高性能计算机范文第1篇

尽管如此，我国在高性能计算领域也取得了骄人的成绩。目前世界高性能计算机TOP500中，中国已经拥有29台高性能计算机，占世界总数的5.6%，居第四位。其中，星盈超级刀片计算机因为拥有自主知识专利，设计理念独到，实力倍为业界看好。

据了解，2004年，蚬壳星盈公司成功推出了一台运算速度为每秒4.046万亿次，实际运算效率高达84.35%的超级刀片计算机,乃世界同类产品中运算效率最高的。2005年，星盈GT4000型超级刀片计算机被列入了世界高性能计算机TOP500的第100位。

传统缺陷制约推广

当今社会，服务器已经进入了技术、应用和市场互动并迅速发展的新阶段，越来越多的领域都需要采用高性能计算机提高自身竞争力。如国防、气象、航天、交通、电信、金融、医疗、商务和科学等。然而，随着需求的进一步扩大，传统的高性能计算机在某些方面的不足更显突出，在一定程度上又制约着高性能计算机的进一步推广,主要表现在以下几个方面：

一、机群系统瓶颈。在气象服务、石油勘探、新材料、新药物研制等领域对计算任务要求都非常高，它们往往需要在较短的时间内解决一些数据规模庞大，算法结构十分复杂的问题。这就不仅需要对这些数据进行高速运算，而且还要求存储系统有着巨大的空间来支持。而目前传统机群系统很难达到相应的高速运算与海量存储要求。另外，机群系统内部的一些缺陷，如I/O接点的数量与计算节点的数量不匹配、I/O节点与存储设备之间的吞吐能力、节点间的大量的网络数据交换等，这些瓶颈都会严重的影响系统整体效率。

二、系统的稳定性与安全忧。由于企业常常要对数据进行大规模的海量运算，任何中断情况都会使之前的数据计算白忙一场，从而影响整个工作效率，因此保持系统运转的持续稳定性十分重要。而在安全性上，随着信息技术的发展，对企业来讲没有什么比核心数据失窃更为严重的事情了，而传统设计在数据保护方面考虑相对较弱。

三、可拓展性和现有资源的利用性较差。随着应用的深入，每一个企业的计算需求都可能逐渐增长，但它们往往不愿意“弃旧换新”，而是希望将新的计算节点循序渐进地添加到原有的系统中去，逐步扩展为一个“包含旧系统”的新系统，从而更大限度地保护原有资源。传统的机群系统，不仅购入的初始成本高昂，而且升级过程繁琐拓展性差，再加上各个厂家的技术标准各不相同，产品不能兼容使用。这些问题对企业来讲都是头痛的问题。

四、管理与维户的复杂性。部署多个服务器是一个耗时和资源密集的过程。管理员需要将每个服务器安装在机架中，进行电源和网络布线，并为其安装软件。在高密度的环境下，布线尤其是部署中令人头疼的难题之一。而一般的企业都缺乏专门系统运营与维护人员，一旦发生故障，将会使管理与维护工作十分麻烦。

先进设计理念引领

为了克服上述缺陷，星盈超级刀片计算机采用了一系列革命性的设计理念，其理论运算速度可超过每秒100万亿次浮点，资料存储量可超过1000万亿字节，达到美日等先进国家高性能电脑的水平。星盈超级刀片计算机中的每个“刀片”就是一个运算单元，可以在不停机的情况下随时增加或更换。如此设计可以使产品具有以下几种优势：

首先，星盈超级刀片计算机采用Infiniband等高带宽和低延迟的开放和标准的网络互联设备， 并且采用的存储网格更进一步为支持高性能计算机系统提供可伸缩的存储和I/O能力,消除了I/O瓶颈。值得一提的是，随着高性能刀片计算机的体系结构向基于标准的、机架密集的服务器的转变,数据中心将产生许多问题,星盈超级刀片计算机的体系结构将能够缓解和解决这些问题。使用星盈超级刀片计算机,Linux操作系统和InfiniBand等现代互联技术来建立的高性能计算机不仅能够提供高性能,而且能够提供高密度,改善可管理性,降低功率消耗,增强部署和可服务性,大大降低总拥有成本,可以帮助用户把计算资源最大化整合,提供了最大化计算性能密度。

其次，星盈超级刀片计算机支持最新RAID-6技术，确保存储数据安全。RAID-6加速技术使系统能够以最高性能运行，即使刚刚从多个磁盘故障中得以恢复也不例外。这种存储加速能力可为星盈超级刀片计算机提供更快的吞吐率，并可提高数据在输入输出硬盘时的可靠性。

再次，星盈超级刀片计算机将传统的高端服务器的所有功能集中在一块高度压缩的电路板中，然后再插入到机箱中。在同一系统里，星盈计算刀片和贮存单元可随时升级。通过独有的中板专利技术与内存的高性能I/O标准接口，升级只需增加刀片或贮存单元，不需要重新布线或配置，也无需更换系统及操作和应用软件，具有超长的使用生命，使得总体拥有的成本(包括购买、维护、机房、电力、人员和管理费用)大大降低。

最后，在安装星盈超级刀片计算机时，管理员只需要对机架进行安装和布线，单独的刀片服务器无需布线。由于多个刀片服务器可以共用冗余电源，因此最大限度地减少了机架布线。对于寸土寸金的数据中心来说，根据设计和供应商的不同，星盈超级刀片计算机能够使服务器的密度比目前1U的机架优化的系统增加100%到800%，更大的节约空间。

星盈高性能刀片计算机

高性能计算机范文第2篇

关键词：高性能；计算机网络；系统；应用

中图分类号：TP393.0 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 20-0000-02

所谓高性能计算机网络，就是奠定在高速网络协议模型的基础上，在策略控制、机制实现过程中，提出了能够体现网络特征和结构的模型体系，具有开放性、集成性、智能化等优势；结合当前网络体系结构的发展状况，以宏观角度为出发点提出新一代高性能计算机网络结构体系，至关重要。

1 计算机网络运行面临的挑战

1.1 网络服务的质量保障需求

在传统的计算机网络中，只需要对正文数据进行传输。但是随着技术的不断发展与完善，尤其实时多媒体技术投入使用，更多的多媒体系统涉及到数据流的传输作用；但是当前使用的互联网结构中，主要结合最初设计的需求，显然与当前高性能、高效率、高容量的传输需求不相符；在连续媒体流中，对内容、时间等连续性提出了较高要求，那么在网络中就必须保障多媒体应用系统的服务质量。那么在未来网络信息的发展过程中，增强服务质量保障服务，具有关键作用。

1.2 网络服务的安全性能需求

当前我国使用的因特网，过去主要在科研领域运行，因此其安全性能保障不足；随着信息化技术的不断发展与完善，因特网已经进入到人们的日常生活、工作中，包括金融、房地产、军事、电子商务、交通等方方面面，而各种新兴的计算机网络应用体系，对其安全运行提出更高要求。那么在未来的计算机网络中，必须提供高安全、高可靠的系统保障。随着网络规模的不断扩大，带宽进一步增长，网络除了给人们带来诸多方便，其引发的安全问题也令人深思。在大型网络系统中，一般采取若干网络协议模式，而这些协议的设计并没有系统考虑安全性问题，给黑客入侵留下可能性。那么今后因特网的发展，必须意识到安全的重要性，否则安全威胁愈演愈烈，将增加网络运行的复杂性。

实际上，网络安全问题并不是一个局部性的问题，而是涉及到整个系统的协调运行。例如，采用了完善的数据加密技术，但是在传递密钥过程中出现漏洞，就会泄漏密钥的内容，数据加密也失去了应有的作用。因此，如何构建从一端到另一端的网络安全体系，也是今后需要思考和研究的问题。

1.3 网络服务的开放集成需求

随着网络结构的日益复杂，其中出现了明显的异构性特征；在网络组成中，涉及到计算机网络问题，既有固定网，也有移动网；而采用的网络设备、网络软件或者网络协议纷杂不一，再加上各种不同的网络运营商和服务商，将网络管理划分为不同的区域，因此网络的异构性除了硬件多元化以外，在服务平台、业务模型方面也具有不统一性和多样性；另外，随着网络应用范围的扩大，也对网络提出更多要求。

2 新一代高效性能计算机网络的研究与发展

2.1 强化网络服务质量研究与发展

以我国当前应用较多的宽带综合业务数据网、异步传输模式或者集成服务模式中，都增强了网络服务质量保障的重视程度，采取相关技术构建集成服务模式与区分服务模式，对保证技术进一步研究与探讨。

在成服务中，对三种类型的服务模型进行定义，具体分析为：其一，保障服务模型。在此提供了一个性能稳定、具有固定特征、可支持端对端的报文传输；通过该服务模型的运用，为客户提供了良好的数据报传递服务，即可确保一定的时延，也可确保带宽的充足性，提高传输效率；其二，可控载量服务模型。通过应用该模型，在网络高负载或者低负载的情况下，可以提供近似服务，并且保障服务质量水平；其三，尽量投递服务模型。在该模型中，可较好地增强服务模型及可控载量服务模型，保障量化服务质量的参数水平，它们主要来自网络的各个节点，提供了分组调度、信令、接入控制等功能。通过采用集成服务模式，可以更好地与用户需求类型匹配，但是这种方法仅能保障“每条数据流”的服务质量，如果网络数据流比较多，那么各个网络节点就需要保留大量的流状态，给部署工作带来难度。

为了更好地弥补集成服务模型的缺陷，更好地在网络运行中提供简单、方便、灵活、可区分的服务模式，结合服务需求，可以将不同应用程序下的数据流统一为若干流量类型，其中区分服务就是利用用户的流量类型来处理数据，可以实现在不同流量类型中的逻辑服务区分；但是采取区分服务，只是将大量的复杂信息投放到网络服务中，完成网络服务的配置，只能相对保障服务质量；如果对应用数据流起到绝对的质量保障作用，则需要涉及到更加复杂的端到端信令服务，这是今后重要的研究与发展方向。

2.2 网络安全技术的全面应用

为了更好地保障网络安全运行，各种技术方法踊跃提出，当前人们普遍关注的网络安全问题集中于以下几方面：

（1）安全算法。加密技术是安全算法的主要形式，其中涉及到数据传输加密技术、存储加密技术、密钥管理等多个方面；虽然密钥算法不能代替所有的安全技术，但是在网络运行中发挥了不可磨灭的作用。同时，今后加大研究密码理论、公共密钥基础设施以及可信计算机系统，也具有重要意义。

（2）网络安全检测与防御技术在诸多网络安全技术中，防火墙技术是较为基础、较为有效的保护环节；在传统的防火墙技术中，和入侵检测技术、病毒防护技术等有机融合，共同构成了高性能的宽带体系，发挥主动、智能防护作用。在今后的防火墙技术研发与应用中，应结合高性能安全路由器的运行，由内到外发挥保障作用。而我国当前已经研制成功了具备防火墙性能的对称加密算法，同时具有密钥管理功能，是一种高性能的运行体系。

（3）安全协议技术。加强对安全协议的研究，主要涉及到几下几点：一方面，对现有的安全协议进行改进与优化，消除安全隐患或者威胁，并进一步适应高性能计算机网络运行；另一方面，设计与系统运行相匹配的新型安全协议，满足未来通信的安全需求。

2.3 构建开放性、集成性的网络平台

有关高性能计算机网络下的分布对象技术，其主要研究方向集中以下方面：

（1）对于高性能分布对象下的中间件技术运行来说，主要集中于对体系结构、实现技术的研究，只有提高其性能和可靠性、安全性，才能更好地保障新一代计算机网络的有序运行；以当前的大量研究来看，主要集中在改变分布对象的中间件系统体系结构。一方面，吸收了网络系统与操作系统中的全新研究成果，进一步提高计算机运行稳定性；另一方面，尽量减少系统维护的开放性，增强可操作性，减少不必要的性能损失。

（2）在特殊的应用环境下，分布对象中间件技术的研究也很重要。在新一代高性能计算机网络中，支持实时、容错等方面功能，及包括硬件支持也包括软件支持。尤其以CORBA、容错CORBA为主。随着嵌入式系统的应用与完善，进一步促进嵌入式CORBA以及最小化CORBA的发展。

（3）有关分布对象中间件技术的应用，组件技术既可以优化软件体系结构，也可以优化开发模型，同时给软件市场的发展带来影响。当前，在OMG组织中提出了CORBA组件，可以与SUN模型兼容。

3 结束语

总之，新一代高性能计算机网络的研究与应用，是一项复杂的、系统性工程，涉及到诸多技术领域、诸多系统环节的协调运用，甚至可以上升到国家科技计划领域；实现计算机网络的融合发展，加强与各个领域的深入交流。在全球经济一体化发展的背景下，不能再单纯地集中于QOS问题研究或者简单的技术复制、模仿，而是真正实现各个领域、各个方向的有机融合，做到优势互补、开拓思路，探讨高性能计算机网络的全新研究思路与研究方法。

参考文献：

[1]赵毅，朱鹏，迟学斌.浅析高性能计算应用的需求与发展[J].计算机研究与发展，2007（10）.

[2]曹荣强，曹宗雁，迟学斌.基于RMI的高性能计算网络的二次开发模型[J].计算机应用，2010（9）.

[3]容晓峰，苏锐丹，刘平.高性能密码服务器的并行数据处理[J].系统工程与电子技术，2005（6）.

[4]李晖.高性能计算机若干关键问题研究[D].中国科学技术大学：计算机系统结构，2009.

高性能计算机范文第3篇

【关键词】高性能计算机 虚拟化技术 资源管理 异构资源整合

虚拟化技术在近些年的发展中极为迅速，而且被广泛的应用到计算机系统中，高性能计算机与普通计算机有着很大的不同，为了提升高性能计算机的使用性能，相关部门以及人员也尝试将虚拟化技术应用到高性能计算机中，希望能够对提升系统的使用性能有着一定的帮助。实践证明，将虚拟化技术应用到高性能计算机中，对提升计算机运行的性能有着极大的作用，例如，在整合异构资源中的应用、虚拟化系统环境（VSE）的实现、在资源管理中的应用等几方面的应用已经取得很大的成果。对此，本文主要对高性能计算机系统中虚拟化技术的应用进行分析。

1 虚拟化技术概述

所谓虚拟化技术就是能够在计算机系统中实现对系统的虚拟化，能够同时运行多个操作系统，并且每个操作系统中也可以同时运行多个程序，而且每个操作系统也都运行的一个虚拟主机上或是CPU上。虚拟化技术应用到计算机中极为普遍，主要分为软件虚拟化、计算机桌面虚拟化、虚拟内存、存储虚拟化、服务虚拟化、网络虚拟化、硬盘虚拟化等，对提高计算机的运行性能以及拓展运行空间有着极大的作用。虚拟化技术的应用原理主要是对计算机的工作环境进行模拟和抽象，为计算机的使用带来极大的好处。

2 高性能计算机系统中虚拟化技术的应用分析

2.1 在整合异构资源中的应用

高性能计算机与普通计算机有着很大的不同，尤其是在异构资源整合的过程中，要比普通计算机复杂很多。高性能计算机异构资源的整合主要是为了将多种资源集成到一个系统中，由于系统中的资源过多，为了达到用户的使用要求，必须提升高性能计算机系统对程序处理的性能，而在这个过程中也就会应用到多种类型的处理技术，如，向量计算、标量计算、可重构计算、多线程计算等技术的整合，如果继续采用传统的高性能计算机运行的话，势必会因为计算机程序以及处理技术过多而影响到处理性能。而通过虚拟化技术的应用，不仅可以将各项资源以及处理技术集成到一个系统中，同时可以根据各项技术以及资源的特点，对其进行分类，将其运行在不同应用程序中，虚拟化技术的应用也是对高性能计算机系统应用程序的修改，这样可以有效的提升高性能计算机异构资源整合的效率，并达到用户的使用要求。

2.2 虚拟化系统环境（VSE）的实现

虚拟化技术在高性能计算机中的应用，可以实现虚拟化系统环境，并且对系统环境有着很好的隔离性，可以为使用者提供系统软件开发和部署的良好环境。VSE主要由服务节点、计算节点、I/O节点、虚拟开发节点、虚拟计算节点等几方面结构组成。

VSE为使用者提供一个便利、有效的使用环境，尤其是在对系统软件进行开发和部署的过程中，可以利用虚拟技术提供虚拟测试平台，来构建虚拟的计算机硬件设备，在这个系统环境中对其进行开发和测试，并不需要工作人员将原有操作系统的软件进行卸载，更便于工作人员对系统软件的开发，而且，VSE环境的隔离性非常好，新开发测试的软件并不会对系统原有的软件产生任何影响。

2.3 在资源管理中的应用

高性能计算机在运行的过程中，由于用途的不同，计算机中的资源也会有所不同，但相同的是高性能计算机会涉及到大量的资源，而对这些资源的管理也成为计算机的主要工作之一。通过虚拟化技术在高性能计算机资源管理中的应用，能够实现虚拟化集群系统。虚拟化集群系统主要由物理资源、前端、VM映像管理器、管理模块、存储节点等结构组成，相比于传统高性能计算机资源管理有着很大的优势，更便于计算机的资源管理（如图1所示）。

3 高性能计算机系统中虚拟化技术应用的注意事项

通过以上的分析得知，高性能计算机系统中应用虚拟化技术对提升计算机的运行性能有着极大的作用。为了确保虚拟技术应用的可靠性，在应用的过程中需要注意以下几方面问题：多VMM协同问题，虚拟技术的应用与传统计算机系统有着既然不同之处，尤其是虚拟化技术的应用要考虑到多VMM协同的问题，这是传统计算机系统不需要考虑的问题；软件环境的支持问题，虚拟化技术的应用，是将以往用户所见的资源形态进行改变，虽然是一种抽象的改变方式，但是，在虚拟硬件系统应用的过程中，可能存在对一些系统软件不支持的问题，无法实现更高的运行性能以及运行环境等。因此，在虚拟化技术应用到高性能计算机系统中必须要从多方面考虑，确保应用的合理性。

4 总结

综上所述，高性能计算机在使用中与普通计算机的使用有着很大的不同，随着社会科技的不断发展，使用者对高性能计算机的处理性能也提出了更高的要求，传统的计算机运行方式已无法满足使用者的要求，因此，必须要对高性能计算机进行不断的改进。通过本文对高性能计算机系统中虚拟化技术的应用分析，作者结合自身的多年工作经验，以及对高性能计算机与虚拟化技术的认识，主要从在整合异构资源中的应用、虚拟化系统环境（VSE）的实现、在资源管理中的应用等几方面的应用进行分析，希望通过本文的分析，对提升高性能计算机系统的运行性能有着一定的启发。

参考文献

[1]刘丽艳，贾富仓，赵国英，李华，林宗楷.数字化虚拟人对高性能计算机提出的挑战[J].中国基础科学，2013（03）.

高性能计算机范文第4篇

论文摘要：为提高计算机专业学生的创新能力和实践能力，提出了以兴趣小组、新技术讲座、项目开发小组、科研小组、学科竞赛、产学研结合等搭建符合地方性高校实际情况的多层次实践平台的方法和措施。实践表明，这些措施和方法，对提高学生创新能力和实践能力，实现高校人才培养目标，效果显著。

一、引言

计算机学科知识更新较快，新技术、新工艺、新器件、新软件、新算法不断涌现，而地方高校受办学条件限制，存在教学内容滞后、教学模式单一、教学方法僵硬、实验设备比较陈旧、“重理论、轻实践”等现象。这不但束缚了学生的创新意识和创新能力，也不利于人才的培养。因此，作为地方性高校在提高实践教学水平、培养学生实践能力和创新能力方面，必须根据自身实际，探索适合自己的路。

二、提高学生创新能力与实践能力的措施

1.建立兴趣小组

俗话说“兴趣是最好的老师”，培养学生浓厚的学习兴趣是取得良好学习效果的重要因素。大量调查发现，学生刚入校时，充满激情和活力，对什么都想尝试，但如果不加引导，学生很容易迷失方向，最后失去学习的热情。通过组织不同类型的兴趣小组如程序设计小组、电脑维修小组、网页制作小组、多媒体制作小组等，给学生营造一个丰富多彩的学习实践环境，再加上老师的指导，可以让学生在参与活动的过程中，逐渐找准自己的方向，明确学习的目标。兴趣小组的活动分为三个层次：第一层次主要面向大一学生，以理论学习和基本训练为主，活动由高年级的学生组织，通过作品展示、作品制作说明及经验交流等形式，给大一的学生一个学习基本知识和基本技能的平台。同时，也能培养高年级学生的表达能力和组织能力。第二层次主要面向大二学生，以培养自主学习的能力为主，活动由指导老师组织。经过一年的学习，学生有了一定的理论基础和动手能力，此时教师通过罗列参考书籍、布置任务、集中讨论等形式，推动学生更深入学习理论和技能，在完成任务的过程中，提高自己的实践能力。第三层次面向所有学生，活动由学院组织，通过程序设计大赛、作品大赛等形式，全面检验学生学习情况和实践水平。对其中较好的学生，组织集训队进行培训，并推荐他们参加四川省大学生程序设计大赛甚至ACM比赛、网页设计大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技竞赛等高水平比赛。同时，通过颁奖典礼、优秀作品展示等，增强获奖学生的自豪感和自信心，鼓励其他学生更勤奋更努力地学习，进一步提高学生学习兴趣，保持学习动力。

2.新技术讲座

新技术讲座对丰富学生课余生活、开拓学生视野、扩大学生知识面有重要作用。为此，我院举办一系列专场讲座，由各教研室承担，同时也邀请了如华为、北大青鸟等公司的高层管理人员为学生做项目开发与管理的专题讲座。让学生及时了解业界动态，跟踪IT领域的最新科研情况。同时，老师通过这些讲座，加深了与学生的交流，扩大自己的影响，为后续项目小组及科研小组活动创造了有利条件。

3.项目开发小组

近年来，普通高校的本科毕业设计存在诸多问题，如论文选题陈旧、选题面窄，如学生管理系统、图书管理系统、实验设备管理系统等信息管理系统之类的题目占相当比例，且每年都在重复使用。一些用人单位和企业反映计算机专业毕业生存在缺乏实际动手能力、程序设计开发经验少等问题。其主要原因就是学生缺乏工程实践经验，如在软件设计制作中，学生仍停留在用语言实现字符界面下的算法问题，无法开发图形界面的应用系统。能在硬件方面做课题的学生更少，有也仅是停留在设计原理结构层面上，与实际情况对接不上。因此，开展工程实践方面的培训和指导是提高本科生实践能力必不可少的环节。

项目开发小组旨在使学生巩固专业知识，培养学生工程素质和团队合作精神，缓解学生在理论知识与工程实际之间脱节的矛盾。成员主要面向高年级学生，以指导老师确定的实际项目或虚拟项目为课题，在老师的指导和培训下自主学习，共同探讨。对于有一定基础的学生，鼓励并介绍他们去校外承揽项目。实际表明，项目小组的设置，有力改变了学生理论基础强，动手能力弱的缺点。如我系04级某生，承揽并完成了自贡市一家网络公司电子地图的项目，其毕业论文被评为优秀，同时该项目组学生的就业单位都令人满意。我系2005级某生，在实习时就进入深圳一家网络公司的游戏开发团队，毕业时其论文被评为优秀，本人也成为该公司骨干开发人员。这些学生的成功，极大鼓励了其他人，更促进了项目小组活动的开展，激发了学生实践的热情。

4.科研小组

大学生科研能力培养是高校人才培养的目标之一。如何培养学生的科研能力，是当前高校教学改革所面临的重要问题。对此，我系采取导师指导下的科研小组方式，通过由不同研究方向的教师根据自己的科研特色和研究实际，提出科研小课题(有限时间、有限经费、有限目标)，设立科研项目小组，并在全系公开。学生根据自己的兴趣和特长选择课题。同时，结合大学生研究性学习与创新性实验项目，对承担课题的学生，优先考虑其申请。将导师制、创新基金及本科毕业论文有机地融为一体。这一措施，使部分高年级本科学生独立承担小课题，并加入教师的科研群体中。目前，我系有相当数量的学生都主动的参与到教师的科研课题中，通过锻炼，有一部分同学成功申报了校级、省级“学生创新型科研课题”，并有多篇科研论文在国内外期刊上公开发表。

5.学科竞赛与毕业设计有机结合

大学生学科竞赛是培养学生创新精神和动手能力的有效载体，对培养和提高学生的创新思维、创新能力、团队合作精神、解决实际问题和实践动手能力具有极为重要的作用。学科竞赛现在越来越受到各高校的重视及社会的认可，特别是国际以及部级和省级的竞赛，例如大学生“挑战杯”、ACM国际大学生程序设计竞赛、电子设计竞赛、机器人大赛、网页设计竞赛等。一般可以从大学三年级做起，鼓励学生跨专业、跨系、跨学院多学科综合组建团队，通过赛前的积极备战，可以极大地提高学生的创新思维，锻炼学生刻苦钻研的品质，培育团队协作的精神，积极向上、顽强拚搏、不屈不挠的毅力。有一部分学生可结合已参与的电子设计竞赛、机器人大赛等方面的题目，不断延展科技竞赛平台的宽度和深度，作为学生毕业设计的选题，继续发挥创造性，提出新观点，创新内容，把课题做大、做活。学生在毕业设计过程中，既有团结协作的精神，又有相对的独立性，这种团队合作意识和创新能力的培养，对他们今后走向工作岗位至关重要。通过学科竞赛与毕业设计的有机结合，增强了学生的动手能力和工程训练，提高了学生的创新能力和分析问题解决问题的能力，是培养创新型人才的有效途径。

三、结语

针对地方性高校自身特点，本文从第二课堂活动的开展，提出了如何搭建实践平台的方法和措施，这些方法和措施的综合应用，在我系近几年的教学实践中取得了一定的成效，学生的创新能力和实践能力有了明显的提高，学生自主学习的精神和能力都有了较大改善。同时，也转变了部分老师“重理论、轻实践”的思想，使他们能够将自己的科研方向和如何提高学生实践能力结合起来考虑。

实践平台搭建是一个系统工程，还有许多其他环节，如开放实验室、课程设计、实验项目开设等。只要我们把这些方面的工作做好，保证必要的经费，树立以学生为主体的观念，就会使实践教学上一个新台阶，实现人才培养目标，增强人才在社会上的竞争力。

参考文献

[1]徐小林，李世勇.软件工程创新性人才培养的实践教学探索——以湖南大学为例[J].大学教育科学，2007，(2)：66-68.

[2]范立南.提高信息学科毕业设计创新能力与实践能力的探索[J].计算机教育，2008，(6)：12-14.

[3]佘珠花，陈仪先.大学生创新精神与实践能力的教改尝试与思考[EB/OL].

高性能计算机范文第5篇

关键词：研究性；学习能力；创新能力；自主学习

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1672-5913(2007)18-0147-02

1引言

长久以来，职业学校学生的学习内容被设定在“够用”的层面上，造成了学生对日后的提高缺乏必要的基础、对新知识的主动学习失去了兴趣，降低了能力。面对日新月异的新技术，需要从业人员有快速掌握新知识的能力。本文就高职院校计算机专业研究性学习能力的培养提出了一些想法。

2研究性学习能力培养的提出背景

未来社会对学生的要求主要是：一要学习对明天有用的知识――获取知识的方法；二要学习对付明天的应变能力――实践的能力；三要学习终身受用的本领――创造的本领。这要求教育在培养目标的重心上必须发生转变。首先是变重“传承”为重创新精神和创新能力的培养；其次是变重“守业”为重创业精神与创业能力的培养；再次是变重“单干”为重合作精神和合作能力的培养。总之，就是要突破了原有学科教学的封闭状态，把学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境中，给学生更多的获取知识的方法和渠道，培养其研究性学习能力。

3研究性学习能力培养的形式

研究性学习主张将教学内容精心设计为各个任务，学习者以小组的形式一起进行学习，各自担当一定的角色，共同完成某一任务或解决某一问题。在研究性学习中，借助教师或小组成员的帮助，实现学生之间的双向互动，共享学习资料，充分发挥主动性和积极性。可见，研究性学习强调学习者的创造性、自主性和互动性。

4研究性学习能力培养中角色的转变

在研究性学习能力的培养方式中，教师的角色从“讲坛上的圣人”变成“身边的指导者”；学生以小组的形式一起学习，学生之间以及学习小组之间存在互赖性；每个组的成员为其学习和参与工作负责。

研究性学习强调任务驱动下学习者之间的积极协作，充分发挥学习者的主动性，体现了信息社会环境下人们学习、工作所必需的协作精神。

研究性学习通常会促使学习者产生高度的学习动机，更让学习者对团体产生参与感、认同感与归属感，这是在传统课堂教学与个别化学习环境中所缺乏的。

在研究性学习的过程中，学生常需要展示自己的观点，试图说服别人。这种对自己所学知识的语言表达过程，会使得新旧知识更加交融整合，扩大了新知识的应用层面，同时学习者还会根据别人正确的观点来检验和修正自己的观点，这种认知的重建促进了高层次的思维。通过研究性学习，他们对教材产生深层的认识，逐步形成属于学习者自己的学习方式。

在研究性学习过程中，学习者不停地在发问者、解释者、协助者、评价者之间进行角色变换，在磨合中训练其有效协作的技巧、沟通能力。这些技能不仅仅使学习者在小组里学到更多东西，对于提高社交能力也是至关重要的。

5计算机课程教学中研究性学习能力培养的必要性

培养学生创新意识、创新能力和自主学习能力正是计算机教学的重要目标。因此，在计算机教育中注重研究性学习能力的培养，采用基于问题的教学模式，将是符合计算机学科特点和培养目标的。

5.1计算机教学的特点

计算机学科是一门理论与实践联系密切、实践性强、发展迅速的学科，大部分计算机教学具有以下特点：

1) 操作性强，涉及人机界面。

2) 发展迅速，知识更新快。

3) 网络教学将成为计算机教学主流。

因此，传统的“黑板+粉笔”的教学模式已不能适应现代计算机教学，应该探索一种新的教学模式。

5.2计算机教学的目标

现代计算机教学应该注重学生的素质教育培养和创新教育培养，这需要一种新的以学生为主体，教师为引导的教学模式的出现。

教师是教学中的引导者，以指导学生获取解决问题的策略为主，教师担当学科专家、资源引导者和任务咨询者等多种角色，学生是教学中主动获取知识者，获取的既有前人知识也有各种学习和生活的能力，学生以团队小组的形式进行协作学习。

6计算机课程中研究性学习能力培养的实现

(1) 基于课堂教学中研究性学习能力培养的实现

1) 在问题的带动下学习课堂理论知识。课堂教学目标应遵循实践性、自主性、创造性原则，任务明确，学而有趣。例如在给学生学习“网页制作”课程前，先给学生展示作品，使学生有了“这样的作品，我能做出来吗？”的感触，以激发学生的创作欲望和学习兴趣。然后引出教材内容，讲解只要掌握了这个软件及其基本技能，每个人都可以制作出这样的作品，帮助学生树立自信心，激发学生的求知欲，使学生在问题的带动下学习课堂知识。

2) 在问题的带动下培养学生的创新能力和自学能力。在基于问题的课堂教学中，教师起指导、启发、达成共识的作用，主要让学生在问题的引导下，去实践去亲身体验创新的乐趣。这不仅能深化教学内容，加深学习印象，还有利于拓展学生思维，为学生自主学习打下基础。

3) 有针对性的设计问题实践教学目标。教师先设计不同的问题，让不同层次的学生清楚各自的操作任务。根据自愿的原则，学生自由组合创作小组或独立创作。在操作中，教师要解答学生提出的各种疑问并分层指导，部分增加知识容量，满足各层次学生的需求，进而达到个性发展的目的。其间让学生要懂得协作的重要性，知道计算机创新是建立在团体协作基础上的个性创作。这样不但培养了学生的创新能力和自主学习设计能力，更重要的是培养了协作精神。

4) 进行客观的课堂评价。不应过多的看重学生所获得知识的对与错，而应是在共同处理问题的过程中，肯定学生的自主学习能力和创新能力的发挥，指出学生在解决问题中的优点和弱点，从而为以后学生的创新能力和自学能力的充分发挥打下坚实的基础。

(2) 基于网络环境的研究性学习能力培养的实现

网络研究性学习的优势在于：研究性学习让学习者从其他同学那里得到不同的观点和意见，特别是每个人经过思考获得的学习心得。在网络环境下，研究性学习主要以小组形式进行，这对于课堂教学下的基于问题的个体知识教学是一个补充与发展。

1) 拟好疑难问题，进行分组，引导学生加入网络组。教师首先将学生进行分组，给每一组提出问题目标要求。围绕教学目标，分解成若干子问题，拟好学习纲要，提供信息来源，然后引导学生自主学习，获取知识。每个组员通过网络去完成本组的子问题。。

2) 群体计算机教师共同参与教学过程。在网络环境下基于问题的教学模式下，指导学生的教师不仅是学科专家，而且还应是一个学习专家，问题求解专家等，同时，教师由单个教师扩展成网络中其他软件或人员都参与的群体，学生可在这个群体中选择所需要的指导教师。

3) 评价方式多样。网络环境下基于问题的评价方式是多样，可以进行过程评价，也可以进行作品成果评价，评价的教师队伍通过网络而扩大，学生可从各方面获取高质量的评价信息。

7结论

研究性学习使学生学习态度发生了根本的转变，他们由要我学变为我要学，由个体单独学变为小组合作学。学生学习的知识面不断扩大，思维能力以及运用知识的能力得到了挖掘，对社会的认识更加符合实际，从而促进了学习效果的提高。

参考文献

[1] 彭绍东著. 信息技术教育学[M]. 湖南师范大学出版社，2002，6.

[2] 余胜泉，何克抗. 基于Internet的教学模式[J], 中国电化教育，1998.