基于智能终端应用的计算机专业课程建设探讨

引言

智能终端从应用领域上讲，可划分为移动智能终端和通用智能终端两个方向的应用。

移动智能终端以智能手机为代表，另外还包含平板电脑、笔记本、智能电视等。移动智能终端内嵌嵌入式操作系统，目前被广泛推崇和得到迅速发展的是开放的、自由的Android系统,主要应用在移动互联网方面，而移动互联网则是将移动通信和互联网二者结合起来的、融为一体的移动通信网络。在最近几年里，移动通信和互联网是当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务，它们的增长速度是任何预测家未曾预料到的，所以移动智能终端技术应用将会创造巨大的经济和社会效益。

通用智能终端主要有智能电网终端、智能家居终端、工业自动化终端、环境监测终端等，其应用嵌入式物联网技术，而物联网是将各种信息传感设备，如射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。物体通过智能感应装置，经过传输网络到达指定的信息载体，再经过全面感知、可靠传送和智能处理,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与智能处理。物联网技术是继计算机、互联网、移动互联网之后，掀起的第三次世界信息产业浪潮孔

1智能终端应用专业人才培养

图1所示是按应用划分的智能终端的应用分类。实际上,智能终端的应用是基于移动互联网和物联网两大网络，主要涉及Android技术和嵌入式物联网技术。作为基于智能终端应用的计算机专业建设，应主要考虑Android技术和嵌入式物联网技术的特点和体系结构，而这两大技术是当今发展比较快、应用比较广泛的技术，所以,在高校开设基于智能终端应用的计算机专业是时代和社会的迫切需求。

据职酷网2011年6月的数据统计显示：目前热招的Android技术相关岗位约有3882个，而一个月内的有效岗位量在2298个。主要热招职位包括Android开发工程师、Android软件工程师、Android应用开发工程师、系统驱动工程师，Android手机游戏开发、Android系统软件开发、Android程序员、Android游戏应用版本管理、人机交互分析工程师、Android中间层开发工程师等。随着移动互联网技术的迅速发展，社会对移动智能终端的需求和业务在不断增加,然而，有关移动智能终端专业或方向的知识体系、课程体系、工程实践和人才培养等，目前还较为薄弱，专业课程有待建设。

图1智能终端主要分类

2009年8月，温家宝总理视察无锡物联网产业研究院，并做出重要指示：物联网技术是未来科技的制高点，是我国新兴战略产业未来发展的方向之一！在国家出台的“十二五”规划中，物联网将重点投资智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事等十大领域。随着物联网技术的迅速发展，社会对智能终端的需求和业务在不断增加，然而，有关物联网专业或方向的知识体系、课程体系、工程实践和人才培养等，目前还较为薄弱，专业课程建设任重道远。

2智能终端技术层次结构

智能终端技术主要分为两个方向：Android技术和嵌入式物联网技术，这两个方向相互联系、相互渗透，但又有各自的特点和体系结构。

2.1Android技术的层次结构

Android是Google公司针对智能终端开发的一个平台,该平台基于Linux内核，是开放、开源的系统，其大部分应用主要是用JAVA开发，Android体系结构如图2所示。

Android的系统架构和其它操作系统一样，采用了分层的架构。从架构图看，Android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux核心层。

第一层:应用程序层。Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括email客户端、SMS短消息程序、日历、地图、浏览器、联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。

第二层：应用程序框架。开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。该应用程序的架构设计简化了组件的重用；任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序也都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循框架的安全性限制)。同样，该应用程序重用机制也使用户可以方便地替换程序组件。

图2Android系统层次结构

第三层：系统运行库。系统运行库包含两部分：第一部分是程序库，Android包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用，它们通过Android应用程序框架为开发者提供服务。第二部分是运行库，该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能，每一个Android应用程序都在它自己的进程中运行，且都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。Dalvik被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统，Dalvik虚拟机执行(.dex)的Dalvik可执行文件，该格式文件针对小内存使用做了优化。同时虚拟机是基于寄存器的，所有的类都经由JAVA编译器编译，然后通过SDK中的dx工具转化成.dex格式并由虚拟机执行。

第四层：Linux内核。Android的核心系统服务依赖于Linux2.6内核，如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型等。Linux内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。

2.2物联网技术的层次结构

物联网是由M2M(MachinetoMachine)概念发展而来的，是机器与机器的对话，其关键在于数据采集环节。目前数据采集技术包括各种传感器、全球定位系统、激光扫描、射频识别技术等。射频识别技术可通过射频信号自动识别物体并获取数据信息，是当前物联网的主流应用形式。物联网的技术层次由感知层、传输层和应用层组成，图3所示给出了物联网技术的层次结构。

第一层：感知层。以EPC、RFID、传感器等传感技术为基础，实现信息采集和“物”的识别。

第二层：传输层。通过现有的互联网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，实现数据的传输与计算。

第三层：应用层。由个人计算机、手机、输入输出控制终端等终端设备以及数据中心所构成的系统或专用网络，实现所感知信息的应用服务。

图3物联网技术的层次结构

3基于智能终端应用的计算机专业课程建设

基于智能终端应用的计算机专业是多个相关专业的融合和提升，主要涉及电子、嵌入式系统、嵌入式开发、自动化控制、网络通信、计算机等专业知识，需要多专业的汇聚，并取其共性，建立基础教学体系；各院校可根据行业应用背景优势建立具有各自应用方向和特点的课程实训。

3.1专业培养目标

基于智能终端应用的计算机专业主要面向现代信息处理技术，各高等院校可根据特点和师资队伍，培养从事移动互联网和物联网领域两个方向的系统设计、系统分析、科技开发及研究方面的高等技术人才。

首先，在Android技术方向，以培养移动互联网应用型人才为主。从人才需求类型来看，目前对Android人才需求有两类：一类是偏向硬件驱动的Android人才需求；一类是偏向软件应用的Android人才需求。其中后者的需求最大，包括手机游戏、手机终端应用软件和其他手机应用软件的开发。

由于目前Android技术较新，无论是相关书籍、培训还是大学教育，都处于初级阶段，因此，Android人才短期将供不应求。而从长期来看，随着各种移动应用和手机游戏等内容需求的日益增加，也将激励大中小型手机应用开发商加大对Android应用的开发力度，因此，Android人才需求量也非常巨大。

其次，在物联网技术方向，应以培养物联网应用人才为主。目前国内物联网产业呈现“井喷”式增长，物联网市场如今已从电力、交通、安保等公共服务领域逐步走入民用市场,并已初步形成产业链。此外，各地政府对物联网产业的热衷态势无不透露着未来该产业的诱人前景。据权威机构预测，物联网行业每年会有10万以上人才缺口，而且未来10年，每年会以20%的缺口递增。

基于智能终端应用的计算机专业培养的学生，还应该德智体全面发展，知识结构合理，具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、嵌入式技术、Android技术、数据库技术、网络工程技术和相关的理论基础，具备在智能终端应用领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。3.2专业课程体系与结构

基于智能终端应用的计算机专业应建立以提升工程素质为根本、以培养智能终端应用工程能力为核心、以掌握智能终端应用工程学科知识要求为目标的课程体系，专业课程体系涉及三大知识领域：通用基础类知识领域、专业技术类知识领域和综合管理类知识领域，各院校应根据自身情况选择合适的方向来建立相应的课程体系。其中，通用基础类知识领域和综合类知识领域对各院校相对来说都具有一定的共性，课程体系结构比较接近，因此，本文着重讨论专业技术类知识领域的课程体系建设，根据智能终端应用计算机专业的两个主要方向的各自层次结构来给出相对应的知识领域与课程结构。

根据Android技术的四个层次结构（即图2所示的Linux内核、系统运行库、应用程序框架、应用程序层），高校课程结构可由公共基础课程、学科基础课程、Android基础课程、Android专业课程、Android实践实训课程等五个部分组成。其中，公共基础课程和学科基础课程可以参照现有的理工科专业设置,Android基础课程一般包括JAVA编程、数据库系统、ARM嵌入式系统、Linux系统，Android专业课程一般包括Android应用程序设计、Android硬件抽象层设计和开发等。

根据物联网技术的三个层次结构（即图3中的感知层、传输层、应用层），要按照感知识别、网络构建、管理服务和创新应用等方面给出相对应的知识领域与知识点。课程结构可以由公共基础课程、学科基础课程、物联网基础课程、物联网专业课程、实践实训课程等五个部分组成。其中，公共基础课程和学科基础课程可以参照现有的理工科专业设置,物联网基础课程一般包括物联网工程导论、物联网工程概论以及模拟电子技术、数字电子技术、电路分析基础与实验、信号与系统等其它基础课程等，物联网专业课程一般包括物联网控制基础、嵌入式系统、无线传感器网络、RFID技术等课程等。

实践实训课程的设置可兼顾Android技术和嵌入式物联网技术两个方向，相互联系、相互渗透。首先要求学生学习掌握基础课程与专业课程所对应的电子电工基础实验、计算机软件编程设计与嵌入式硬件设计应用等一系列实验课程。在此基础上，再结合院校自身的行业优势，通过建设Android手机物联网实验室、校企合作等方式开展手机游戏、手机应用软件 ( 如 GPS 定位 )、智能交通、智能电网、智能家居、环境检测以及车联网、健康物联网、石油物联网、矿山物联网等行业的相关应用课程设置。

4 结 语

大力发展智能终端技术是我国新兴战略型产业未来发展的方向之一，将对我国国民经济的增长发挥巨大的推动和辐射作用。随之诞生的基于智能终端应用的计算机专业这一新兴的专业学科，其专业的课程建设必须适应社会对智能终端行业应用的需求，并且还应具有发展变化的动态性。本文根据基于智能终端应用的计算机专业的课程信息体系与结构，并针对不同技术方向(重点是两个方向：Android技术方向和物联网技术方向)，给出了相关课程设置的建议，以期对智能终端技术的发展和课程体系的建设起到一定的促进作用。

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