計算機程序范例

摘要：文章從文化基礎、自主發展、社會參與三個方面闡述了計算機程序設計與學生核心素養之間的關系，并基于維果茨基的社會文化歷史理論，提出了基于學生核心素養培育的高校計算機程序設計教學策略，旨在為新一輪計算機通識課程改革提供思路。

關鍵詞：核心素養；計算機程序設計；維果茨基

學生發展核心素養是回答“培養什么樣人”的問題。計算機程序設計有助于人們具備基本的信息素養、邏輯推理能力和計算思維[1]，是“怎樣培養人”。因此，在高校人才培養中，此類課程一直都是理、工、管等專業的通識課程。然而，結合學生發展核心素養的計算機程序設計教學研究相對較少，現有文獻大都側重個別素養，不夠深入和系統[2-3]。如何真正從學生自身的發展出發，最大程度地發掘計算機程序設計課程促進學生發展核心素養，是該類課程改革的重要方向。

一、計算機程序設計教學與學生核心素養的關系

根據《中國學生發展核心素養》的闡述，以培養“全面發展的人”為核心。核心素養分為文化基礎、自主發展與社會參與三個方面，綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新六大素養，具體細化為國家認同等十八個基本要點[4]。計算機程序設計能夠培養學生的邏輯推理、計算思維和語言表達等方面的能力，它是重要的基礎科學和思維科學，其思想方法具有一定代表性[5]。因而，此類課程與學生發展核心素養所包括的文化基礎、自主發展與社會參與這三個方面均具有直接的聯系。

（一）計算機程序設計與學生核心素養之文化基礎。文化基礎，重在強調能習得人文、科學等各領域的知識和技能，掌握和運用人類優秀智慧成果，涵養內在精神，追求真善美的統一，發展成為有寬厚文化基礎，有更高精神追求的人[6]。文化基礎要求學生具備基本的人文底蘊和科學精神。成功的程序設計作品往往蘊含著寬厚的文化基礎。例如微軟的操作系統、谷歌搜索引擎，簡潔交互界面的設計融合了藝術學、美學和心理學等多種文化元素，而背后是算法賴以支撐的數學。另一個典型的例子是ACM國際大學生程序設計大賽。該大賽要求學生運用計算機、程序設計語言、數學、物理等學科知識和技能，結合程序設計解決實際問題。競賽中時刻要求學生保持理性思維、批判質疑、勇于探究等科學精神的基本要點。既然成功的程序設計作品蘊含著寬厚的文化基礎，那么，教授學生學習程序設計，就是利用計算機程序設計語言，綜合其他學科知識，解決實際問題，培育學生寬厚的文化基礎。有力的證明如廣受中小學學生喜愛的Scrath編程工具，其發明團隊領袖、麻省理工學院MitchelResnick教授一直倡導“編程化學習”，即把程序創造性地作為學習工具去承載豐富多彩的內容。例如，把它當作工具載體傳授數學知識和講解自然科學等。這種轉變將對學生的核心素養培養起到重要作用。

（二）計算機程序設計與學生核心素養之自主發展。自主發展，重在強調學生能有效管理自己的學習和生活，認識和發現自我價值，發掘自身潛力，有效應對復雜多變的環境，成就出彩人生，發展成有明確人生方向、有生活品質的人。自主發展包括學會學習和健康生活兩大素養。計算機程序設計語言發展至今已有幾十種，且新的程序設計語言還在不斷地涌現。教師不可能將所有程序設計語言教授給學生，而絕大部分學生后續課程和工作的內容都不是當前學習的程序設計語言。這就要求教師在計算機程序設計課程的教學過程中，要培養學生的理論基礎、學習習慣、研究方法和獨立思考、解決問題的能力，強化學生的自主學習能力。學生應從學習模式、時間管理和學習規劃技巧等方面針對自身特點采取一系列學習活動。例如，許多大學生在學習期間沒有給自己設定明確的目標，就可能容易沉迷于網絡游戲中，甚至自身的性格也會變得沉默寡言。通過程序設計課程，學生將理解一個基本原理：一切網絡游戲、智能手機應用的背后都是程序員所編寫的代碼。大學生不應該受程序控制，應有自己的人生規劃，要能自我管理，健康生活。筆者的一名學生，在學習改革后的計算機程序設計課程時，就培養了非常強的自律意識和自我管理能力，并針對學生長時間玩游戲的問題，開發了一款屏幕自鎖程序，提醒大家不要長時間沉溺于網絡游戲。

一.國際對計算機軟件的法律保護

1世界有關條約和協議對計算機軟件保護的相關規定

關貿總協定于1994年通過了《與世界貿易有關的知識產權協議》，規定將以原代碼或以目標碼表達的計算機程序作為文字作品進行保護，各成員國應對計算機程序提供版權保護。同時協議規定技術領域中發明只要具有新穎性、創造性并可付諸工業應用，均可申請獲得專利。世界知識產權組織通過的《世界知識產權組織版權條約》也規定了不論計算機程序均應作為文學作品受到保護，而不論其表達方式或表達形式如何。兩個《協議》和《條約》使得國際計算機軟件知識保護的標誰和依據得到統一。

2美國對計算機軟件的保護

(一)版權法的保護

美國國會1976年在其司法委員會報告中首次指出計算機程序和計算機數據庫包括在文學作品中。為適應數字網絡技術的迅速發展，美國又于1998年頒布了《數字化千年版權法案》，具體規定了軟件著作權人享有的各項權利。美國版權法還規定計算機軟件保護的期限為作者終生加死后勸年。對計算機軟件侵權的救濟方式包括禁令，沒收侵權物品，損害賠償及附加利潤賠償，法定賠償，承擔訴訟費和律師費等以及刑事處罰。

(二)專利法的保護

人工智能技術，是數字化信息溝通、運用的創新探索主導形式?；诖耍疚脑陉U述了人工智能技術內涵、外延、以及價值之上，著重對防護、傳輸、以及存儲等方面進行技術要點解析，以達到明晰技術條件，促進社會信息結構體系建設的目的。

引言：

人工智能，是數字化技術發展到一定階段的必然趨向，它不僅迎合了時展的需要，還為社會進步提供了技術指導。為了適應新時期技術資源探索的需要，結合技術特征，合理進行融合要素的系統化分析，為社會發展帶來了理論指導。

1人工智能概述

1.1人工智能內涵

人工智能，也稱為機械智能，是由人制造出來設備自動化調控實施形式，即，設備結構的自動化、有序性生產控制。人工智能的核心分析主要是從“人工”和“智能”兩個方面進行分析。“人工”就是指借助人的行為目標為導向，進行的機械生產技術探究策略；而“智能”是指以按照社會發展的需要，在機械程序化生產調控的基礎上，融合程序思維、結構調控等要求，合理進行生產結構的系統化處理與分析的具體方式。比如，機械程序可以自主進行生產程序的安全管理、文件歸類和安全檢測等情況，都是人工智能化的體現形式。隨著社會技術手段的研發程度逐步加深，人工智能技術實踐形式也在逐步進行長驅性推進，其中探索內容中涉及到了哲學、心理學、認知學等層面，應用形式也包含了指紋識別、聲音控制等形式。

1.2人工智能技術外延

摘要：測設定位工作是公路工程施工技術管理中的重要組成部分，測設定位準確與否關系著內業數據計算處理結果的準確性，對公路路面工程施工質量產生直接影響。為此，在公路工程施工質量控制過程中，須選擇合理的測設定位技術，通過科學的試驗檢測和定位計算提高資源利用率，科學評價材料和施工構件的質量，合理設計施工方案，提高施工的效率與質量。文章將在分析測設定位基本內容的基礎上，結合相關工程分析路面測設定位簡化應用要點，確保測設定位的準確。

關鍵詞：公路路面施工；測設定位；應用技術

1公路施工路面測設定位概述

公路工程施工具有工作量龐大、專業性強、施工條件復雜難度大的特點。在路面測設時，準確計算豎直線、斜直線和平曲線等位置及高程位置，為后續公路施工奠定良好基礎。測設定位是公路施工中重要的基礎技術，通過測量放線、計算定位后才可開展公路施工。由于公路路面施工要求連續、平整，須確保測設定位的準確。放樣定點在公路里程線上應每隔至少20m定出中線和標高位置，再確定路面邊緣、路肩邊緣位置，在平面上下均為直線段時，精確計算以確定點的位置。在設置緩和線的彎道路段時，應確定中線位置，計算左右兩邊路面的邊緣、路肩邊緣和路中線高差，并確定具體位置，計算縱立面、橫剖面和平面交叉位置定點。為了準確確定某一個點的位置，需要使用豎曲線、平曲線、加寬等計算公式，各個路段的計算應按照實際情況確定合適的計算公式和方法，每一個橫斷面需要計算路中線、走右邊線和路肩邊緣、標高的位置數據。

2工程概述

路面位置定位計算的數據，可用于路面施工前具體位置的準確定點放樣，如擋土墻施工、涵洞底部施工、頂部位置施工時，準確定位、做好路面定點計算對各項工程的順利實施具有較大意義。在實際工程應用中，需要編寫一套適合路面定位計算的計算機程序，該程序應滿足操作方便、易學易懂的要求，滿足管理人員、工程技術人員和施工現場班組長在施工和管理中的需要。以某段二級公路路面工程施工為例，該工程計算里程樁號在30126~30249之間，每隔10m設立樁號。計算橫縱剖面各個測點的坐標值、路中線和左右兩側路面邊緣、路肩邊緣的坐標值和高差值。在里程樁號之間，各個測點相對于起點的左側路肩底部為0點的高差值，輸入已知數據和各個測點的里程樁號，可以計算得到上述數值。

3公路施工路面測設定位簡化技術應用分析

摘要:隨著大數據時代來臨，運用計算機編程構建更加先進的智慧醫療服務系統成為大勢所趨。運用不同的程序語言可于各個領域進行平臺搭建，進而在人和計算機之間建立友好交流的橋梁，通過計算機對醫療系統的優化改建，可以免除“掛號難”“繳費難”等一系列問題進而真正實現為民辦事，以人為本這一根本原則。

關鍵詞:大數據;計算機;橋梁;搭建

一、緒論

醫療衛生體制改革作為各國政府高度關注的民生問題，不僅關系到公民的生命健康，也與國家和社會的穩定發展息息相關。因此，醫療服務行政體制改革受到全社會的關注。合理的醫療服務體系框架是醫療改革措施實施、醫療新技術應用、醫療服務資源公共配置的組織基礎，其效率直接關系到人民群眾對醫療需求的滿足和醫療資源的有效利用。在此之前，我國醫療服務體系的發展正進入一個改革的深水期。改革進程緩慢，各種社會問題層出不窮，因此，迫切需要正確的理論指導和技術支持。其中“互聯網+”計劃相關新興技術的興起，為醫療服務體系的改革和發展指明了新的方向。

二、研究背景

“互聯網+”醫療衛生服務體系是基于互聯網和云計算、大數據、物聯網和依托可穿戴設備、“互聯網+”思維和傳統醫療服務管理等現代信息技術深度融合、醫療服務模式、公共衛生管理、疾病預防控制、居民自我健康管理有利于深化公立醫院改革，合理配置醫療衛生資源，落實提高醫療診療服務能力和質量，提高醫療管理水平和監管效率，在我國，傳統的醫療服務體系將產生深刻的影響和變革。隨著經濟社會的發展，人口老齡化，醫學模式的轉變，疾病的變化，人類健康醫療服務面臨的挑戰越來越嚴峻和復雜。信息技術的飛速發展使人們的生活方式和服務方式發生了翻天覆地的變化。在可預見的未來，醫療保健服務部門和居民的健康自我管理將面臨現代信息社會帶來的巨大挑戰和深刻影響改變。只有借助現代信息技術，才能構建“互聯網+”醫療衛生系統，實現信息技術與醫療衛生的有機結合，有效地連接、交換和共享獨立的單一醫療信息系統。只有醫療衛生數據共享，才能真正實現以人體健康為中心的醫療服務模式，進而推動醫療事業的發展醫療衛生服務領域的全面改革，有效應對了醫學知識和臨床信息爆炸式增長的沖擊。“互聯網+”醫療將適應患者日益增長的醫療服務質量和模式需求，不斷創新醫療服務模式和管理模式互聯網加上“醫療保健”解決了醫療衛生資源的垂直流動，實行分級診療，深化公立醫院綜合改革，實現優質便捷的醫療服務和居民健康自我管理、緩解和減少衛生支出以及改革支付方式都將發揮重要作用，并產生深遠影響。

三、編程語言選用技巧

摘要：近年來計算機技術和網絡技術發展速度較快，網絡已成為人們日常生活中非常重要的內容。網絡給人們帶來諸多便利的同時，也帶來了較大的安全隱患。人們利用計算機信息網絡實現資源共享時，容易受到計算機病毒和網絡黑客的攻擊，從而對計算機系統的安全帶來較大的威脅，導致個人信息泄露或是系統癱瘓等問題。因此需要重視計算機信息網絡安全管理工作，提高網絡安全防范意識，確保計算機信息網絡的安全。文中分析了威脅計算機信息網絡安全的主要因素，并進一步對計算機信息網絡安全的防范措施進行了具體的闡述。

關鍵詞：計算機信息網絡；安全；主要因素；防范措施

在當前網絡信息時代，信息共享成為網絡信息時代的最重要特征，因此針對于計算機信息網絡的安全也成為信息安全的重要內容。當前計算機技術在各行各業中廣泛應用，其在有效的提高科學技術水平的基礎上，也給社會發展帶來了較大的信息安全隱患，因此要做好計算機信息網絡安全的防范工作，進一步對整個網絡信息系統進行完善，從而更好的推動計算機信息網絡的快速發展。

1威脅計算機信息網絡安全的主要因素

1.1自然因素

計算機信息網絡系統容易受到自然因素的影響，一旦自然災害發生，在不可抗力作用下計算機整個系統會癱瘓。同時氣候中的溫度和濕度也會對網絡信息的穩定性帶來較大的影響。特別是當前計算機信息網絡系統還不完善，容易受到各種自然因素的影響，因此在自然災害發生時，計算機信息網絡安全面臨嚴重的隱患。

1.2使用者無意識信息泄漏

摘要：采用主從式結構，設計天線平面近場掃描架的控制系統。該系統以三菱FX5UPLC作為從控制器對掃描架進行運動控制，以計算機為上位機，通過以太網對PLC進行運動參數設定和狀態監控。在VisualC++平臺開發設計上位機程序，利用PLC內置以太網端口，通過SLMP協議完成對FX5UPLC軟元件的讀寫，進而實現參數設定和狀態監控。實際應用表明，該控制系統能起到良好的控制效果。

關鍵詞：主從控制；PLC；SLMP；以太網

0引言

兩維運動平臺具有兩個沿正交方向的線性運動軸，其中Z軸整體安裝于X軸的滑臺之上。由于X軸和Z軸相互獨立，平臺運動學方程簡單，控制容易；因此兩維運動平臺在機床十字工作臺、直角坐標機器人、天線平面近場測量等領域得到廣泛應用。兩維運動平臺可采用單片機、PLC或運動控制卡等作為主控制器，其在實現難易、功能復雜程度和多軸聯動控制等方面各不相同。在天線平面近場測量中，一方面要求圖1所示平面掃描架具有圖2所示路徑[1]，X軸和Z軸先后運動，無復雜的兩軸聯動控制要求；另一方面又需要進行大量的數據處理和良好的人機操作界面。因此本文作者采用計算機加PLC的主從式控制結構[2-3]。在該控制系統中，計算機作為上位機和人機交互的主要接口，負責處理數據、參數設定和狀態監控等；PLC作為下位機對天線掃描架進行運動控制。

1PLC通訊協議及參數設定

由于天線掃描架采用圖2所示運行路徑，其X軸和Z軸沒有聯動控制要求，考慮到其他I/O需求，采用三菱FX5UPLC作為掃描架的運動控制器。FX5U系列PLC除了具有比FX3U系列更快的處理速度和更多的控制軸數外，還具有內置的以太網端口，方便了PLC與其它設備間的信息交互[4]。通過以太網口和三菱通訊協議，計算機可直接解析協議幀或借助于MX組件完成對三菱FX5UPLC軟元件的訪問[5]。采用直接解析SLMP協議幀的方法來訪問PLC的軟元件進而實現對掃描架運動參數的設定和狀態監控。SLMP協議是用于外部設備（計算機或顯示器等）使用以太網對SLMP對應設備進行訪問的協議，其3E幀與三菱MC協議的QnA系列3E幀具有相同的報文格式，可以以ASCII或二進制代碼進行通信，以ASCII代碼進行通信時報文格式如表1和表2所示[6]。計算機通過SLMP協議與PLC通訊，以PLC作為服務器，需在GXWorks3中針對以太網端口進行參數設置。根據需要將PLCIP地址設置為192.168.3.38，通信數據代碼設定為ASCII，在詳細設置中選擇以太網設備中的SLMP連接設備，并將其協議設置為TCP，端口號設置為8000．采用SLMP協議可以訪問FX5UPLC中絕大多數軟元件，根據掃描架控制要求，確定PLC參數與軟元件如表3所示。SLMP協議以位或字為單位訪問PLC中的軟元件，因此在表3中需要兩個連續的D寄存器來存儲位置、速度之類的浮點數據。

2計算機程序設計

本文作者：徐亞平 單位：江蘇技術師范學院計算機工程學院

隨著計算機技術的不斷發展，計算機應用已由單一的數值計算擴展和滲透到生產和生活的各個領域。面向大學90%以上的非計算機專業學生的計算機基礎教育是高等教育中的重要組成部分，其目標是使所有大學生成為既掌握專業知識，又具備以計算機為工具解決相關專業實際問題能力的復合型人才。為了使非計算機專業學生掌握必要的計算機知識并具備一定的計算機應用能力，教育者的首要任務是為非計算機專業大學生設置科學合理的計算機課程體系。在為非計算機專業的大學生設置計算機課程體系的研究和實踐過程中，提出了以專業為平臺的計算機基礎教育課程體系設置，并構建了“大學計算機基礎＋若干計算機必修課＋若干計算機選修課程”的教學方案[1-3]；也實施了按理工、文史哲法教、經濟管理、藝術等課程體系設置的分類教學[4-6]。筆者認為，首先應該對非計算機專業學生應具備的計算機應用能力進行科學合理分類，并在此基礎上給出相應的、更具有合理性的課程體系設置。

1目前非計算機專業學生計算機應用能力培養的問題

目前，國內大多數高校非計算機專業學生的計算機公共課均開設“計算機應用基礎”和“程序設計語言”兩類課程。學生通過學習“計算機應用基礎”，了解計算機的基本概念、基本操作和簡單應用；通過學習“程序設計語言”了解一種計算機語言的基本概念、語法規則、語義、結構以及程序的編輯、調試和運行。在此基礎上，各專業再根據自身特點在適當的學期開設部分與專業相關的計算機類課程，以提高學生的計算機應用能力。但筆者認為目前非計算機專業學生的計算機應用能力培養存在如下問題。

1.1計算機應用能力培養目標不明確

筆者注意到在某校化學與材料科學學院的《應用化學本科專業人才培養方案》中提到“學生應獲取的計算機應用能力”為“具有較強的計算機應用的能力”。在該專業“教學進程表”中，第一學期專業必修課為學生開設“計算機文化基礎”，第二學期開設包括“C語言程序設計”等課程的五門“程序設計類”語言選修課（每門課程3.5學分，63學時），并開設包括“數據技術與應用、多媒體技術與應用、網絡技術與應用”等7門“應用技術類”選修課程（每門課程3.5學分，54學時），并要求“每名學生至少修讀3學分的計算機模塊課程，根據專業要求本專業學生應優先修讀C語言程序設計課程”。顯然，培養方案中“具有較強的計算機應用的能力”是一個模糊概念。另一方面，把除“計算機文化基礎”外的計算機課程設置為選修課則說明其中的任一門課程都不是必需的后繼課程。如果某學生在學了“計算機文化基礎”課后，又選且僅選修了“C語言程序設計”課或“網絡技術與應用”課，僅表明該學生只具有“一定的”應用計算機的基礎。出現上述現象的重要原因之一就是對學生的計算機應用能力培養目標不夠明確。

1.2基礎培養與能力培養相脫節