国家级实验教学示范中心 浙江大学计算机技术与工程实验教学中心 围绕能力培养的实验教学示范中心建设

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1 国家级实验教学示范中心 浙江大学计算机技术与工程实验教学中心 围绕能力培养的实验教学示范中心建设
国家级实验教学示范中心 浙江大学计算机技术与工程实验教学中心 围绕能力培养的实验教学示范中心建设 浙江大学 何钦铭

2 提纲 中心基本情况 近年建设内容 今后建设方案

3 基本情况：依托学科及产业情况 一级学科：计算机科学与技术(排名第四)、软件工程(排名第四) 学科基地：2个国家级，6个省部级
计算机学科：国家重点二级学科、ESI 前1%全球第85位 软件工程：国家重点培育二级学科 学科基地：2个国家级，6个省部级 计算机辅助设计与图形学国家重点实验室 国家列车智能化工程技术研究中心 。。。 产业合作：与国际顶尖企业合作的技术中心或者联合实验室

4 基本情况：实验中心概况—量大面广 计算机、软件、数媒、工业设计（信息）专业为核心，覆盖119个专业
每年实验人数：21383， 实验课程：306门次 实验人时数/年：619056 实验中心面积：7486 平方米 设备：1748台，价值：1640万元 中心人员：40人

5 实验基地: 三层次

6 近年建设内容 二个体系、一种方法、二类支撑： 计算机基础教学实践体系：分类分层次 专业实践能力培养体系：“前后贯通”、系统化的“五大”培养链
面向过程的实践教学方法改革：推动“课内外联动” 网络化实验教学支撑平台：强化实践能力培养 网络化的运行支撑体系：高效、开放

7 近年建设内容：专业实践能力培养体系 精品课程群(国家级9门)和Project支撑的专业实践能力培养

8 核心课程实验教学成果：教材 国内第一套比较完整的计算机专业课程设计系列教材11本：
《数据库课程设计》 《编译原理课程设计》 《面向对象程序设计课程设计 《数据结构课程设计》 《计算机组成课程设计》 《软件工程课程设计》 《计算机图形学课程设计》 《操作系统课程设计》 《数值分析课程设计》 《C程序设计基础课程设计》 《逻辑与计算机设计基础实验与课程设计》 牵头建设《程序设计经典实验案例集》，高等教育出版社201205出版 出版教材44本,其中十一五规划教材13部、十二五2部、教育部精品教材1部

9 网络化实验教学支撑平台：全面支撑强化实践
程序设计练习与考试系统（国内30多高校使用） 浙江大学在线裁判系统(ZOJ)（全球5.2万用户） 浙江大学计算机程序设计能力考试系统(能力评测）PAT) 源代码及PDF文档查重系统（防抄袭） 基于项目的案例学习系统（模拟工程化设计过程） Linux操作系统内核源代码在线阅读网站 基于网络的计算机基础类课程教学系统平台

10 实验中心基地面向社会服务  以程序设计竞赛基地为支撑，开展面向用人单位需求的程序设计能力评测（Programming Ability Test，PAT） 绿色通道：成绩优秀的学生直接免除招聘时与考查程序设计能力相关的笔试环节 目前联盟企业已经达到47家： 甲骨文亚洲研发中心、摩根士丹利公司（上海）、Google中国、道富科技（浙江）公司、华为公司（杭州研究院）、诺基亚西门子通信技术有限公司、。。。 百度、网易研究院（杭州）、阿里巴巴-B2B技术部、淘宝（中国）软件有限公司、腾讯、eBay中国研发中心、。。。 已经在4个城市开设考点，有更多城市正在申请中。 （欢迎兄弟高校加盟：www://pat.zju.edu.cn)

11 近年学生竞赛成果 三大程序设计竞赛奖全球冠军 第三届“OpenHW 开放源码硬件与嵌入式大赛”一等奖
2011年ACM ICPC国际程序设计全球总冠军 Google2005年全球编程挑战赛的冠军 TopCoder Collegiate Challenge 2006 Development Contest冠军 第三届“OpenHW 开放源码硬件与嵌入式大赛”一等奖

12 学生竞赛的社会影响

13 3次获得普利策奖获得者、《世界是平的》作者托马斯-弗里德曼(Thomas L
3次获得普利策奖获得者、《世界是平的》作者托马斯-弗里德曼(Thomas L. Friedman)，在新书《That Used To Be US》中将浙江大学代表队获得ACM-ICPC世界总冠军作为美国教育急需提高的第一个证据（第六章开篇）.

14 建设方案 实践基地: 产学研结合 实践教学内容建设：系统能力培养 机制与运行支撑体系：网络化、虚拟化

15 建设重点：课程实验室 计算机系统实验室： 信息安全实验室：
覆盖软硬件系统设计的自主设计实验平台：逻辑与计算机设计、计算机组成、计算机接口、计算机体系结构、操作系统、编译系统等一系列实验内容，并适时将成果推广应用 建立专门的、全天候的、开放式的实验场地，包含40个以上实验台，并建立网络实验环境，提高学生参与实践活动的效率。 信息安全实验室： 围绕信息安全课程群实践需求: 编码安全、系统安全和网络安全 组织参加国际信息安全竞赛（iCTF）

16 系统实验室建设: 面向系统能力---贯通课程
系统实验室建设: 面向系统能力---贯通课程 总体设想 面向系统设计能力的软硬件课程贯通，以计算机系统（SOC）设计与实现的实践过程为手段： 以计算机组成原理与设计为核心 贯通数字电路、计算机汇编与接口、计算机体系结构、操作系统和编译技术等课程教学体系 以嵌入式系统为综合实践舞台提高学生根据应用需求来设计与实现计算机(嵌入式)系统应用的工程实践能力与创新能力 引导有兴趣和潜力的同学进入计算机系统结构研究领域

17 系统能力贯通目标：设计是手段，能力是目标
贯通内容 融合4~7门课的知识体系，让学生在校期间递进式逐步设计实现简易但完整的计算机系统或SOC,并用自己的计算机系统运行自己有意义的应用程序 三类对象 简单：3门课；核心：4门课；最大系统：7门课 贯通目标 充分利用和掌握现代新颖理论和技术，提高对计算机系统整体理解和计算机解题能力，培养具有软硬协同能力的计算机系统研究、开发和应用型人才。

18 以系统设计为统一视图，建立层次化、循序递进、开放式课程群的课程体系
计算机系统课程贯通体系 以系统设计为统一视图，建立层次化、循序递进、开放式课程群的课程体系 计算机体系结构 计算机组成 硬件课程群 体系结构设计 计算机高级 逻辑与计算机 设计基础 系统核心 课程群 扩展 课程群 设计自己的CPU和计算机系统、用自己的操作系统管理自己的计算机，运行用自己设计应用程序 操作系统-OS 嵌入式系统设计 编译技术 其他。。。 高级数字系统 设计 多核系统设计 计算机系统设计 SOC设计 计算机接口 系统课程群

19 逻辑与计算机设计：用数字系统实现 数字系统实验平台 基本层次 贯通实验设计 相同问题，不同实现思想：数字系统、CPU（汇编、C) 高级层次
本系统是《逻辑与计算机设计基础》课程的实验系统。学生在学习数字逻辑基本概念、数字系统原理和设计思想的同时，设计实现数字电路和系统的模块和部件，最终构成一个特殊“计算器”，同时在此基础上完成有独立意义且完整的数字系统Project。为后续《计算机组成原理》课程建立扎实基础并提供基本部件或模块。 贯通实验设计 相同问题，不同实现思想：数字系统、CPU（汇编、C) LED交互：乒乓、接力或手指跳舞机 基本要求 VGA交互: 俄罗方块、贪吃蛇 高级要求 高级层次

20 计算机组成：用CPU实现—SOC或微控制器
求是-I DIY计算机组成实验系统 本系统是《逻辑与计算机设计基础》的后继课程《计算机组成原理与设计》的实验系统。学生利用《逻辑》实验设计的部件和模块，在学习《计算机组成原理》理论知识的同时，通过Step by Step设计CPU并集成基本的五个基本外部设备：按钮、LED、拨动开关、七段码和计数器构成简单的CPU应用系统——最小SoC或微控制器应用系统。

21 硬件系统综合设计：无OS 计算机系统实现 求是-I 简易DIY计算机硬件系统(综合设计) 本系统是《计算机组成原理与设计》的后继《计算机硬件综合实践》课程的实验系统。学生利用《计算机组成》或《计算机体系结构》课程设计的不同性能的CPU 核，继续深入实现完整计算机系统所需的基本外部设备：VGA、PS2、内存和简单的命令解释器，完成一个简易的计算机硬件系统，使用MIPS汇编设计并直接运行自己的应用程序。 微控制器结构

22 计算机系统(最大SOC系统)设计实现 操作系统与编译：通过OS调用及C实现
基于FPGA的M2M的异构虚拟化系统 FPGA Based M2M Heterogeneous Virtualization System 计算机系统(最大SOC系统)设计实现 操作系统与编译：通过OS调用及C实现 DIY计算机系统实验系统 本系统是《计算机硬件综合实践》的后继《计算机系统综合实践》课程的实验系统。学生利用《计算机硬件综合实践》课程设计的计算机硬件系统，在学习《操作系统》和《编译技术》后，继续深入实现完整计算机系统(最大SOC系统)所需的Bootloader、OS和C编译器，逐步完成简易的系统软件，使用C语言设计并通过OS调用运行自己的应用程序。 FPGA Based M2M Heterogeneous Virtualization System FPGA Based M2M Heterogeneous Virtualization System：基于FPGA的M2M的异构虚拟化系统

23 M2M系统 ——第八届国际电子设计大赛 全球总决赛中夺冠
基于FPGA的M2M的异构虚拟化系统 引入多个不同体系结构的应用程序，将虚拟化系统分为多核异构层、虚拟化管理层、二进制翻译层、多样化应用层四个层次 大四学生姚元、卢忠勇自主设计SoC核，翻译系统和系统软件，在多种Xilinx FGPA开发板上建立M2M原型系统，并构造云计算应用程序多样化典型场景进行验证，在美国摘取总决赛的第一名。

24 建设重点：教学科研结合基地---打通壁垒
以学院SRTP项目为抓手，学科基地配比经费、规划项目、组织团队，学院统一协调、统一评估，实现实践教学与学科基地的有效链接。 学科基地对本科生的开放性和有序性： 将学院SRTP项目经费直接投向学科基地 学科基地自主规划和配套SRTP项目 以SRTP项目连接导师团队和最新研究成果

25 建设重点：产学合作基地--紧密型示范 2家企业实习基地： 运行机制： 规划指导机制、实习生接收机制、实习指导机制、
学生管理机制、条件保障机制、实习评价机制； 质量控制体系： 实习项目选题、过程跟踪与评价、指导教师评价、 年度质量评估等内容

26 感受总结 围绕能力培养的体系与内容 分解、整合 针对成果固化的提炼与沉淀 教材、实验设备与系统、论文 面向影响力提升的辐射与推广 交流、培训

27 谢谢！