面向复杂工程问题的系统设计类课程体系,本文是系统设计有关论文怎么写与课程体系和复杂工程问题和系统设计方面自考毕业论文范文.
系统设计论文参考文献：
0引?言
十几年前,中国开始工程教育的专业认证工作,在工程教育领域与国际标准接轨,对教育理念的更新和教育质量标准的建立起到了很大的推动作用[1].工程教育认证强调要培养学生解决复杂工程问题的能力,工程认证标准中有多条提到“复杂工程问题”.“复杂工程问题”必须通过运用深入的工程原理才能得到解决,一般而言,没有固定、简单的方法[2].培养学生解决复杂工程问题的能力应贯穿于四年本科教育中,基础课、专业基础课和专业课均应对解决复杂工程问题能力的培养承担责任.工科类本科教学中,复杂工程问题在各个教学环节中都存在.在课程设计、课程作业、综合练习、综合实验、生产实习、毕业设计等教学环节中,应主动将工程问题的复杂性融入教学内容,对解决复杂工程问题进行教学设计、组织实施和能力达成评价[3].
1系统设计类课程能力培养
学生解决复杂工程问题的能力可以从课程层面、设计层面和毕业设计（论文）3个层面培养：①课程层面,每门核心课程须有“课程实验”,必有“综合设计”；②设计层面,在第3个夏季学期设4个学分的系统设计课程,类似国际上的Capstone课程,重在“综合、设计”；③毕业设计（论文）层面,在第八学期进行毕业设计（论文）,整合专业课程学习,通过项目（具备复杂工程特征）实作（研究）,培养创新与研究能力,重在创新、研究[4].系统设计类课程培养学生解决复杂工程问题的能力[5].工程设计的基本流程见图1.
系统设计类课程整合毕业要求,从专业性方面,解决复杂工程问题,设计实现一个系统.从通用性方面,培养学生团队合作、领域整合、有效沟通、项目管理、主动学习和终身学习的能力.系统设计课程要培养学生具备通用性能力,见图2.
2设计类课程的管理方法
夏季学期共4周,是正常教学时间,不是暑假实习.按照培养计划规定,学生需要取得4个必修学分.依据国际工程教育专业认证标准,夏季学期课程教学的核心目标是复杂系统分析与设计训练.夏季学期是教学的重要组成部分,以基本能力训练和养成、复杂系统分析与设计能力提升为教学的主要目标.根据已定教学计划要求,应切实加强夏季学期教学,取得真正实效,达到教学计划目标,这是每位夏季课程设计类教师的本职工作,也是每位学生应完成的必修学分.三年级学生夏季学期教学项目基本目标是复杂系统设计训练.
各系系统设计类课程的开设情况如下：①计算机科学系,负责开设编译器设计、操作系统设计两门课程；②通信工程系,负责开设交换机与路由器设计课程；③软件工程系,负责开设数据库系统设计、软件测试工具设计两门课程；④计算机工程系,负责开设智能机器人系统设计、物联网系统设计、CPU设计3门课程；⑤信息工程系,负责开设三维渲染系统的设计与开发课程；⑥网络空间安全系,负责开设安全网络协议栈的设计、涉密信息系统设计两门课程.
3数据库系统设计夏季学期课程体系
数据库系统设计课程的核心内容为如何分析、设计、存储、使用和管理数据,这门课程的特点是理论性和实践性都很强.本课程的任务是通过各个教学环节,运用各种教学手段和方法,使学生在掌握数据模型、数据库管理系统、数据库语言及数据库设计等基本理论知识的基础上,熟练地掌握使用各种工具进行数据库的设计、开发和维护管理等工作.数据库系统设计夏季学期课程主要是实践性教学环节.在进行专业基础课和数据库系统课程的基础上,要设计一个具有基本功能的数据库原型系统,其目标旨在加深对计算机硬件结构和系统软件的认识,初步掌握数据库管理系统DBMS组成模块和应用接口的编程与使用方法,提高学生解决复杂工程问题的工程设计和系统软件的分析与设计能力,培养学生组织管理能力、较强的语言文字表达能力和人际交往能力以及良好的团队合作精神,培养学生技术文档的写作能力,培养学生的自主学习和终身学习意识,有不断学习和适应发展的能力,为毕业设计和以后的工程实践打下良好基础.数据库系统设计的原型系统HnuSQL主要的设计目标和任务包括：①支持数据库的基本功能,包括表管理操作,数据的存储、更新和删除操作,基于索引的查询,批处理及对表结构更改等操作；②支持可扩展性.
3.1拟设计的原型系统
拟设计的数据库管理原型系统HnuSQL（Hunan University SQL）采用客户机/服务器体系结构,系统的体系结构见图3.
系统由SQL接口、解析器、优化器、缓存和存储引擎等核心模块组成.
3.2拟实现系统的主要功能
设计与实现任务以项目组的形式完成,一个大项目组由16~20个学生组成,选定一个项目经理,项目经理确定该组的数据库设计工具、编程语言和开发工具,组内各成员不可以选择其他的设计与实现环境.HnuSQL由以下八大模块（子系统）组成：
（1）HnuSQL存储引擎,存储引擎提供了数据库访问接口的具体实现方法.
（2）HnuSQL数据库管理子系统,提供创建一个新数据库、删除一个数据库及其所有表、给出服务器的一个扩展状态消息.
（3）数据库备份子系统,设计与实现HnuSQLdump数据库备份工具,实现全备份与增量备份功能.
（4）HnuSQL日志子系统,日志文件帮助查找服务器内部发生的事务.日志文件包含Error日志与查询日志等.
（5）HnuSQL网络连接和网络通信协议子系统,HnuSQL的协议建立在TCP/IP协议栈之上.该子系统为上层其他子系统提供数据包的读、写、解析和发送.
（6）线程和内存分配子系统,HnuSQL服务器启动过程中,需要经历一个自启动准备过程,服务器正常启动后,线程子系统跟踪各类线程,保证当客户端发送请求时服务器拥有线程处理该请求.
（7）HnuSQL查询解析与查询优化子系统.
（8）HnuSQL安全管理子系统,HnuSQL主要依赖用户验证和访问控制等手段保护服务器,访问控制确认用户是否有足够的权限访问相关的库、表.
3.3?课程过程组织与控制
教师、助教和学生按角色的不同分为项目经理、小组长、助教、程序员、测试员,项目经理对整个项目的开发负责,小组长负责具体模块的开发,小组由程序员和测试员组成.基本的组织结构见图4.
各角色的职责和分工如下：
（1）项目经理(PM)：由学生推荐产生,负责指导项目小组完成人员管理、任务分配等工作,承担项目技术指导和答疑工作,对项目完成情况负责并给小组长评分,负责整体项目各模块的集成测试和最后项目文档的归档工作.
（2）助教(TA)：由研究生承担,负责协助教师管理项目团队,对项目开发提供技术支持,监督学生的日常开发工作,负责组织学生讨论并记录.
（3）小组长(Team)：为具体模块的负责人,制订本小组的开发计划,负责功能模块的划分,组织讨论详细设计,组织协调本小组模块的开发工作,确保及时完成各个里程碑的任务并上交相关文档.同时作为程序员参与开发,负责组织代码评审,为项目经理的工作提供辅助,负责模块文档管理和配置管理.
（4）程序员(DEV)：按时完成所分配的模块开发任务,包括编写详细设计文档、程序编码、单元测试、Bug修复,积极协助本组成员开展代码评审,共同协作开发高质量的软件.
（5）测试员(Tester)：按照测试计划安排进行各项测试,提交测试用例和测试报告,协助开发人员充分测试及管理软件Bug,以实现高质量软件的开发.
3.4课程提交的技术文档
数据库系统设计课程需要填写、检查、整理和修改周计划、周进度报告、周检查与考核、需求分析报告、系统设计报告、设计总结报告等过程文档.准确评定课程的成绩也是该课程的重点.教师通过进度检查、设计答辩和报告评审的形式了解学生的设计水平,根据学生任务完成的情况,设计报告的质量,答辩水平及平时的学习态度、工作作风等全面评定成绩.每个学生都要写项目总结报告.
4工程设计的能力达成评价
软件工程专业毕业要求中,与数据库系统设计课程相关的要求包括如下几个方面：①GA1工程知识,应用数学、科学、工程和专业知识的能力；②GA2问题分析,分析、识别、表达和解决复杂工程问题的能力；③GA3设计/开发解决方案,能够设计系统、组件或软件；④GA4研究,设计并进行实验、分析与解释数据的能力；⑤GA5使用现代工具,运用专业技能和现代工程工具解决复杂工程问题的能力；⑥GA9个人和团队,能够在团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色；⑦GA10沟通,能够就复杂工程问题与同行进行有效交流和沟通,包括撰写报告和设计文档、陈述发言、清晰表达的能力；⑧GA12终身学习,具有终身学习和自主学习、适应发展的能力.
课程总评成绩由4周的每周评分加权平均得出.每周评分由考勤 、过程检查（分工情况、任务完成情况、问题解决情况）和每周汇报组成,各占15%、60%和25%,检查和汇报检查主要考虑数据结构设计是否合理、功能是否合理、程序界面是否美观以及工作态度.
课程采用程序检查、文档审查、每周汇报等方式进行能力达成评价,评价方法为每周先自评、然后助教评价、最后教师评价等方式评定能力的达成情况,最后的评定以4周评分的加权平均得出.90分以上为达成度优,80~89分为达成度良好,70~79分为达成度中等,60~69分为基本达成,60分以下为未达成.
历经4周、160个小时集中设计开发的HnuSQL达到了预期效果,各个模块完成了集成测试,系统运行效果见图5.完成的HnuSQL具备数据库管理系统的基本功能.学生积极查阅相关资料,努力寻找问题的解决方法,很多问题都是学生独立自主完成的,充分反映出学生发现问题与处理问题的能力得到了极大提高.
5结?语
数据库系统设计课程在借鉴开源数据库管理系统软件的基本功能,剖析DBMS内部主要构件的基础上,以小组和团队协作的方式,分析、设计与实现一个原型DBMS系统类软件,培养了学生认真负责、积极协作的精神,提高了学生对软件开发平台技术的掌握,增强了软件分析、开发和测试方面的技能,强化了自主学生的能力,实实在在培养了学生解决复杂工程问题的能力,达到了预期的效果.
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