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計算機程序編程培訓范文1
關鍵詞：計算機程序；技術思想；著作權；商業秘密
一、計算機軟件基本理論的介紹
計算機軟件是指計算機程序及其相關文檔。我國頒布的《計算機軟件保護條例》對程序的概念給出了精確的描述。簡單地說就是為了告訴計算機需要做什么，按照什么方法和步驟去做，人們必須把有關的處理步驟告訴計算機，以便計算機可以依順序執行。由此可知，計算機程序要有目的性和可執行性。就其表現形式而言，計算機程序可以是計算機能夠直接執行的代碼化指令序列，也可以是計算機雖然不能直接執行但可以轉化為計算機可以直接執行的符號化指令序列或者符號化語句序列。
計算機程序包含源程序和目標程序。源程序一般是指該程序的源代碼形式，由經過培訓的程序員編寫，能通過編譯、鏈接生成最終程序（即目標程序）的源代碼文件，如intx=5。目標程序一般是指由編譯程序將源程序編譯后的結果，如數字“2”譯成“0010”。除了經過特殊培訓的程序員，目標程序很難為一般人所識別，但卻可以被計算機“理解”并執行。計算機程序按照特定的算法進行運算以實現特定的功能。由此可見，源程序和目標程序雖然在表現形式上有所差異，但內容完全一致。編譯時先由翻譯程序把源程序靜態地翻譯成目標程序，然后再由計算機來執行目標程序。編譯方式其實與不同語言之間的筆譯工作類似。如，為了使一本外文名著在國內發行，須由一位精通該國語言的翻譯人員（相當于計算機內部的編譯程序）把該書譯成中文文本（相當于計算機內部生成的目標程序）。在中文文本出版后，人們在閱讀時（相當于計算機的運行），就不再需要外文文本了（相當于編寫的源程序）。
計算機軟件除了具有知識產權的一些共同的特性外，還具有其自身獨特的技術特征和法律特征：
第一，計算機程序的表現形式多樣，我們可以通過不同的編程語言（C、C++、JAVA）、符號以及固定載體來表現；
第二，計算機程序的研發技術含量高，通常情況下，開發一個項目往往需要一個有組織、有經驗的團隊借助現代化高科技手段分工協作完成；
第三，計算機軟件的思想與表現形式相互滲透，難以分割，兼有與文字作品相似的表現形式和實用工具的功能特性；
第四，計算機程序與其它的文字作品最大的區別就在于它是使用、操作計算機必不可少的工具，其主要的功能在于使用，只有通過在計算機上將程序運行才能表現出特定的結果；
第五，計算機軟件更新快，生命周期短，一般而言，軟件的使用壽命大概為3-5年，功能單一的軟件一般僅為1-2年，甚至更短；
第六，計算機軟件極易復制和改編，而且復制和改編的成本低，費用小，因此才會出現盜版軟件猖獗，屢禁不止的現象。
二、計算機程序的著作權保護
計算機程序是一種具有文字作品形式表達和實用工具性質的新型技術知識體。在日常生活中，人們獲得計算機程序的目的不是為了閱讀或欣賞，而是為了將它運行以解決特定問題（如科學計算、文字處理等）。大多數計算機程序都是作為一種實用工具用來解決實際問題。因此，計算機程序兼有作品和工具的雙重性質。計算機程序表現為一組可被自動轉換成代碼化指令序列的、用國際常用字符表示的符號化指令序列或者符號化語句序列，并且可以用有形的載體如紙、光盤等把它的表達加以固定，其在表達方面與傳統的文字作品類似。但與此同時，隨著現代科學技術的高速發展，使得固定在這些載體上的計算機程序非常容易被復制，因此，模仿和抄襲計算機程序已經成為侵害計算機程序知識產權的主要方式。為了保護軟件研發者的投資，保障軟件權利人的權益，應該禁止他人在未經權利人許可的情況下，任意抄襲、復制其程序，禁止他人在未經權利人許可的情況下發行其程序的復制品?，F階段各國均積極采用著作權法保護計算機程序，所謂用著作權法保護計算機程序只是意味著計算機程序表達方面的權利可以受到著作權法的保護，然而這僅僅是對計算機程序知識產權的一項最基本的保護。
著作權保護制度的宗旨是促進本國科學、文化和藝術的發展，保障權利人的合法權益，鼓勵積極創作，但不應該禁止任何人利用他人作品已經表達過的構思進行改進和創新，創作出新的作品。因此，計算機程序的技術思想不受著作權法保護。
現在的問題是，既然著作權法不保護計算機程序的技術思想，其他的法律法規又無相關規定，在學理上和實務上就會存在一個“真空地帶”，即著作權法的“思想/表達二分法”這一基本原理與軟件的功能性特征無法協調。軟件這種智力成果所產生的經濟利益主要甚至全部來自于控制計算機按照特定的方式運行的這種技術思想──正是因為程序可以控制計算機按設計要求運行以產生滿足人們生產和生活需要的特定結果，才使其成為軟件開發者巨大的利益源泉。在軟件保護史上，曾有過為保護軟件開發商利益突破“思想/表達二分法”，以著作權法對軟件的技術思想進行“越界”保護的案例。但是，為求得與社會公共利益之間的平衡，著作權法中設有種種權利限制，然而這些權利限制都只針對作品中的“表達”而不針對作品中的“思想”，因此若以著作權法保護技術思想，著作權法中固有的權利限制機制就將無法適用。換句話說，著作權此時對思想的保護成為了不受任何限制的絕對保護，社會其他成員被剝奪了一切合法利用此種思想的機會，這顯然對社會不公，妨礙了軟件開發，阻礙科技發展；同時這種“越界”又會因無法適用于著作權法保護的其他客體而破壞著作權制度的完整性，造成著作權體制內在的沖突，從而動搖著作權法的根基。所以，1992年美國聯邦第二巡回上訴法院審判的“計算機國際聯合公司訴阿爾泰”案中拒絕了上述“越界”保護，闡明了軟件中可以受著作權保護的要素范圍，重新回到了“思想/表達二分法”的傳統上來。但如果以不保護技術思想的著作權作為保護計算機程序的單一法律制度，那么“其他任何編程人員均可輕易地通過重新編寫新的代碼來模仿（該軟件的）這種功能”，換言之，著作權只保護程序所表達的功能，而不保護如何實現此種功能的技術思想，這樣一來，一些“坐享其成”的軟件開發者，只需要等著新開發的軟件上市，購買其產品利用反向工程技術進行分析，然后“開發”出表現形式不同，其蘊含的技術思想雷同的克隆產品來搶占市場。這樣一來，造成的后果是真正軟件開發者的技術思想被他人“使用”，卻因沒有法律保障而遭受巨大的經濟損失，其創新的動力將被大大削弱，產生不公平的競爭結果。因此，以著作權保護計算機軟件雖無可厚非，卻因不能使軟件的技術思想受到保護而存在缺陷。
三、計算機軟件知識產權保護的新模式
對于以上出現的問題，我們并非束手無策，其解決方法就是用商業秘密保護配合著作權對計算機程序進行組合保護。
就計算機程序而言，其技術思想存在于源程序和目標程序中。由于目標程序是二進制的機器代碼，很難被人們讀懂，電腦用戶在得到計算機軟件后通過目標程序的運行，可以使用軟件的工具，但卻無法了解其中蘊含的技術思想，所以大部分軟件開發商只發行其目標程序而對源程序進行保密，以防止他人輕易獲取自己研發的軟件中的技術思想。相反，源程序的編寫使用的是可以被人們識別的編程語言（如C語言、JAVA語言），經過培訓的程序員很容易理解，在這些人得到源程序后，就很可能掌握程序中蘊含的技術思想，并且利用這些信息進行仿制開發。由此看來，源程序對于軟件開發者來說，其重要性可想而知。因此，在很多情況下，開發者僅向公眾提供目標程序，而把源程序作為企業的內部機密保護起來。
接下來要探討的問題就是著作權與商業秘密保護是否可以共存，即對軟件的知識產權保護能否同時適用著作權法和商業秘密保護？答案是肯定的，因為著作權和商業秘密雖然同時用以保護軟件，但各自保護的具體對象并不相同。著作權只能保護軟件中的“表達”，而商業秘密則保護的是軟件中的技術思想，二者同時存在并不發生沖突。如前所述，軟件開發商通?！肮_使用和銷售”的都是不易被人們所理解和辨認的目標程序，即二進制代碼，而將能夠被人們理解到其中技術思想的源程序加以保密。在軟件研發階段，開發者可以將流程圖、算法以及編寫的源程序作為企業的商業秘密加以保護，待軟件產品成功問世以后，開發者可以選擇采用著作權對源程序加以保護，同樣還可以繼續采用商業秘密進行保護。除此之外，著作權與商業秘密對計算機程序的組合保護與單獨依靠著作權保護相比有諸多優勢。首先，從客體范圍看，盡管著作權保護的僅僅是“表達”，但商業秘密保護的客體范圍卻十分廣泛，完全可以保護技術思想等一些不受著作權保護的對象；其次，從保護標準看，著作權和商業秘密的保護均不需要經過審批，且對被保護的客體“創造性”的要求較低，并不如專利權那般嚴格。不僅如此，商業秘密法不禁止第三人通過公平與誠實的方法去發現商業秘密。這里“公平與誠實的方法”，即為TRIPS協議中的“誠實商業行為的方式”，主要是指“公平與誠實”的進行反向工程和獨立開發。這表明，研發某項軟件的技術思想受到商業秘密保護時，其他人完全可以通過符合“誠實商業行為方式”要求的反向工程和獨立開發合法地獲得該技術思想。由此可見，從公共政策的角度看，適用設有反向工程和獨立開發等權利限制的商業秘密法保護軟件中的技術思想，有助于整個軟件領域的創新和競爭。
通過以上分析，對于計算機程序的知識產權保護，我們設想的著作權法和商業秘密法的組合保護模式切實可行，商業秘密保護是著作權保護的重要補充。對于計算機程序這種蘊含技術思想的作品，著作權能夠為其功能的“表達”提供確定的保護。而商業秘密法正好可以為蘊含技術思想的源程序提供保護，防止其他競爭者以不當的方式獲取、披露、利用該源程序，同時一旦該軟件的開發商的合法權益受到侵犯，能夠根據《反不正當競爭法》進行及時的保護，如要求停止侵害、賠償損失等。在源程序受到商業秘密法保護的情況下，想獲取他人軟件技術思想的方法只能是對目標程序進行反向工程和獨立開發，而在《反不正當競爭法》中固有地存在著針對這兩類行為的免責例外。
四、結束語
不難看出，著作權與商業秘密保護在計算機軟件的知識產權保護中建立了一種相互支持與配合的較為完整的模式，克服了單獨依靠著作權法保護軟件知識產權的不足。這種組合方式促進了軟件開發商對于軟件研發的大量投資，增強了軟件開發工作者繼續軟件開發的信心，在不沖擊現有知識產權體系和符合社會公共政策目標的同時，為軟件產業提供了正當、有效的保護。
參考文獻：
[1]鄭成思.著作權法[Z].北京：中國人民大學出版社,1997.
[2]應明,孫彥.計算機軟件的知識產權保護[M].北京：知識產權出版社,2009.
[3]安徽省著作權局.計算機軟件著作權保護[J].安徽科技,2006,(6).
計算機程序編程培訓范文2
關鍵詞：CAD；暖通設計；應用
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
引言
CAD是由美國Autodesk公司開發的AutoCAD繪圖軟件，它是一個功能強大、易學易用、具有開放型結構的軟件口不僅便于用戶使用，而且系統本身可不斷地擴充和完善，它被廣泛地應用于微機及工作站上。因此，國內外軟件開發商在此基礎上進行有關工程設計專業的二次開發，其中CAD技術在暖通工程的應用較為突出，具有著手工設計沒有辦法相比的優越性，其可以有效提升設計的繪圖質量，縮短設計周期，有效避免手工設計中存在的錯、碰、漏、缺的現象。使用CAD技術可以更加便捷的實現方案優化、數值計算、施工圖設計等等相關服務，有效降低工程造價，節省投資，提高生產效益。
CAD技術在暖通工程中的應用主要體現在兩個方面。一方面為計算機輔助計算，這主要是解決在設計中的負荷計算，水力計算，濕空氣分析等問題。另一方面為計算機輔助繪圖，這主要是代替過去費時、費力的手工繪圖。方案階段可以手工示意，初步設計和施工圖及最后的竣工圖一般單位都要求計算機出圖。
AutoCAD的使用可以說是暖通CAD歷史上的一次飛躍。至今為止，AutoCAD已成為世界上使用率最高的CAD軟件。在暖通設計中廣泛采用CAD技術，這是發展的走向。
1、暖通CAD發展的技術環境
隨著微電子技術的不斷進步，大規模集成電路的集成度每5年幾乎要提高10倍，而價格卻要降低50%，計算機的應用迅速地滲入各個工程技術領域。計算機輔助設計(CAD)是計算機應用的一個重要組成部分，它不僅逐步替代設計過程的人工計算和制圖工作，而且正在設計方法方面引發一場技術革命，并且在設計的決策過程中大顯身手。暖通CAD技術的開發與應用只是近十來年的事，但其發展的速度越來越快，各種商品化軟件不斷涌現。美國ASHRAE會刊1991年向會員介紹的與暖通工程有關的軟件就有318種，其中CAD軟件有40種之多。日本高砂熱學工業株式會社1986年開始在東京本店使用CAD工作站，1988年開始在所有9個專店使用微機CAD，1989年開始實現現場配管、風道制作CAD/CAM一體化，1990年開始在設計中運用氣流數值解技術，全店現有工作站13臺、微機系統254臺，其發展速度之快可見一斑。國內近幾年也有很大的發展，供暖系統設計計算繪圖一體化軟件已開發應用，通風空調設計繪圖軟件也有很大進步，實用化程度有很大的提高。
2、國內CAD技術發展
我國，早期主要研究的是計算機的輔助計算功能，計算機是一種精密性很強的輔助運算工具。80年代計算機技術才能真正實際運用于暖通行業中，至此暖通行業有了其固定的程序，為暖通行業帶來了巨大技術支持，同時，計算機軟件的開發就自然成為重點。90年代，由于有計算機變成這樣發出了許多高級語言，暖通行業的程序編寫也得到了巨大的改善。這樣，暖通行業的從業人員能夠很好地運用計算機技術進行各項工作并將國外成功經驗運用實際工作中。
暖通CAD發展的第一階段是編制計算機程序，利用計算機進行一些繁瑣的常規計算，如冷、熱負荷計算，不等溫降單管熱水供暖系統的流量分配計算等等。這類工作的特點是當已知條件(輸入)確定時，其結果(輸出)是唯一確定的。就在這一階段，其發展也沒有完全局限于模擬傳統的設計過程，如發展了動態負荷計算及全年能耗分析的方法等。計算程序在自編自用的基礎上出現了暖通工程設計計算程序軟件包或子程序庫，使開發人員和軟件用戶分離開來。暖通CAD發展的第二階段是暖通工程制圖軟件的開發。就計算機繪圖技術發展本身而言，在自動插補技術發展的基礎上實現了計算機程序繪圖的實用化。為了簡化編程過程，出現了繪圖子程序庫供編程時調用，但對每一張具體的工程圖紙，都要編制相應的程序，程序的通用性很差，因而效率不高。交互式繪圖軟件的出現是這一階段的重大進步，對于繪制復雜的工程圖，以人機對話的形式調用各種繪圖子程序及功能子程序形成所需繪制圖形的圖形文件，以圖形文件的編輯過程代替繪圖程序為編制過程，將圖形文件向繪圖機輸出即可獲得筐紙為硬拷暖通CAD發展的第一階段是編制計算機程序，利用計算機進行一些繁瑣的常規計算，如冷、熱負荷計算，不等溫降單管熱水供暖系統的流量分配計算等等。這類工作的特點是當已知條件(輸入)確定時，其結果(輸出)是唯一確定的。就在這一階段，其發展也沒有完全局限于模擬傳統的設計過程，如發展了動態負荷計算及全年能耗分析的方法等。計算程序在自編自用的基礎上出現了暖通工程設計計算程序軟件包或子程序庫，使開發人員和軟件用戶分離開來。暖通CAD發展的第二階段是暖通工程制圖軟件的開發。就計算機繪圖技術發展本身而言，在自動插補技術發展的基礎上實現了計算機程序繪圖的實用化。為了簡化編程過程，出現了繪圖子程序庫供編程時調用，但對每一張具體的工程圖紙，都要編制相應的程序，程序的通用性很差，因而效率不高。交互式繪圖軟件的出現是這一階段的重大進步，對于繪制復雜的工程圖，以人機對話的形式調用各種繪圖子程序及功能子程序形成所需繪制圖形的圖形文件，以圖形文件的編輯過程代替繪圖程序為編制過程，將圖形文件向繪圖機輸出即可獲得筐紙為硬拷貝。
目前國內常用的軟件，有建研院的ABD軟件包、北京（洛陽）鴻業公司的ACS軟件包、北京天正公司的THvac軟件包等。
3、暖通空調CAD系統設計的探討
3.1、暖通空調CAD系統的基本過程
一般來說，在暖通空調工程設計過程中，按照設計的要求，根據過去類似的設計經驗，構思設計模型，建立設計模型，依據設計規范、標準和慣例，繪制設計草圖。構造設計方案以及進行各種總體方案設計工作。然后在給定條件下，進行各種性能指標的計算和分析處理，并將結果進行審查，判斷是否滿足設計要求。重復這個循環直到設計都滿意為止。判斷和修改，既可以用程序控制進行也可以用人工干預的方式實現。經過反復修改后得到滿意的結果可用打印機或繪圖儀等輸出設備輸出全部資料。
3.2、暖通空調CAD系統總體結構設計
暖通空調行業具有設計項目多、設計工作量大、計算分析復雜、涉及的工程圖種類繁多圖紙量大、處理數據量大、修改添加工作量大以及晃確定性等特點。暖通空調CAD系統由基礎建筑條件圖子系統、暖通空調制圖子系統、工程計算分析子系統和經濟分析子系統四個子系統通過數據庫和知識庫相互連接共同組成。
4、暖通空調CAD系統實現的探討
目前暖通空調行業普遍存在的CAD應用水平不高，人員素質也有待提高等制約因素，要全面實現暖通空調CAD系統是具有一定難度的，但是推廣應用CAD技術又具有非常深遠的意義。不僅可以提高暖通空調行業的經濟效益、提高市場競爭能力、提高行業的整體技術水平、增加行業的知名度，更可以給暖通空調行業帶來良好的社會效益。因此接下來就具體談一下暖通空調行業應該如何實現暖通空調CAD系統。
4.1、由于CAD系統的硬件投資一般比較大，往往暖通空調行業經濟上的承受能力有限，所以全套設備一步到位既不可能也沒有必要。另外，由于計算機技術發展迅速，產品更新換代周期短，所以對技術準備和人員素質都要求很高，如稍跟不上，就會造成設備閑置，甚至貶值或淘汰。因此暖通空調行業首先在考慮系統硬件升級和擴充的基礎上，適量配置硬件，同時作好人員的技術培訓工作。
4.2、就暖通空調CAD系統而言，其開發規模比較大，而且各個部門的具體情況均不相同，要在短時間內完全實現是不可能的。因此暖通空調行業應首先開發建立簡單的系統，如基礎建筑條件圖子系統和部分暖通空調制圖子系統以及部分工程計算分析子系統。這樣，一方面建立了基礎的圖形數據庫;另一方面又使技術人員得到鍛煉和提高。接下來再進一步完善開發暖通空調制圖子系統、工程計算分析子系統、經濟分析子系統，同時完善各種數據庫和知識庫。
4.3、暖通空調CAD系統的開發和建立適宜于先從單機系統開始，熟練掌握后再逐步向網絡系統轉變。
5、結語
CAD技術應用是工程設計發展史上一場深刻的變革，隨著全球知識經濟的一體化，及我國與其它國家的技術交流，相信優秀的國產暖通CAD軟件不久的將來就會面世。到那時，我們就不必不時地去依賴于美國人的AutoCAD。我們國內的暖通行業也會隨著設計方法和效率的進步開拓出一片嶄新的道路。而我們暖通行業的技術革命，發展CAD技術不僅僅是一個單純的技術攻關，技術、人才、資金、技術人員都應該學好它，用好它，給暖通事業的美好明天做出應有的貢獻。
參考文獻：
[1]王利霞.淺談CFD在暖通空調節能方面的應用[J].大同職業技術學院學報，2004，02:81-82.
計算機程序編程培訓范文3
摘要：信息社會需要具備信息素養的人才，計算機技能已成為當代大學生知識結構的重要組成部分。本文對近兩年本校新生計算機能力水平和廣東省用人單位對高校學生計算機技能水平需求情況進行調查分析，以培養學生信息素養、學生專業發展及社會用人需要等方面為基點，研究了新形勢下地方高校的計算機公共課程動態體系。
關鍵詞：地方高校；計算機公共課程體系；信息素養；大工程觀
中圖分類號：G642
文獻標識碼：A
教育部2007年2號文件中指出“培養和提高本科生通過計算機和多媒體課件學習的能力，以及利用網絡資源進行學習的能力”；教育部戰略研究重大專項第三次研討會提出：要使課程設置從單一的“工程專業課程”傳授轉變為“大工程觀，大系統觀”為指導的課程架構體系。大學中非計算機專業的計算機公共課程教學與數學、外語一樣，具有基礎性、普及性、實用性和不可替代性，是不可缺少的，是培養學生信息素養最直接、最有效的活動。地方高校多為教學型大學，以培養應用型和復合型人才為主，以服務地方經濟和社會發展為主。我校與很多地方高校一樣已建立了較完善的計算機基礎實驗教學平臺，但缺少變化的課程體系與教學模式制約了其作用的發揮。
1大學生計算機能力現狀與用人單位的需求情況
1.1大學生計算機能力現狀調查
我們對茂名學院今年入學新生的計算機能力水平進行的問卷調查見表1。
參加有效調查的總人數共842人(文科257人，理科585人)，來自理工科、文科共12個專業，其中生源來自鄉鎮占75%，一般學校占71%。調查數據顯示：
雖然“信息技術”課程已成為我國基礎教育中的必修課，但由于各種原因，開展的效果并不理想，特別是鄉鎮學校。有超兩成學生“都沒學過”或“完全不會”，超七成學生處于“一般掌握”，這就要求我們在大學計算機公共課程體系中還要保留及加強“計算機應用基礎”課程。
在選擇感興趣的內容中，大部分對網絡知識興趣較大，而對Office和編程感興趣的都不足三成；這說明多數學生都充分認識計算機網絡(互聯網為主)對人的生存與發展至關重要，而學生一般對Office操作已有較好的掌握，而對編程則了解不深。
有超九成學生希望進一步學習計算機相關課程，說明他們都非常認同計算機知識與技能的重要性，也愿意掌握更多的相關知識。
因此，從“以生為本”的角度要求，我們的課程設置要有目的性與針對性，從學生的實際需求著眼，從教學目標、教學方法、教學評價與認證、資源建設等都應進行深入的整改。
1.2用人單位對畢業生計算機技能需求分析
根據“廣東省用人單位對高校畢業生計算機技能水平需求情況調查報告”的數據顯示：用人單位“對近幾年來接收的非計算機專業的大學生或?？粕谌肼氹A段所具備的計算機應用能力的滿意度”中選擇“一般”的占52%，這表明現狀與他們的期望值有一定的差距；用人單位“對學生在校期間獲得的相關計算機認證的真實度”中選擇“一般”的占75%，顯示普遍認為這并不能真實體現實際水平。同時，55.2%的用人單位對新職員不提供計算機技能的培訓，而是希望畢業生在校期間就能掌握好，內容包括：文字編輯、數據管理、演示文稿、網絡應用、安全防范等，同時要求學生要有較高的信息素養及再學習能力。調查報告顯示：
計算機技能已經成為用人單位考察應聘者的重要因素。用人單位期望求職的畢業生較好地掌握信息技術，以便在工作結合專業崗位有效地開展應用，提高工作效率。
社會需求促使計算機課程必須改革。由于應用需求與我們的課程設置有脫離現象，非計算機專業計算機基礎教育必須以應用能力培養為目標，在校期間使學生較好地掌握計算機、網絡及其他相關信息技術的基本知識與技能。
開展多層次計算機基礎教育，滿足不同層次學生學習的需要。我們的課程體系需要進一步的完善和豐富，在加強基礎知識與技能的學習基礎上，要多設置面向不同專業、不同層次、不同需求的計算機選修課程。
同時，還要完善認證與考核，使其成為促進學習的平臺，并能真實反映學生的技能水平。
2地方高校計算機公共課程改革宗旨
計算機技能已成為用人單位考察應聘者的重要因素，并且要求變得更加具體?！按蠊こ逃^”要求：提供綜合的知識背景，強調實踐性，培養學生的創新性；而課程設置與教學改革是“大工程觀”教育理念的核心。高校(特別地方高校)非計算機專業計算機基礎教育必須因應發展要求，要了解社會及經濟發展的實際需要，了解用人單位崗位的具體需要，改革課程體系、教學模式，改進學生的學習方式、老師的教學方法。改革的宗旨要以學生應用能力為培養目標，強化學生的動手能力，提高學生利用信息技術工具分析問題、解決問題的意識和能力，提高學生的信息素養，為學生的繼續發展打下堅實基礎，最大限度縮小畢業生的出校技能與就業崗位的要求之間的差距，減少用人單位的再培訓成本，使個人與企業共同發展；同時要注意學生基礎的差異性，不同企業、不同崗位用人的不同要求，設置多種層次、多種方式的教育模式，以滿足不同的學習要求。
3構建計算機公共課程動態體系
3.1課程體系結構與教學計劃
我們設置“三層次”計算機公共課程體系(如表2)，并且納入學?！叭髮哟巍闭n程體系(基礎課程、技術基礎課程、專業課程)之中，作為基礎課程與技術基礎課程共同建設。
3.2 基本課程設置
據計算機基礎教學內容所涉及的知識結構，我們設計如下幾類核心課程或課程包，作為各專業類別選擇的依據，見表3。
1) 計算機應用基礎。
2) 計算機硬件技術基礎。如微機原理與接口、單片機原理與應用。
3) 計算機程序設計基礎。不同要求選擇不同語言，如C或C＋＋側重講解結構化程序設計方法、數據結構與算法、模塊化程序設計等，C＋＋或Java側重講解面向對象的程序設計、應用程序編程接口等，VC＋＋、VB或Delphi側重講解可視化編程技術、組件技術、圖形用戶界面設計及應用程序開發等。同時程序設計課程從編程能力的側重點不同可分兩個層次：語言級程序設計和工具級程序設計。不論哪種語言都應講解程序設計的基礎知識與基本編程技術。
4) 數據庫技術與應用。
5) 多媒體技術與應用。
6) 網絡技術與應用。
3.3課程資源建設
根據計算機基礎教育的特點及“大工程觀”教育理念的要求，循序漸進建設立體化三級課程資源：一是根據本校實際，按照“課程目標章節目標問題(任務)解決問題歸納分析知識擴展”的建設思路，編寫有針對性的校本特色教材和實驗指導書；二是構建包括有“廣東省計算機公共課程共享中心”課程庫等資源的網絡教學平臺；三是建立面向全校學生的計算機開放性實驗環境，并實現分層次開放。第一層次為基礎教學實驗，對一二年級開放，其中包括組裝和維修電腦、網絡化實驗教學平臺、無紙化測試系統，企業用人單位模擬環境等，把理論教學內容與實際工程應用聯系起來；第二層次為綜合性教學實驗，以設計型和研究型實驗為主，突出內容的前沿性、實踐性和應用性，學生可以創造性的運用自己所學的知識查閱文獻、設計方案、實現構思，形成系統的知識體系，培養學生初步的工程應用能力和整體性的思維方式；第三層次為參與各種競賽的學生提供場地和指導，積極配合學生課外創新活動，培養具有創新精神與能力的工程技術人才；第四層次為課題研究開發、系統設計等實驗項目，由老師申請課題，吸引那些感興趣又有能力的學生加入課題研究，培養具有工程實踐能力、多學科綜合知識背景的復合型工程人才。
3.4評價方式與實施建議
評價目標：變考試為能力認證，體現真實的計算機技能水平，讓學生拋開考試的恐懼。
評價方式：通過教考分離，促進課程教學質量得到客觀、公正的評價；建設無紙化考核平臺，把一次性考試變為多次的通過性考核，真正以“考”促學。
評價內容：注重綜合能力的考查。
我們的調查數據顯示：“一般掌握”計算機基本技能的新生有七成。因此我們可在新生入學后進行“通過性”的“計算機應用基礎”水平測試進行分流，通過者自動獲得該課程學分，不通過者可選擇參加自學(學校提供充足的立體化學習資源)，或者選擇參加學校組織的面授課程；對已通過考核的學生，我們為他們提供一個豐富的自主學習的網絡資源并開設專題講座，形式可模擬用人單位的辦公環境，讓學生真正置身到崗位的實際操作中，如模擬策劃與推廣崗位，讓學生排版和設計；如模擬金融與財務崗位，讓他們學習一些財務管理軟件，使他們能真正去處理財務管理問題，如計稅、納稅等等。這些都能體現“大工程觀”建設中關于提高學生的工程實踐能力和解決實際工程問題的能力要求，并推出一系列比賽和獎勵來激發他們的積極性。
課程設置采取“1＋X”方案，即計算機應用基礎＋若干必修/選修課程。當然必修與選修是相對的、動態變化的，不同專業有不同設置。如科學計算類專業，其知識結構特點與要求要有較強的程序設計能力，建議課程：計算機應用基礎＋計算機程序設計基礎、數據庫應用技術、多媒體技術與應用等。
4結束語
社會與經濟的發展已經發生了很大變化，學生的能力和水平出現很大的差異，傳統的教學與管理方法已經不能適應這些變化，提高教學效率，進行課程改革勢在必行。大學計算機公共基礎教育是培養學生信息素養的有效平臺，該平臺的構建要因應信息技術的發展、社會的需求、用人單位崗位的需要、學生發展與專業要求等，建立動態的多元化的教學資源，采取動態的教學方式和多種形式評價方法與考核認證，最終體現“以生為本”的教育理念。
參考文獻
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[3] 中國高等院校計算機基礎教育改革課題研究組. 中國高等院校計算機基礎教育課程體系2004[M]. 北京:清華大學出版社,2004.
Study on the architecture of computer’s public courses at local universities
CHEN Yi-ming
(Maoming College, Maoming Guangdong, 525000)
計算機程序編程培訓范文4
關鍵詞：實踐教學；計算機專業；解決問題
一、課程體系的改革
（一）課程體系要合理。首先，要加強相關課程的教學深度和力度，將理論聯系實際，用實際問題來加深學生對理論的進一步理解，全面提升學生的水平，加深學生對編程概念的理解[2]。其次，針對學生已經有的相關理論基礎，積極調整教學計劃，適當增加學生的實踐課學時，以滿足學生實踐課程中的動手需求，增加學生動手練習的時間。最后，在課后對學生開放實驗室，增加學生自由上機時間，并同時安排相關老師進行實踐輔導，使學生在發現問題的同時可以理解解決問題，做到問題不過夜。（二）編程動手進課堂。在課程的安排上，將編程課程完全安排進入實驗室完成，增添電子教學設備，利用實驗室現有的超越電子教室，對編程過程進行更加清晰直觀的講解。聽完講解后，學生可以立即動手進行編程實踐，學生可以立即發現自己的問題和步驟，并立即找到老師進行解決，實現問題不留堂。同時，在校園網FTP共享新版本的相關編程軟件，使得學生在學習的最初了解和使用的就是最新的編程環境，緊跟上時代步伐。（三）考試成績編程見。將編程課程的期中和期末的考核由紙質的試卷改為在線的上機考試。除了有常規的選擇題型以外，將與程序相關的其他題型均以程序運行結果為給分點，結果正確則有分，不正確則無分，學生在考試過程中就對自己的程序是否得分已經有所了解，同時也促使學生由不想動手、不愛動手，變成不得不動手，因為不動手則不得分。
二、教師素質的提升
由于引進新的教學軟件系統，且增加了大量的學生實踐環節，這就要求教師熟悉教學軟件，且具有快速解決學生問題的能力。由于教師的年紀不同，年輕的教師軟件上手快，但是教學經驗不足，年紀大的教師教學經驗豐富，但是軟件上手較慢，針對以上問題將開展如下方法改革。（一）軟件系統培訓。聘請專業的軟件開發人員，對軟件進行有效的培訓，使教師能較好的完成對教學軟件的使用，并在教師上課過程中配備專門的實驗維護人員進行設備維護，在出現問題的同時立即解決，盡可能不占用學生的課堂時間[3]。（二）教師實戰培訓。由于大多數教師常年工作在授課一線，對當前社會的軟件行業了解不夠全面，所以定時聘請專業的軟件公司開發人員對理論教師和實驗教師進行實戰培訓，可以使得教師們對實戰前沿有更好的了解。（三）互通有無。定期舉辦研討會，對相關學科的教學進行討論，加深先修課與后續課程之間的聯系，集體聽課，對課程的講授和存在問題進行分析，使得以強帶弱，強者更強，達到一個良性循環的過程。
三、師生間的溝通
（一）溝通要趁早。在學生入學初，便組織學生座談，由高年級學生向低年級學生、好學生向一般學生傳授學習心得與經驗，建立幫扶互助小組，打消學生對編程本身的迷惑。同時，建立公眾號、論壇、微信群等聯絡方式，請編程能力較高的學生負責，方便隨時向學生答疑解惑，使得學生可以有“地”放矢。（二）領生入門。邀請專業開發人員為學生進行基礎的專業的實戰工程指導，同學間可以使用同樣課題進行日常練習，并進行班級評比，使得學生可以樂在其中。（三）修行在個人。學習是在使用的基礎之上的。如果沒有實踐，一直處于紙上談兵的狀態，不能學以致用，那么教學是一個失敗的過程[4]。實踐工程較多的教師可以拿出部分課題內容作為學生課題，指導培養學生參加大創計劃和嵌入式設計大賽、計算機程序設計大賽、電子設計大賽、機器人設計大賽的信息類競賽，增強學生的創新意識，使得學生可以學有所用，用有所得。
計算機程序編程培訓范文5
關鍵詞：C語言 實驗教學 教學方法
C語言作為當今流行的計算機程序設計語言之一，不僅成為計算機專業的必修課程，而且也越來越多地成為非計算機專業的一門計算機公共基礎課程。然而，在C語言程序設計課程的教學中，教師和學生都普遍認為該課涉及的概念比較復雜，使用靈活，容易出錯，特別是民族院校的學生大部分是來自邊遠地區；由于基礎差、語言交流困難等諸多原因，使得該課的教學更加困難。
在我校新制定的計算機基礎公共課的教學方案中，C語言程序設計這門課的理論課學時為24，實驗課學時為36。實驗課時與理論課時之比為3/2?？梢?，要提高C語言程序設計的教學質量，實驗教學是一個重要環節。加強C語言實驗教學有利于增加學生對理論知識的理解，調動學生的學習主動性，提高學生思維能力和動手能力。
一、實驗課教學方法的改革
在C語言的教學過程中，理論課和實驗課要有分工，各有所側重。由于理論課由40學時減少到24學時，如果按照以往的教學方法和進度，只能完成教學計劃內容的3/5，而且剩余的2/5內容恰恰是計算機等級考試的主要內容。如果這一部分不講授，必然給今后學生參加計算機等級考試增加困難。
針對上述情況，我們將一部分理論課的內容融合到實驗課的教學中，并對實驗課的實驗內容和教學方法進行了改革。
1.加強實驗課教學內容的改革
C語言程序設計是一門實踐性很強的課程，既要掌握概念，又要動手編程，還要上機調試。教師設計實驗內容時，根據各個不同的教學階段，應精心設計相應的實驗內容。例如，可以將實驗課教學分為三個階段。第一階段，主要熟悉上機環境、簡單程序的運行和調試。這一階段以驗證性實驗為主，增強學生學習信心。第二階段，根據教學內容，主要編寫一些常用算法的小程序。第三階段，將原來在理論課中講授的結構體、鏈表和文件部分，設計成一個綜合設計型實驗?？刹捎庙椖糠治鼋虒W法，在教師指導下完成一較大的實驗項目，如“學生成績管理系統”。將該項目的功能分解成各個模塊，分別用函數編寫。該實驗項目既復習、鞏固了已學知識，又引入了要學的新知識：結構體、鏈表和文件等。
2.加強實驗課教學方法的改革
（1）注意編程思想的培養
在實驗課的教學中，除了要安排一些驗證性實驗來加深對理論課所講授的知識點和編成方法的理解，還要注意培養學生的編程思想。實際上，要想掌握一種計算機語言的編成方法，只靠看書和做題是不夠的，必須通過實驗課的教學讓自己編寫程序并通過調試程序來培養程序設計思想和程序調試能力。計算機算法是程序設計的精髓，計算機語言只是表示形式。沒有正確的計算機算法，就無法用計算機正確地解決問題。學生每次做編程實驗時，都要求對每一道題目，找出解決問題的算法，畫出流程圖，最后才是編寫程序，這樣可以減少出錯的可能性。
（2）使用有意義的標識符
C語言教材常常使用單個字符，如i，j，k，a，b，c等作為標識符，很多學生在學習C++時覺得很難。其中一點就是C++教材中的標識符較長。對此，建議學生在編寫程序時盡量使用一些有意義的字符串作為標識符，盡量不要用1作為標識符，提高程序的可讀性。如輸入一系列學生成績時可使用scorel，score2，…而不是a1，a2，…
（3）網絡教學軟件的使用
傳統的實驗課是老師先布置實驗題目，然后學生做實驗，遇到問題就舉手，老師解答。然而，C語言實驗往往是大班教學，學生人數較多，許多問題十分相似，老師常常為同一問題解釋多次，指導不過來。針對這一問題，我們使用了電子極域軟件。該軟件是專門針對電腦教學和培訓網絡開發，可以非常方便地完成電腦教學任務，包括教師演示、學生示范、屏幕監視、遙控輔導、屏幕錄制、屏幕回放、同步文件傳輸、提交作業、遠程命令、獲取遠端信息等。教師可以通過文件傳輸功能，將實驗題目（如基礎改錯題）發放給學生，讓學生練習，然后通過提交作業功能抽一名學生的作業來講解。
二、實驗課考試模式的改革方法
為了提高實驗教學的效果，應將實驗課的考核作為C語言考核的重要組成部分，讓學生從思想上重視實驗環節。學生上實驗課前，對要做的實驗內容要做好準備工作。同時，教師應選擇一些學生感興趣的題目，留給學生提前預習，以激發學生的學習興趣。為了使學生重視實驗課，逐步引導學生自主學習，我們加大了平時考核的力度。
在考試的形式上，要改變以前期末一次性的考核方法，實行分階段考核，即平時考核和期末考試相結合的方式。我們根據C語言程序設計這門課的特點，采用了下面的考試形式：
課外大作業（10%）+考勤（10%）+3次單元考試（30%）+期末考試（50%）。其中：
（1）課外大作業是指學生在期末考試之前所要提交的一個大的實驗項目；該作業的目的在于培養學生的綜合程序設計能力和創新意識。作業采用網上提交，教師批閱的形式，滿分10分。
（2）實驗課的考勤利用計算機管理系統網上統計到課率。考勤滿分為10分。
（3）單元考試是指將課程內容分為3個單元，每講授完一個單元，就進行一次單元考試，每次10分，共30分。單元考試的題型分為單選題、填空題、程序改錯題、程序填空題、程序設計題。其中：
①單選題和填空題主要考核學生對常用的語法規則和基本概念的掌握程度。
②程序改錯題和程序填空題主要考核學生閱讀程序和調試程序的能力。
③程序設計題主要考核學生程序設計的能力，并且程序設計題占主要部分，以引導學生逐步掌握程序設計的方法，提高程序設計能力。
（4）期末考試的題型與單元考試題型相同，只是內容覆蓋全課程，共50分。
我們把上述考試形式稱為過程化考試。其中，單元考試和期末考試均采用機試，即通過計算機考試系統從題庫自動抽題，自動閱卷。
三、結束語
以上是對C語言程序設計課程的實驗教學方法進行的探討。通過實踐發現，這些方法有助于激發學生的學習自覺性和主動性，提高學生分析問題和解決問題的能力，達到提高教學質量的目的。
參考文獻：
計算機程序編程培訓范文6
摘 要：本文通過全面論述計算機圖形學的知識結構體系與它在計算機科學教育中的作用與地位，提出把計算機圖形學列入計算機專業的核心課程，以彌補“高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)”與“高等學校計算機科學與技術專業公共核心知識體系與課程”中對計算理論“能行性”教育的缺失與應用軟件編程系統訓練的不足。
關鍵詞：計算機圖形學；計算機教育；核心課程；軟件系統；應用開發
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
1 引言
2006年，國家教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會編制出版了“高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)“(以下簡稱”新專業規范“)[1]，該“新專業規范”指出：由于計算機專業是全國在校人數最多、高校開設專業最多的專業，這導致計算機類專業畢業生目前出現就業困難，其主要原因還是計算機人才的培養滿足社會需要的針對性不夠明確，導致了人才結構上的不合理。解決方法是分類培養、使計算機專業的學生能有相對優勢的知識結構，高校教育應該為計算機專業現在的畢業生增加專業特色、增強就業競爭優勢，等等。并由此提出了“高等學校計算機科學與技術專業公共核心知識體系與課程”(以下簡稱“核心課程”)[2]。無疑，這對全面規范并提高國內計算機教育的整體水平具有非常大的指導作用。通過認真學習研究這些內容之后發現，究竟應選擇哪些課程作為計算機的公共核心課程供全國各行業人員作為學習計算機的基礎知識，以及一些課程的教學內容應該如何安排，才能做到既拓展計算機專業學生的知識領域、又能增加學生畢業后的就業渠道等，這些都是大家不斷思考的問題。而計算機“核心課程”的選擇似乎對上述已有問題的解決幫助不夠，而增加計算機圖形學的教育對解決這些問題是一個值得借鑒的好方法，理由如下(不妥之處，請批評指正)。
2 計算機圖形學課程列入核心課程，彌補本科教學計算能行性教育的缺失
作為具有全國指導意義的“新專業規范”，應該為計算機教育在多個行業方向的發展奠定基礎，而抽出它們所共有的基礎課作為計算機本科教育的核心課程，但現有的“新專業規范”的公共“核心課程”[2]只有
程序設計
離散數學
數據結構
計算機組成
計算機網絡
操作系統
數據庫系統
等7門課程內容，而把“計算機圖形學”課程排斥在核心課程之外，這顯然不利于計算機應用的全面發展，不利于計算機動畫、游戲、圖形標準、計算機仿真、計算機輔助設計與制造等計算機應用軟件行業的全面發展，會縮小計算機本科生畢業之后的就業面，也與制定“新專業規范”的初衷相悖。
什么能被自動計算一直是計算機界探討的主題之一[8]，那些確切能用計算方法解決的問題如何設計才能被計算機自動計算簡稱計算的能行性(可計算性的實現前提)，而程序設計與數據結構這兩門課程是計算機編程的基礎，它們作為計算機的公共核心課程是必須的。但這兩門課程(該“程序設計”課程實為計算機程序設計語言＋語句的簡單應用，“數據結構”講授程序加工的數據如何配合算法進行有效管理安排、以實現算法的功能)并沒有從理論上解決計算機程序根據什么原則才能進行有效設計、以及程序如何構成系統后才能最后自動解決用戶提交的計算問題，這是國內“程序設計”課程多年來懸而未決的老大難題。其原因在于：講授程序設計語言時，學生還沒有數據結構方面的知識，而數據結構本身既不講模型方法、又不講解軟件系統等概念，同時這兩門課程也缺少具有復雜計算模型的大規模實用軟件編程的整體訓練內容與方法，若把這些缺失的內容都加入到教學中，則一無足夠的課時、二是改變了授課的性質。所以，從算法語言的角度介紹程序的設計方法是不完備的。
對于這個問題，計算理論早已從計算的機理與實現上予以解決。但計算理論的內容一般只在研究生階段講授，且計算理論是研究生的一個專業方向、即使該理論在研究生階段講授、學生理解也有一定難度，而把這套理論方法直接用于實踐以解決實際應用問題難度更大[9]。即現有成熟的程序設計理論與方法沒有通過適當的載體引進本科課堂教學中是現行教育政策最大的不足，而計算機圖形學是直接從應用軟件開發的角度闡述計算的“能行性”問題(見下述)，當其列入計算機的核心課程后，既能彌補上述計算理論教育中缺失的一環，也能有效彌補上述7門核心課程中計算機應用軟件編程系統訓練不足的尷尬。事實上，GPU(圖形處理芯片)與CPU在PC機上的發展并駕齊驅，證明計算機圖形學是計算機科學中不可缺少的重要研究領域，可這些沒有在“核心課程”[2]中得到有效的體現令人不解。
3 計算機圖形學的知識結構體系
3.1 計算機圖形學的研究對象、研究方法與基本教學內容
計算機圖形學的最終目的就是用計算機程序的方法在計算機顯示器屏幕上生成圖像效果，特別是生成類似照相機拍攝的三維圖像。而照相機拍攝三維圖像是一個具體的物理過程，它的基本原理是光線在空間物體之間相互傳播，當光線被物體表面反射并被照相機接收后形成的顯示效果。由于人們能從二維照片上光點的亮度與大小判斷出物體表面該點距照相機的相對遠近，故人們常稱這種圖像為三維圖像。用計算機程序的方法生成具有高度真實感的圖形就是對上述物理過程的一種近似仿真模擬得到的效果。為了達到這一目的，人們根據仿真方法的要求，建立了仿真過程需要的各種模型(包括照相機模型，燈光模型，顏色模型，照明模型，物體的幾何模型，物體表面的材質與紋理模型)，通過①模型數據的輸入(交互輸入、編程輸入、文件輸入等)、②數據的存儲與管理(系統參數文件、圖形模型數據文件、規格化圖形數據文件、物理顯示設備的圖形顯示文件)、③數據的運算處理(物體的幾何變換、全剖切運算、集合運算、三維重建算法、物體的各種變形運算等)、④數據的輸出(各種線段圖形的生成與實面積多邊形的填充算法、著色算法、消隱算法、紋理映射算法、陰影算法，光線跟蹤算法與輻射度算法)等4個處理過程，用系統編程設計的方法實現其圖形顯示[7]。
這里照相機模型描述了三維空間中的點、線、面等圖形投影轉換成二維空間中點、線、面等圖形，并調用二維圖形的生成算法生成二維圖像，同時裁剪超出顯示范圍的三維圖形、便于圖形的正確顯示。燈光模型與顏色模型描述了光線產生的根源、點光源的空間幾何分布、光線在空間中的傳播方向與衰減規律，光線的色彩屬性、亮度計算方法與合成色的變化規律等內容。照明模型描述了物體表面反光或透光能力的計算方法。物體的幾何模型描述了一個物體的點線面等幾何尺寸與大小。材質特性描述了各物體表面對各種性質光線的反光與透光能力的大小。紋理模型直接描述了物體表面各點的顯示細節與像素值。著色算法確定了用何種插值算法填充多邊形網格表面、使其顯示效果是多邊形網格效果或是一張光滑的曲面效果。消隱算法確定顯示物體表面的各個可見表面與邊線，不顯示其被遮擋的不可見的表面與邊線。紋理映射算法就是把一張照片映射至物體的表面上(又稱貼圖)，而這個照片既可以是實際照相機拍攝的三維照片，也可以是用數學模型描述并動態產生的結果。在場景中，由于某些遮擋物的存在，光線不能直接照射到某些物體的表面，使得這些表面反光(透光)的亮度暗于被光線直接照射物體表面的亮度；觀察的角度不同，所見這種陰影效果的形狀與大小不一樣；陰影算法即在場景圖中統一繪制這種陰影顯示效果與非陰影顯示效果。光線跟蹤算法、輻射度算法就是仿真光線的傳播過程以達到最后生成所需的圖像效果。
事實上，在計算機圖形學的應用領域中僅研究這些模型還不夠，還要用程序設計語言與數據結構的知識把它們都轉換成一個個可執行的算法，并用系統編程的方法把這些算法構成一個軟件系統整體，才能方便各種圖形的生成。而在這個軟件系統中生成圖形的第一步是構造多種物體的幾何模型與形狀(物體的幾何變換、全剖切運算、集合運算是用簡單物體構造復雜物體的有效工具之一，三維重建算法是用點、線、面等元素恢復物體外殼的幾何形狀)，在統一的世界坐標系中確定它們的位置與朝向，再逐一確定物體表面的材質特性與紋理效果等，使這種多物體造型(稱場景造型)滿足實際應用的需要。第二步是設置燈光與燈光的特性，設置照相機模型等。第三步是在上述二步的基礎上，統一用光線跟蹤算法或輻射度算法生成上述場景造型所對應的三維圖像效果(又稱渲染)。
應注意：
① 試圖精確的構造現實世界中所有物體、特別是具有復雜結構或微小結構或細微動態變化物體的幾何模型既不現實、其代價也太大，人們總是想用其它的方法來代替，這就是所謂分形描述、粒子描述建模等多種其它建模方法的來源；
② 完全按照物理學上光線的傳播方法來生成圖像太費時間，光線跟蹤算法、輻射度算法事實上是對物理光線傳播方法的一種近似。這個近似程度一般由圖像顯示的真實感與計算的復雜度來確定。
③ 在上述場景造型的構造過程中，若物體運動或變形，燈光改變照射的范圍、朝向、亮度、色彩，照相機改變拍攝的方向或跟蹤拍攝，此時若連續拍攝(即渲染)三維空間場景效果，就形成了多幀圖像，連續播放這些多幀圖像就是計算機動畫。
④ 所謂圖形標準就是把上述的照相機模型、點光源的燈光模型、顏色模型、簡單的照明模型、著色算法，以及點線面、多邊形網格模型等模型與算法用硬件實現，并由圖形標準提供軟件接口方法調用這些硬件功能；當用戶向該圖形標準提供上述模型的描述數據與材質、紋理描述數據之后，計算機就能用硬件加速的方法實現在顯示器中高速生成點線面、多邊形網格，以及光照效果的表面、紋理效果等圖形。目前的圖形標準本身并不負責物體幾何模型的構造，也不負責管理各種模型數據等?，F圖形標準主要以紋理映射算法為主，暫時還沒有用光線跟蹤或輻射度算法以實現三維圖形的實時顯示?？梢妶D形標準僅是計算機圖形學部分研究成果的具體實現。
⑤ 若能在上述場景造型中，讓各種物體實時運動(照相機與燈光是具有其它功能的物體，它們也有幾何形狀，也能與人、動物等角色(多關節物體)一樣進行各種運動)，并能接收用戶的交互操作、且這種運動過程具有故事情節性，同時這種多物體運動的效果能在計算機顯示器屏幕中實時生成顯示，這種計算機動畫就是3D游戲(人類社會活動的仿真)。3D游戲另一個難點在于復雜游戲引擎的構造――即如何構造并管理游戲場景的模型數據(包括聲音與人工交互操作等)，使整個游戲畫面達到實時顯示的目的。事實上，3D游戲可以看成是計算機多媒體技術與虛擬現實技術在商業上的降級簡單應用。
⑥ 物體的幾何造型、變形與運動是計算機動畫的一個難點，比體這個概念更復雜的是流體與場的模型構造、顯示，它們能描述更廣泛一類的物理現象，如臺風的變化過程、風洞的實驗效果、物體表面的應力變化現象、環境中熱傳遞效果的變化、地質勘探結果的可視化顯示等，一般人們把這些問題歸納在“科學計算的可視化”課程中講授，因為這些流體與場的模型構造等需要比較深的數學知識。但是，一旦這些流體與場的幾何數據模型確定之后，人們就能用圖形標準顯示它們。
⑦ 計算機輔助設計CAD與計算機動畫的區別：在CAD中，也需要構造物體的幾何模型并顯示這些物體的構造效果，更重要的是還需要用數控機床把這些設計出的物體零件加工制造出來，故它對物體的幾何模型要求特別高、特別是其誤差控制，因為多個零部件組成的精密加工機床等最后影響加工的精度都與各個物體模型的誤差精度相互關聯。顯然，在CAD領域中，也有零部件之間的聯動等多種運動需要精密控制(機械運動與仿真)。與物體幾何模型要求相比，CAD領域中物體的顯示要求可以放低些。而在計算機動畫中，相對而言，對物體幾何模型的要求低，例如物體的外表面可以不封閉，只要這個不封閉的外殼表面破綻不被照相機拍攝到就可以了；但計算機動畫對最后渲染的圖像顯示質量的真實感效果要求很高。
⑧ 二維圖形與三維圖形的區別：這兩者的區別除了其數學模型一個是二維的、一個是三維的之外，更大的區別還在于二維圖形學只能從數學上研究圖形的基本規律(點、直線、曲線、平面與形狀，位置，運動與變形，色彩等)、以及圖形的模型構造與顯示方法；利用二維圖形的簡單性，可剖析計算機二維圖形系統的組成，即軟件系統是一個能自動運行的程序，它能從輸入、存儲、運算處理、
輸出等方面全面處理用戶在某個領域中提出的諸多數學模型并完成其模型描述數據的加工任務，使用戶很容易明確這種軟件的組成、功能與使用范圍。三維圖形學卻可以用數學模型的方法研究自然界中的多種物理現象，由此探討大自然中多種物理現象的變化規律，并能用圖形顯示的方法來表現這種變化過程，這種方法正是人們探索自然并進行科學研究所倡導的基本方法之一。因此，從三維圖形學的基本教學研究內容可知，用圖形方式(可見的點線面、色彩、紋理)顯示各種物理現象的變化過程只是一個表面現象，關鍵的是要掌握這種變化過程的物理機理并能用數學模型的方法全面正確的描述這種變化(即用圖形的方法表達計算機信息數據的含義非常適合人們觀察自然、了解自然現象與變化規律，而計算機的信息描述數據是由具體的各種物理變化過程確定的)，即掌握計算機仿真與科學研究方法才是學習計算機圖形學的真諦，也即用計算物理學的基本思想能統一傳統意義上計算機圖形學與計算機輔助設計學科中的基本研究內容。計算機專業的學生有了這種方法后，再深入其它各應用學科領域，努力掌握其物理原理、科學實驗與數學模型方法等知識，并與行業專家相互配合，計算機與計算工具就在各專業領域的科學研究與系統設計上大有用武之地了。
綜上所述，可以給出計算機圖形學如下定義：
計算機圖形學屬于計算機應用軟件的研究范疇，它主要通過物理原理與數學方法，建立描述自然景觀(虛幻世界)的幾何數據模型與顯示圖形的物理數學模型，以達到用程序的方法把這些模型的描述數據通過算法轉換成在計算機顯示器中顯示自然景觀圖像的目的。本質上，用計算機生成三維真實感圖形就是用數學模型的方法仿真光線在物體之間相互傳播而產生的顯示效果或把光線傳遞的效果即照片映射至物體表面上所產生的顯示效果。
國內計算機圖形學教育工作者已認識到計算機圖形學在計算機學科教育與科學研究中的重要性，并于2001年公開出版計算機圖形學教材支持上述觀點[10]。但由于這些觀點沒有引起國內計算機界制定政策的主流階層人士的關注，相反，從2000年開始，計算機圖形學的內容卻從全國范圍內的計算機專業等級考試中消失，這不能不說是國內計算機教育的一大損失。
而計算機圖形學的授課關系見4.1節。
3.2 “新專業規范”中，計算機圖形學的教學內容有待改進
“新專業規范”中計算機圖形學的教學內容主要放在計算機圖形標準的使用上，核心內容只有圖形標準、照相機模型，圖形顯示設備與輸入設備，前期課程要求計算機程序設計語言與離散數學，并只安排8個課時來講授這些內容，其它的內容作為選修內容(這包括各種圖形的生成算法、物體幾何模型的描述方法，計算機動畫，可視化，虛擬現實，計算機視覺，人們對色彩的主觀感受、如何用色彩方式表達設計作品的主題思想，等等)。這種教學安排能使學生掌握圖形標準的使用、以及照相機模型的應用，很容易導致學生誤認計算機圖形學就是在顯示器上繪制各種圖形這種認識偏差。
這種教學安排不當之處如下：
首先，計算機圖形學的前期課程應該是程序設計語言與數據結構。實際上，不學離散數學并不影響學生編寫圖形學的各種應用程序；但不學數據結構，則編程困難；而且授課學時數太少。
其次，圖形標準自成體系，但它不能構成一個完全自動運行并具有圖形數據輸入、存儲、運算處理、輸出等處理全流程功能的軟件系統，它往往需要用戶在應用軟件中向圖形標準輸入模型數據并調用其各函數才能出現所需要的圖形顯示效果。初學者原指望學了計算機圖形學，就知道象3DS MAX與OpenGL等軟件中是如何編寫程序并實現各種動畫圖形的顯示，但授課結果卻令人失望。
第三，由于初學者一般缺少對計算機圖形學的全面了解，缺少對計算機圖形學的研究對象與研究方法的認識，也沒有圖形系統的概念，該“新專業規范”授課大綱中雖有物體幾何模型的描述方法但缺少在圖形系統中具體建造物體幾何模型等實例；另大綱中授課內容的邏輯關系非常不順暢(例如把計算機視覺作為計算機圖形學的一部分對待并講授值得商榷，雖然人們期待從計算機視覺圖像中獲得圖像的模型描述數據并一直朝這個方向努力，但計算機圖形學與計算機視覺的研究方向與研究方法畢竟有很大的區別)，也沒有總結出計算機圖形學的核心概念，且對計算機圖形學的認識仍停留在圖形學由各種算法的集合所組成的認識層面上，很難正確體現計算機圖形學在科學研究中的重要作用。若授課內容掌握不當易使教學與學習迷失方向，或再次導致計算機圖形學課程被計算機專業邊緣化，這也是多年來國內同行反映計算機圖形學難教難學的原因之一，這顯然與當今計算機圖形學在計算機科學中的發展潮流相悖。
第四，圖形標準只是計算機圖形學部分研究成果的具體實現，當初國外為什么會選擇圖形標準而不是選擇計算機動畫為案例作為講授計算機圖形學課程的主要內容，作者認為可能有以下原因：
① 歷史的原因：因為圖形標準是計算機圖形學最早、最成熟的研究領域，后才有CAD、游戲與動畫等；且圖形標準在各個行業都有廣泛的應用，而CAD、游戲與動畫是一個具體的專業方向，教學難度大。
② 商業發展的需要：圖形標準用硬件實現后，已經成為個人計算機的標準配置，這就促使人們更加專注圖形標準的發展。
③ 國外的教學體系不一樣：美國的計算機工業、圖形學產業與計算機教育均位于世界領先水平，但全美國并沒有強制性的計算機教育指導大綱，可是美國各校的計算機教育各有特色，他們對計算機的各個方面都有涉及、且各種層次的計算機課程都有，這種寬松的教育體制有利于科技成果與教育的創新培養。以圖形學課程為例，若你需要繼續深造，它還有許多圖形學的選修課、提高課程(如計算機輔助幾何設計、數字幾何處理、曲面造型與設計、CAD、計算機動畫、游戲、計算機程序設計方法等等)以及最新的學術論文等待著你、直至讓你從這種授課體系中走向學科的最前沿與商業開發――即雖然他們的某一門基礎課不一定很完美，但他們可以從完整的授課體系中，讓你掌握計算機圖形學等計算機應用學科的全部內容；但這也同時留下了因為課程劃分過細，使人不容易一下掌握學科內容的全貌而留下遺憾?？墒菄鴥鹊挠嬎銠C教育與國外不一樣，首先，國內的高校沒有條件開設那么多的計算機選修課；其次，若是全國性的計算機教學指導大綱不全面、不權威的話，就會在計算機學科的發展道路上留下無可挽回的遺憾。
④ 出于知識產權的保護，美國沒有一本書的教學內容是一樣的(包括CC2005中關于計算機圖形學的知識結構體系的論述)，這固然便于知識創新，但卻不利于優秀知識的繼承與傳授，結果使得每本新書的內容與體系都不一樣且龐雜，這對初學者是一個極大的負擔，需要教師認真抽取眾多書籍的有效內容，成系統后傳授給學生，才能有效的提高學生的學習效率，2000年以前國內外計算機圖形學的教材內容與體系的不夠成熟，也是造成國內計算機圖形學授課不能得到有效重視的原因之一。
⑤ 由于以上原因，美國人并沒有把計算機圖形學作為計算機學科的核心課程，這使得美國人的計算機圖形學課程的教育落后于其計算機圖形學等商業軟件開發等應用，這是一個不爭的事實(在美國，教材與授課基本上是老師的個人作為，商業軟件的開發是團隊作為并有經濟利益作為支撐，它能不斷發展并自我完善)。也有很多國際人士認識到計算機圖形學的教育出現了問題[4]，顯然，仍把計算機圖形學定義為在顯示器上顯示各種圖形是過于簡單，這是沒有正確地把計算機圖形學學科的發展規律引入教育部門、忽視計算機圖形學在各行業領域中的具體應用與需求的一種表現。因此，全面認真研究美國人在計算機教育與計算機工業的發展規律、商業軟件開發等多種優缺點，再針對國內計算機教育中存在的不足，提出解決問題的方法應該是國內計算機教育界值得深思的問題；顯然，僅用跟蹤所謂國外先進的教學方法與理念也有不全面的地方。
4 計算機圖形學課程在計算機科學教育中的作用與地位
4.1 計算機圖形學是計算機應用軟件編程思想系統訓練的重要基礎課程
數據計算、數據存儲與檢索、數據聯網通信是現代計算機的三個最基本的應用。在這三者中，對于數據存儲，一般有數據結構課程與數據庫系統軟件分別介紹其基本原理與大規模數據的系統管理等軟件應用；對于數據聯網通信，一般有通信技術、計算機互聯網等課程、WinSocket技術等介紹其基本原理與實現方法；對于數據計算，一般有算法語言、編譯原理、自動機理論等課程介紹其原理，計算機科學與技術專業追求的目標是：用形式語言與自動機理論，通過形式化和模型的建立，構建系統，進行模型計算。但這些內容抽象、內容難以理解、難以直接應用解決實際應用問題[9]，計算機專業的本科生學習這一方法尚有一定難度，非計算機專業的學生更不會接觸編譯原理與自動機理論等，這就造成一般學生在學習計算機進行編程計算的問題上存在知識缺陷，而計算機圖形學課程的授課正好可以有效的解決這個問題。
國內新一版的計算機圖形學的授課方法[7]：首先，以二維圖形為例，從理論上全面解決了圖形系統軟件的構建方法以及圖形數據處理流程的全過程，使初學者牢固的樹立起軟件系統的概念；其次，為了用計算機仿真的方法在顯示器中生成三維真實感圖形效果，建立了描述各種物理現象的多種數學模型(見上述)，這些數學模型的描述數據都能通過圖形模型數據文件的方式保存在計算機圖形系統中供系統內部程序調用，以仿真方法生成三維圖像。也就是說，①系統與模型的數學與形式化的描述方法；②按系統數據處理流程，用算法語言與數據結構等知識把模型數據的處理方法全轉換成一個個程序，以實現其數據處理的全過程等任務；③編程實現時，需根據計算機的配置與用戶的經濟要求，合理考慮所選算法的復雜度(或選擇優化算法實現圖形功能)；這三者是計算機編程計算的基本步驟與要求，是實現可計算性的三個條件――即計算機圖形學既成功探索了一般典型的計算機應用軟件系統開發的基本規律，又用可視化的方式表達了其程序數據運算處理的最后結果，這為該課程成為初學者學習計算機程序設計方法的首選課程之一奠定了基礎。
若沒有計算機圖形學等編程課程的系統訓練，計算機初學者一般只能通過實際大型軟件項目的學習與訓練(或繼續深造)，通過自我總結與提高，才能全面地掌握這種編程與數據計算等知識，而這種機會不是人人都具有的，其付出的代價也將是巨大的。例如現在一般計算機本科專業的學生雖然能熟練的掌握3ds max軟件的操作使用，但不清3ds max軟件是如何編制而成，就是現階段本科教育存在缺陷的具體表現。
通過數據結構的學習，使學生明白：算法＋數據結構決定程序設計；但計算機圖形學的授課能使學生進一步明白：算法不是從天上掉下來的，它們是由用戶解決實際問題建立的物理數學模型、并抽象出模型描述數據之后，提出處理其數據模型的基本方法與步驟；而數據結構是記錄該模型的描述數據、以及根據算法的需要構造而成、以配合保存各種中間加工數據或最后加工結果；編程者只有把這些解決問題對象的多種模型編寫成軟件系統之后，才能完滿的完成程序設計的任務――即計算模型及對模型的變換與運算處理方法決定了程序設計的算法與數據結構。
4.2 計算機圖形學的教育體現了計算機學科的科學性
計算學科是指通過在計算機上建立模型并模擬物理過程來進行科學調查和研究。該學科是對信息描述和變換算法的系統研究，主要包括它們的理論、分析、效率、實現和應用[6]。在目前所見的計算機教材中，只有計算機圖形學是按照這種理論體系組織教學內容的。這些教學內容是人們耳熟能詳的物理原理與相對簡單的數學知識在計算機中的綜合運用，是計算機學科科學性的具體表現之一――只有把計算工具直接應用于科學研究中，這種計算工具與方法具有科學性才有說服力，而計算機仿真是科學研究中常用的一種有效方法，復雜的數學計算又是仿真建模的基礎，從這個意義上講，仿真與復雜的數學計算等都是科學研究中重要的研究方法之一。這樣，該課程就很好的解決了“新專業規范”中人們對“數字科學計算”的認識不統一而導致該課程的教學內容與要求不詳等問題，很好地使計算機的應用回歸其本來面目；
4.3 用圖形方式表示計算機信息數據的含義，比用數字符號方式表示其含義更高級、更自然，也是計算機科學研究的對象之一
用文字符號方式描述客觀世界是對客觀世界的一種抽象，是對客觀世界的一種不完整的描述；而人們感受客觀世界最自然、相對全面的是用眼睛觀察客觀世界，它可以較準確的確定客觀世界中物理現象的存在與變化規律，這個方法運用于計算機中，就是用圖形方式表示計算機信息數據的含義，這種表示方法比符號方式表示信息數據的含義復雜，表示的信息量大，對計算機的硬件要求高。在計算機的多媒體信息表達方式中，圖形方式是處理過程最復雜的、也更符合人們的觀察習慣。故用圖形方式表達信息數據是一種表達信息數據含義的高級表達方式。
現代計算機的應用，不僅是數值計算與數據管理、還表現在工程設計中，人們用圖形方式來表達設計人員的設計思想、設計方法，以及設計作品的體系結構與功能等，它能充分表達設計人員的形象思維方式，這種表達方式不僅要求能用計算機表達出來，而且要求計算機能接受人們用這種方式向計算機輸入數學模型，這些都是計算機科學面臨的新課題。例如古代三國時期，諸葛亮造木牛流馬搬運糧草，史書雖然有文字記載其構造方法，但后人卻無法復原這種運輸工具。在沒有實物的情況下，只有用圖形方式表示該運輸工具的基本構造方法才能使后人復原這種古代的運輸工具。對于這類復合結構的復雜物體與運動形式即使用幾何數據對它詳細描述，若不借助圖形方式來表示其幾何形狀與結構等信息，人們對它的理解也會發生困難，這就是現實中用符號方式描述與圖形方式描述(抽象描述與形象描述)信息含義之間的差別。經驗告訴我們：在計算機中，信息數據的描述方法不同，往往導致編程的方法與效果也不同，若我們不進行這種方式的培訓，就會落后于計算機時代的發展。
4.4 掌握計算機配置的常用工具，是計算機應用的必要條件
傳統計算機學科的授課內容，并不直接講解如何進行科學計算等問題，而是為解決復雜的科學計算等問題提供軟件服務工具、方法與手段等。例如，從大量應用中(包括軟件編程)，找準、預測用戶的需求；然后，從中抽象其具有共性的方法與難題，并把它們上升為理論，最后把這種理論開發成工具與系統方法，供用戶使用；操作系統軟件、匯編語言與編譯系統、高級語言與編譯系統、軟件工程的概念與方法、面向對象的軟件開發語言等都是這樣逐漸發展起來的；同樣的思路，為了計算機的應用，人們開發了辦公自動化軟件、數據庫系統軟件、網絡瀏覽器、三維圖形標準等各種工具，等等，用戶用這些工具能更高效率的開發應用程序。但是，這種授課方式卻把用計算機解決科學計算等應用問題留給具體的應用部門與用戶對應用軟件的具體開發，而課堂教學一般缺少這方面的系統實例，這也是導致目前計算機本科生應用軟件系統開發能力弱的原因之一。
但當計算機學科發展到用可視化軟件開發應用程序，而計算機的基礎教育卻忽視這種發展潮流與技術進步(現有的計算機公共核心課程沒有計算機圖形學的內容)，這只能使我們的應用軟件的開發水平仍停留在上世紀70年代的字符表現水平上。因此，計算機本科教育中，使學生掌握計算機配置的常用工具是計算機應用的必要條件，這當然包括讓學生掌握計算機三維圖形標準這個有用工具。
4.5 計算機圖形學是嫁接多學科的橋梁，是科學研究思維能力訓練的延續與有效方法之一
大學的教育，除了要求學生掌握一門專業的系統基礎理論知識與應用外，關鍵是要掌握“根據任務與需要，學會從中發現問題、分析問題、提出解決問題的方法，建立解決問題的數學模型，直至用物理實驗或軟件編程的方法解決發現的問題”這種工作能力以及繼續學習深造的能力。只有這樣，計算機專業的學生才具備自我獲取知識和探索解決問題的能力，并使自己在新的工作崗位上做到既是計算機方面的專家，也是行業領域的專家助手，計算機專業的學生才能更好的服務于社會，造福于自己。
什么樣的課程能做到使他們具備自我獲取知識和探索解決問題的思維能力？傳統上大學物理與數學課程的教育是培養這一方法的有效途徑。因為物理學是蘊藏科學方法論的寶庫，物理不僅包含了物質世界的運動規律，同時蘊涵了豐富的哲理和研究、思維方法，對于培養創新思維有著獨特的優勢。這種獨特的優勢地位決定了大學物理在培養全面發展型人才中的特殊作用。顯然，知識的內容是有限的，而思維的創造力是無限的。物理學若干世紀以來的輝煌成就，使之創造了一整套行之有效的思想方法和研究方法，據專家統計，在300種通用的科學方法中，物理學包含170種，占56．7%。在大學物理課程中，學生可以接觸到實驗的方法、觀察的方法、科學抽象的方法、理想模型的方法、科學歸納的方法、類比的方法、演繹的方法、統計的方法、證明和反駁的方法、數學模型的方法；還可以學習到科學假設的方法、對稱性分析的方法以及定性和半定量的方法等等。同時，物理課程中還包含了無數著名科學大師許多深刻的物理思想和精妙的哲學思辯，尤其隨處可見前輩科學破除權威，敢于懷疑，大膽創新的許多生動鮮活的事例。這些閃耀人類智慧光芒的科學方法和科學精神，對提高學生的科學素養，培養他們的探索精神和創新意識，都會產生積極而深遠的影響，起到其他課程無法替代的作用[3]。
但傳統上計算機課程內容的安排中斷了高等數學與大學物理的學習與后續計算機課程學習的相互關系，一些搞計算機工作的人員會片面地認為不學物理與高等數學也一樣能學好計算機課程、一樣能從事計算機工作。而計算機圖形學課程的教學是嫁接大學一年級的高等數學、大學物理與三年級計算機專業教育的有效橋梁，是物理、數學知識在計算機應用領域中的具體應用。而計算機圖形學編程思想的訓練，特別是探索解決物理問題的數學模型的各種研制方法與思維能力，對各種行業面臨實際問題的解決與計算機應用軟件的編程具有典型的示范作用――即不同的應用領域、待解決的物理問題與性質不同，其建模解決問題的方法也不同。這種思維方式能告訴各專業學習計算機的學生：通過建立軟件系統、并用模型與仿真的方法指導工程實現(例如實現計算機圖形顯示)是工程應用中的典型方法之一(自動控制、通信、雷達系統工程中都是先用系統的數學模型與仿真方法確定系統工作參數后，再考慮其具體系統的物理實現)，這種思維方式是目前計算機公共核心課程與“軟件工程”課程所缺少的。具備這種知識與能力，無疑為計算機專業的學生拓展新的發展方向、為計算機專業的學生向其他應用行業的轉行做好了思想準備。
4.6 計算機學科的發展是為了應用，而計算機圖形學是計算機科學計算等應用的典型代表
計算機科學與技術主要以計算機產業的形式出現在人們的日常生活中，是人們生活、學習與工作的有效計算、存儲查詢、娛樂等輔助工具之一。計算機科學除了要探討計算理論自身的發展之外，還要探討產業的發展，探討用戶的應用與需求；再強大的計算機、功能更全面的開發工具，也需要更復雜的計算機應用課題做支撐，這是計算機學科發展的兩條主線。計算機學科的核心教育僅局限于計算理論自身的發展是不完善的，而計算機圖形學在計算機動畫、3D游戲、圖形標準、計算機仿真(如天氣預報、大規模地質勘探數據處理、模擬原子彈爆炸與理論設計、模擬汽車碰撞、電磁輻射設計、計算流體力學等應用都需要用圖形方式表達其結果)、計算機輔助設計與制造等領域的大量應用，代表了當今計算機科學應用的發展水平，是推動計算科學向前發展的源動力之一，不能再被計算機教育界所忽視。
基于以上理由，相信計算機圖形學成為計算機公共核心課程是可行的！
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參考文獻
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