李俊芳

（集寧師范學院 計算機系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

互聯(lián)網(wǎng)時代，對信息的關注與把握日益滲透在人們的日常生活中，人們越來越發(fā)現(xiàn)自己無法脫離這種信息化的生活方式，人們的生活依賴于信息的收集、處理以及傳送.

很多時候，我們需要將自己所接收的信息進一步處理、分析，獲取信息并對它進行加工處理，使之成為有用信息并發(fā)布出去的過程，稱為信息處理.信息處理的過程主要包括信息的獲取、儲存、加工、發(fā)布和表示.人腦其實就相當一臺計算機通過記憶力來儲存信息，通過四維來管理和處理信息，但是畢竟人腦的功能是有限的，處理數(shù)據(jù)能力也趕不上計算機，所以人們開始希望能夠通過計算機來管理信息，通過一個管理軟件來幫助人們來完成工作.

另外，計算機軟件的在近幾年得到了非常大的發(fā)展，特別是在經(jīng)濟全球化的出現(xiàn)之后，自從新世紀以來，信息技術在企業(yè)中得到了越來越廣泛的應用，無論是在企業(yè)的經(jīng)營與生產(chǎn)中，還是在企業(yè)內(nèi)部管理以及對產(chǎn)品的設計與制造，企業(yè)信息化轉(zhuǎn)變極大地提高了企業(yè)的競爭力，很多企業(yè)也逐漸認識到計算機在企業(yè)中的作用，并且對企業(yè)的幫助等等，很多企業(yè)也逐漸增加了it部，以便對企業(yè)里的計算機軟件和硬件來進行支撐工作，企業(yè)也注意到信息化的發(fā)展和處理信息的重要性，目前，很多企業(yè)已經(jīng)認同了通過應用軟件來實現(xiàn)對企業(yè)的管理.我們知道，企業(yè)信息化主要包含了廣泛利用信息技術，讓企業(yè)在生產(chǎn)與管理等方面，用以通過這些方法來實現(xiàn)信息化,這是一個十分廣泛的概念.

企業(yè)的信息化不僅運用于內(nèi)部，企業(yè)與企業(yè)之間的合作也離不開信息技術.例如企業(yè)與其他合作對象互相交流數(shù)據(jù)，企業(yè)與客戶之間的業(yè)務往來，這些均是企業(yè)信息化發(fā)展的一部分.以上我們通過辦公軟件來揭示計算機軟件對人們生活和工作的影響，而軟件是通過算法研究開發(fā)的，這么說來計算機是跟這時代一同進步的，而計算機算法設計也不斷推陳出新，要想計算機的應用得到充分發(fā)展，計算計算法的研究和教學是非常重要的.

1 從ACM/ICPC的歷史意義和發(fā)展歷程

1.1 什么是ACM/ICPC

要想研究從ACM/ICPC看計算機算法設計教學改革，首先什么是ACM/ICPC？下面我們首先了解ACM.ACM國際大學生程序設計競賽 (英文全稱：ACM International Collegiate Programming Contest（ACM-ICPC或ICPC）主辦方為美國計算機協(xié)會（ACM），是國際大學生程序設計競賽的標志，這是一項旨在展示大學生團隊精神、創(chuàng)新能力以及在壓力下編寫程序、分析和解決問題能力的年度競賽.

1.2 ACM/ICPC的發(fā)展歷程

ACM國際大學生程序設計競賽由IBM公司贊助，已經(jīng)經(jīng)過了超過30年的發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展成為最具影響力的大學生計算機競賽.ACM國際大學生程序設計競賽首屆舉行在1970年，在美國德克薩斯大學，首屆賽事的主辦方是the Alpha Chapter of the UPE Computer Science Honor Society.這種方式是一種全新的培養(yǎng)計算機編程人才的方式，這種比賽不僅刺激學生們對新技術的求知欲望和學習欲望，還能培養(yǎng)對于一個軟件的更深的理解，不僅僅是停留在只要程序運行出所要達到的結果就行了，而是對于程序而言僅僅執(zhí)行出來結果只是最淺層次的要求，而最有造詣的是如何設計這樣的程序，要時間復雜度和空間復雜度做到最小，除了可以鍛煉上述一些技能以外，我認為最重要的是鍛煉了學生們的團隊精神和團隊的執(zhí)行力，如何領導一個團隊，如何做一個稱職的leader，如何做一好一個開發(fā)者，總之要想完成比賽，必須分工明確，齊心協(xié)力才能夠達成.因此，美國以及加拿大各大學很快便開始積極響應賽事.尤其是在1977年，首次總決賽在ACM計算機科學會議期間舉辦，這也促使了競賽演變發(fā)展成為多國參與的國際性比賽，并且一年便有一屆舉辦.相比最初的幾屆，參賽隊伍不再只有美國及加拿大的大學，競賽逐漸發(fā)展成為一項世界范圍內(nèi)的競賽.2002年美國夏威夷的第26屆、2005年上海的第29屆和2010在哈爾濱的第34屆的全球總決賽上，來自中國大陸的上海交通大學代表隊則在三奪冠軍，浙江大學參賽隊在美國當?shù)貢r間2011年5月30下午2時結束的第35屆ACM國際大學生程序設計競賽全球總決賽榮獲全球總冠軍，成為除上海交通大學之外唯一獲得ACM國際大學生程序設計競賽全球總決賽冠軍的亞洲高校，目前，這也是來自亞洲的參賽大學取得的最佳成績.如今，最初的北美大學一枝獨秀的局勢不再，已經(jīng)演變成亞歐對抗局面的競爭格局.

1.3 ACM/ICPC的算法比賽流程

ACM/ICPC比賽方式是以團隊的型式，以學校為單位，每個學校有一個隊組成，一個隊有三名學生，比賽要求是非常嚴格的，這個隊的比賽隊員必須是這個學校的，而且還是在校就讀學生，不能畢業(yè)的或者其他學校的學生，編寫程序是這樣的，試題的規(guī)則是例如：C、D個小組如果都必須在規(guī)定時間內(nèi)完成兩道程序題，而且要運行處結果，在編寫程序過程中既要保證程序的編寫質(zhì)量又要保證程序的編寫速度，如果D隊在C隊沒有完成之前把兩道題都完成的話，那么D隊獲勝！反之C隊獲得勝利.

2 計算機算法設計教學改革

2.1 計算機算法的重要性

要想研究算法，就得知道什么是算法？算法可以簡單理解成解決問題的方法.在計算機科學中，算法是很重要的概念.它指明了問題的處理、求解過程，是對給定問題解決方案的準確而完整的描述.其實，我們做任何事情都有相應的算法.例如，電視機的操作說明，就是使用電視機的算法;航模的安裝步驟示意圖，就是制作航模的算法.把算法交給計算機執(zhí)行是一件很復雜的事情，其中最大的障礙就是人類自己的交流不暢和人機之間的語言不通.為了更好地合作，人們需要把算法正確、清晰、簡潔地表達出來.自然語言(漢語、英語等)、流程圖、程序設計語言等都可以用來描述算法.簡單講述把算法交給計算機執(zhí)行的一般步驟.人們通常用自然語言、流程圖、程序設計語言來描述算法.

2.2 根據(jù)ACM/ICPC要求來了解語言

ACM/ICPC比賽主要是用C、C++、Pascal或Java這幾種語言參賽，首先是c語言，一個程序開發(fā)者必須要學習C語言，這是為什么呢？因為C語言是所有語言的基礎，另外C語言是一種輕量級的，很有表達力的語法，能很好的展現(xiàn)馮·諾曼機器的能力.馮·諾曼機器架構就是你每天都用的計算機的架構的標準：一個CPU、內(nèi)存、硬盤、一條總線.多核計算機并沒有帶來本質(zhì)上的變化.馮?諾曼機是一個很方便，很便宜，上世紀五十年代的實現(xiàn)圖靈機的技術，圖靈機是執(zhí)行計算的最知名的抽象模型.然后是C++，跟c比，在設計大型系統(tǒng)上面有著很大優(yōu)勢,OO的思想便于建模，很方便設計.執(zhí)行效率也不見得低c++的優(yōu)勢在哪里跟Java比，效率要高很多 (眾所周知，java程序很費資源)c++的優(yōu)勢在學好C++，以后去任何公司都是可以的，不過現(xiàn)在中國使用C還是最多的c++的優(yōu)勢在哪里做外包的話，都用到數(shù)據(jù)庫應用程序開發(fā)(各種管理系統(tǒng))使用c++或者java c++的優(yōu)勢在哪里通信(qq,迅雷，華為，中信),都是C++，這個領域是C++的強項c++的優(yōu)勢在哪里手機，JAVA隨著GOOGLE的平臺，將有很大前途，但是NOKIA使用的平臺，還是C/C++用于開發(fā)c++的優(yōu)勢在哪里汽車、冰箱……都是嵌入式系統(tǒng)，使用C和匯編居多c++的優(yōu)勢在哪里服務器端后臺編程，還是C++的天下.Pascal語言還是一種自編譯的語言，這就使它的可靠性大大提高了.在Pascal的各個版本中，尤以Turbo Pascal的功能最為強大.Pascal具有簡潔的語法，結構化的程序結構.它是結構化編程語言，于70年代在ALGOL基礎上研制出來的.它具有豐富的數(shù)據(jù)類型并提供了數(shù)據(jù)類型定義設施，其控制結構體現(xiàn)了結構程序設計原則.它最初是為系統(tǒng)地教授程序設計而設計的，特點是簡明化和結構化，適合教學科學計算與系統(tǒng)軟件的研制.如今，在許多學校的計算機語言課上，學的都是Pascal語言，用的都是Turbo Pascal.至今，Pascal還是國際信息學奧林匹克競賽中最受歡迎的編程語言之一.Pascal是最早出現(xiàn)的結構化編程語言，具有豐富的數(shù)據(jù)類型和簡潔靈活的操作語句，適于描述數(shù)值和非數(shù)值的問題.另外在數(shù)學領域，pascal異常很強大.java不用多說是非常強大的語言，java不同于前三種語言，java語言是面向?qū)ο笳Z言，那么什么是面向?qū)ο笳Z言呢？通俗的說：“如果有一輛汽車，你不需要學會制造汽車，也就是說你不用懂得汽車的構造，只要會駕駛會使用它，就可以開著它上路，來為你服務”.也就是說程序開發(fā)者如果想實現(xiàn)一個功能，程序開發(fā)者只要是調(diào)用公共類里的方法，不需要知道這些方法是怎么編寫的，只要使用它即可.所以隨著時代的發(fā)展，編程語言也逐漸變得容易，程序的復用性越來越高.

2.3 計算機算法設計教學改革

隨著計算機熱，各大院校都開始開設軟件工程專業(yè)，為了是讓更多的棟梁之才學習計算機編程，從事軟件開發(fā)行業(yè)，軟降工程是計算機科學與技術系的一門專業(yè)課程，通過本課程的學習使學生掌握軟件工程的基本概念、基本原理、實用的開發(fā)方法和技術；了解軟件工程各領域的發(fā)展動向；如何用工程化的方法開發(fā)軟件項目，以及在開發(fā)過程中應遵循的流程、準則、標準和規(guī)范.在領域培養(yǎng)高級軟件開發(fā)人員和系統(tǒng)分析員打下堅實的基礎.通過軟件工程課程的教學，應使學生系統(tǒng)掌握軟件工程的基本概念，軟件設計中的過程抽象，軟件設計中的控制結構，軟件設計中的數(shù)據(jù)類型，軟件設計過程，軟件開發(fā)和維護模型，抽象和信息隱藏，結構化設計和過程設計，軟件設計的實現(xiàn)策略和語言，面向?qū)ο蟮姆治鲈O計方法，面向?qū)ο蠼⒛Ｐ?，軟件測試、軟件管理等.通過軟件工程課程的教學,應注意培養(yǎng)學生以下能力：進行抽象思維和邏輯推理的理性思維能力；綜合運用軟件工程的知識和方法進行分析和解決問題的能力；會應用一些方法（Jackson、McCabe、Coad、Booch、OMT） 進行基本問題描述，如應用Jackson方法進行對算法進行結構化分析、OMT進行面向?qū)ο蟪绦蚍治龅?；較強的自主學習能力，提高學生學習軟件工程的積極性,激發(fā)學習興趣,增強學習的信心；主動探索和獨立思考的能力,提高學生的創(chuàng)新意識.通過軟件工程課程教學,應注重培養(yǎng)學生以下素質(zhì)：深入理解軟件工程基本概念和基本方法，掌握用軟件工程的知識解決實際問題的方法與手段，對各種問題能以多角度探尋解決問題的道路的素養(yǎng)；主動將軟件工程原理應用到具體的實踐中去的素養(yǎng)；善于對現(xiàn)實世界中現(xiàn)象和過程進行合理的簡化和量化，建立數(shù)學模型的素養(yǎng)；能用準確、簡明、規(guī)范的語言表達軟件工程思想的素養(yǎng)；能夠在軟件項目開發(fā)中尋找新的方法與思路，并不斷地豐富軟件項目開發(fā)的技術與方法的素養(yǎng).

3 結論

以上我們通過ACM/ICPC方面來分析軟件算法的教學設計，也了解了很多編程語言的特性優(yōu)勢以及劣勢，另外我也了解隨著社會的發(fā)展，計算機的發(fā)展，計算機和計算機網(wǎng)絡逐漸成為我們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?計算機給我們帶來工作管理上革命性質(zhì)的變化，計算機網(wǎng)絡則是把這種變化發(fā)揮到極致的技術.軟件編程則是改變了我們的工作和生活的方式.

〔1〕June jam rich Parsons，Dan O ja．計算機文化.北京：機械工業(yè)出版社，2001.

〔2〕山東省教育廳組編.計算機文化基礎.東營：中國石油大學出版社，2006.

〔3〕Silberschatz，楊冬青，唐世渭，等．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論.北京：機械工業(yè)出版社，2000.