摘要：本文基于江蘇技術(shù)師范學(xué)院以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的教學(xué)體系，討論研究在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向的可行性，人才培養(yǎng)的目標(biāo)與規(guī)格，課程體系以及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等問題。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科；嵌入式軟件；課程體系

中圖分類號(hào)：G 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5913 （2007） 07-0035-03

嵌入式系統(tǒng)已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器、智能儀器等眾多領(lǐng)域，“嵌入式無處不在”已成為現(xiàn)實(shí)。而社會(huì)對(duì)掌握嵌入式技術(shù)人才的大量需求，使嵌入式軟硬件工程師成為未來幾年最為熱門的職業(yè)之一。2004年6月，美國(guó)電氣及電子工程師學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（IEEE-CS）和美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（ACM）公布了“計(jì)算教程2004”(Computing Curriculum 2004，簡(jiǎn)稱CC2004)。CC2004對(duì)原“計(jì)算教程CC2001”四個(gè)專業(yè)方向進(jìn)行了修改和擴(kuò)充，并給出了新的評(píng)述，其中在計(jì)算機(jī)工程專業(yè)課程中將嵌入式系統(tǒng)作為一門核心課程，分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行學(xué)習(xí)。可見，國(guó)內(nèi)外將嵌入式技術(shù)人才的培養(yǎng)已經(jīng)作為一個(gè)重點(diǎn)方向。本文根據(jù)江蘇技術(shù)師范學(xué)院以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的教學(xué)體系，對(duì)在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向進(jìn)行探討。

1 增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向的可行性

20世紀(jì)70年代，隨著微處理器的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展出現(xiàn)了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)以其小型、價(jià)廉、高可靠性特點(diǎn)，迅速應(yīng)用在智能化控制領(lǐng)域中，這使計(jì)算機(jī)失去了原來的形態(tài)與通用計(jì)算機(jī)功能。為了區(qū)別于原有的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，把嵌入到對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系智能化控制的計(jì)算機(jī)，稱為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)所涉及到的知識(shí)有電子工程、通信工程和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種學(xué)科。在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中，人才可分為兩類，一類主要是搞硬件設(shè)計(jì)，他們大多數(shù)在本科階段學(xué)習(xí)電子類或通信類專業(yè)；另一類主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開發(fā)，他們大多數(shù)在本科階段學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)。嵌入式產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)完成后，后期工作主要靠軟件技術(shù)人員進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計(jì)，不同的軟件體現(xiàn)不同的功能，在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)占總工作量的80%左右，所以在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)中需要更多的嵌入式軟件開發(fā)人才。

目前，我校從事嵌入式應(yīng)用方向研究的教師有16人，其中副高以上5人，講師5人，助教6人，獲得碩士以上學(xué)位的教師有8人，在讀研究生4人。與嵌入式相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室有計(jì)算機(jī)組成、接口實(shí)驗(yàn)室，以51序列為主的嵌入式實(shí)驗(yàn)室，以ARM7為主的嵌入式實(shí)驗(yàn)室，正在籌備的以ARM9為核心的嵌入式實(shí)驗(yàn)室。

從社會(huì)需求、師資力量、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等多方面可得出，在我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向是可行的。

2 嵌入式軟件人才培養(yǎng)目標(biāo)與規(guī)格

2.1 培養(yǎng)目標(biāo)

嵌入式軟件專業(yè)方向是以應(yīng)用為主的專業(yè)，其培養(yǎng)目標(biāo)是：德、智、體、美全面發(fā)展，掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論和軟件開發(fā)的過程，掌握必需的嵌入式軟件理論、主流嵌入式系統(tǒng)硬件架構(gòu)，和嵌入式軟件編程的技術(shù)、方法和工具，基本具備本領(lǐng)域分析問題解決問題的能力，具備一定的工程實(shí)踐能力，并具備良好外語運(yùn)用能力，從事嵌入式軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的應(yīng)用型人才。

2.2 培養(yǎng)規(guī)格

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（嵌入式軟件方向）的學(xué)制一般為4年，授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。學(xué)生在專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)、實(shí)踐能力以及職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)過程中，逐步提高自身的獲取知識(shí)的能力、應(yīng)用知識(shí)能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。

（1）職業(yè)素質(zhì)

現(xiàn)代企業(yè)需要的人才是職業(yè)化的專業(yè)人才，企業(yè)選拔、考核人才主要從德、能、勤、績(jī)四個(gè)方面考核，德排在首位，因此，職業(yè)素質(zhì)是培養(yǎng)嵌入式軟件人才的基礎(chǔ)。在計(jì)算教程CC2004報(bào)告中，各專業(yè)方向的知識(shí)領(lǐng)域中都包含社會(huì)和職業(yè)生涯方面的知識(shí)，涉及與計(jì)算相關(guān)的哲學(xué)、歷史、社會(huì)、職業(yè)和道德責(zé)任、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、隱私和公民自由、計(jì)算機(jī)犯罪等內(nèi)容。通過這些知識(shí)體培養(yǎng)學(xué)生的思想品德、職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任。一個(gè)合格的人才首先要具備良好的職業(yè)素質(zhì)。

（2）專業(yè)能力

嵌入式系統(tǒng)專業(yè)方向知識(shí)結(jié)構(gòu)比較龐大，為了在本科階段培養(yǎng)出合格的嵌入式軟件專業(yè)人才，需要將計(jì)算機(jī)知識(shí)、嵌入式系統(tǒng)知識(shí)、相關(guān)交叉學(xué)科（電子、通信）基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)合起來，形成嵌入式軟件專業(yè)方向領(lǐng)域知識(shí)。

（3）實(shí)踐能力

培養(yǎng)嵌入式軟件人才，工程實(shí)踐能力非常重要，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)是以應(yīng)用為中心，要求學(xué)生能借助于硬件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)際的研究與開發(fā)，并且要求學(xué)生具有獨(dú)立設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力，同時(shí)也要求學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)合作的能力，這就需要在實(shí)踐技能訓(xùn)練過程中，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)。

3 課程體系結(jié)構(gòu)

從企業(yè)實(shí)際用人需求出發(fā)，分析現(xiàn)階段嵌入式相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、行業(yè)人才需求特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，合理地安排課程，是培養(yǎng)優(yōu)秀人才的關(guān)鍵。根據(jù)培養(yǎng)嵌入式人才的能力構(gòu)成將所學(xué)課程歸納為如下五個(gè)模塊：

人文社科模塊（A模塊）：在于強(qiáng)化學(xué)生的思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)，讓學(xué)生對(duì)社會(huì)環(huán)境有所認(rèn)識(shí)和了解。可安排政治思想、形勢(shì)與政策、法律等人文社科方面的課程，大學(xué)語文、英語、體育、心理學(xué)、經(jīng)營(yíng)管理等方面的課程，以及培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力相關(guān)的課程也放在該模塊中。

基礎(chǔ)學(xué)科模塊（B模塊）：在于為學(xué)生打下扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，主要安排高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等方面的基礎(chǔ)課程。

專業(yè)知識(shí)模塊（C模塊）：是體現(xiàn)本專業(yè)業(yè)務(wù)能力和素質(zhì)的核心、涉及專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程。

專業(yè)基礎(chǔ)課程主要有離散數(shù)學(xué)、電路與電子學(xué)、邏輯設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語言程序設(shè)計(jì)、高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)概論和學(xué)科前沿講座。

專業(yè)核心課程主要有操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理、嵌入式微處理器原理與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、算法設(shè)計(jì)與分析、軟件工程方法學(xué)、Java 語言程序設(shè)計(jì)。

實(shí)踐教學(xué)模塊（D模塊）：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作能力和操作技能，主要安排為實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、職前培訓(xùn)或案例分析等環(huán)節(jié)。

專業(yè)擴(kuò)展模塊（E模塊）：是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和職業(yè)適應(yīng)能力，該模塊課程設(shè)置為選修課程，可分為專業(yè)必修課程和專業(yè)任選課程。必修課程主要有嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、DSP軟件開發(fā)技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用。專業(yè)任選課程可安排多種不同要求的選修課，任選課有 Windows 環(huán)境與編程、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、無線局域網(wǎng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)安全技術(shù)、J2ME、移動(dòng)通信、家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、WinCE 操作系統(tǒng)、嵌入式Linux操作系統(tǒng)、傳感器概論等。

4 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

為了讓學(xué)生能夠深入地理解和掌握嵌入式軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)技術(shù)，必須建立嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)室，在建立嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)實(shí)之前，首先要對(duì)嵌入式實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)體系、實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍等諸多方面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和規(guī)劃，以保證嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)室能夠滿足學(xué)生掌握嵌入式軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)的要求。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)室要配備相應(yīng)的硬件開發(fā)環(huán)境和軟件。硬件包括開發(fā)板、仿真器等必須的硬件設(shè)備，最好采用以ARM9為核心的實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)，軟件包括常用的Linux、μC/OS、VxWorks、WinCE等常用操作系統(tǒng)，以及相應(yīng)的軟件開發(fā)工具。實(shí)驗(yàn)室要有經(jīng)驗(yàn)豐富的、具有項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。

5 結(jié)束語

在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中設(shè)置嵌入式軟件專業(yè)方向是可行的，它符合社會(huì)發(fā)展的需要。由于嵌入式系統(tǒng)將多種學(xué)科交織在一起，所以在制訂教學(xué)計(jì)劃，專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)和課程體系時(shí)要充分考慮各學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，形成嵌入式軟件專業(yè)方向人才培養(yǎng)的獨(dú)特體系。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏洪興，王田苗. 軟件專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程體系研究[C].第三屆全國(guó)高等院校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)論文集，北京:清華大學(xué)出版社，2005.

[2] IEEE Computer Society/ACM Task Force on Computing Curriculum. Computing Curricula-Computer Enginnering “Iron-Man Draft”. June 8，2004 (http://www.eng.auburn.edu.cn/ece/CCCE/).

[3] 康一梅. 嵌入式軟件工程人才系統(tǒng)化教育探索[C].第三屆全國(guó)高等院校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)論文集.北京:清華大學(xué)出版社，2005.

[4] 2006年第三屆全國(guó)高等院校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)第一屆全國(guó)嵌入式系統(tǒng)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

收稿日期：2007-01-15

作者簡(jiǎn)介：李紅衛(wèi)（1966-），男，山西陽城人，副教授，碩士，研究方向計(jì)算機(jī)嵌入式軟件系統(tǒng)；徐亞平（1957-），男，山西人，副教授，主要研究方向：計(jì)算方法。