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1、合作开展计算机人才系统能力 培养教学实践,冯爱民 2013年12月 浙江 杭州,汇报提纲,系统能力培养的背景 合作开展系统能力培养 体会&思考 后续相关工作,一、系统能力培养的背景,南航计算机学院概况： 两个一级学科博士授予点&博士后流动站 计算机科学与技术 软件工程 工信部两化融合重点学科 软件工程,南航计算机学院概况,特别重视学生实践能力的培养,实施了“创新导向，突出实战”实践教学模式改革,综合运用“案例牵引、项目驱动、以战为训、以赛带练”等多种实践教学形式，充分调动学生的学习兴趣和学习主动性，进行创新能力培养。,特别重视学生实践能力的培养,（1）以科创为载体，兴趣驱动，引导学生自主走上
2、科技创新之路 以“挑战杯”、“中国软件杯”和ACM等竞赛为龙头 以国家、省、校、学院四级大学生科技创新项目及教师科研项目为载体 积极开展程序设计大赛、坦克大战、海洋争霸等各类丰富多彩的课外科技创新活动 多角度、多层面、大范围资助学生创新实践,2013年获得国家科创资助项目12项，参与科创的学生占全院学生总数的40%,特别重视学生实践能力的培养,百余人次获各类省部级以上竞赛奖 本科生ACM队入围国际大学生程序设计竞赛全球总决赛 本科生团队获得全国挑战杯一等奖2项 中国软件杯大赛一等奖（2012）,特等奖（2013） 本科生组成的团队获得微软Imagine cup软件设计大赛（中国区）第五名， 欧
3、洲开源软件竞赛银奖 ,特别重视学生实践能力的培养,科创氛围浓，影响大,特别重视学生实践能力的培养,扬子晚报、中国江苏网、龙虎网、光明网等多家媒体报道我院学子发明创意软件“人体识别”掌控电脑,特别重视学生实践能力的培养,（2）与企业互动，开拓学生视野，了解行业发展的新趋势、新技术和新动态,特别重视学生实践能力的培养,FLUKE公司工程师来我校授课,微软公司工程师来我校授课WIN8应用开发,学生开发的WIN8应用作品,与IBM公司的课程合作,但是,科创气氛浓、作品涉猎广、有一定创新 大多为基于计算机的各类应用系统开发 但是 计算机系统能力的培养？系统观？,二、合作开展系统能力培养,会议交流 开始合
4、作 科创项目 暑期课程,2009年11月南大袁春风老师组织了教学会议 第一次参加教学会议，接触到同行的教学改革 南大、东大的教改印象深刻 初步尝试,会议交流,会议交流,2012年10月20日苏州“第五届全国高等学校计算机实践教学论坛”会议 高小鹏老师的报告“数字逻辑与计算机组成综合实验的新思考” 三“工”特色：工业标准、工程规模(50+)、工程方法 2012年11月初北航“第一届高校计算机类专业人才培养高峰论坛”会议 组建了科创队伍 将北航模式本地化到南航 与高小鹏老师建立了联系,开始合作：科创先行,2012年12月8日 高老师第一次与科创队伍见面 讲述内容：FPGA，MIPS系统结构，开发工
5、具链等 规划了阶段性目标单周期CPU开发,二下南航,2013年1月18日 检验前期工作 讲解多周期CPU中的有限状态机设计 讲解中断处理 布置寒假任务完成多周期开发及中断处理,资源共享：MIPS指令集,资源共享：邮件FAQ,资源共享：相关部件实验,硬件环境,Xilinx Nexys 3 FPGA 开发板,工具链,modelsim,Synplify,Xilinx ISE,资源共享： 编译器及使用,科创项目时间一览表,最终成果,在Nexys3开发板上稳定运行的多周期CPU 支持50+条MIPS指令, 多级嵌套中断, 多种异常 连接上位机和外设, 利用UART等完成信息交互 支持GCC交叉编译C程序
6、生成的机器代码 课题研究报告和其他文档,开发文档：数据通路,来源： 邓明丽,来源： 陈明朗,来源： 吕文玲,来源： 曾宇祥,文档目录,获院级，校级，国家级科创项目多项资助，优秀结题！,合作之二：暑期课程,2013年5月底参加北京市属高校专家会议 初步达成在南航开设暑期课程共识 听课学生结构：培优or兴趣 暑期预科班：2013年6月10日-7月6日(4次计16个小时） Verilog 开发工具链 MIPS体系结构 MIPS汇编,南航暑期短训班,时间 2013年7月7日-10日 内容 指令系统回顾 单周期数据通路、控制器 多周期数据通路、控制器 MIPS的存储层次、I/O、中断/异常、与OS的对接
7、等 形式 全程录像 参加人员 14名南航学生 4位助教 南航诸位老师 南理工、首都师范大学，北京工业大学的六位老师,开发一个具有56条指令的单周期MIPS处理器 只在Modelsim中仿真 基本要求（指令集146内） 运算类指令（乘法、除法除外） 分支类指令 LW、SW 高级要求 全部指令 支持中断/异常,短训班的目标,进度安排,MIPS-Lite：Logicsim、Verilog部件设计/数据通路/控制器 MIPS：Verilog部件设计/数据通路/控制器,课程效果,7月14日验收 学生收获 对数电，组原课程的深入理解 颠覆了对组原的认识 部分学生到了欲罢不能的地步 ,暑期课程照片,体会与思考,学生 他们的潜能超过你想象 科创学生：TA模式？ 暑期班学生 能力得到快速提升 阅读大量书籍，资料 问题求解，任务驱动 大量时间投入 如醉如痴 欲罢不能,体会与思考,老师 要open 充分利用各种资源 校内：学生、学院、校方的力量 校外：兄弟院校，芯片板供应商等 亲力亲为 借助于MOOC FAQ的形式 学院 要特别重视，人财物支持,2014年春，将在2012级同学中开设计算机组成与设计实践课程（大二下） 32学时 20个名额 助研辅助 新一轮科创 组队参加OpenHW比赛,后续相关工作,计算机系统能力的培养是可行的！,谢谢！,
