計算機網(wǎng)絡課程群的規(guī)劃與建設

摘要:本文結合作者承擔的計算機網(wǎng)絡課程群建設的實踐，設置了計算機網(wǎng)絡課程群建設的目標，對計算機科學與技術相關專業(yè)本科生的計算機網(wǎng)絡課程群的規(guī)劃和建設進行了初步的探討。

關鍵詞:計算機網(wǎng)絡;課程群;課程建設

在信息技術高度發(fā)展的今天，計算機網(wǎng)絡技術的重要性不言而喻。經(jīng)過短短幾十年的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡無論其規(guī)模擴展還是應用范圍的拓展以及對人們生產(chǎn)、生活的影響都是巨大的，“網(wǎng)絡就是計算機”的理念越來越被人們所接受。無論在國外還是國內，計算機網(wǎng)絡已經(jīng)形成一個專門的學科方向，有著自己的知識體系和研究內容;同時計算機網(wǎng)絡同其他學科方向廣泛交叉，產(chǎn)生了豐富多彩的應用，計算機網(wǎng)絡對其他學科產(chǎn)生深遠影響的同時，也產(chǎn)生了許多新的學科方向。

計算機網(wǎng)絡技術的重要性決定了計算機網(wǎng)絡相關課程在計算機科學與技術及相關專業(yè)本科生教育和研究生教育中的地位;同時，由于豐富的計算機網(wǎng)絡知識不能采用簡單的一門課程來覆蓋，需要一個經(jīng)過規(guī)劃的課程群才能較為系統(tǒng)地使得學生掌握計算機網(wǎng)絡相關的基礎知識。

1計算機網(wǎng)絡課程群建設的目標

計算機網(wǎng)絡技術的知識體系總體包括計算機網(wǎng)絡的基礎理論和體系結構、計算機網(wǎng)絡的實用技術以及計算機網(wǎng)絡的應用技術三大部分，如圖1所示。

(1) 計算機網(wǎng)絡的基礎理論和體系結構:主要包括基于分層結構的計算機網(wǎng)絡體系結構、各層的設計要點、基礎理論、關鍵問題和關鍵技術以及主流網(wǎng)絡協(xié)議的分析與設計、計算機網(wǎng)絡的未來發(fā)展等。

(2) 計算機網(wǎng)絡的實用技術:主要包括計算機網(wǎng)絡構建、使用和管理的各種實用技術。

(3) 計算機網(wǎng)絡的應用技術:主要包括計算機網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡技術到各個應用領域和學科的應用而產(chǎn)生的新的學科方向及其技術。

圖1計算機網(wǎng)絡的知識體系

由于計算機網(wǎng)絡知識體系的龐大，尤其是計算機網(wǎng)絡應用技術多種多樣，要在計算機網(wǎng)絡課程群中覆蓋計算機網(wǎng)絡知識體系的方方面面是不現(xiàn)實的，所以計算機網(wǎng)絡課程群建設的目標就是要在知識體系的三個層次中精心挑選重要的內容，在計算機相關專業(yè)本科生教學中組織建設若干門核心課程，建設好理論知識和實踐兩個環(huán)節(jié)，為學生奠定一個比較堅實的計算機網(wǎng)絡知識基礎。

2計算機網(wǎng)絡課程群的規(guī)劃與建設

2.1計算機網(wǎng)絡課程群的規(guī)劃

做好計算機網(wǎng)絡課程群的規(guī)劃工作，首先需要界定計算機網(wǎng)絡知識體系中的核心內容，確定哪些方面的知識涵蓋進計算機網(wǎng)絡課程群中去。我們對計算機網(wǎng)絡的知識體系進行了初步的劃分，要涵蓋進網(wǎng)絡課程群的重要內容包括現(xiàn)行主流網(wǎng)絡的基礎理論和體系結構、現(xiàn)行主流網(wǎng)絡的核心協(xié)議的分析與設計、下一代網(wǎng)絡的關鍵理論與技術、計算機網(wǎng)絡規(guī)劃與構建、計算機網(wǎng)絡管理技術以及有影響力的計算機網(wǎng)絡

的應用。

依據(jù)計算機網(wǎng)絡課程群的建設目標以及計算機網(wǎng)絡知識體系的主要內容，對計算機網(wǎng)絡課程群做了如下規(guī)劃，如圖2所示。

圖2計算機網(wǎng)絡課程群規(guī)劃

(1) 計算機網(wǎng)絡:計算機網(wǎng)絡課程群的基礎性課程，為課程群中所有課程的先導性課程。主要講授分層的網(wǎng)絡體系結構及其參考模型，網(wǎng)絡中各層的設計要點、關鍵問題及其解決方案，目前流行網(wǎng)絡的網(wǎng)絡協(xié)議的模型和原理等內容。

(2) 計算機網(wǎng)絡實驗:計算機網(wǎng)絡課程群的實踐環(huán)節(jié)之一。主要有針對性地對計算機網(wǎng)絡課程中的理論知識提供實驗和驗證環(huán)節(jié)，以及網(wǎng)絡各層中核心協(xié)議的分析和原理性實現(xiàn)。

(3) 計算機網(wǎng)絡課程設計:計算機網(wǎng)絡課程群的另一個實踐環(huán)節(jié)。同樣為計算機網(wǎng)絡課程中的理論知識提供實驗和驗證環(huán)節(jié)，與計算機網(wǎng)絡實驗不同的是，所選取的實驗是一些粒度更大、綜合性更強的實驗，需要學生利用軟件工程的方法和程序設計語言的編程技巧，并具備計算機網(wǎng)絡的理論知識背景，才能出色地完成實驗內容。部分實驗內容需要學生具備網(wǎng)絡編程的知識。

(4)TCP/IP協(xié)議分析:TCP/IP參考模型是事實上的工業(yè)標準，為Internet所采用的協(xié)議族，本課程為計算機網(wǎng)絡課程的進一步延伸，分析Internet中廣泛使用的主要協(xié)議。主要包括Internet的設計原理、編址和路由選擇技術、基于TCP的編程技術和一些應用，如:域名系統(tǒng)、文件傳輸、遠程登錄、電子郵件和萬維網(wǎng)等應用。

(5) 下一代互聯(lián)網(wǎng):針對現(xiàn)有Internet存在的問題(主要是IPv4存在的問題)，現(xiàn)有Internet會最終緩慢過渡到下一代Internet(IPv6)，本課程為計算機網(wǎng)絡課程的進一步延伸，主要包括IPv6的尋址結構、擴展頭、身份驗證和安全性、對任意點播和組播的支持以及對相關協(xié)議的影響，以及IPv4向IPv6過渡的策略和應用。

(6) 網(wǎng)絡規(guī)劃:計算機網(wǎng)絡課程群中計算機網(wǎng)絡的實用技術之一。本課程從系統(tǒng)方法學和網(wǎng)絡工程的角度探討網(wǎng)絡分析、規(guī)劃和設計方面的問題，系統(tǒng)地介紹網(wǎng)絡規(guī)劃及邏輯設計流程中每個階段的設計任務、內容、原則、方法、實踐指導等。主要包括、網(wǎng)絡互連技術概述、網(wǎng)絡規(guī)劃與設計的相關工具、需求分析、流分析、技術選擇、網(wǎng)絡拓撲設計、網(wǎng)絡編址和網(wǎng)絡命名、路由設計、網(wǎng)絡性能保障設計、網(wǎng)絡管理設計、網(wǎng)絡安全設計、案例分析等。

(7) 計算機網(wǎng)絡管理:計算機網(wǎng)絡課程群中計算機網(wǎng)絡的實用技術之一。隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展和普及，計算機網(wǎng)絡日益復雜化，計算機網(wǎng)絡管理技術變得越來越重要。網(wǎng)絡管理就是為保證計算機網(wǎng)絡的穩(wěn)定、高效運行而對網(wǎng)絡設備所采取的方法、技術和措施。在本課程中主要包括計算機網(wǎng)絡管理的體系結構、計算機網(wǎng)絡管理的核心協(xié)議(主要是SNMP協(xié)議)、常用的計算機網(wǎng)絡管理工具以及簡單計算機網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的設計方法和實現(xiàn)機制等實踐環(huán)節(jié)。

(8) 計算機網(wǎng)絡的應用課程:計算機網(wǎng)絡的廣泛應用產(chǎn)生了許多新興的應用學科方向，計算機網(wǎng)絡的應用課程為一系列課程，如電子商務、分布式計算和分布式系統(tǒng)、網(wǎng)格計算、Web服務等課程，在教學中可以自由開設。

2.2計算機網(wǎng)絡課程群的建設與實踐

經(jīng)過我校計算機學院網(wǎng)絡課程組全體教師若干年的努力，為我校計算機科學與技術相關專業(yè)本科生開設的計算機網(wǎng)絡課程群已經(jīng)初具規(guī)模、成效顯著。

我校計算機網(wǎng)絡課程群已經(jīng)開設“計算機網(wǎng)絡課程”(基礎學位課，必修)、“計算機網(wǎng)絡實驗”(基礎學位課，必修)、“計算機課程設計”(基礎學位課，必修)、“TCP/IP協(xié)議分析”(專業(yè)方向限選課)、“下一代互聯(lián)網(wǎng)”(專業(yè)方向限選課)、“網(wǎng)絡規(guī)劃”(專業(yè)方向限選課)、“計算機網(wǎng)絡管理”(專業(yè)方向限選課)等核心課程，并在計算機網(wǎng)絡的應用課程中開設了“電子商務”(專業(yè)方向任選課)和“網(wǎng)格計算課程”(專業(yè)方向任選課)，并計劃開設“分布式計算與分布式系統(tǒng)”課程(專業(yè)方向任選課)和“Web服務”課程(專業(yè)方向任選課)。在每一門課程(實踐課程除外)中，理論性知識講解的同時，鼓勵增加實踐環(huán)節(jié)。這些課程基本上滿足了計算機科學與技術相關專業(yè)人才培養(yǎng)對計算機網(wǎng)絡知識的需要。

(1) “計算機網(wǎng)絡”、“計算機網(wǎng)絡實驗”、“計算機網(wǎng)絡課程設計”、“TCP/IP協(xié)議分析”以及“下一代互聯(lián)網(wǎng)”等課程為學生奠定了一個堅實的計算機網(wǎng)絡的知識基礎，該層次的課程既包括計算機網(wǎng)絡的基本理論和體系結構的理論知識和實踐環(huán)節(jié)，又介紹現(xiàn)在Internet的主流協(xié)議族——TCP/IP協(xié)議族的進一步剖析，并介紹了未來Internet的發(fā)展和主流技術——IPv6。

(2) “網(wǎng)絡規(guī)劃”和“計算機網(wǎng)絡管理”課程為學生提供了實用性的計算機網(wǎng)絡知識，為學生將來從事網(wǎng)絡管理和網(wǎng)絡建設等方面的工作提供直接的技術基礎。

(3) “電子商務”、“網(wǎng)格計算”等新興計算機網(wǎng)絡應用課程在進一步鞏固學生計算機網(wǎng)絡知識的同時，為學生開闊了眼界，提供了接觸新興學科前沿的機會，鍛煉了學生的創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新性能力。

教材建設作為教師開展教學實踐的關鍵和課程群建設的成果體現(xiàn)形式，在課程群的建設過程中一貫得到了重視。

(1) 注重引進相關課程的優(yōu)秀教材[1-7]，如在“計算機網(wǎng)絡”課程中中引進了世界經(jīng)典教材——Andrew S. Tanenbaum著的《計算機網(wǎng)絡 第四版》，這些經(jīng)典教材使得相關課程的建設與國內外優(yōu)秀大學的課程教學站在了同一起點上。

(2) 重視針對一些缺乏精品教材的課程開展了自編教材的工作，鼓勵相關課程的任課教師在自身的教學經(jīng)驗和科研實踐的基礎上，結合已有教材的成果，編寫具有鮮明特色的教材。

“計算機網(wǎng)絡實驗”采用自編的內部指導教材。

“計算機網(wǎng)絡”課程設計的指導教材已于2009年6月在清華大學出版社出版發(fā)行，并從2007級學生開始在計算機網(wǎng)絡課程設計實踐環(huán)節(jié)啟用新編的教材。

“TCP/IP協(xié)議分析”及應用教材于2007年2月由機械工業(yè)出版社出版發(fā)行，已在“TCP/IP協(xié)議分析”課程中采用，該教材榮獲2008年北京市精品教材。

“計算機網(wǎng)絡管理”的教材已經(jīng)與清華大學出版社簽訂了出版合同，現(xiàn)在已完成初稿編寫工作，計劃2009年10月份完成校稿，2010年2月前由清華大學出版社出版發(fā)行，并在2009～2010學年第2學期的“計算機網(wǎng)絡管理”課程中采用。

此外計劃編寫的計算機網(wǎng)絡課程群中相關課程的教材還有:“網(wǎng)格計算”課程教材和“網(wǎng)絡規(guī)劃”課程教材。

此外，在計算機網(wǎng)絡課程群的建設過程中，我們還重視對教學實踐的總結和升華，積極開展教學研究工作，并取得了一定的教學研究成果[8-9]。

3結論

本文結合作者承擔的計算機網(wǎng)絡課程群建設的實踐，對計算機科學與技術相關專業(yè)本科生的計算機網(wǎng)絡課程群的目標和規(guī)劃進行了初步的探討，把計算機網(wǎng)絡的知識體系分為計算機網(wǎng)絡的基礎理論與體系結構、計算機網(wǎng)絡的實用技術和計算機網(wǎng)絡的應用技術三個層次，并結合作者所在學校的計算機網(wǎng)絡課程群的建設實踐，對三個知識層次中所包含的課程進行了介紹，給出了一個課程群的初步的輪廓，希望能夠對高等院校計算機相關專業(yè)的計算機網(wǎng)絡課程群的建設能夠有所幫助。

參考文獻:

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[4] 楊云江. 計算機網(wǎng)絡管理技術[M]. 北京:清華大學出版社，2005.

[5] 楊家海. 網(wǎng)絡管理原理與實現(xiàn)技術[M]. 北京:清華大學出版社，2000.

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[7]Ian Foster， Carl Kesselman. 網(wǎng)格計算[M]. 北京:清華大學出版社，2005.

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[9] 王勇，姜正濤，楊建紅，等.“計算機網(wǎng)絡管理”課程的目標導向型教學實踐[J]. 計算機教育，2008(14):68-70.

Planning and Construction of Computer Network Courses

WANG Yong， REN Xing-tian， YANG Jian-hong， FANG Juan

(College of Computer Science Technology， Beijing University of Technology， Beijing 100124， China)

Abstract: With the practices of computer network courses construction， the goals of computer network courses are established. Based on these goals， planning and construction of computer network courses about undergraduates of computer science and technology are discussed.

Key words: computer network; courses; course construction

(編輯:白杰)