馮愛民-合作開展計算機人才系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學實踐

1、1合作開展計算機人才系統(tǒng)能力合作開展計算機人才系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學實踐培養(yǎng)教學實踐2013年12月 浙江 杭州2匯報提綱匯報提綱p系統(tǒng)能力培養(yǎng)的背景p合作開展系統(tǒng)能力培養(yǎng)p體會&思考p后續(xù)相關工作3一、系統(tǒng)能力培養(yǎng)的背景一、系統(tǒng)能力培養(yǎng)的背景南航計算機學院概況：p兩個一級學科博士授予點&博士后流動站n計算機科學與技術n軟件工程p工信部兩化融合重點學科n軟件工程4南航計算機學院概況南航計算機學院概況5特別重視學生實踐能力的培養(yǎng)實施了實施了“創(chuàng)新導向，突出實戰(zhàn)創(chuàng)新導向，突出實戰(zhàn)”實踐教學實踐教學模式改革模式改革綜合運用綜合運用“案例牽引、項目驅動、以戰(zhàn)為案例牽引、項目驅動、以戰(zhàn)為訓、以

2、賽帶練訓、以賽帶練”等多種實踐教學形式，充分等多種實踐教學形式，充分調(diào)動學生的學習興趣和學習主動性，進行創(chuàng)調(diào)動學生的學習興趣和學習主動性，進行創(chuàng)新能力培養(yǎng)。新能力培養(yǎng)。6特別重視學生實踐能力的培養(yǎng)（1）以科創(chuàng)為載體，興趣驅動，引導學生自主走上科技創(chuàng)新之路）以科創(chuàng)為載體，興趣驅動，引導學生自主走上科技創(chuàng)新之路l以以“挑戰(zhàn)杯挑戰(zhàn)杯”、“中國軟件杯中國軟件杯”和和ACM等競賽為龍頭等競賽為龍頭l以國家、省、校、學院四級大學生科技創(chuàng)新項目及教師科研項目為載體以國家、省、校、學院四級大學生科技創(chuàng)新項目及教師科研項目為載體l積極開展程序設計大賽、坦克大戰(zhàn)、海洋爭霸等各類豐富多彩的課外科積極開展程序設計大賽

3、、坦克大戰(zhàn)、海洋爭霸等各類豐富多彩的課外科技創(chuàng)新活動技創(chuàng)新活動l多角度、多層面、大范圍資助學生創(chuàng)新實踐多角度、多層面、大范圍資助學生創(chuàng)新實踐2013年獲得國家科創(chuàng)年獲得國家科創(chuàng)資助項目資助項目12項，參與科項，參與科創(chuàng)的學生占全院學生總創(chuàng)的學生占全院學生總數(shù)的數(shù)的40%7特別重視學生實踐能力的培養(yǎng)p百余人次獲各類省部級以上競賽獎p本科生ACM隊入圍國際大學生程序設計競賽全球總決賽p本科生團隊獲得全國挑戰(zhàn)杯一等獎2項p中國軟件杯大賽一等獎（2012）,特等獎（2013）p本科生組成的團隊獲得微軟Imagine cup軟件設計大賽（中國區(qū)）第五名，p歐洲開源軟件競賽銀獎p8特別重視學生實踐能力的培

4、養(yǎng)p科創(chuàng)氛圍濃，影響大9特別重視學生實踐能力的培養(yǎng)p揚子晚報、中國江蘇網(wǎng)、龍虎網(wǎng)、光明網(wǎng)等多家媒體報道我院學子發(fā)明創(chuàng)意軟件“人體識別”掌控電腦10特別重視學生實踐能力的培養(yǎng)（2）與企業(yè)互動，開拓學生視野，了解行業(yè)發(fā)展的新趨勢、新技術和新動態(tài)11特別重視學生實踐能力的培養(yǎng)FLUKE公司工程師來我校授課公司工程師來我校授課微軟公司工程師來我校授課微軟公司工程師來我校授課WIN8應用開發(fā)應用開發(fā)學生開發(fā)的學生開發(fā)的WIN8應用作品應用作品與與IBM公司的課程合作公司的課程合作12但是p科創(chuàng)氣氛濃、作品涉獵廣、有一定創(chuàng)新p大多為基于計算機的各類應用系統(tǒng)開發(fā)p但是n計算機系統(tǒng)能力的培養(yǎng)？系統(tǒng)觀？13二、

5、合作開展系統(tǒng)能力培養(yǎng)二、合作開展系統(tǒng)能力培養(yǎng)p會議交流p開始合作p科創(chuàng)項目p暑期課程14p2009年11月南大袁春風老師組織了教學會議p第一次參加教學會議，接觸到同行的教學改革p南大、東大的教改印象深刻p初步嘗試會議交流15會議交流p2012年10月20日蘇州“第五屆全國高等學校計算機實踐教學論壇”會議n高小鵬老師的報告“數(shù)字邏輯與計算機組成綜合實驗的新思考”n三“工”特色：工業(yè)標準、工程規(guī)模(50+)、工程方法p2012年11月初北航“第一屆高校計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)高峰論壇”會議n組建了科創(chuàng)隊伍n將北航模式本地化到南航n與高小鵬老師建立了聯(lián)系16開始合作：科創(chuàng)先行p2012年12月8日n高老

6、師第一次與科創(chuàng)隊伍見面n講述內(nèi)容：FPGA，MIPS系統(tǒng)結構，開發(fā)工具鏈等n規(guī)劃了階段性目標單周期CPU開發(fā)17二下南航p2013年1月18日n檢驗前期工作n講解多周期CPU中的有限狀態(tài)機設計n講解中斷處理n布置寒假任務完成多周期開發(fā)及中斷處理18資源共享：MIPS指令集19資源共享：郵件FAQ20資源共享：相關部件實驗21硬件環(huán)境XilinxNexys 3 FPGA開發(fā)板22工具鏈modelsimSynplifyXilinxISE23資源共享： 編譯器及使用24科創(chuàng)項目時間一覽表25最終成果u 在Nexys3開發(fā)板上穩(wěn)定運行的多周期CPUu 支持50+條MIPS指令, 多級嵌套中斷, 多種異

7、常u 連接上位機和外設, 利用UART等完成信息交互u 支持GCC交叉編譯C程序生成的機器代碼u 課題研究報告和其他文檔26開發(fā)文檔：數(shù)據(jù)通路來源：鄧明麗來源：陳明朗來源：呂文玲來源：曾宇祥27文檔目錄獲院級，校級，國家級科創(chuàng)獲院級，校級，國家級科創(chuàng)項目多項資助，優(yōu)秀結題！項目多項資助，優(yōu)秀結題！28合作之二：暑期課程p2013年5月底參加北京市屬高校專家會議p初步達成在南航開設暑期課程共識p聽課學生結構：培優(yōu)or興趣p暑期預科班：2013年6月10日-7月6日(4次計16個小時）nVerilogn開發(fā)工具鏈nMIPS體系結構nMIPS匯編29南航暑期短訓班p時間 2013年7月7日-10日p

8、內(nèi)容n指令系統(tǒng)回顧n單周期數(shù)據(jù)通路、控制器n多周期數(shù)據(jù)通路、控制器nMIPS的存儲層次、I/O、中斷/異常、與OS的對接等p形式 全程錄像p參加人員n14名南航學生n4位助教n南航諸位老師n南理工、首都師范大學，北京工業(yè)大學的六位老師30p開發(fā)一個具有56條指令的單周期MIPS處理器n只在Modelsim中仿真p基本要求（指令集146內(nèi)）n運算類指令（乘法、除法除外）n分支類指令nLW、SWp高級要求n全部指令n支持中斷/異常短訓班的目標31進度安排 MIPS-Lite：Logicsim、Verilog部件設計/數(shù)據(jù)通路/控制器 MIPS：Verilog部件設計/數(shù)據(jù)通路/控制器32課程效果p7月14日驗收p學生收獲n對數(shù)電，組原課程的深入理解n顛覆了對組原的認識n部分學生到了欲罷不能的地步n33暑期課程照片34體會與思考p學生n他們的潛能超過你想象p科創(chuàng)學生：TA模式？p暑期班學生n能力得到快速提升p閱讀大量書籍，資料p問題求解，任務驅動n大量時間投入p如醉如癡p欲罷不能35體會與思考p老師n要openn充分利用各種資源p校內(nèi)：學生、學院、校方的力量p校外：兄弟院校，芯片板供應商等n親力親為p借助于M