信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)介紹  

2015-12-31 10:31    

  

 

 

 

 

 

天津師范大學(xué)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)從2003年開始招生，在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，在信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)全體教師的共同努力下，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)從無到有，經(jīng)過十多年建設(shè)，硬件設(shè)施得到了極大改善，軟實(shí)力有了極大提高，專業(yè)建設(shè)走上了良性發(fā)展之路。

 

 

 

2011年10月，經(jīng)市教委批準(zhǔn)，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)成為天津市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)建設(shè)專業(yè)，在“十二五”期間，重點(diǎn)建設(shè)高性能計(jì)算方向和軟件開發(fā)方向。 

 

 

 

 

 

高性能計(jì)算方向：  

 

 

 

1.時(shí)代背景 

 

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是一個(gè)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)、物理、化學(xué)、生物、經(jīng)濟(jì)和管理等學(xué)科廣泛交叉的一個(gè)專業(yè)，結(jié)合點(diǎn)在于信息處理與計(jì)算，所用工具為計(jì)算機(jī)。所以，我們說該專業(yè)與計(jì)算機(jī)的發(fā)展密切相關(guān)。 

 

 

 

從20世紀(jì)40年代開始,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程可以分為兩個(gè)明顯的時(shí)代：串行計(jì)算時(shí)代、并行計(jì)算時(shí)代。 

 

 

 

串行計(jì)算是指在單個(gè)計(jì)算機(jī)（具有單個(gè)中央處理單元）上執(zhí)行軟件操作。CPU 逐個(gè)使用一系列指令來解決問題，但其中只有一種指令可提供隨時(shí)且及時(shí)地使用。并行計(jì)算是在串行計(jì)算的基礎(chǔ)上演變而來的，是指同時(shí)使用多種計(jì)算資源解決計(jì)算問題的過程，是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算速度和處理能力的一種有效手段。它的基本思想是用多個(gè)處理器來協(xié)同求解同一問題，即將被求解的問題分解成若干個(gè)部分，各部分均由一個(gè)獨(dú)立的處理器來并行計(jì)算。并行計(jì)算系統(tǒng)既可以是專門設(shè)計(jì)的、含有多個(gè)處理器的超級(jí)計(jì)算機(jī)，也可以是以某種方式互連的若干臺(tái)獨(dú)立計(jì)算機(jī)構(gòu)成的集群。 

 

 

 

近幾年，我國(guó)超級(jí)計(jì)算在硬件建設(shè)上取得了世界矚目的成就。國(guó)家級(jí)區(qū)域性超級(jí)計(jì)算中心分布在全國(guó)各地，與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)一些高校紛紛建立了服務(wù)于本校師生教學(xué)科研工作的高性能計(jì)算中心。在超大規(guī)模高端并行計(jì)算機(jī)的發(fā)展取得長(zhǎng)足進(jìn)步的同時(shí)，廉價(jià)的PC 機(jī)群、多CPU（多核）的桌面系統(tǒng)和個(gè)人高性能計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與發(fā)展，使得今日的并行計(jì)算機(jī)日益普及，迫使人們必須學(xué)習(xí)并行計(jì)算，才能有效地利用手邊的豐富資源。這就為并行計(jì)算的教學(xué)帶來了新機(jī)遇，也對(duì)并行計(jì)算系列課程的建設(shè)與推廣提出了新要求。在此條件下，為了適應(yīng)高性能并行計(jì)算迅速發(fā)展的需要，充分發(fā)揮計(jì)算學(xué)科在現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)發(fā)展中的作用，在高校中普遍開設(shè)高性能并行計(jì)算類的課程就顯得尤為重要。 

 

 

 

2.并行計(jì)算人才培養(yǎng)定位 

 

在信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，并行計(jì)算人才培養(yǎng)的定位是：學(xué)習(xí)并行程序設(shè)計(jì)方法和簡(jiǎn)單的并行算法知識(shí)，并通過在高性能計(jì)算機(jī)實(shí)踐，能夠熟練使用高性能計(jì)算機(jī)，形成并行計(jì)算的思維方式，為將來的工作打下更高層次的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)。 

 

3. 并行計(jì)算課程  

 

 

 

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)高性能計(jì)算方向開設(shè)了四門并行計(jì)算課程。 

 

 

 

(1) Linux操作系統(tǒng)，高性能計(jì)算機(jī)使用的操作系統(tǒng)是Linux，必須先行學(xué)習(xí)，在第三或第四學(xué)期開設(shè)，學(xué)時(shí)為2＋2，即每周教師講授2課時(shí)，學(xué)生上機(jī)實(shí)踐2課時(shí)。因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)熟悉了Windows操作系統(tǒng)，所以學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)沒有實(shí)質(zhì)上的困難。 

 

 

 

(2) 并行程序設(shè)計(jì)，第五學(xué)期開設(shè)，學(xué)時(shí)為2＋2，主要學(xué)習(xí)OpenMP和MPI，由于學(xué)生已有C語(yǔ)言基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)沒有大的困難。 

 

 

 

(3) 并行算法，第六學(xué)期開設(shè)，學(xué)時(shí)為2＋2，主要學(xué)習(xí)數(shù)值分析、最優(yōu)化方法、圖形圖像處理中一些具有天然并行性的算法及其實(shí)現(xiàn)。 

 

 

 

(4) 并行計(jì)算軟件選講，第六學(xué)期開設(shè)，學(xué)時(shí)為1＋2。在并行計(jì)算領(lǐng)域，有很多專門軟件，通過了解這些軟件，拓展學(xué)生在以后工作中使用并行工具解決問題的能力。 

 

 

 

軟件開發(fā)方向： 

 

1.時(shí)代背景 

 

在軟件開發(fā)領(lǐng)域，高端軟件設(shè)計(jì)人才緊缺已成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，且隨著產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展而更加突出。很多軟件龍頭企業(yè)都對(duì)既具有良好的數(shù)學(xué)素質(zhì)又具有軟件行業(yè)從業(yè)能力的人才有大量需求，高端軟件設(shè)計(jì)人才從數(shù)學(xué)類畢業(yè)生中選拔再加以培訓(xùn)是軟件行業(yè)共識(shí)性做法。良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及算法設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)、只要加上軟件行業(yè)從業(yè)能力培訓(xùn)，即可發(fā)揮出信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的優(yōu)勢(shì)。 

 

2.軟件人才培養(yǎng)模式 

 

 

 

軟件開發(fā)方向采用校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，學(xué)生前三年在學(xué)校學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，三年級(jí)暑假開始自愿參加企業(yè)開辦的軟件強(qiáng)化培訓(xùn)，為期四個(gè)月，然后到企業(yè)帶薪實(shí)習(xí),畢業(yè)后直接在軟件企業(yè)就業(yè)。 

 

 

 

3.學(xué)生就業(yè) 

 

 

 

參加企業(yè)軟件培訓(xùn)的學(xué)生全部一次性就業(yè)。 

 

 

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