点数的乘法,原码和补码并行乘法的电路实现,定点数的除法,并行除法电路的实现,ALU运算器的基本结构与工作原理,浮点数运算及浮点数运算器的实现;存储系统和结构:存储系统的组成,RAM、ROM、cache、磁介质存储器的性能,主存的组织与操作,存储器的访问周期,多体交叉存储技术,高速缓存的地址映射、替换策略和更新策略等技术,虚拟存储器及页表、快表等技术;指令系统与中央处理器:指令格式,指令和数据的寻址方式,指令周期,中央处理器的功能与组成,时序产生器和控制方式,微程序控制器及微程序设计技术,中央处理器的流水线技术,CPU的RISC技术;I/O接口与外围设备:常见输入设备和输出设备,磁盘存储器设备,磁带存储器设备,外围设备与主机的定时方式和信息交换方式,程序中断方式、DMA方式、通道方式;总线:总线信息的传送方式,总线的仲裁和定时,实用总线标准。(2)计算机体系结构功能组织:简单的数据通路实现;控制单元;硬布线实现和微程序实现指令流;高级流水线技术:基本指令块的静态调度技术;相关分析和处理技术;指令的动态调度技术;超标量技术;VLIW技术;指令级并行的定量分析技术和计算;多处理器和其它的体系结构:介绍SIMD,MIMD,VLIW和EPIC;cache一致性;多处理机及其应用特征;集中共享和分布共享存储器的结构;多处理机的同步机制和实现技术;松弛一致性问题;多处理机实例。MPP系统:MPP体系结构;MPP互联网络的基本概念、拓扑结构、性能、典型应用;MPP系统实例。性能提高:超标量体系结构;分支预测;指令预取;推测执行;多线程;同时多线程;可伸缩性。(3)操作系统概述:操作系统的地位和目的;操作系统的发展历史;一个典型操作系统的功能;设计问题(效率,鲁棒性,灵活性,可移植性,安全性,兼容性);基本原则:结构模型;抽象,进程和资源;应用程序接口(API);设备组织;中断;用户态和系统态的转换;并发性:并发执行的概念;状态和状态图表;实现结构(预备表,处理控制块⋯⋯);调度和上下文转换;并发环境中的中断处理;互斥:互斥问题的定义;死锁检查和预防;解决策略;模型和机制(信号量,管程,条件变量和会合);生产者-消费者问题,同步,多处理器问题;调度:抢占和非抢占调度;调度策略;进程和线程;存储管理:物理存储回顾和存储管理硬件;涵盖技术,交换技术和划分技术;分页和分段;页面替换和替换策略;工作集和系统失效;高速缓存;虚拟存储技术;设备管理:串行设备和并行设备的特点;抽象设备区分;缓冲存储策略;直接存储器存取;错误恢复;文件系统:基本概念(数据,元数据,操作,组织,缓存,顺序和非顺序文件);目录的内容和结构;文件系统技术(划分,安装和卸载,虚拟文件系统);存储映射文件;专用的文件系统;命名,搜索和存取;备份策略;安全和保护:系统安全概述;机制隔离;安全的保障方法和设备;保护,存取和认证;保护模式;存储器保护;加密技术;恢复的管理;实时系统和嵌入式系统;作业控制。(4)计算机网络数据通信和计算机网络概述:数据通信基本模型、数字信号传送、网络拓扑结构;网络体系结构:分层模型,开放系统互连,网络的层次结构和处理方式,各层次的服务和功能,协议,Internet网络体系;物理层概念:理论基础,传输媒体和方式,多路复用,服务,标准;数据链路层概念:帧同步,误差控制,数据流控制,媒体协议标准,媒体访问控制;网络的互联:交换技术,互连技术,互连设备,路由选择算法,拥挤控制,数据包和数据流;传输层服务:连接的建立和维护,端到端的数据传输服务,服务类型和服务质量;无线通信:无线网络,卫星通信,移动IP;网络应用:域名服务,电子邮件,文件传输,浏览服务,多媒体信息服务;网络安全:密码学基础,认证,数字签名,网络访问控制,网络安全检测;网络管理:网络管理概论,网络管理模型,网络管理协议,管理信息库。(5)嵌入式系统嵌入式系统的本质、特殊问题;在计算机工程中的作用;嵌入式微控制器、嵌入式软件;微计算机与外设及与其它计算机之间获取数据的接口、通信与控制;实时系统、定时和调度的问题;微处理器和微控制器在嵌入式数字计算机系统中的实现;测试和性能问题、可靠性;低功耗计算技术;数字系统的多层模块化设计,用硬件描述语言表示设计模型,数字系统的功能和时序仿真;设计方法学,支持开发嵌入式系统的软件工具,形式化验证;可编程逻辑器件与现场可编程门阵列的实现,利用FPGA进行原型设计;网络嵌入式系统。(6)软件工程软件过程:软件生存周期和软件开发模型;过程建模技术,过程评估模型;软件过程度量;过程改进;软件需求和规约:需求获取技术;需求分析建模技术;功能和非功能需求规约;原型;形式化规约技术的基本概念;软件设计:基本的设计概念和原则;软件体系结构;结构化设计;面向对象分析和设计(UML);面向构件的设计;软件确认:确认计划;测试基础(包括测试计划的创立和测试案例生成);黑盒和白盒测试技术;单元、集成、确认和系统测试;面向对象测试;审查;软件进化:软件维护;可维护软件的特征;逆向工程;再工程;遗产系统;软件复用;软件项目管理:团队管理;项目进度安排;软件测量和估算技术;风险分析;软件质量保证;软件配置管理;项目管理工具;软件工具和软件环境:软件开发工具;软件维护工具;软件管理工具;软件支持工具;集成型软件开发环境;基于构件的计算:基础;基本技术;应用;基于构件系统的体系结构;事件处理;中间件;形式化方法:形式化方法的观念;形式规约语言;可执行和不可执行的规约;前置和后置断言;形式化验证;软件可靠性:软件可靠性模型;冗余和容错;缺陷分类;分析的概率方法。(7)数据库系统原理不同类型数据资源的管理;商业前景;信息和数据库系统的历史和发展动力;信息存储和检索;信息管理应用软件;信息获取和表示;分析和索引;链接和导航;信息的隐私性,完整性,安全性和保存;可扩展性,效率和效力;数据库系统的构成要素;数据库管理系统(DBMS)的功能;数据库体系结构和数据独立性;信息模型和系统;数据建模;概念模型;面向对象模型;关系模型;关系演算;例子;SQL;查询优化;嵌入过程语言中的非过程查询;对象查询语言简介;建立数据库的基础方法学;数据库特有的问题;关系数据库设计;函数依赖;范式;多值依赖;连接依赖;表示理论;物理数据库设计;存储器和文件结构;索引文件;散列文件;签名文件;B树;密集索引;变长记录文件;数据库的效率和调节;事务处理;错误和恢复;并发控制;分布式数据库:分布式数据存储;分布式查询处理;分布式事务模型;并发控制;同构和异构解决方案;客户/服务器结构;信息系统的设计、开发和进化;安全和控制;特定用途的信息系统,包括局域网和外部网;信息检索;数据挖掘。(8)工业企业管理与职业道德计算的社会内容:有关计算的社会内涵;有关网络通信的社会内涵;Internet的发展,控制和使用;与性别相关的问题;国际化问题;分析方法和分析工具:制定和衡量有关伦理的问题;认识和衡量有关伦理选择的问题;设会学的社会内容的理解;假设和价值的认识;职业和伦理方面的责任:团队价值和规则;职业化的本质;各种形式的职业资格及其优点和缺陷;职业在公共政策中所扮演的角色;保持对结果的警惕;有关伦理学上的争议和反对意见;伦理学的规定,监督及其实践;种族歧视的处理;计算方面的可接受的政策;基于计算机系统的风险和责任:历史上由于软件造成的危险的事例;软件复杂性的问题;危险的评价和处理;知识产权:知识产权的基础;版权和商业机密;个人软件的问题;软件版权;两国之间的知识产权问题;私有和自由:在伦理和法律基础上的私有保护;大众数据库的私有含义;私有保护的技术策略;电脑世界里的自由;在不同的国家和文化间的含义;计算机犯罪:计算机犯罪的历史案件;密码的破解及其产生的影响;病毒;犯罪的预防策略;经济上的问题:垄断的影响;人才需求对于产品的影响;价格策略;计算资源的获得;哲学框架:哲学上的框架,特别是功利理论;伦理相对论;科学伦理的历史;在科学和伦理上的区别。6.2知识能力实现方法能力要求课程设置实现途径1.解决专业问题的能力:工程师首先要掌握的就是解决专业问题的能力。这决定了她在整个技术生涯中的基本定位。我们的课程要打下坚实的基础。1.1表述和分解问题:分析和分解问题,建立问题的评估描述;把握总体目标、主客观条件和主次要矛盾;制定解决方案。高等数学;大学物理;复变函数与积分变换;线性代数;计算方法;概率论与数理统计;离散数学I;信号与系统;电路分析基础;数字逻辑;电子技术基础;计算机组成原理;计算机操作系统;计算机网络原理;算法分析与设计;人工智能;形式语言与自动机;离散数学II理论教学实验教学工程实践1.2建模与定性定量分析:应用假设简化复杂的系统和环境;选择并应用概念性和定性模型;估计量级、范围、趋势;应用实验验证一致性和误差。高等数学;大学物理;复变函数与积分变换;线性代数;计算方法;概率论与数理统计;离散数学I;信号与系统;电路分析基础;数字逻辑;算法分析与设计理论教学实验教学工程实践1.3工程不确定性问题:提取不完整和不清晰的信息;应用事件和序列的概率统计模型;效益和风险分析;讨论决策分析。计算方法;概率论与数理统计;离散数学I;航空计算技术;计算机控制原理;航空测控技术;理论教学实验教学工程实践1.4提出方法和建议:综合问题的解决方案;分析解决方案的关键结果和测试数据;分析并调整结果中的偏差;形成总结性建议;评估解决问题过程中能够改进的地方。计算机通信;汇编与接口;计算机组成原理;计算机操作系统;计算机网络原理;移动计算;C语言程序设计;数据结构;算法分析与设计;面向对象程序设计;编译原理;计算机图形学;人工智能;多媒体技术;软件工程;数据库概论;数字信号处理;硬件描述语言;数据库系统原理;人机界面设计;数字图像处理;遥感技术;机器学习;网络接口及编程;网络管理技术;网络编程技术;数据分析与挖掘;数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文)理论教学实验教学工程实践2.发现和验证工程问题的能力:发现和验证问题的能力比解决问题的能力要求更高,在后者的基础上有更多的知识和经验的积累才能逐步做到,我们的课程要给出可支持发展的基础。2.1问题的抽象和假设:选择需要验证的关键问题;建立需要测试的假设;讨论对照和对照组。航空计算技术;航空测控技术;计算机系统结构;网络安全;数据库系统原理;遥感技术;数据分析与挖掘;理论教学实验教学工程实践2.2资料查询与分析:选择文献检索的策略;应用各类工具检索并获取信息;筛选、分类、可靠性甄别;提取信息中重点和创新的内容;找出尚未解决的研究问题。工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;理论教学工程实践2.3实验设计与论证:制定实验概念和策略;构建实验;执行实验规定和实验步骤;进行实验测量;分析和报告实验数据;对照已有模型比较实验数据。数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;理论教学实验教学工程实践2.4仿真测试与评估:分析仿真测试数据,统计有效性;讨论作用域和覆盖问题;形成由数据、对比分析和导向性结论构成的结果。工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;理论教学实验教学工程实践3.系统思维的方法:从全局高度把握问题或项目是成功的关键,建立系统的视野有助于摆平树木与森林的关系,获得全局的工程最优解。我们的课程要打下坚实的基础。3.1层次化、模块化、过程化思维:识别并定义一个系统、系统行为和系统单元;应用跨相关学科的方法,保证对系统的全方位理解;认识系统的社会、企业和技术的背景环境;识别系统与外界的交互作用和对系统行为的影响。计算机通信;计算机组成原理;计算机操作系统;计算机网络原理;算法分析与设计;面向对象程序设计;软件工程;计算机控制原理;计算机系统结构;数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;理论教学实验教学工程实践3.2自顶向下和自底向上的思维:讨论为定义系统和系统建模所需的抽象化;识别系统所表现的行为和功能特性;识别系统单元间的重要接口;认识系统随时间的演化。计算机通信;计算机组成原理;计算机操作系统;计算机网络原理;算法分析与设计;面向对象程序设计;软件工程;计算机控制原理;计算机系统结构;数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;理论教学实验教学工程实践3.3抓主要矛盾和关键节点的方法:找出并区分与系统整体相关的全部因素;找出整体系统中的驱动因素;解释为解决驱动问题所进行的资源分配。工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;理论教学实验教学工程实践3.4折中和平衡的能力:平衡系统各方面相互制约的因素;给出解决办法,优化整体系统;描述系统在全寿命周期内的可行解和最优解。航空计算技术;航空测控技术;工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);创新性综合实验;理论教学实验教学4.个人修养:与专业素质有一定差异有密不可分的个人修养能够决定技术人才是否能真正融入社会和企业中,并在其中取得成果。我们的课程要给出可支持发展的基础。4.1主动和执着:主动寻找机会,展示能力;论证利益和风险;解释途径和时机;有自信、有激情、热爱事业;强调努力和紧张工作、关注细节的重要性。中国近现代史纲要;毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论;概论社会实践课;马克思主义基本原理;体育;军事理论;工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);创新性综合实验;理论教学实验教学工程实践4.2创造性思维:综合艺术、科学、人文与技术在创造性中的作用,具有抽象、综合、类比等能力;讨论创造过程和思维方法。中国近现代史纲要;毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论;概论社会实践课;马克思主义基本原理;体育;军事理论;工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);创新性综合实验;理论教学实验教学工程实践4.3资源管理能力:合理规划能够利用的资源,安排时间节点;解释任务的重要性和/或紧迫性;解释有效地执行任务。中国近现代史纲要;体育;工业企业管理与职业道德;军事理论;高等数学;工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);;毕业设计(论文);创新性综合实验;理论教学实验教学工程实践4.4职业态度:具有敢于为坚持原则而承担风险的勇气;了解职业道德要求之间产生冲突的可能性;理解和接受出错,但犯错者必须承担责任;实事求是地承认合作者的工作。中国近现代史纲要;毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论;概论社会实践课;工业企业管理与职业道德;思想道德修养与法律基础;工程实践III(企业类)理论教学社会实践5.团队工作能力:计算机类的工程研发大都以团队方式进行。良好的团队协作能力和领导能力有助于学生在大企业、大项目或创业过程中获得成功。我们的课程要给出可支持发展的基础。5.1团队工作运行方式:了解团队形成的步骤和生命周期;分清团队的作用与责任;讨论团队分工与协作;实施计划,组织交流,建立评估反馈,形成解决方案,解决团队内外冲突。军事理论;工业企业管理与职业道德;工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;理论教学实验教学5.2组建和领导团队:根据项目要求组建不同类型的跨学科团队;利用网络化完成协作和过程管理;解释团队目标和计划;善用提高积极性的方法;对外代表团队。体育;军事理论;工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;实验教学工程实践5.3交流:用各种专业或人文类的方式提出逻辑严密的论点;建立讨论对象间合理的结构和关系;提供选择相关、可信和准确的有利证据;理解跨学科和跨文化的交流。体育;工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;实验教学工程实践6.设计与实施:学生对项目设计与实施过程的理解和有关技术的掌握,体现真实的工程技术水平,我们的课程要打下坚实的基础。6.1设计过程及控制:分析选择设计方案;在约束条件下实施适合的优化;:解释系统设计不同阶段任务;讨论适应特定开发项目过程模式;综合最终设计。描述实施的组织和结构;认识实施成本、进度控制、质量和改进。工业企业管理与职业道德;工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验理论教学实验教学6.2确定和描述硬件设计实现:描述逻辑电路及其器件级仿真和实现;描述器件到计算系统的组装调试;确定可扩展性、关键特征和质量控制过程。电路分析基础;数字逻辑;电子技术基础;计算机通信;汇编与接口;计算机组成原理;计算机操作系统;计算机网络原理;移动计算;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;硬件描述语言;计算机系统结构;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;理论教学实验教学工程实践6.3确定和描述软件设计实现:解释将高层组成部分分解为模块设计(包括算法和数据结构);讨论算法(数据结构、控制流程、数据流程);描述编程语言;实施低层设计(编程);描述系统构建。C语言程序设计;数据结构;算法分析与设计;面向对象程序设计;编译原理;计算机图形学;人工智能;多媒体技术;软件工程;数据库概论;数字信号处理;数字图像处理;遥感技术;机器学习;网络接口及编程;网络编程技术;数据分析与挖掘;计算机控制原理;网络安全;形式语言与自动机;数据库系统原理;人机界面设计;网络管理技术;数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;理论教学实验教学工程实践6.4硬、软件的集成:软硬件协同设计概念;描述系统中的软件构架和硬件系统结构(处理能力、通信能力等);描述计算系统与外界人机结合的能力;描述硬件/软件的功能和安全性。航空计算技术;航空测控技术;工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);创新性综合实验;理论教学实验教学6.5测试、证实、验证和认证方法:讨论测试和分析的程序(硬件相对于软件,可接受性相对于合格性);讨论证实系统性能达到要求;解释达标认证。软件工程;航空计算技术;航空测控技术;计算机系统结构;网络安全;遥感技术;网络管理技术;工程实践I(通识类);工程实践II(专业类);工程实践III(企业类);毕业设计(论文);数据结构综合设计实验;编译原理综合设计实验;计算机组成综合设计实验;操作系统综合设计实验;计算机网络综合设计实验;创新性综合实验;理论教学实验教学工程实践6.6全寿命运行于维护:描述生命周期性能和可靠性;全寿命运行价值和成本分析和建模;系统管理、演变和升级的方法。工业企业管理与职业道德;航空计算技术;航空测控技术;计算机系统结构;软件工程;毕业设计(论文)理论教学实验教学7.企业文化与个人职业生涯规划:为学生未来的发展开拓思路。7.1接受社会对工程的规范;接受工程职业的目标和角色;接受工程师的社会责任;了解不同企业文化和社会环境的影响;讨论个人职业发展的愿景;说明职业人际关系网络;认识自己所具备的职业能力范畴。毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论;概论社会实践课;马克思主义基本原理;工业企业管理与职业道德;思想道德修养与法律基础;形势与政策;英语;工程实践III(企业类);行业专业技术需求调查与研讨理论教学社会实践根据知识能力大纲和知识能力实现方法,建立了详细的知识能力实现矩阵,详细请见《附表1西北工业大学计算机科学与技术专业卓越工程师培养计划(本科)知识能力实现矩阵》。7.专业教学7.1课程体系本课程计划从本专业卓越工程师培养计划的基本思想出发,以实现专业培养目标为中心任务,经过课堂教学、课程实验、综合实践、实习设计等多种教学环节综合,实现学生知识、能力和素质的培养目标。其中:(1)学制与学位修业年限:四年授予学位:工学学士(2)学时与学分总学分:217.5课内教学学时/学分:2864/177.5;占总学分的比例:81.6%其中:通识教育基础课学时/学分:1316/81.5;占总学分的比例:37.5%专业基础课学时/学分:1052/65;占总学分的比例:29.9%专业课学时/学分:496/31;占总学分的比例:14.2%集中性实践环节周数/学分:42周/40;占总学分的比例:18.4%(3)主干课程高等数学,大学物理,大学英语,离散数学,C语言程序设计,数据结构,算法分析与设计,计算机网络原理,计算机组成原理,计算机操作系统,编译原理,数据库概论,面向对象程序设计,信号与系统,多媒体技术,汇编与接口,软件工程,人工智能,计算机系统结构,网络安全,数字图像处理,航空计算技术。课程之间的基本关系如图7.1所示。英英语大学物理高等数学物理实验C语言程序设计工企管理外语写作计算机导论线性代数计算方法离散数学I军事理论市场经济概率论与数理统计模拟电路数字逻辑数据结构汇编与接口计算机组成硬件描述语言计算机操作系统面向对象程序设计算法设计与分析编译原理软件工程计算机网络信号与系统计算机通信移动计算人机界面人工智能计算机图形学计算机系统结构计算机控制原理社会主义马哲法律体育素质教育复变函数数据库概论航空测控技术数字信号处理图像处理遥感技术机器学习离散数学I形式语言与自动机数据库原理数据挖掘多媒体技术网络编程网络管理网络接口电子技术基础航空计算技术网络安全7.2教学计划专业培养目标的具体实现方案进一步细化到学期学时安排如下表。将专业特征目标所规定的知识、能力和素质要求落实到具体的教学环节。将课程、项目、实习、实践以及各类课外活动所构成的教学环节和专业特征目标所列出知识、能力及素质要求以相互联系、相互支持的方式进行统筹与整合,一体化地实现专业培养目标。表7.1计算机科学与技术专业课程设置与教学安排(通识教育)课程代码课程名称学时/学分考核分配学时分配各学期学时分配考试考查授课实验一二三四五六七八1310210中国近现代史纲要32/2√3232/21310200毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论64/4√6464/41310240概论社会实践课32/23232/21310190马克思主义基本原理48/3√4848/3011-4体育144/9√14436/2.536/2.536/236/2131001-4英语240/15√24060/460/460/3.560/3.51110011-2高等数学192/12√19296/696/61110051-2大学物理116/7√11658/3.558/3.51110061-2物理实验50/3√5025/1.525/1.5100C语言程序设计48/3√4848/31020300C语言程序设计实验30/23030/2100计算机导论24/1.5√2424/1.51020290计算机导论实验24/1.52424/1.51210040工业企业管理与职业道德28/1.5√2828/1.5030思想道德修养与法律基础48/3√4824/1.524/1.5021-4形势与政策32/2√328/0.58/0.58/0.58/0.5010军事理论36/2√3636/2文化素质教育选修课128/8128理工科学生应在管理、经济、人文类课程每类中至少选修一门表7.2计算机科学与技术专业课程设置与教学安排(专业基础)课程代码课程名称学时/学分考核分配学时分配各学期学时分配考试考查授课实验一二三四五六七八1120680复变函数与积分变换32/2√3232/2110线性代数40/2.5√4040/2.5110计算方法32/2√3232/21120220概率论与数理统计48/3√4848/3100算法分析与设计48/3√361248/3100离散数学I64/4√6464/4100数据结构56/3.5√5656/3.51020310数据结构实验16/11616/1100面向对象程序设计48/3√361248/3100计算机操作系统64/4√541064/4100编译原理64/4√6464/4100汇编与接口64/4√521264/4100算法分析与设计48/3√361248/3100计算机组成原理64/4√541064/4100计算机图形学48/3√361248/3100计算机网络原理64/4√541064/4100信号与系统48/3√4848/3100人工智能48/3√361248/3100电路分析基础64/4√541064/4100数字逻辑70/4√561470/41020200电子技术基础70/4√561470/4表7.3计算机科学与技术专业课程设置与教学安排(专业课)课程代码课程名称学时/学分考核分配学时分配各学期学时分配考试考查授课实验一二三四五六七八1030010多媒体技术48/3√361248/31030020软件工程48/3√361248/31030030数据库概论48/3√361248/31040010计算机通信40/2.5√4040/2.51040140数字信号处理48/3√4848/31040080移动计算40/2.5√4040/2.51040020航空计算技术40/2.540/2.51040030计算机控制原理48/348/31040040硬件描述语言48/348/31040050仿真技术40/2.540/2.51040060计算机系统结构48/348/31040130机器学习40/2.540/2.51040150数字图像处理48/348/31040160模式识别48/348/31040070网络安全40/2.540/2.51040090形式语言与自动机48/348/31040100离散数学II48/348/31040110数据库系统原理48/348/31040120人机界面设计40/2.540/2.51040290网络管理技术40/2.540/2.51040300网络编程技术48/348/31040200数据分析与挖掘48/3√4848/3表7.4计算机科学与技术专业课程设置与教学安排(校内实践环节)课程代码课程名称学时/学分考核分配学时分配各学期学时分配考试考查授课实验一二三四五六七八2390020工程实践I(通识类)2w/22w/22390030工程实践II(专业类)2w/22w/21090070毕业设计(论文)19w/1919w/191090050工程实践III(企业类)2w/22w/2100操作系统综合实验2w/22w/2100编译综合实验2w/22w/2100组成综合实验2w/22w/21030040计算机网络综合实验2w/22w/21090040数据结构综合设计2w/22w/22090010军训3w/1.53w/1.51090100公益劳动1w/0.51w/0.51090060创新性综合实验2w/22w/21090090行业专业技术需求调查与研讨1w/11w/18.企业培养方案企业学习阶段的效果是直接影响计算机科学与技术专业卓越工程师培养计划成败的关键。我专业与航空631所、航天771所、航空618所、航空615所、船舶709所、华为、中兴、研祥等公司、企业、院所,有着长期稳定的科研与教学协作关系,在卓越工程师培养上计划形成了高度共识。西北工业大学与几家企业共同研究探讨,制定了本科层次的卓越工程师培养学生在企业学习期间的培养目标、培养标准和相应的培养体系。8.1企业培养目标企业培养的主要目标是学生使了解和掌握企业生产工程实践的基本规律,学习企业的先进技术、先进设备和先进企业文化,学习专业理论和工程实际的有机结合方式,形成在工程实践中有效工作和创新的优秀工程师基本素质和能力,具体如下:了解企业文化,获得计算机与航空航天航海等特种应用结合的直接认知,增强学生对专业和行业的了解与热爱;了解或掌握计算机相关产品的研制生产流程、企业生产运作规律,增强工程意识;了解现代企业的生产管理技术与规律,明确工程师的责任和义务,培养学生创新意识、管理意识和市场经济意识;从工程实际出发,以发展和改进航空制造企业的技术革新、生产管理为目标,经过毕业设计,参与企业的研发、生产、服务等符合实际工程化需求的课题,形成卓越工程师的创新素质和能力。8.2企业培养计划学校为卓越工程师培养主体,企业院所在卓越工程师培养中发挥不可或缺的辅助作用。针对性的合作,明确双方的责任和义务,优势互补,实践中不断调整。实习单位:实习企业均为国内相关专业领域知名企业或研究单位,为我校长期联系单位或学生实践基地,部分企业与我专业教师有多年项目联系,建立了良好的合作关系。导师要求:进入企业工程实践培养的中长期阶段,采用“双导师制”,即企业对每一名学生指定一名具有中级以上技术职称的技术专家作为企业学习和工程实践的第一导师,同时学校也为每名学生指定一名中级以上职称的专业教师作为第二导师,校企联合进行指导和培养。每名企业导师和校内导师指导学生总数不超过3名。校内导师由专业教师担任,校外导师由企业中具有高级技术职称的专家或具有丰富实践经验、责任心强的技术专家担任,或由根据需要成立的联合指导小组,进行更有针对性的指导。考核内容和方式:企业学习为必修环节,各阶段企业学习根据企业培养计划执行。考核采用过程监督考察为主的方式,结合阶段小结、学习总结、学习汇报、小组互评、导师评分等多种评定方法,最终按优、良,中、及格、不及格五级记分制评定成绩,并列入本人学籍档案。成绩不及格者必须重新补实习。8.3企业培养方案(1)认知实践环节认知实践环节实践内容培养目的计划时间合作企业计算机系统的认知认识机载计算机系统了解机载计算机的基本组成了解机载计算机的结构了解机载计算机分类了解机载计算机的基本要求1天航空631所认识星/弹载计算机系统了解星/弹载计算机的基本组成了解星/弹载计算机的结构了解星/弹载计算机分类了解星/弹载计算机的基本要求1天航天771所认识软件开发过程了解软件开发环境了解软件开发过程了解软件开发小组工作了解软件成本与质量和评价1天科信软件公司认识芯片与计算机的关系了解芯片的设计过程了解芯片的生产过程了解芯片封装测试了解芯片成本与质量评价1天龙腾微电子公司航空计算技术的认知模块化综合航空电子的组成与架构系统设计与开发流程典型飞机的显示系统典型飞机电气系统了解模块化综合航空电子系统的基本组成、基本功能、演变过程及基本要求;了解航电系统的设计与开发流程;了解典型飞机的计算机系统与其它受控系统的关系以及基本功能和基本要求。1周航空631所(2)软件工程实验验证(4周)实验目的、内容和要求:将软件工程的知识用于基本软件系统的开发,体会团队合作、第三方软件应用、版本管理、错误归零、开发模型等的具体应用,经过本实验,获得大型软件开发的初步体验。实验地点:科信软件公司、协同软件公司实验方法:学生根据给定的任务,制定实验方案,经实验指导教师的批准后按实验方案自主完成实验,实验结果交指导教师评判。(3)航空总线通信实验(3周)实验目的、内容和要求:经过本实验,加深对几种典型的航空总线数据通信的理解,增强对经过总线连接起来的系统的感性认识。要求针对MIL-Std1553B总线,ARINC429总线、CANAerospace、ADFX、1394、ARINC659等几种不同航空总线任选三种进行实验。对每一种总线的实验,总线上同时连接不小于三个测控节点。分别针对不同总线的节点编写软件,使得其中每一个节点都能协调与其它两个以上节点自由地交换数据。数据交换结果以直观动作表现。实验地点:航空631所、龙腾微电子公司实验方法:学生根据专业知识,制定实验方案,经实验指导教师的批准后按实验方案自主完成实验。每完成一种总线的实验,经指导老师验收后才能转入对下一种总线的实验。(4)网络工程调试实验(2周)实验目的、内容和要求:将多台交换机、路由器等连接成局域网并成功配置和管理,掌握组建网络需要是偶那个的硬件设备情况和,软件工作的安装使用,以及对付故障和恶意攻击的方法等。学生根据资源条件以及性能、可靠性等要求,自己综合、组织、协调、创新。实验地点:华为(西安)公司、中兴(西安)公司实验方法:学生分组,分析讨论、然后编程、调试实施,指导老师只对最后提交的实验结果进行实测验收。(5)嵌入式系统综合实验(3周)实验目的、内容和要求:利用嵌入式计算系统,对测控对象进行要求的实时控制和测量,并在远端经过网络进行操作和显示。实验地点:研祥(西安)公司实验方法:学生分组,设计实施方案,经指导教师安全评估后批准实施,在实验成功完成后,由实验指导教师评估实验是否符合实际,评估学生工程设计的综合能力。(6)毕业设计科研院所及企业专家和专业教师共同组成学生培养方案制定指导组,结合科研院所和企业需求,定期讨论修订专业卓越工程师培养方案,提出针对性的实验和实践设计题目,完成综合实践和毕业设计环节内容。9.工程经历师资落实计划师资是落实卓越工程师培养计划的关键因素,针对“卓越工程师培养计划”对师资的特殊要求,结合本专业特点和条件,在师资队伍建设上将从以下几个方面进行落实:(1)由本专业中具备多年企业工作、有丰富工程经历的教师,担任与工程实践相关课程的讲授。当前,本专业拥有5年(含5年)以上企业工作经历的教授见表9.1,讲授的课程见表9.2。表9.1拥有5年(含5年)以上企业工作经历的教授姓名职称工程经历累计时间企业任务李士宁教授大唐电信移动事业部技术主管董云卫教授航天210所西安协同软件公司工程师总工程师张延园教授西安科信软件公司主管魏廷存教授西安龙腾微电子公司5年总工程师表9.2具有工程经历的教师主讲课程姓名主讲课程李士宁移动计算技术、航空计算技术董云卫面向对象程序设计张延园软件工程、数据库概论魏廷存模拟电路设计(2)针对本专业部分教师缺乏工程经历的问题,每年选拔2~3名具有一定坚实专业理论基础的青年教师进行工程实践能力的培养,争取有针对性地引进具有企业工作经历的高水平技术人才充实教师队伍,对青年教师进行工程实践能力的考核,考核合格后方能上岗任教。将青年教师工程实践能力的进修和工作业绩纳入到院岗位考核体系并作为晋升职称的条件之一。(3)聘任航空航天界专家和优秀工程技术人员担任兼职教师、参与部分航空航天特色课程内容的讲授和指导学生毕业设计,让业界优秀人士走进大学课堂,共同培养创新性工程人才。当前已外聘的专家见表9.3。表9.3外聘兼职专家姓名工作单位职称/职务专业特长沈绪榜航天771所研究员、中科院院士星/弹载计算机系统王国庆航空615所研究员、所长机载计算机系统蔡小兵中航科技委研究员、副秘书长航空测控附件.课程教学大纲(部分专业课程教学大纲)1.课程目录(1)《计算机导论》(2)《C语言程序设计》(3)《电路与系统》(4)《数字信号处理》(5)《计算机组成原理》(6)《计算机操作系统》(7)《计算机网络》(8)《软件工程》(9)《数据库系统概论》2.课程教学要点概述计算机导论为计算机科学与技术专业的新学生提供一个关于计算机科学与技术学科的入门介绍,使她们能对该学科有一个整体的认识,并了解该专业的学生应具有的基本知识和技能以及在该领域工作应有的职业道德和应遵守的法律准则。先修课程:无教学大纲(1)计算机的历史;人和计算机;(2)计算机系统的构成;(3)冯·诺依曼模型:基本组件;指令处理;(4)输入与输出:基本I/O;键盘输入;显示器输出;(5)程序设计和程序设计语言、机器语言、汇编语言和高级语言;(6)操作系统概述;(7)软件工程概述;(8)系统软件和应用软件;(9)通信与网络基础;(10)计算机和社会;(11)计算机系统在各行各业的应用;(12)计算机科学与技术学科的内涵;(13)计算机科学与技术学科学生的知识结构;(14)计算机科学与技术学科学生的职业道德。说明本课程为计算机科学与技术专业的学生提供一个关于计算机科学与技术学科的入门介绍,使她们能对该学科有一个整体的认识,提高她们学习本专业的兴趣。除了技术之外,还要注意讲授学科内涵和该专业学生应有的职业道德。C语言程序设计本课程既培养学生解决问题(算法与程序设计)的能力,又使她们比较熟练地掌握一种程序设计语言。应注意介绍有关独立于任何特定编程语言的算法概念和结构,强化训练程序设计的经验和相关技术。应把重点放在程序设计实践及培养学生分析问题和解决问题的能力训练方面。先修课程:计算机导论教学大纲(1)编程历史的回顾、程序设计介绍(过程式,面向对象,函数式,逻辑式);(2)算法与问题求解:问题求解策略;问题求解过程中算法的角色;算法实现策略;(3)变量;操作符;(4)控制结构;条件结构;迭代循环结构;(5)函数;(6)调试:错误类型;调试技术;(7)指针和数组;(8)递归,递归的概念;递归的数学函数描述(例如:阶乘,斐波那契数列);简单的递归过程(例如:汉诺塔、排序等);分治法策略;递归的回归;递归的实现;(9)面向对象程序设计:面向对象设计;封装和信息隐藏;行为和实现分离;类,子类和继承;多态性;类层次;类的聚集和重复协议。本课程介绍程序设计的基本概念,应注意强调算法的重要性及其在程序设计中的作用。注意强调算法而不是语法细节。讲授程序设计语言的重点能够考虑用传统的过程式语言,也可用面向对象语言;事实上,使用面向对象语言介绍程序设计时,常常需要从这些语言的过程性语句开始。应注意使这门课程同面向对象的程序设计课程有所区别。在本课程中,对控制语句的讨论应先于对类、子类和继承等概念的讨论(面向对象程序设计部分建议用C++描述)。电路与系统经过学习包含电路元件的电路网络而引入的线性系统分析原理;直流电阻性电路分析技术;带有电容器和电感器电路的瞬态分析;运用相量做稳态交流电路分析,学习阻抗和共振的概念。直流电阻性电路、克希霍夫定律、节点和网目分析、电源、戴维南和诺顿定理、初始条件为同构或异构的常系数常微分方程的RC,RL和RCL电路的解、正弦稳态解、三相电路、复合频率和网络功能、频率响应、双端口网络参数、磁耦合电路、拉普拉斯变换、傅立叶级数和变换的介绍。先修课程:高等数学,大学物理教学大纲(1)知道一些对电路与系统有贡献的人物以及她们的有关成就;(2)电阻和电抗不同;(3)欧姆定律;(4)感应系数和电容;(5)混叠;(6)傅立叶级数的目的;(7)计算机工程如何使用电路与系统并从中受益;(8)能理解并能表示电的基本量;(9)能理解电的基本量之间的关系;(10)能列出并处理基本电阻电路方程;(11)能分析和简化基本电阻电路;(12)对于电阻电路能理解和使用网络分析工具;(13)能描述基本的储能装置;(14)能理解如何组合不同电感器和电容器的组合;(15)能理解各种简单R、L、C电路的瞬时响应;(16)能分析和设计简单R、L、C电路;(17)能理解电子电路的频域特性;(18)能分析和设计频率选择电路;(19)能理解正弦信号激励下的电子电路响应;(20)能用卷积技术分析电路;(21)能用图形技术表示卷积;(22)能用傅立叶级数表示信号;(23)能理解傅立叶变换以及其特性;(24)能用傅立叶变换分析电路。数字信号处理本课程学习基本的数字信号处理原理与技术。主要包括连续和离散时间信号与系统的时域和空域分析、数字信号处理的基础(如变换、滤波以及基本的音频和图像处理概念等)。先修课程:电路与系统教学大纲(1)连续和离散时间信号和系统的概念;信号处理;(2)信号对称性和正交性;系统的线性和时不变性;(3)系统的脉冲响应和阶跃响应;频率响应、正弦曲线分析、卷积、相关性;(4)连续和离散信号的建模和分析以及系统的时域和频域分析法;(5)时间采样和幅度量化;拉普拉斯变换;信号的数字处理、采样、差分方程、离散傅立叶变换和快速傅立叶变换、z变换;(6)滤波器的设计、信号处理的应用。计算机组成原理本课程以冯·诺依曼计算机模型为出发点,介绍计算机的组织结构和工作原理,剖析计算机的运算器、存储器、控制器和输入输出设备的结构、工作原理与相互关系。先修课程:计算机导论、数字逻辑教学大纲(1)数值的机器级表示:定点数与浮点数表示,带符号数与不带符号数的表示,机器数与真值,字符与字符串的表示,汉字的表示,校验码;(2)数值的机器运算:定点数加法,加法电路的实现,定点数的乘法,原码和补码并行乘法的电路实现,定点数的除法,并行除法电路的实现,ALU运算器的基本结构与工作原理,浮点数运算及浮点数运算器的实现;(3)存储系统和结构:存储系统的组成,RAM、ROM、cache、磁介质存储器的性能,主存的组织与操作,存储器的访问周期,多体交叉存储技术,高速缓存的地址映射、替换策略和更新策略等技术,虚拟存储器及页表、快表等技术;(4)指令系统与中央处理器:指令格式,指令和数据的寻址方式,指令周期,中央处理器的功能与组成,时序产生器和控制方式,微程序控制器及微程序设计技术,中央处理器的流水线技术,CPU的RISC技术;(5)I/O接口与外围设备:常见输入设备和输出设备,磁盘存储器设备,磁带存储器设备,外围设备与主机的定时方式和信息交换方式,程序中断方式、DMA方式、通道方式;(6)总线:总线信息的传送方式,总线的仲裁和定时,实用总线标准。计算机操作系统介绍操作系统的设计
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