本文關(guān)鍵詞：嵌入式軟件工程人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

·嵌入式軟件工程人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐     -|xcinfo 發(fā)表于 2006-7-13 21:40:00

　　嵌入式系統(tǒng)是指面向特定應(yīng)用，隱藏于應(yīng)用系統(tǒng)或產(chǎn)品內(nèi)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。微電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地推動(dòng)了嵌入式系統(tǒng)在各個(gè)行業(yè)尤其是通信和消費(fèi)類電子產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。由于巨大的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求，掌握嵌入式系統(tǒng)尤其是嵌入式軟件技術(shù)和管理的復(fù)合型工程人才就成為社會(huì)和企業(yè)急需的人才。

經(jīng)過(guò)兩年多的探索與教學(xué)實(shí)踐，北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院嵌入式系統(tǒng)系逐步形成了較為完善的課程體系、專業(yè)水平較高的師資隊(duì)伍和與國(guó)際技術(shù)接軌的嵌入式系統(tǒng)工程實(shí)踐環(huán)境。首批12名學(xué)生于2005年1月8日?qǐng)A滿完成學(xué)業(yè)，獲得軟件工程碩士學(xué)位，除一人已獲出國(guó)繼續(xù)深造機(jī)會(huì)外，其余都找到了滿意的工作。目前，嵌入式系統(tǒng)系在校工程碩士研究生已達(dá)230人。

一、嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)的方向與重點(diǎn)

近年來(lái)，我國(guó)嵌入式軟件產(chǎn)品發(fā)展迅猛，成為中國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)新的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)。微處理器、微控制器、DSP芯片技術(shù)及嵌入式軟件是通信、消費(fèi)類電子等各類電子信息產(chǎn)品的核心。中國(guó)嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)預(yù)計(jì)每年將直接創(chuàng)造千億元的效益，所帶動(dòng)的相關(guān)工業(yè)產(chǎn)值將超過(guò)上萬(wàn)億元，成為電子信息產(chǎn)業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

與巨大的市場(chǎng)潛力和產(chǎn)業(yè)需求相比，教育相對(duì)滯后，目前還沒(méi)有專門針對(duì)嵌入式軟件工程人才培養(yǎng)的學(xué)科設(shè)置，從事該領(lǐng)域的研發(fā)人員來(lái)自不同專業(yè)背景，例如自動(dòng)控制、電子工程、通信工程、計(jì)算機(jī)工程等。由于知識(shí)體系系統(tǒng)性和針對(duì)性較差，知識(shí)較為陳舊，大多還停留在8位單板計(jì)算機(jī)應(yīng)用的低水平層次上，導(dǎo)致畢業(yè)生缺乏工程實(shí)踐能力，無(wú)法適應(yīng)企業(yè)的實(shí)際需要。高層次嵌入式軟件工程人才更是嚴(yán)重匱乏，嚴(yán)重制約中國(guó)未來(lái)嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

嵌入式系統(tǒng)系從建系之初，就遵循“面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展、定位人才培養(yǎng)”的原則，按照中國(guó)嵌入式軟件業(yè)和及其密切相關(guān)的電子信息產(chǎn)業(yè)目前及未來(lái)的發(fā)展需求，嵌入式系統(tǒng)目前確定了三個(gè)軟件工程碩士培養(yǎng)方向：嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字家電和移動(dòng)通信服務(wù)終端，旨在加強(qiáng)中國(guó)嵌入式軟件業(yè)和電子信息產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)地位，為中國(guó)嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)人士和有志于從事嵌入式系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的人士，提供不斷完善的個(gè)人專業(yè)技能的培養(yǎng)計(jì)劃，從而獲得可持續(xù)的發(fā)展機(jī)會(huì)。

(1)嵌入式系統(tǒng)方向重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生嵌入式系統(tǒng)軟件工程實(shí)踐能力，包括軟件工程及各種嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)、調(diào)試和測(cè)試工具，畢業(yè)后學(xué)生將具備嵌入式系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)能力，有能力適應(yīng)巨大的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求，成為嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品企業(yè)所急需的掌握嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)和管理的復(fù)合型人才。

(2)數(shù)字家電方向重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字家電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，學(xué)生將掌握扎實(shí)的嵌入式系統(tǒng)尤其是嵌入式軟件工程理論、數(shù)字家電領(lǐng)域知識(shí)、寬帶通信技術(shù)及相關(guān)開(kāi)發(fā)、調(diào)試和測(cè)試工具，畢業(yè)后學(xué)生將具備數(shù)字家電系統(tǒng)軟件、中間件和應(yīng)用軟件研究開(kāi)發(fā)能力，以及深入的數(shù)字家電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。畢業(yè)后學(xué)生有能力適應(yīng)巨大的數(shù)字家電市場(chǎng)需求，并成為數(shù)字家電企業(yè)所急需的工程技術(shù)和管理復(fù)合型人才。

(3)移動(dòng)通信終端方向重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生移動(dòng)通信終端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，學(xué)生將掌握扎實(shí)的嵌入式系統(tǒng)尤其是嵌入式軟件工程理論、移動(dòng)通信技術(shù)及相關(guān)開(kāi)發(fā)、調(diào)試和測(cè)試工具，畢業(yè)后學(xué)生將具備移動(dòng)通信服務(wù)終端系統(tǒng)軟件、中間件和應(yīng)用軟件研究開(kāi)發(fā)能力，有能力適應(yīng)巨大的移動(dòng)通信產(chǎn)品市場(chǎng)需求，并成為移動(dòng)通信企業(yè)所急需的工程技術(shù)和管理復(fù)合型人才。

二、工程型嵌入式軟件人才應(yīng)具備的知識(shí)與能力

與我們所熟悉的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，嵌入式系統(tǒng)也屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一種，但其應(yīng)用領(lǐng)域之廣，系統(tǒng)形態(tài)之多，與多種技術(shù)結(jié)合之緊密，是通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所不及的。因此，作為一名合格的嵌入式軟件工程人員，，所需要的知識(shí)體系也是相當(dāng)復(fù)雜的。

綜觀國(guó)內(nèi)外，長(zhǎng)期以來(lái)都沒(méi)有專門針對(duì)嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)科設(shè)置，從事該領(lǐng)域的研發(fā)人員都來(lái)自不同專業(yè)背景，例如自控、電子工程、通信工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)。由于知識(shí)結(jié)構(gòu)不能完全滿足嵌入式系統(tǒng)工程的要求，需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的再培訓(xùn)才能勝任嵌入式系統(tǒng)工程師的工作。

結(jié)合對(duì)國(guó)外軟件工程教育的研究和筆者在嵌入式系統(tǒng)工程領(lǐng)域的長(zhǎng)期實(shí)踐，筆者認(rèn)為，作為工程型嵌入式軟件人才應(yīng)具有如下的知識(shí)與能力。

(1)軟件工程技術(shù)

嵌入式軟件工程與通用軟件工程有很大的差異，但又具有共同之處。因此，嵌入式軟件工程人才必須首先具有軟件工程技術(shù)的基本知識(shí)和工程技能，例如軟件工程管理、軟件質(zhì)量、軟件工程過(guò)程等，這些知識(shí)領(lǐng)域也正是目前非軟件工程背景的嵌入式軟件人員所缺乏的。同時(shí)，嵌入式軟件工程人才又必須清晰地掌握嵌入式軟件工程的特殊性，例如軟硬件一體化設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、開(kāi)發(fā)工具和方法等，這些知識(shí)領(lǐng)域也正是目前學(xué)科設(shè)置所缺乏的。我們?cè)谠O(shè)計(jì)知識(shí)體系時(shí)，將重點(diǎn)放在補(bǔ)充這些差異較大和跨學(xué)科的知識(shí)領(lǐng)域的課程上，而共同部分，則選用軟件技術(shù)系的課程。

(2)具有行業(yè)領(lǐng)域知識(shí)

嵌入式系統(tǒng)是與特定行業(yè)應(yīng)用密不可分的，嵌入式軟件在移動(dòng)設(shè)備、數(shù)字家電、數(shù)控機(jī)床、汽車電子、醫(yī)療電子、航天航空、工控等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。所以，嵌入式軟件工程人才必須具有一定的行業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，才能勝任工作。

(3)具有系統(tǒng)整合能力

由于嵌入式系統(tǒng)是面向某種特殊應(yīng)用，所采用的硬件平臺(tái)、開(kāi)發(fā)工具和應(yīng)用環(huán)境都有所不同，再加上市場(chǎng)對(duì)大多數(shù)產(chǎn)品要求開(kāi)發(fā)周期短和成本低，我們無(wú)法為了某一種產(chǎn)品而從頭開(kāi)發(fā)。因此，如何選擇合適的軟硬件平臺(tái)以高效地開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，如何有效管理開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)中的各類人員(應(yīng)用專家、硬件工程師、軟件工程師和其他相關(guān)工程人員)，成為嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。

(4)具有系統(tǒng)工程能力

作為工程型人才，主要任務(wù)是將科學(xué)原理演變?yōu)楣こ袒虍a(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工作規(guī)劃或運(yùn)行決策。嵌入式軟件工程人才應(yīng)具備解決工程問(wèn)題的能力，自我知識(shí)學(xué)習(xí)與更新能力，和良好的交流與組織協(xié)調(diào)能力。同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化基本工程開(kāi)發(fā)技能，包含精通1種主流微處理器系統(tǒng)+1套開(kāi)發(fā)工具+1種嵌入式操作系統(tǒng)+1門開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。

三、課程設(shè)置、課件開(kāi)發(fā)及教學(xué)模式

根據(jù)嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)發(fā)展迅速、知識(shí)復(fù)雜、跨學(xué)科的特點(diǎn)，在分析了企業(yè)對(duì)嵌入式軟件人才需求的基礎(chǔ)上，北京大學(xué)軟件學(xué)院嵌入式系統(tǒng)系提出了“注重工程能力培養(yǎng)的嵌入式系統(tǒng)人才知識(shí)體系”。知識(shí)體系突出工程能力培養(yǎng)，選擇對(duì)嵌入式系統(tǒng)工程人才有巨大需求的新興產(chǎn)業(yè)移動(dòng)通信與數(shù)字家電行業(yè)為重點(diǎn)領(lǐng)域，強(qiáng)調(diào)嵌入式計(jì)算機(jī)核心知識(shí)體與相關(guān)學(xué)科的融合。課程體系與我院其他系科的課程融為一體，涵蓋軟件工程基礎(chǔ)知識(shí)和技能、嵌入式系統(tǒng)工程專門知識(shí)和技能、相關(guān)交叉學(xué)科(通信、電子)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)方向領(lǐng)域知識(shí)。目前，我們系專門針對(duì)嵌入式系統(tǒng)系學(xué)生開(kāi)設(shè)的課程共有八門，內(nèi)容涵蓋嵌入式系統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)(嵌入式系統(tǒng)概論、嵌入式計(jì)算機(jī)原理、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng))、工程技術(shù)與技能(DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)、DSP軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)與工具、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)與工具)、行業(yè)領(lǐng)域知識(shí)(移動(dòng)通信服務(wù)終端、數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù))。

課件和教學(xué)是實(shí)施知識(shí)體系的關(guān)鍵。我們的教學(xué)目標(biāo)定位為工程能力培養(yǎng)而非單純的知識(shí)傳授，據(jù)此，在課件設(shè)計(jì)和教學(xué)模式兩個(gè)方面進(jìn)行了有益的嘗試。

在課件設(shè)計(jì)上，我們采取統(tǒng)一的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，即涵蓋“基礎(chǔ)知識(shí)+基本技能+項(xiàng)目實(shí)踐+技術(shù)講座”四大模塊，突出注重工程能力培養(yǎng)的特色。基礎(chǔ)知識(shí)涵蓋該課程的主要知識(shí)點(diǎn)，屬于相對(duì)穩(wěn)定的模塊；基本技能則通過(guò)實(shí)驗(yàn)案例來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的基本工程技能，鞏固提高學(xué)生對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)的理解；項(xiàng)目實(shí)踐通過(guò)工程項(xiàng)目形式，訓(xùn)練學(xué)生的綜合能力；技術(shù)講座則涵蓋相關(guān)領(lǐng)域的最新技術(shù)發(fā)展，屬于不斷更新的動(dòng)態(tài)模塊。

在教學(xué)模式上，我們采用“主講講師+實(shí)驗(yàn)講師+行業(yè)專家”的教師組成，采用“講授→交流→實(shí)踐”的教學(xué)方式。主講講師由國(guó)內(nèi)外大學(xué)或科研機(jī)構(gòu)富有教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)的專家學(xué)者或嵌入式系統(tǒng)行業(yè)富有工程經(jīng)驗(yàn)的工業(yè)專家組成。主講講師負(fù)責(zé)課件的設(shè)計(jì)和制作，主講課程的基本知識(shí)點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)講師由富有工程經(jīng)驗(yàn)的一線工程人員擔(dān)任，負(fù)責(zé)課程實(shí)踐案例的制作和工程項(xiàng)目的指導(dǎo)；行業(yè)專家則配合課程內(nèi)容，介紹相關(guān)領(lǐng)域的前沿工程技術(shù)與實(shí)踐。例如，在教授“嵌入式軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)與工具”時(shí)，我們就聘請(qǐng)了Metrowerks中國(guó)公司的楊欣欣博士作關(guān)于 CodeWarrior 嵌入式軟件集成開(kāi)發(fā)工具的專題報(bào)告。

四、企校合作，建設(shè)與產(chǎn)業(yè)水平同步的工程實(shí)踐環(huán)境

工程實(shí)踐環(huán)境是教學(xué)體系的重要環(huán)節(jié)，其重點(diǎn)在于構(gòu)建一個(gè)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平同步的教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)室以及一個(gè)高水平的學(xué)生工業(yè)實(shí)習(xí)基地。教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生在課程學(xué)習(xí)時(shí)提供充分的工程實(shí)踐機(jī)會(huì)；工業(yè)實(shí)習(xí)基地為學(xué)生提供實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)機(jī)會(huì)，使得學(xué)生能在畢業(yè)前深入體會(huì)企業(yè)文化，完善自身職業(yè)素質(zhì)和工程能力。

我們通過(guò)與摩托羅拉、德州儀器(TI)等跨國(guó)公司合作，已建立了四個(gè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室：北京大學(xué)-Motorola 嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)-TI DSP系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)-Renesas T-Engine實(shí)驗(yàn)室以及北京大學(xué)-Intel XScale實(shí)驗(yàn)室。目前，嵌入式系統(tǒng)系已有PowerPC、TI DSP、Intel Xscal和T-Engine等各類開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具共計(jì)約100套。

同時(shí)，我們與摩托羅拉、英特爾、法國(guó)Gemplus、Renesas Asia、博大軟件等國(guó)內(nèi)外著名企業(yè)合作，建立學(xué)生實(shí)習(xí)基地，使得學(xué)生可以結(jié)合實(shí)際工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并培養(yǎng)他們的工程實(shí)踐能力。同時(shí)，我們也與新加坡南洋理工大學(xué)合作，建立學(xué)生交流計(jì)劃，還與日本東京大學(xué)、法國(guó)ENSEIRB等國(guó)際著名大學(xué)達(dá)成多種形式合作協(xié)議，為學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、學(xué)生交流計(jì)劃和工業(yè)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。

在新加坡政府的資助下，我系于2004年1月首次選派鄒廣偉等五位碩士研究生，前往新加坡南洋理工大學(xué)進(jìn)行為期五個(gè)月的實(shí)習(xí)實(shí)踐，在這所學(xué)校的CHiPES實(shí)驗(yàn)室從事高性能嵌入式系統(tǒng)方向的研究。我系第二批五位碩士研究生也于2005年1月繼續(xù)前往該校進(jìn)行為期五個(gè)月的實(shí)習(xí)實(shí)踐。這是嵌入式系統(tǒng)系向著國(guó)際化辦學(xué)，培養(yǎng)高層次軟件人才方向邁出的又一可喜步伐，也是兩國(guó)和兩校之間開(kāi)展教育文化交流的一個(gè)組成部分。

　�。ū疚膩�(lái)自《計(jì)算機(jī)教育》2006年第5期，作者為柳翔）

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發(fā)表評(píng)論：

  本文關(guān)鍵詞：嵌入式軟件工程人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。