本文關鍵詞：嵌入式軟件工程人才培養(yǎng)的探索與實踐，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)是指面向特定應用，隱藏于應用系統(tǒng)或產品內部的計算機系統(tǒng)。微電子技術、通信技術和計算技術的飛速發(fā)展，極大地推動了嵌入式系統(tǒng)在各個行業(yè)尤其是通信和消費類電子產業(yè)的應用。由于巨大的嵌入式系統(tǒng)產品市場需求，掌握嵌入式系統(tǒng)尤其是嵌入式軟件技術和管理的復合型工程人才就成為社會和企業(yè)急需的人才。

經過兩年多的探索與教學實踐，北京大學軟件與微電子學院嵌入式系統(tǒng)系逐步形成了較為完善的課程體系、專業(yè)水平較高的師資隊伍和與國際技術接軌的嵌入式系統(tǒng)工程實踐環(huán)境。首批12名學生于2005年1月8日圓滿完成學業(yè)，獲得軟件工程碩士學位，除一人已獲出國繼續(xù)深造機會外，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230人。

一、嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)的方向與重點

近年來，我國嵌入式軟件產品發(fā)展迅猛，成為中國軟件產業(yè)新的市場增長點。微處理器、微控制器、DSP芯片技術及嵌入式軟件是通信、消費類電子等各類電子信息產品的核心。中國嵌入式系統(tǒng)市場預計每年將直接創(chuàng)造千億元的效益，所帶動的相關工業(yè)產值將超過上萬億元，成為電子信息產業(yè)新的經濟增長點。

與巨大的市場潛力和產業(yè)需求相比，教育相對滯后，目前還沒有專門針對嵌入式軟件工程人才培養(yǎng)的學科設置，從事該領域的研發(fā)人員來自不同專業(yè)背景，例如自動控制、電子工程、通信工程、計算機工程等。由于知識體系系統(tǒng)性和針對性較差，知識較為陳舊，大多還停留在8位單板計算機應用的低水平層次上，導致畢業(yè)生缺乏工程實踐能力，無法適應企業(yè)的實際需要。高層次嵌入式軟件工程人才更是嚴重匱乏，嚴重制約中國未來嵌入式軟件產業(yè)的發(fā)展。

嵌入式系統(tǒng)系從建系之初，就遵循“面向產業(yè)發(fā)展、定位人才培養(yǎng)”的原則，按照中國嵌入式軟件業(yè)和及其密切相關的電子信息產業(yè)目前及未來的發(fā)展需求，嵌入式系統(tǒng)目前確定了三個軟件工程碩士培養(yǎng)方向：嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字家電和移動通信服務終端，旨在加強中國嵌入式軟件業(yè)和電子信息產業(yè)的競爭地位，為中國嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)人士和有志于從事嵌入式系統(tǒng)相關產品開發(fā)的人士，提供不斷完善的個人專業(yè)技能的培養(yǎng)計劃，從而獲得可持續(xù)的發(fā)展機會。

(1)嵌入式系統(tǒng)方向重點培養(yǎng)學生嵌入式系統(tǒng)軟件工程實踐能力，包括軟件工程及各種嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術、調試和測試工具，畢業(yè)后學生將具備嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)能力，有能力適應巨大的嵌入式系統(tǒng)產品市場需求，成為嵌入式系統(tǒng)產品企業(yè)所急需的掌握嵌入式系統(tǒng)軟件技術和管理的復合型人才。

(2)數(shù)字家電方向重點培養(yǎng)學生數(shù)字家電產品開發(fā)能力，學生將掌握扎實的嵌入式系統(tǒng)尤其是嵌入式軟件工程理論、數(shù)字家電領域知識、寬帶通信技術及相關開發(fā)、調試和測試工具，畢業(yè)后學生將具備數(shù)字家電系統(tǒng)軟件、中間件和應用軟件研究開發(fā)能力，以及深入的數(shù)字家電產品開發(fā)能力。畢業(yè)后學生有能力適應巨大的數(shù)字家電市場需求，并成為數(shù)字家電企業(yè)所急需的工程技術和管理復合型人才。

(3)移動通信終端方向重點培養(yǎng)學生移動通信終端產品開發(fā)能力，學生將掌握扎實的嵌入式系統(tǒng)尤其是嵌入式軟件工程理論、移動通信技術及相關開發(fā)、調試和測試工具，畢業(yè)后學生將具備移動通信服務終端系統(tǒng)軟件、中間件和應用軟件研究開發(fā)能力，有能力適應巨大的移動通信產品市場需求，并成為移動通信企業(yè)所急需的工程技術和管理復合型人才。

二、工程型嵌入式軟件人才應具備的知識與能力

與我們所熟悉的通用計算機系統(tǒng)一樣，嵌入式系統(tǒng)也屬于計算機系統(tǒng)的一種，但其應用領域之廣，系統(tǒng)形態(tài)之多，與多種技術結合之緊密，是通用計算機系統(tǒng)所不及的。因此，作為一名合格的嵌入式軟件工程人員，，所需要的知識體系也是相當復雜的。

綜觀國內外，長期以來都沒有專門針對嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的學科設置，從事該領域的研發(fā)人員都來自不同專業(yè)背景，例如自控、電子工程、通信工程、計算機應用等專業(yè)。由于知識結構不能完全滿足嵌入式系統(tǒng)工程的要求，需要經過較長的再培訓才能勝任嵌入式系統(tǒng)工程師的工作。

結合對國外軟件工程教育的研究和筆者在嵌入式系統(tǒng)工程領域的長期實踐，筆者認為，作為工程型嵌入式軟件人才應具有如下的知識與能力。

(1)軟件工程技術

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的基本知識和工程技能，例如軟件工程管理、軟件質量、軟件工程過程等，這些知識領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，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計與開發(fā)、開發(fā)工具和方法等，這些知識領域也正是目前學科設置所缺乏的。我們在設計知識體系時，將重點放在補充這些差異較大和跨學科的知識領域的課程上，而共同部分，則選用軟件技術系的課程。

(2)具有行業(yè)領域知識

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

(3)具有系統(tǒng)整合能力

由于嵌入式系統(tǒng)是面向某種特殊應用，所采用的硬件平臺、開發(fā)工具和應用環(huán)境都有所不同，再加上市場對大多數(shù)產品要求開發(fā)周期短和成本低，我們無法為了某一種產品而從頭開發(fā)。因此，如何選擇合適的軟硬件平臺以高效地開發(fā)產品，如何有效管理開發(fā)團隊中的各類人員(應用專家、硬件工程師、軟件工程師和其他相關工程人員)，成為嵌入式系統(tǒng)產品開發(fā)的重點。

(4)具有系統(tǒng)工程能力

作為工程型人才，主要任務是將科學原理演變?yōu)楣こ袒虍a品的設計、工作規(guī)劃或運行決策。嵌入式軟件工程人才應具備解決工程問題的能力，自我知識學習與更新能力，和良好的交流與組織協(xié)調能力。同時，還應進一步強化基本工程開發(fā)技能，包含精通1種主流微處理器系統(tǒng)+1套開發(fā)工具+1種嵌入式操作系統(tǒng)+1門開發(fā)語言。

三、課程設置、課件開發(fā)及教學模式

根據(jù)嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)發(fā)展迅速、知識復雜、跨學科的特點，在分析了企業(yè)對嵌入式軟件人才需求的基礎上，北京大學軟件學院嵌入式系統(tǒng)系提出了“注重工程能力培養(yǎng)的嵌入式系統(tǒng)人才知識體系”。知識體系突出工程能力培養(yǎng)，選擇對嵌入式系統(tǒng)工程人才有巨大需求的新興產業(yè)移動通信與數(shù)字家電行業(yè)為重點領域，強調嵌入式計算機核心知識體與相關學科的融合。課程體系與我院其他系科的課程融為一體，涵蓋軟件工程基礎知識和技能、嵌入式系統(tǒng)工程專門知識和技能、相關交叉學科(通信、電子)基礎知識和專業(yè)方向領域知識。目前，我們系專門針對嵌入式系統(tǒng)系學生開設的課程共有八門，內容涵蓋嵌入式系統(tǒng)專業(yè)基礎(嵌入式系統(tǒng)概論、嵌入式計算機原理、實時操作系統(tǒng))、工程技術與技能(DSP系統(tǒng)設計、DSP軟件開發(fā)技術與工具、嵌入式軟件開發(fā)技術與工具)、行業(yè)領域知識(移動通信服務終端、數(shù)字家庭網(wǎng)關技術)。

課件和教學是實施知識體系的關鍵。我們的教學目標定位為工程能力培養(yǎng)而非單純的知識傳授，據(jù)此，在課件設計和教學模式兩個方面進行了有益的嘗試。

在課件設計上，我們采取統(tǒng)一的知識體系結構，即涵蓋“基礎知識+基本技能+項目實踐+技術講座”四大模塊，突出注重工程能力培養(yǎng)的特色�；A知識涵蓋該課程的主要知識點，屬于相對穩(wěn)定的模塊；基本技能則通過實驗案例來訓練學生的基本工程技能，鞏固提高學生對基本知識點的理解；項目實踐通過工程項目形式，訓練學生的綜合能力；技術講座則涵蓋相關領域的最新技術發(fā)展，屬于不斷更新的動態(tài)模塊。

在教學模式上，我們采用“主講講師+實驗講師+行業(yè)專家”的教師組成，采用“講授→交流→實踐”的教學方式。主講講師由國內外大學或科研機構富有教學和科研經驗的專家學者或嵌入式系統(tǒng)行業(yè)富有工程經驗的工業(yè)專家組成。主講講師負責課件的設計和制作，主講課程的基本知識點；實驗講師由富有工程經驗的一線工程人員擔任，負責課程實踐案例的制作和工程項目的指導；行業(yè)專家則配合課程內容，介紹相關領域的前沿工程技術與實踐。例如，在教授“嵌入式軟件開發(fā)技術與工具”時，我們就聘請了Metrowerks中國公司的楊欣欣博士作關于 CodeWarrior 嵌入式軟件集成開發(fā)工具的專題報告。

四、企校合作，建設與產業(yè)水平同步的工程實踐環(huán)境

工程實踐環(huán)境是教學體系的重要環(huán)節(jié)，其重點在于構建一個和產業(yè)技術水平同步的教學與科研實驗室以及一個高水平的學生工業(yè)實習基地。教學與科研實驗室為學生在課程學習時提供充分的工程實踐機會；工業(yè)實習基地為學生提供實際項目開發(fā)機會，使得學生能在畢業(yè)前深入體會企業(yè)文化，完善自身職業(yè)素質和工程能力。

我們通過與摩托羅拉、德州儀器(TI)等跨國公司合作，已建立了四個聯(lián)合實驗室：北京大學-Motorola 嵌入式系統(tǒng)實驗室、北京大學-TI DSP系統(tǒng)實驗室、北京大學-Renesas T-Engine實驗室以及北京大學-Intel XScale實驗室。目前，嵌入式系統(tǒng)系已有PowerPC、TI DSP、Intel Xscal和T-Engine等各類開發(fā)平臺和工具共計約100套。

同時，我們與摩托羅拉、英特爾、法國Gemplus、Renesas Asia、博大軟件等國內外著名企業(yè)合作，建立學生實習基地，使得學生可以結合實際工業(yè)應用項目完成畢業(yè)設計，并培養(yǎng)他們的工程實踐能力。同時，我們也與新加坡南洋理工大學合作，建立學生交流計劃，還與日本東京大學、法國ENSEIRB等國際著名大學達成多種形式合作協(xié)議，為學生提供良好的實驗環(huán)境、學生交流計劃和工業(yè)實習機會。

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進行為期五個月的實習實踐，在這所學校的CHiPES實驗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)前往該校進行為期五個月的實習實踐。這是嵌入式系統(tǒng)系向著國際化辦學，培養(yǎng)高層次軟件人才方向邁出的又一可喜步伐，也是兩國和兩校之間開展教育文化交流的一個組成部分。

　�。ū疚膩碜浴队嬎銠C教育》2006年第5期，作者為柳翔）

[ | | 引用通告 | 編輯]

發(fā)表評論：

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