高校內通信軟件實訓基地建設的研究與實施*

張笑燕，程保中，孫 藝

（北京郵電大學軟件學院 北京 100876）

1 引言

近年來國家高度重視實用型專業人才培養，國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知（國發[2011]4號）中指出，“高校要進一步深化改革，加強軟件工程和微電子專業建設，緊密結合產業發展需求，及時調整課程設置、教學計劃和教學方式，努力培養國際化、復合型、實用性人才。加強軟件工程和微電子專業師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地建設”[1]。

目前，整個信息通信行業的生存與發展越來越依賴于新業務的不斷推出，而新業務的推出主要依賴于大型復雜軟件開發的技能。

在此背景下，在高校相關專業的學生中開展高質量的通信軟件開發實訓，使學生在軟件工程理論技術指導下，系統地掌握通信軟件開發的技能，既符合國家產業政策，又可以滿足市場對通信軟件開發人才的急迫需求。

2 通信軟件實訓基地環境的研究與建設

北京郵電大學軟件學院（以下簡稱學院）作為全國首批35所國家示范性軟件學院之一，從最初的成功申辦到后續建設，都始終以通信軟件為特色，主要定位于工程型、實用型軟件人才的培養，從師資建設到教學培養計劃的制定都特別強調實踐教學。

學院早在2006年就開始利用 “教育部歸國留學人員教學科研基金”建設院內通信軟件實訓基地。該基地以國內外學術界和工業界普遍看好的下一代網絡的核心技術IMS（IPmultimedia subsystem，IP 多媒體子系統）為基礎，以Open IMS（德國Fraunhofer研究所開發的一個用于教學和科研的開源IMS核心網絡）作為移動互聯網軟件系列開發實驗的核心網軟件系統，以基于SIP（session initiation protocol，會話初始化協議）的軟件項目開發為主題，充分利用學院已有的軟件和硬件資源，為學生提供理解IMS核心理念、熟悉IMS基本操作、體驗和掌握已有IMS軟件系統，并在此基礎上進行二次軟件開發與研究的平臺。目前一個用于實踐教學的IMS核心網已經在該通信軟件實訓基地部署成功，并開發了一系列通信軟件實訓課程，研究出了完整成熟的通信軟件實訓計劃和實訓內容，開展了通信類課程課內實驗，并支持教師和研究生在該基地中從事通信軟件和通信協議的開發工作。從實踐動手能力、專業技能、溝通表達、團隊協作等方面，對學生進行綜合素質的培養，并根據實踐教學效果的反饋不斷調整實踐教學內容和教學方式，取得了良好的效果，積累了豐富的經驗。

自2011年開始，在移動互聯網高速發展的同時，面臨移動互聯網人才短缺的困境。一方面，移動互聯網是一種新技術，其技術體系、發展模式、管理思路等需要進一步探索，相應的人才培養需要一個過程；另一方面，移動終端操作系統多樣化，編程語言、編譯環境等都有別于桌面互聯網，對人才知識結構的要求很高，移動終端應用軟件開發實驗環境相對缺乏。因此，建設移動互聯網教學實驗環境，培養相關的專業人才，對于推動我國信息通信產業的發展具有重大意義。因此，學院開始為通信軟件實訓基地配置和研發面向移動互聯網通信軟件實訓的軟硬件環境和實訓內容，將通信軟件實訓基地的實訓內容與市場對通信軟件開發人才的需求更加密切地結合起來。利用已有的IMS核心網，目前已經研究并建設完成了一個用于實踐教學的移動互聯網新型業務開發平臺，如圖1所示。

3 通信軟件實訓基地實訓內容的研究與建設

目前該通信軟件實訓基地已經開發完成的實訓內容包含Socket網絡編程實訓、基于IMS的移動終端軟件開發和基于IMS應用服務器的增值服務軟件開發三大部分，每一部分又包含一些具體的實驗。

圖1 通信軟件實訓基地移動互聯網軟件開發實訓環境示意

3.1 Socket網絡編程實訓

Socket網絡編程實訓包含的具體實驗內容有以下幾個方面。

（1）基于 Socket的P2P編程實驗

·Java SE（standard edition，標準版）Socket P2P（peer to peer，對等連接或點對點）編程：使用 Java SE技術實現基于Socket的P2P聊天程序。

·Android Socket P2P編程：獨立安裝搭建Android開發環境，并練習Android開發的基本流程；在此基礎上，熟悉Android上Socket編程的相關基礎知識和編程接口，完成一個基于Socket的P2P文本聊天程序。

·iOSSocket P2P編程：熟悉Xcode開發平臺的使用，練習iOS終端開發的基本流程，掌握objective-C開發語言與Xcode平臺下Socket編程的相關基礎知識和編程接口，完成一個基于Socket的P2P文本聊天程序。

·Windows Mobile Socket P2P編程：獨立安裝搭建Windows Mobile開發環境，掌握Windows Mobile開發的基本流程，熟悉Windows Mobile上Socket編程的相關基礎知識和編程接口，完成一個基于Socket的P2P文本聊天程序。

·Windows Phone Socket P2P編程：獨立安裝搭建Windows Phone 8開發環境，掌握Windows Phone 8開發的基本流程，熟悉Windows Phone 8上Socket編程的相關基礎知識和編程接口，完成一個基于Socket的P2P文本聊天程序。

（2）基于Socket的聊天室編程實驗

·Java SESocket聊天室編程：用Java SE技術實現基于Socket的聊天室程序。

·Android Socket聊天室編程：進一步熟悉Android移動終端上的Socket編程，學會運用Android終端界面編程元素，完成一個帶好友列表功能的P2P文本聊天室，要求開發一個服務器進行聊天信息的存儲轉發功能。

·iOSSocket聊天室編程：進一步掌握Xcode平臺下的Socket編程，熟練使用objective-C開發語言，完成一個帶服務器的基于Socket的P2P文本聊天程序，實現群聊功能。

·Windows Mobile Socket聊天室編程：掌握CoreData技術，完成一個帶好友列表功能的基于Socket的P2P文本聊天程序。

·Windows Phone Socket基本聊天室編程：對前述已經實現的Windows Phone系統聊天時的PC服務端進行修改，使之能夠對多個連接進行消息轉發；同時，對客戶端進行改進，增加用戶名稱，實現群聊。

（3）基于JAIN-SIP的聊天室編程實驗

掌握JAIN-SIP相關知識，熟悉 SIP，使用 JAIN-SIP技術實現P2P編程，開發一個聊天室系統。

3.2 基于IMS的移動終端軟件開發

基于IMS的移動終端軟件開發具體包含的實驗內容有以下兩個方面。

·基于IMS的Android P2P終端編程實驗：獨立安裝搭建IMSDroid開發環境，并熟悉IMSDroid的框架及編程接口，完成一個基于IMSDroid的P2P文本聊天程序。

·基于IMS的iOS終端聊天室編程實驗：熟悉Doubango框架的應用，掌握基于SIP的SMS（short message service，短消息業務）通信編程，了解AS（application server，應用服務器）在本實驗中所起的作用，基于Doubango框架開發一個P2P文本聊天程序。

3.3 基于IMS應用服務器的增值服務軟件開發

基于IMS應用服務器的增值服務軟件開發具體包含的實驗內容有以下幾個方面。

·Open IMS網絡環境搭建實驗：獨立搭建IMS網絡環境，安裝 UCT（University of Cape Town，開普敦大學）客戶端工具，了解相關配置信息，在IMS核心網下使用文本聊天等基本功能。

·Open IMS用戶開戶實驗：使用IMS網絡環境進行用戶注冊操作，熟練使用UCT客戶端工具，在IMS核心網下創建一個新用戶，并能夠啟動UCT客戶端，驗證用戶是否可正常使用，加深對IMS客戶端通信過程的認識。

·SIPServlet入門開發實驗：使用IMS網絡環境進行SIPServlet開發，熟悉mobicents的SIPServlet編程環境，掌握 ASAR（application router，應用路由器）的配置。

·基于SIPServlet的聊天室業務開發實驗：運用SIP Servlet所提供的 API（applicationprogramminginterface，應用程序編程接口），實現聊天室服務器，接收客戶端的加入、退出、聊天消息，并自動群發聊天消息。

·基于SIP Servlet的呈現進行業務開發實驗：運用SIPServlet所提供的API，實現聊天室呈現業務服務器。

4 結束語

北京郵電大學校內通信軟件實訓基地的建設及時落實了“國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知（國發[2011]4號）”文件中加強實訓基地建設的精神，充分發揮了北京郵電大學在信息通信領域的優勢，通過校內實訓的方式強化了實踐教學，為國家和北京市培養市場亟需的通信軟件實用型人才做出了貢獻。

該基地充分利用北京郵電大學中既有教學經驗，又有國內外通信軟件企業開發實際經驗的雙師型師資隊伍的優勢，將學校在教學上的優勢和企業真實的開發環境進行了融合；將傳統的較為抽象的通信軟件理念具體化，培養目前通信企業和電信運營商亟需的下一代網絡通信軟件開發人才，也是實踐教學改革的一個創新點。

該基地建設的成果已經輻射到學校的相關專業，使得相關專業的學生能從這個校內實訓基地提供的高質量實訓中受益。到目前為止，已經完成了軟件工程專業、電子商務及法律專業共約600名本科生與515名軟件工程碩士研究生的實訓。參加實訓的學生普遍反映收獲很大，提高了通信軟件的開發能力和就業競爭力。

該基地的建設為成功申報北京高等學校實驗教學示范中心“通信軟件工程實驗教學中心”做出了重要的貢獻。該基地建設的成果之一“創新實踐教學體系，培養工程化實用型通信軟件人才”獲得了北京郵電大學校級教學成果一等獎；培養的學生榮獲第4屆英特爾杯全國軟件創新大賽特等獎。

基于該基地的建設以及對學生通信軟件開發能力的培養，IT行業某知名企業與學院建立了軟件工程碩士校內實習基地的合作方式。在合作中，該企業提供實習項目以及來自該企業的軟件開發項目經理，實習基地提供指導教師和場地設備。這種校內實訓＋實習的方式受到學生和用人單位的普遍歡迎。

該基地已經建設成熟的實驗實訓內容目前已整理編寫成《移動互聯網軟件開發實驗指導》一書，將于2013年9月由人民郵電出版社出版。學院也將爭取將該基地建成學校的一個品牌，輻射到國內其他高校，為其他高校相關專業的學生提供通信軟件方面的實訓，以培養出更多國家亟需的通信軟件人才。

1 國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知,2011