软件技术论文3000字

软件技术论文3000字

软件技术是一个发展变化非常快的行业，软件人才要按照企业和领域需求来确定培养的方向。下面是由我整理的软件技术论文范文，谢谢你的阅读。

浅谈软件项目估算技术

摘 要：由于软件产品自身的特殊性，导致软件项目的估算工作进行困难，估算结果准确性差。为了解决这一问题，产生了很多不同的软件项目估算技术，本文对各种估算技术的主要思想及其优缺点进行简单的阐述。尤其是对功能点估算技术，本文做了详细的介绍，并通过实例加以说明其应用方法。

关键词：规模估算;成本估算;实例应用

中图分类号：TP311.5

软件项目的估算历来是比较复杂的事，因为软件本身的复杂性、历史经验的缺乏、估算工具缺乏以及一些人为错误，导致软件项目的估算往往和实际情况相差甚远。因此，估算错误已被列入软件项目失败的四大原因之一。由此，也证明了正确对软件项目进行估算是何等重要。

在软件项目管理中，估算就是对项目将持续多长时间或花费多少成本的预测。所以说，估算正是一种对未来的预测。从这里也看以看出估算的重点就在“工作量估算”或“成本估算”，而在对这两者进行估算的过程中大多数情况下都少不了“软件规模”这个条件，所以本文将软件估算分为两种类型，第一个种是软件项目规模的估算，第二种是将估算得出的规模转换为工作量的估算或成本的估算。目前使用比较广泛的规模估算技术，如：代码行估算技术、功能点估算技术;而使用比较广泛的成本估算技术，如：COCOMO算法模型估算技术。

除了上述所列举的几种技术外，还有几种估算技术既可以用于估算规模，也可直接应用与估算工作量或估算成本，如：Delphi估算法、类比估算技术、PERT估算技术。这几种估算技术不似前面所列的技术，比较有针对行，且有具体的计算过程、计算公式。这几种技术只是一种思想，依据某个选定的科目进行估算。下面本文将简单介绍上述提到的几种估算技术，并通过具体的实例重点阐述功能点估算技术。

1 估算技术简介

1.1 代码行估算技术。代码行(LOC)指所有的可执行的源代码行数，包括可交付的工作控制语言(JCL：Job Control Language)语句、数据定义、数据类型声明、等价声明、输入/输出格式声明等[1]。代码行估算技术主要是估算软件的规模，即通过该技术估算待研发软件项目有多少行代码。一般为了方便表示，使用较大的单位千代码行(KLOC)来表示待研发软件项目的规模大小。这种方法比较适用于有经验积累和开发模式稳定的公司。如果是新成立公司，使用这种估算技术则会存在很大误差，加大项目失败的风险。

1.2 功能点估算技术。功能点法是一种经过实践验证的方法，但应用成本很高，估算的工作量投入也较大。功能点估算技术最终结果是规模，仍然需要知道项目的生产率数据才能得出实际的工作量。功能点估算技术将系统功能分为输入、输出、查询、外部文件和内部文件5种类型。其中，输入是一个数据跨越系统边界，从外部到内部的基本数据处理过程。数据的来源可以是人机输入界面/接口，或是另一个应用系统;输出是一个衍生数据跨越系统边界，从内部到外部的基本数据处理过程。这些输出的数据可能会产生报表，或发到其他外部系统的输出文件;查询是一个不包含衍生数据和数据维护的基本数据处理过程，包括输入和输出两部分;内部文件存在于系统边界之内，用户可识别的一组逻辑上相互关联的数据;外部文件存在于系统边界之外，用户可识别的一组逻辑上相互关联的数据。使用功能点估算技术估算的大概步骤为：

(1)通过需求分析将系统功能按照上述5种类型进行分类。

(2)分析每个功能项的复杂程度，大致分为一般、简单、复杂三种类型，每一种类型都对应一个权重值，具体如表1。

(3)根据每个功能项的复杂权重值，求出功能项的加权和，即为未调整功能点数(UFC)。

(4)分析该系统的技术复杂度，功能点估算将与系统相关的技术影响因素分为14组(用Ai表示)，每个分为6个级别，权重分别从0至5。根据分析结果及公式计算技术复杂度因子(TCF)，即TCF=0.65+0.01(SUM(Ai))。

(5)将UFC与TCF相乘即为功能点数。

1.3 COCOMO算法模型。Cocomo模像是一个分层次的系列软件成本估算模型，包括基本模型、中级模型和详细模型3个子模型。3个模型采用同一个计算公式，即E=asb×EAF[2]。其中，E是以人月为单位的工作量;S是以KLOC为单位的程序规模;EAF是一个工作量调整因子，在基本模型中该项值为1，中级模型和详细模型中根据成本驱动因素确定;a和b是随开发模式而变化的因子，这里开发模式被分为3中类型，即有机式、半分离式和嵌入式。

Cocomo算法模型是一种精确易用的估算方法，如果项目没有足够多的历史数据，会使得各调整因子和系数很难确定，进而使得估算比较困难。但是一旦项目建立起这种模型，则通过Cocomo模型得出的项目工作量和项目周期具有更高的准确度。

1.4 Delphi估算技术。Delphi估算技术又被成为专家估算技术，它是由一个被认为是该任务专家的人来进行估算，且估算过程很大一部分是基于不清晰，不可重复的推理过程，也就是直觉。所以该技术中专家“专”的程度及对项目的理解程度是该技术的重点，也是难点，它的好坏直接影响估算结果的准确程度。

Delphi估算技术估算过程并不像功能点估算技术或COCOMO算法模型那样，有明确的计算方法或计算公式。它是将待估算的项目的相关信息发给专家，专家估算后由专门的负责人进行汇总，然后再发给专家估算，反复几次后得到一个估算结果，可见只是一种思想，所以它除了用来估算规模，也可以用来估算成本、风险等，即对选定的某个科目进行估算。

1.5 类比估算技术。“类比估算”，顾名思义是通过同以往类似项目(如应用领域、环境和复杂程度等)相比较得出估算结果。类比估算技术是一种粗略的估算方法，它估算结果的精确度取决于历史项目数据的完整性和准确度。类比估算技术与Delphi估算技术类似，它的用途不仅仅用在规模估算上，也可以估算成本、工作量等。 　　1.6 PERT估算技术。PERT估算技术，又称为计划评审估算技术，它对需要估算的科目(如规模、成本、工期等)按三种不同情况估算：一个乐观估算结果，一个最可能估算结果，一个悲观估算结果。再通过这三个结果计算得到一个期望规模和标准偏差。这种估算技术可以用于估算规模，同样也可以用于估算工期，相比较来说PERT技术估算的结果比类比估算技术的结果要更准确。

2 功能点估算技术应用实例

假设某员工管理系统，经过需求分析得知，该系统所包含功能如下：

(1)员工信息维护：添加员工、修改员工信息、查询员工信息;

(2)部门信息维护：添加部门、修改部门信息;

(3)工资统计：统计员工年薪，并打印输出。

其中，在该系统中添加一个员工资料，会使用到员工的基本信息：员工ID(标签控件)、姓名、性别、年龄、婚否、部门ID;教育情况：学校名称、所学专业、学历。对部门的维护会使用到部门的信息：部门ID(标签控件)、部门名称。员工工资信息由另外一个财务系统提供，工资表信息有员工的基本信息：员工ID(标签控件)、姓名、部门名称;工资信息：工资级别、工资金额。

根据功能点估算技术估算步骤，首先计算未调整功能点数，即各种类型功能项的加权和，分析该系统6个功能项所属类型及其复杂权重值如表2：

假设该项目的14个技术复杂度因子均为“有一定影响”，即权重值均为2，则该项目功能点数为：FP=45×(0.65+0.01×14×2)=41.85。如果知道该项目使用何种语言，可以将功能点数转换为代码行数。

3 结语

本文对目前比较流行的几种软件项目估算技术做了简单介绍。重点讲述了功能点估算技术，并通过一个实例演示了功能点估算技术的应用方法。通过本文描述可以看出每种项目估算技术都有其自己的优缺点，如果想要得到比较准确的估算结果，不能仅靠一种估算技术，而应该综合运用各种估算技术，才能得到比较全面的信息和比较准确的结果。目前，也有一些基于这些估算技术的思想的自动化估算工具产生，相信通过不断的发展，将解决软件项目成本估算难的问题。

参考文献：

[1]朱少民.软件项目管理[M].北京：清华大学出版社，2009-11.

[2]覃征等.软件项目管理[M].北京：清华大学出版社，2004.

[3]李明树，何梅，杨达，舒风笛，王青.软件成本估算方法及应用[J].Journal of Software，Vol.18， No.4， April 2007，775-795.

[4]The David Consulting Group ，Function Point Counting Practices Manual Release 4.2.1，January 2005，

[5]刘谦.软件项目估算方法在敏捷开发中的实践.中国管理网，2010-06-18.

作者简介：王颖，女，研究生，软件工程专业;江文焱，男，研究生，软件工程专业。

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计算机专业毕业论文——软件技术

随着信息全球化的发展,计算机的运用越来越普及。在企业方面管理和培训方面,计算机软件技术发挥了不可替代的作用。下面是我为大家整理的计算机专业 毕业 论文，供大家参考。

摘要：本文从“软件技术基础”课程的特点出发，分析和 总结 了该课程教学过程中出现的各种问题，综合其他学校该课程的教学内容和 教学 方法 ，结合我校教学环境和学生学习的实际情况，对课程教学进行了一些改革探索和实践，并取得了一定的成绩。

关键词：软件技术基础;教学改革;教学研究;

一、引言

随着科学技术的飞速发展，计算机应用已经深入到社会生活的各个领域中。熟练的操作和使用各种计算机应用软件，成为我们工作和生活的必备技能。越来越多的应用软件的设计与开发是由非计算机专业人员完成，开发出的各种软件，也大部分由非计算机专业人员操作和使用。吉林医药学院针对本校生物医学工程专业的学生，开设了“软件技术基础”课程。但由于该课程教学内容多样，教学学时有限，学生程序设计水平参差不齐等原因，给教师和学生的教学带来一定的难度。针对该课程的特点，综合其他学校的教学方式，结合吉林医药学院实际情况，对“软件技术基础”课程教学进行了一些改革探索和实践。

二、“软件技术基础”课程教学现状

第一，课程内容多，覆盖范围广。吉林医药学院的“软件技术基础”课程，是在基础课程“计算机应用基础”、“C语言程序设计”、“VB数据库程序设计”课程后开设的课程，其教学内容涵盖了四门计算机专业的课程：“数据结构”、“数据库系统”、“ 操作系统 ”和“软件工程”。在有限的学时中完成该课程的教学，教师与学生都面临很大的挑战。[1]

第二，课程学时有限。吉林医药学院“软件技术基础”课程教学有50学时，其中理论32学时。将这有限的学时分配后，各部分教学内容的教学时间更加受限，在短时间内学好该课程，对老师和学生都是极大的挑战。受课时限制，在教学中，教师对枯燥和抽象的知识无法深入讲解，没有时间通过更多的实例对概念和算法演示和说明;学生缺少足够的程序设计 经验 和调试能力，对所学内容无法融会贯通。以“软件技术基础”课程的数据结构部分内容讲授为例，对于顺序表、链表、栈、队列、树、图、排序和查找等知识，课堂的大部分时间，只能集中讲解相关知识的概念、思想及算法实现，学生练习操作时也只能是将算法在机器上实现，但具体的应用、程序设计以及调试等技巧课堂上无法细致讲解，同样，对于大部分学生，具体的应用在练习操作时练习不到。[2]

第三，学生学习目的不明确。学生在学习时，需要了解所学内容在其未来工作和生活中的目的和意义。但是，由于“软件技术基础”课程涵盖教学内容多，授课学时少，导致学生学到的知识浮于表面，课堂讲授以概念和理论为主，缺少解决实际问题经验，学生对所学内容的重要性、实用性了解不深。学生学习“软件技术基础”课程后，只掌握了一些基本概念和算法，但无法将所学应用于实践。[3]

第四，学生的程序设计水平参差不齐。吉林医药学院“软件技术基础”课程开设于学生大二下学期，学生在学习该课程前，已经学习了“C语言程序设计”，但C语言课程对于第一次接触程序设计的学生来说，概念抽象且规则繁多，掌握困难。对于C语言中数据的存储、算法编写、程序设计及调试等尤其畏惧、困惑，加深了接下来数据结构部分学习的难度。又由于“软件技术基础”课程与“C语言程序设计”课程之间间隔一个学期，这让学生本就不牢固的C编程知识在学习新的内容时更加困难。

第五，注重培养学生的应用能力。学生学习“软件技术基础”课程是为了用所学知识解决实际问题，学生的实践能力的培养是本课程教学的重中之重，如何更好的提高学生的学习兴趣，加深学生对知识的理解，同样是该课程的教学难点。以上是吉林医药学院“软件基础基础”课程面临的主要问题，各个问题相互影响和制约，进一步影响到“软基”课程的教学效果和学生学习该课程的兴趣和效果。针对以上问题，考查其他院校的教学方法和教学手段，吉林医药学院的“软件技术基础”在教学和实践环节进行了改革探索，取得了一定的成果。

三、课程教学改革探索

第一，利用现代 教育 技术，实例化教学。教材是学生获取知识的直接方法，在选择教材方面，选取案例详细的教材，弥补教学学时的不足。理论课教学是学生获取知识的重要手段，我校的教学环境优秀，每一个教室都配备有多媒体等现代化设备辅助教学，利用先进的教学设备，制作优秀的教学课件，增加动画等元素，将晦涩难懂的理论知识，通过直观的例子和生动的讲解展示给学生。如讲解数据结构中栈的存储结构、定义及算法时，利用学生熟知的手枪中的弹夹讲解;讲队列相关知识的时候，利用学生最经常使用的车站买票等生动形象的例子。再如，讲解数据库中范式概念的时候，利用学生熟悉的班级学生作为对象，分别解释各个范式的区别……

第二，对比归纳，强调总结。受到课时等客观条件限制，经多轮授课发现，学生在学习“软件技术基础”课程知识时，会有囫囵吞枣的感觉，知识无法吸收透彻并应用，已经开始下一部分知识的学习。教师需要利用自己的教学经验，在讲授过程中对知识进行凝练，对相似知识多进行归纳总结，用尽量少的语言复习与对比相关内容，让学生做到温故而知新。

第三，强化实践教学，提高动手能力。授人鱼不如授人以渔，相对于教师，学生才是学习的主体，学生学习的主动性和积极性直接影响着学习的效果。勤能补拙，督促学生利用课余时间复习C语言等学过的知识，利用实验课程序调试的机会，让学生自己讲解程序并引导学生对程序跟踪，仔细观察程序变量的变化，总结经验，对程序进行优化，打下良好的程序设计基础。吉林医药学院软件技术基础课程的实验有18学时，实验课上除了验证课堂讲授的内容，学生无法更进一步的学习深入的内容，为更好的培养学生独立操作能力和实际应用能力，我校为生工的学生开放实验室，提供自主上机练习环境。对有进一步学习需要的学生，在每周三下午开设第二课堂，由有经验的老师对学生有针对性的讲解程序设计和软件开发的方法和技巧。

第四，采用课程设计，督促学生自主学习。为更好的激发学生学习的积极性和主动性，在数据结构和数据库部分基础知识学习后，分别要求学生进行课程设计。在数据结构部分，为每一位学生提供不同的设计题目，限定提交作业时间。为解决学生可能是网络下载或他人协作帮助完成作业的情况，需要学生对程序进行注释，要求学生能读懂程序。针对数据库部分，采用学生分组完成数据库题目的方式，数据库题目可采用教师命题和学生选题的方式，学生分组采用学生自主分组，要求每组5-6成员，每位成员负责数据库的不同部分，最后根据每人负责的设计难易程度评价学生的成绩。采用课程设计的方式，给与学生学习的紧迫感和压力，对于程序设计能力稍差的学生，适当降低要求，达到锻炼学生实际动手能力、培养学生团队合作意识和协同操作能力，为学生的工作打下基础。

四、结束语

教学是一项永无止境的工作，在教学过程中，教师要根据学生的专业情况和个人学习情况及特点，有针对性的进行教学方式和教学内容的改革，运用适当的教学模式，把知识传递给学生，培养学生独立分析问题、解决问题、将所学知识综合应用于实践的实践和创新能力。

参考文献：

[1]张小瑞，孙伟，张自嘉，杨双翼.《计算机软件技术基础》教学改革探索与研究[J].中国科技信息.2012(04)：129～135.

[2]陈帝伊，马孝义，辛全才.“计算机软件技术基础”课程教学方法探析[J].计算机教育2009(22)：68～69.

[3]伦向敏，门洪，兰建军.《软件技术基础》教学改革探析[J].课程教育研究，2014(27)

摘要：作为一门新兴学科，计算机软件在短短的十几年中实现了跨越式发展，当今时代计算机软件技术依旧保持着旺盛的发展潜力，为人类的前进做出了巨大贡献。该文主要从计算机软件开发技术的现状、主要方式、应用以及发展趋势等方面论述了计算机软件开发技术的应用及发展趋势。

关键词：新时期;计算机开发技术;应用;趋势

1计算机软件开发技术概述

一般来说，计算机软件主要包括两大部分：应用软件和系统软件。计算机应用软件指的是为了帮助用户解决使用过程中的具体问题而设计的软件，比如娱乐、管理、文档等方面的软件;系统软件则指的是计算机本身所携带的软件，主要用于保障计算机的运行、维护等等。计算机应用软件和计算机系统软件的作用是相同的，都旨在为用户提供更好的上网体验和实用环境。从本质上来看，人们在使用计算机时运行的最为频繁的是计算机的软件系统而非计算机本身，可以说，没有计算机软件，计算机就无法正常使用。20世纪中期，世界范围内的计算机软件开发技术较为落后，仅仅停留在手工软件开发阶段，工作效率低下，远远不能满足人们日益增长的需求。伴随着全球经济的飞速发展以及第三次科技革命浪潮的开始，计算机软件开发技术也取得了长足发展，人们对其的认识也发生了变化，软件开发一词重新被定义：为了实现计算机的程序运行而采用的规则以及方法等相关的文档等都属于计算机软件的范畴。发展到当今时代，计算机软件开发技术大致经历了程序设计过程、软件过程、软件工程三个时期，随着时间的变化，计算机软件开发技术已经日趋成熟。

2计算机软件开发技术现状

2.1计算机软件开发技术现状

当今时代无所不在的网络给人们的工作生活方式带来了翻天覆地的变化，而支撑着互联网发展的正是计算机软件技术的开发和运行。随着计算机在全球范围内的普及，国内的计算机软件开发技术也迅速成长，为适应市场人才需求，各大高等院校设立了与计算机软件技术相关的专业及方向，无论是高职院校还是重点院校的专业人数比重都呈上升趋势，从事于软件开发行业的人才不断增多。

2.2计算机软件开发技术重要性

正是有了软件开发技术的不断改革创新，才推动了整个互联网行业的飞速发展，可以说计算机软件开发技术对当代信息社会的发展有举足轻重的作用，作为整个信息网络的核心部分，计算机软件技术开发将网络信息传输和远程控制变为了现实，为人们的生活、工作提供了极大地便利。计算机软件开发技术的应用大大提升了信息网络环境的安全性、隐私性，保证人们在畅想网络所带来的自由时不会受到其他因素的干扰，大大提升了人们的体验感。此外，软件技术的开发和应用可以促进计算机使用和软件技术之间的问题，实现两者有机融合，从而拓展了计算机的适用范围和适用领域，推动人类社会向前发展。

2.3计算机软件开发技术问题

首先，信用值计算问题。这是计算机软件技术开发过程中的重要问题之一，其关键在于信用机制，由于没有统一的信用机制，因此，会导致计算方法的不同。多数情况下，采取的是乘性减、加性增的方法，加性增主要是用来处理信誉度增加的问题，这样可以对恶意节点形成约束作用。其次，是数据安全问题。虽然现阶段的计算机软件开发技术应经十分成熟，但是在面对数据传送过程中的数据丢失等问题时，还是无法有效遏止，很容易造成机密文件被窃取泄露的问题，这对相关人员、机构都带来了极大的损失。最后，是版权问题。这是计算机软件开发技术中最严重最泛滥的一个问题。由于我国版权保护法规还没有完全形成体系，再加上网络资源的共享性等因素，软件技术开发的成果很容易被窃取，这大大降低了软件人员的工作效率和积极性，也会对我国的软件行业发展带来消极影响。

3计算机软件开发技术主要方式

经过几十年的发展，计算机软件开发技术的方式已经进入了成熟阶段，各方面理论知识也日臻完善，总的来说，现阶段最主要的软件开发方式主要包括计算机软件生命周期法、原型化方法和自动形式的系统开发法三种方式：3.1计算机软件生命周期法该软件开发方式亦被称为结构化系统开发方法。是三种方式中最为普遍的一种使用手段，计算机软件生命周期法着眼于软件的整体性和全局性，主要用于复杂的系统开发阶段。这种方式将软件的开发阶段划分为若干个子阶段，降低了原有软件系统的难度，便于更好的操作和维护。计算机软件生命周期法的缺点在于开发耗时长，各阶段之间缺乏独立性，前后联系密切增大了工作量。3.2原形化方法这种开发方式主要指的是相关的技术人员在商讨决定一个统一的软件模型之后进入开发阶段并不断修改调整，直到达到用户的要求即可。这也是一种较为普遍的开发手法，其优点在于以用户的需求为导向目标性强，可以降低不必要的成本和技术浪费，缺点在于适用范围较小，只可用于小型简易的软件系统开发。3.3自动形式的软件开发方法主要特点是在软件开发过程中对软件的开发目的和内容详细说明，对开发过程则不过多赘述，其优点在于可以根据软件的要求自主设计编码。

4计算机软件开发技术应用

任何一种技术的发明和应用都是为了更好地服务于人类，提升人类的生活方式和工作方式。因此，开发计算机软件就是为了给人们带来更多的便捷性、高效性，满足人们的各种需求。举例来说，在对两个不同的软件系统VB6.0+Access和Web+_ml+Active 进 行应用时，就要根据软件本身的特点来满足用户的不同需求。由于第一个软件的版本与微软的版本相同，因此在安装时就可以直接在电脑上运行，无需其他辅助的系统软件，安装成功后，该系统在使用时操作流畅快捷，使用方便，并且没有其他多余的附加产品影响用户的使用，因此，该软件的用户需求就会不断提升，可能会因为用户过多而对使用体验造成影响，这就需要人工进行调整。而第二种软件在安装时由于受到自身条件的限制，在安装时会在一定程度上降低用户使用量。这就说明在进行计算机软件技术开发时要坚持以人为本，将用户的需求放在首位，最大程度的满足用户的体验，唯有如此，才能获取更多的使用率和利润。

5结束语

计算机软件开发技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：

1)网络化。

网络化是计算机软件开发技术的主要目标，其网络化的发展方向势必会为人类的生活生产方式产生巨大影响，人与物之间相互连接物联网将会是以后计算机软件开发技术的主要研究内容。

2)服务性。

计算机软件在开发应用之前就是为了解决人们处理问题时的难题，未来的计算机软件开发技术将借助先进的开发理念更全面、更细致的满足用户的体验和需求，所以服务性是其最根本的特征，也是今后不断向前发展的动力。

3)智能化。

计算机软件开发技术随着社会的发展逐步向智能化方向迈进，随着技术的不断进步，计算机软件开发技术会更加趋向人性化，智能化发展方向是人类计算机软件的重要进步，是高科技的一次突破性进展。

4)开放化。

计算机软件开发技术的开放化主要体现在技术开发人员之间的技术交流和共享，在技术上则指的是软件源代码的开放和软件产品的标准化，从业人员之间的相互学习可以打破行业之间的壁垒，碰撞出更多的思维火花，从根本上提高软件产品的质量，实现整个软件行业繁荣发展。

参考文献：

[1]范伟.浅论新时期计算机软件开发技术的应用及发展趋势[J].计算机光盘软件与应用,2014(13):80-80+82.

[2]刘芳.新时期计算机软件开发技术的应用及发展趋向[J].中国新通信,2015(13):89-89.

[3]左岑.试析计算机软件开发技术的应用及发展展望[J].才智,2013(12):384-384.

[4]刘凯英.浅谈计算机软件开发技术的应用及发展[J].无线互联科技,2013(1):69.

[5]潘其琳.计算机软件开发技术的现状及应用探究[J].信息技术与信息化,2015(3):249-251.

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计算机软件技术基础浅谈论文

计算机软件技术基础是仿真工程与自动化专业的核心课程之一，该课程是整合课程，主要包括c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统、软件工程等方面的内容，知识庞杂且难以掌握。下面是我给大家推荐的计算机软件技术基础浅谈论文，希望大家喜欢!

《计算机软件技术基础课程的案例建设》

摘要：案例教学能有效提高学生分析问题和解决问题的能力，是现代教育的常用教学方法之一。文章分析案例教学中的案例特征，以实际工程项目的一个子系统为背景，设计实时仿真监视系统案例并介绍案例的具体建设情况，指出该案例对提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力具有明显的效果。

关键词：软件技术基础;案例教学;案例建设;实时仿真;监视系统

1、计算机软件技术基础课程中案例教学的必要性

计算机软件技术基础是仿真工程与自动化专业的核心课程之一，是一门应用性很强的专业基础课。该课程是整合课程，主要包括c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统、软件工程等方面的内容，知识庞杂且难以掌握。学生在学习该课程之后常常感到困惑：所学知识有什么用，怎样运用所学知识?一些学生虽然能够在考试中考出高分，却不知道怎样解决实际问题。如何使学生认识所学知识的用途，融会贯通并灵活运用，是这门课应重点考虑的问题。目前，案例教学在法律类和管理类课程教学中的地位和作用已在教育界达成共识。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会于2006年6月发布了《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》白皮书，明确指出在教学方法和手段上运用案例教学的必要性，因此，将案例教学作为一种教学方法引入工科类课程的教学，具有可行性和必要性。

2、认识案例

案例教学法就是在教师的指导下，根据教学目的和要求，以案例为基本素材，把学生带人特定的教学情境中进行思考，以此加深学生对基本原理和概念的理解，进而培养并提高学生运用理论知识分析问题和锯决问题能力的一种教学方法。

案例是案例教学的基础，离开了案例，案例教学就无从谈起。案例与一般教学中的例题有着本质区别，案例教学中的案例是将多个知识点融人一个整体来解决实际问题，涉及的知识面广，知识间具有连贯性和系统性，涵盖的知识具有综合性的特点，知识和原理蕴藏于案例之中。一般教学中的例题往往是配合某一章节或某一知识点，从某个角度、某个方面或某个层次反映所学理论和方法，起着验证和说明作用，常常带有为讲知识而杜撰例子的痕迹，各个例题之间相对独立，涵盖的知识单一，知识和原理孤立地呈现在学生面前。一般说来，工科类课程的案例应具有以下基本特征。

1)真实性。

客观真实性是案例的基本特征。教学案例应源于真实，取材于工程实际或科研课题，但是又要高于真实。为了突出主题，可以对真实做一定的删减处理。

2)综合性。

案例应是综合知识的载体，既要以学生已掌握的知识为依据辐射足够多的知识点，又要在匹配教学内容的基础上对知识有一定程度的扩展。

3)完整性。

案例是完整过程的载体，涉及了解背景、查询资料、分析信息、发现问题、探求方法、采取行动、解决问题的全过程。

4)启发性。

案例教学着眼于能力的培养，希望得到的不是案例的标准答案，而是解决问题的思维方法和能力。案例中，解决问题的方式是开放性的，可以留给学生想象的空间和发挥的余地。

5)实践性。

学生可以对案例进行复现、改进和完善，也可以按照自己的思考去实现，增强理论应用于实际的能力，实现从理论到实践的转化。

3、案例建设

案例教学的前提是高质量的案例，高质量的案例既要覆盖足够的知识，又要控制合适的规模。规模过小，则不能溶入足够的知识，也不能提供足够的研讨与思维空间;规模过大，则在短时间内难以被学生接受，不能得到预期的教学效果。笔者以实际工程项目卫星实时仿真系统的一个子系统为案例背景，在突出主题的前提下，进行了适当的详略及删减处理，形成了“实时仿真监视系统”案例。

3.1 案例背景简介

卫星实时仿真系统能够对卫星的方案、设计、集成、测试和运行各个阶段进行仿真验证，是提高卫星总体设计水平的重要手段，其网络关系连接如图1所示。在此系统中，仿真模型解算、物理设备接口等苛刻实时约束的节点通过反射内存互联，构成实时内环，外环则通过普通网络互联，将人机交互、可视化、数据处理等实时约束弱的节点互联，内、外环都可以根据需要扩充且内环不受外环影响，苛刻实时得到保障。转发计算机完成内存数据的提取并转发外环，仿真管理计算机则同时管理内、外环系统。卫星仿真监控是卫星实时仿真过程中的重要一环，它将抽象的仿真活动形象化，并及时将信号数据以各种方式反馈给用户，以利于用户分析、理解和决策。卫星实时仿真监控系统，能够模拟通过控制、监视和测量星上设备的工作状态实现实时连续地记录工作过程、测试数据和描绘曲线。图1中，人机交互计算机、曲线显示计算机和三维显示等外环计算机共同实现仿真监视功能。我们将人机交互计算机和曲线显示计算机的功能提取出来，要求系统具有一定的通用性，能够适应不同监视任务和不同数据类型，形成“实时仿真监视系统”案例。

3.2 实时仿真监视系统案例

实时仿真监视系统的工作原理为：转发计算机完成内存数据的提取并转发外环，外环上的实时仿真监视系统首先进行初始化，随后自动生成系统主界面。系统支持两种运行模式：监视模式和回放模式。在监视模式下，系统既要处理主界面信息，又要处理网络数据。主界面信息的处理包括响应用户交互消息、更新实时监视界面、实时绘制曲线;网络数据的处理包接监听网络端口，接收、解析和保存数据包，将有效数据写入共享数据结构，供给系统绘制曲线。在回放模式下，不再需要对网络进行监听，直接读取监视模式下保存的原始数据文件，然后进行相应处理即可。

为实现上述目的，使系统具有一定的通用性，我们设计了如下方案：

(1)在软件工程思想指导下，进行需求分析、总体设计、详细设计、编码实现以及综合测试。通过该案例，让学生对软件工程思想指导下的软件开发全过程有一个感性认识;

(2)采用多线程技术实现监视模式下的主界面信息处理和网络数据处理，仅用单线程实现回放模式;

(3)设计一个数据包发送测试程序，模拟转发计算机的功能。

为此，我们结合本课程的基本知识点将系统的主要功能模块划分为界面管理和数据处理两大部分，界面管理部分主要承担主界面信息的处理，数据处理部分则主要负责数据的处理。

3.2.1 界面管理

系统运行过程中始终需要对系统主界面进行管理。从运行初期的生成主界面，到运行中的监视过程的显示，再到最终的系统结束，都需要对主界面进行即时的调整。为了提高通用性，系统采用基于配置文件的方式，通过用户提供的配置文件，动态改变系统监视任务，也就是说，系统能够改变每次运行时的任务，主界面显示的内容具有不确定性。

1)读取配置文件，获取初始化信息。

系统运行之前，需要进行初始化，这就需要系统读取配置文件，包括全部信号、实时显示信号、数据包类型等配置文件。用户必须按照约定的正确格式提供配置文件，否则系统有可能无法正确识别相关信息。从软件工程的角度，配置文件的设计与确定应在总体设计阶段完成。配置文件的类型、组织方式以及数据正确性的检验，都是学生可以自由发挥和扩展的内容。

2)自动生成实时监视界面。

监视对象的不确定性使得系统的监视界面无法固定，然而，不能将界面的生成工作完全交给用户完成，这就需要设计一种适用于不同监视任务的界面生成算法，使系统将界面生成工作承担下来。另外，系统界面的尺寸等信息是用户所不知道的，因此被监视的信号在系统主界面中的显示位置无法由用户设定，这就需要系统自己完成界面的排布任务。因此，要求设计一个具有较强通用性的监视界面自适应生成算法，这部分涉及算法设计和计算机系统配置的获取等基础知识，算法设计是学生能够自由发挥并出彩的部分。

3)定时更新监视界面。

为了实现实时监视功能，系统需要对监视界面进行定时更新，以显示当前被监视信号的实时数据。为了满足用户的不同需求，系统提供0.5s、1s、2s三种刷新频率。系统可以根据用户选择的刷新频率对主界面进行更新。这部分主要涉及定时器的使用。

4)处理用户交互消息。

系统需要对用户的交互消息进行处理，主要为鼠标消息，包括运行模式的切换、仿真的开始与结束、加载历史数据包文件等。这部分涉及所选编程环境下的消息响应机制问题。

3.2.2 数据处理

系统在运行过程中，需要对数据包进行接收、解析和存储，还要为曲线绘制提供原始数据，因此需要设计一个专用的数据结构。

1)接收网络数据包。

在监控模式下，系统既要处理主界面信息，又要通过网络接收数据包。为了避免“漏掉”数据包，系统必须对网络持续进行监听。如果主线程将大量时间用在网络监听上，势必无法对用户的交互做出及时响应。因此，需要将数据包的接收放在一个单独的线程中。这涉及操作系统进程管理的相关概念，是多线程程序设计技术的典型应用;也涉及网络通信技术，需要了解网络通信协议等相关知识。

2)解析数据包。

在接收到数据包后，需要将数据包内的数据进行解析，获得数据包内的数据，将最新的数据更新至系统对应的变量中，以供实时显示。解析数据包涉及网络通信程序设计技术。

3)保存原始数据包。

系统要求有回放功能，因此需要将接收到的数据包写入文件，进行永久保存。数据包的保存有两种方式：解析后按段保存和作为整体进行二进制保存。第一种方法耗时，需较大工作量。第二种方法简便，工作量小。显然第二种方法更适合本系统。由于系统必须适应两种类型的数据包，因此，进行数据保存时，采用以形参类型为区别的方式进行同名函数的重载，实现两种类型数据包文件的存储。这部分功能涉及C++面向对象程序设计中的重载技术以及文件操作技术。

4)读取数据文件，获取数据包。

在回放模式下，系统不再对网络进行监听，不进行数据包的接收，需要通过读取之前保存的原始数据包文件获得数据包。原始数据包文件保存的是二进制形式的数据包，系统每次读取之后需要对数据包进行解析，这与接收到数据包的过程是一样的，不同之处在于回放过程不再需要将数据包进行保存。这涉及C++面向对象程序设计中的文件操作，同时，通过监视模式下的多线程程序设计与回放模式下的单线程程序设计的对比，使学生真切感受并理解多线程程序设计技术及其应用场合等。

5)共享数据。

系统嵌套了曲线绘制模块，因此，数据处理与曲线绘制之间需要有一块共享数据内存。在收到数据包并解析后，马上将有用的信息写入该共享内存。写入操作由数据包接收线程处理，读取操作由主线程内的曲线绘制模块完成，因此，需要对两个线程进行同步。这涉及数据结构的设计和操作系统的同步与互斥。

6)快速查找。

系统支持大数据量下的仿真监视，对数据的快速查找有较高的需求，因此，需要设计支持快速查找的哈希表数据结构，包括哈希函数的确定、冲突的解决等，这涉及数据结构的哈希表技术。

4、结语

“实时仿真监视系统”案例，涵盖了软件工程、c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统和网络通信等计算机软件技术基础课程及其先导与后继课程的知识点，是一个与学生所学专业密切相关的实际应用系统，容易引起学生的兴趣，也容易被学生理解和接受。这样的案例既与教学目标相吻合，又便于教师驾驭和把握。

从学生反馈的情况看，学生普遍认为，案例教学法方式新颖，实时仿真监视系统案例与专业基础结合紧密;能引导学生积极思考，提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力。该案例在教学过程中取得了明显的教学效果。

为了更好地开展案例教学，我们必须把建设高质量的案例作为重点来抓，选择合适的案例背景，制定合理的案例建设计划。实践证明，只有经过长时间的积累、认真的思考、精心的选择和多次教学实践，才能获得高质量的教学案例;只有经过团队的长期努力，才能建设高质量的教学案例库。

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