CourseGrading—计算机专业课一体化支课件.pptx

1、C CourseourseG Gradingrading计算机专业课一体化支撑平台计算机专业课一体化支撑平台在线教学在线教学 + + 在线实在线实验验软件课程软件课程 + + 硬件课硬件课程程BIG DATA我们的数据在哪里？数据孤岛数据孤岛教学系统独立分散，各门课程独立规划，缺乏有效整合，难以形成合力且不可持续性的建设工具的生命力与持续性缺失工具的生命力与持续性缺失教育工具缺乏维护和持续研发，导致积累数据丢失专业壁垒高且市场容量小专业壁垒高且市场容量小缺乏高水平的人才与大量的资金持续性投入工具缺乏技术深度做实验缺乏灵活性和时间保障做实验缺乏灵活性和时间保障实验教学在线资源严重匮乏、受实验设备

2、及管理的时空制约、传统实验模式缺乏学生实验过程数据计算机专业教学工具面临的问题计算机专业教学工具面临的问题CGCG平台是什么？平台是什么？操作系统在线实验开放、可扩展的计算机专业教学教学与实验实验一体化平台最具专业深度、安全可靠的计算机类课程一体化支撑平台最具专业深度、安全可靠的计算机类课程一体化支撑平台云计算基础设施（服务器、存储、网络、FPGA、嵌入式设备）FPGA在线实验并行计算程序设计数据结构与算法软件工程实践大数据实训程序自动评测编程竞赛算法可视化在线考试软件工程协作环境虚实结合的在线实验环境嵌入式在线实验“任何人、任何时间、任何地点”均能开展实验学习人工智能信息安全综合能力评价：汇

3、集学生在整个培养阶段的学习过程数据、项目实践数据、考试成绩数据等学生学生开放：只需要专注教学资源建设：虚拟机开发环境 + 指导书教师教师生态：高质量的资源，能够获得持续性的经济收益工程教育：动手能力、创新能力、跨界整合能力体验：教学全过程支持，教师视角，实用易用虚实结合的在线实验环境虚实结合的在线实验环境B/SB/S架构，真正的“任何人、任何时间、任何地点”开展实验在线撰写实验报告在线实验指导书一键生成标准化的实验环境实验全过程数据分析可挂载任何虚拟机DockerVmware公有云OpenStack虚实结合的在线实验环境虚实结合的在线实验环境支持任何虚拟机化技术，利用现有设备（云计算中心）打造

4、在线实验环境支持实验桌面分布式部署，实验人数无限扩展CGCG在线实验环境独特之处在线实验环境独特之处真正打破时空限制真正打破时空限制1.B / S 架构，不需要配置客户端2.无论多少用户，只需要一个公网IP；支持分布式部署，可以无限扩展CG在线实验环境其它在线实验时空局限性时空局限性1.C / S架构，学生自带电脑配置开发环境面临环境多样性问题，安装、配置、调试存在大量不一致。2.一个用户一个公网IP，限定学生只能在小范围内使用。可挂载任何虚拟平台可挂载任何虚拟平台1.支持任何虚拟化技术：Vmware、OpenStack、CloudStack、Docker、阿里云、腾讯云 等。既可以挂载私有云

5、，也可以挂载公有云。2.可以充分利用学校现有的计算中心（云计算中心）物理设备，为学校打造计算机实验在线机房。绑定某类虚拟化平台绑定某类虚拟化平台与某类虚拟机平台或者紧密耦合，导致重复建设教教育育大大数数据据计算机专业课一体化支撑平台计算机专业课一体化支撑平台系统管理与自动化运维系统管理与自动化运维系统系统备份备份多课多课程管程管理理系统系统升级升级系统系统迁移迁移系统系统性能性能系统系统外观外观教师教师权限权限管理管理在线在线考试考试在线在线作业作业在线在线答疑答疑成绩成绩管理管理权限权限管理管理资源资源管理管理抄袭抄袭检测检测课程管理平台课程管理平台栏目栏目定制定制学生学生管理管理ACMAC

6、M竞竞赛赛并行并行竞赛竞赛竞赛竞赛竞赛在线竞赛在线在线实验在线实验程序设计课程C、C+、Java、Python、C#程序自动评判、算法可程序自动评判、算法可视化、大数据性能等视化、大数据性能等SQLSQL自动自动评测评测数据结构与算法课程数据库算法设计与分析计算概论小组作业、小组小组作业、小组互评、互评、GithubGithub软件工程面向对象设计软件体系结构软件测试并行与分布式并行与分布式程序自动评判程序自动评判并行计算多核程序设计高性能计算MPI程序设计OSOS与编译与编译实验环境实验环境编译器课程设计操作系统课程设计大数据与大数据与AIAI实验环境实验环境大数据相关实验人工智能相关实验硬

7、件在线实验硬件在线实验环境环境FPGA远程实验计算机网络远程实验移动计算与嵌入式远程实验开发能力培养开发能力培养系统能力培养系统能力培养统计统计分析分析数据数据APIAPI数据数据挖掘挖掘依赖虚拟机或者依赖虚拟机或者DockerDocker环境环境竞赛竞赛“系统能力”培养 +“软件能力”培养，覆盖计算机专业主要实验内容的软硬件综合在线实验体系CourseGradingCourseGrading发展史发展史 CG成功研发，经受大并发测试 内部使用，持续完善2003200320092009迁 移 到 阿 里 云（）商业化维持系统的长远发展版本快速迭代，大概每1个半月升级一次程序评判系统计算机课程一

8、体计算机课程一体化支撑平台化支撑平台20152015 放在校内服务器供免费下载使用根据用户需求持续完善稳定性安全性用户体验学院研发类OJ系统性能问题导致考试时系统崩溃，引发教学事故缺乏课程管理功能，使用不便唯一支持唯一支持“算法与数据结构算法与数据结构”支持算法时间复杂度分析，算法可视化唯一支持并行程序评测唯一支持并行程序评测正确性 + 可扩展性 + 性能全面量化唯一全面支持在线考试唯一全面支持在线考试支持大并发、高可靠、安全、全面的监考机制CGCG平台的独特之处平台的独特之处唯一支持在线虚拟实验环境唯一支持在线虚拟实验环境支持随时随地实验及实训、学习过程监控与分析唯一具备完善的课程管理唯一具

9、备完善的课程管理支持所有的课程、极佳的用户体验、完备的功能唯一支持自动在线运维唯一支持自动在线运维保持系统长期、可靠运行最具技术深度的平台最具技术深度的平台每一门课程的支持技术都处于国内顶尖水平！唯一的一体化支撑平台唯一的一体化支撑平台良好体验和稳定性的前提下，有机融合各个专业功能CGCG平台特色平台特色1. 面向计算机专业的课程管理与考试平台2. 程序设计3. 数据结构与算法4. 编程竞赛5. 并行计算6. 软件工程CGCG生态环境生态环境1. CG质量控制2. 生态环境建设与发展方向汇报大纲汇报大纲7. 在线实验类操作系统实验大数据实验FPGA实验CGCG北航北航1. 程序设计2. 在线实

10、验01课程管理课程管理：功能设计力求简洁、技术深入/智能作业 考试答疑 成绩公告 实验 丰富的题目类型丰富的题目类型 选择题 填空题 判断题 简答题 文件上传题 编程题 接口编程题 程序片段编程题 算法可视化 并行编程题 MPI分布式 多线程 项目题5 类通用通用题型4 类编程编程题型1 类并行编程并行编程题型CGCG平台：课程管理平台：课程管理 / / 题型题型 丰富的题目类型丰富的题目类型 选择题 填空题 判断题 简答题简答题 文件上传题 编程题 接口编程题 程序片段编程题 算法可视化 并行编程题 MPI分布式 多线程 项目题5类通用通用题型4类编程编程题型1类并行编程并行编程题型系统将自

11、动将学生答案与参考答案进行相似性比较相似性比较，利用相似度辅助判分CGCG平台：课程管理平台：课程管理 / / 题型题型 丰富的题目类型丰富的题目类型 选择题 填空题 判断题 简答题 文件上传题文件上传题 编程题 接口编程题 程序片段编程题 算法可视化 并行编程题 MPI分布式 多线程 项目题5类通用通用题型4类编程编程题型1类并行编程并行编程题型文件上传题：可以自动从压缩包内提取文档文档或者源代码源代码，进行相似性比较相似性比较CGCG平台：课程管理平台：课程管理 / / 题型题型文档 / 源码相似性比较CGCG平台：课程管理平台：课程管理 / / 风格风格精简风格CGCG平台：课程管理平台

12、：课程管理 / / 风格风格课程中心CGCG平台：课程管理平台：课程管理 / / 作业作业自己掌控。手工选手工选题题为学生随机分配题目。随机作随机作业业系统帮忙布置作业。自动出自动出题题学生自由分组、互评。小组作小组作业业还可以补交CGCG平台：课程管理平台：课程管理 / / 考试考试 全方位支持全方位支持在线考试：在线考试：自动组卷自动组卷 帮助教师组卷，规则包括：知识点分布、章节、难度、使用频度自动组卷CGCG平台：课程管理平台：课程管理 / / 考试考试 全方位支持全方位支持在线考试：学生端在线考试：学生端随机抽题随机抽题组卷组卷 随机抽题组卷随机抽题组卷：题型分布、知识点分布、难度分布

13、、题目数量学生端随机组卷 全方位支持全方位支持在线考试：在线考试：在线监考在线监考 能够识别NATNAT网络和反向代理反向代理网络下的，客户端真实IP地址多套试卷试卷分发规则可监控内网可监控内网IPIP(机房通过NAT上网)支持支持IPIP绑定绑定（一个账号对应一台机器）IPIP地址访问控制地址访问控制（只允许特定的IP地址访问考试）栏目关闭栏目关闭（关闭答疑论坛、作业等栏目）CGCG平台：课程管理平台：课程管理 / / 考试考试考试辅助功能 全方位支持全方位支持在线考试：在线考试：在线监考在线监考 实时监测学生交换账号互相抄袭、异地替考交换账号交换账号CGCG平台：课程管理平台：课程管理 /

14、 / 考试考试异地登录异地登录访问控制访问控制IPIP绑定绑定 成绩一键汇总成绩一键汇总 加权汇总：加权汇总：作业成绩 、实验成绩、考试成绩、平时成绩CGCG平台：课程管理平台：课程管理 / / 成绩成绩02程序设计程序设计：不仅仅告知正确与否动态测试 代码风格静态分析 性能剖析并发评判 代码查重输入输出任意组合项目级源代码评测 丰富的题目类型丰富的题目类型 选择题 填空题 判断题 简答题 文件上传题 编程题编程题 接口编程题 程序片段编程题 算法可视化 并行编程题 MPI分布式 多线程 项目题5类通用通用题型4类编程编程题型1类并行编程并行编程题型面向问题，学生根据题目描述，编写完整的程序。

15、支持任意的输入/输出方式组合支持C、C+、Java、Python、C#等CGCG平台：程序设计平台：程序设计其它评测系统仅支持：标准输入/标准输出 丰富的题目类型丰富的题目类型 选择题 填空题 判断题 简答题 文件上传题 编程题 接口编程题接口编程题 程序片段编程题 算法可视化 并行编程题 MPI分布式 多线程 项目题5类通用通用题型4类编程编程题型1类并行编程并行编程题型定义好接口，学生编写实现：定义好接口，学生编写实现：学生依据头文件（c）、或者继承基类（c+、java），编写方法实现方法实现。对学生写代码提供一种导向与约束作用。CGCG平台：程序设计平台：程序设计主要用于面向对象语言（主

16、要用于面向对象语言（C+, JavaC+, Java） 丰富的题目类型丰富的题目类型 选择题 填空题 判断题 简答题 文件上传题 编程题 接口编程题 程序片段编程题程序片段编程题 算法可视化 并行编程题 MPI分布式 多线程 项目题5类通用通用题型4类编程编程题型1类并行编程并行编程题型补充缺失的语句、函数补充缺失的语句、函数。可以插入调试打印语句，以打印的数据作为正确性评判依据。类似集成开发环境中的断点调试CGCG平台：程序设计平台：程序设计类似代码填空题类似代码填空题 程序评判：程序评判：不仅仅对与错基本测评报告基本测评报告测试数据中包括了正常情况和边界等异常情况，使学生体会到工程工程编码

17、要求CGCG平台：程序设计平台：程序设计 程序评判：程序评判：不仅仅对与错 错误分析，协助学生调试程序，降低初学者挫折感帮助学生全面认知程序的内涵，树立软件工程软件工程思维思维，引导学生写出高质量的程序CGCG平台：程序设计平台：程序设计 程序评判：程序评判：支持输出结果的模糊匹配！ 支持通配符通配符描述期望输出 应用： 放宽格式要求 浮点数输出 屏蔽输入提醒 答案二选一答案二选一CGCG平台：程序设计平台：程序设计 程序评判：程序评判：支持多源文件自动编译与评判 复杂问题的源文件组织也是一种工程训练。特别是Java代码，一般一个类对应一个文件，若使用文本框就要破坏Java的编程规范。接近真实

18、工程环境的，源代码组织风格支持多源文件打包上传“培养学生解决复杂工程问题复杂工程问题的能力”工程教育专业认证CGCG平台：程序设计平台：程序设计 程序评判：程序评判：实时评判（VS. 串行排队） 利用CPU多核并行评判学生程序，实时出结果上海大学实验：上海大学实验：300400人同时上机，串行排队评判延迟能达到4040分钟。评判进程池：CPU核数 2CGCG平台：程序设计平台：程序设计其它系统如何做？其它系统如何做？1. 提交次数多扣分2. 限制提交间隔 题目度量：题目度量：客观量化题目难度 度量指标：平均代码行、平均完成时间、正确率平均代码行、平均完成时间、正确率基于历年使用的历史数据统计基

19、于单次考试/作业的统计CGCG平台：程序设计平台：程序设计 代码相似性比较代码相似性比较 赵长海等，基于编译优化和反汇编的程序相似性检测方法，北京航空航天大学学报，2008年。国内相似性比较研究领域，引用率最高的文章。代码相代码相似性检似性检测测修改注释重新排版标识符重命名代码块重排序常量替换改变操作符改变数据类型代码冗余表达式拆分控制结构等价替换精确定位，并聚类显示若存在任何手段能够绕开检测算法，那么查重功能形同虚设！CGCG平台：程序设计平台：程序设计代码相似性比较示例示例1 1：调整代码顺序 + 注释CGCG平台：程序设计平台：程序设计代码相似性比较示例示例2 2：冗余代码 + 变量重命

20、名 + 注释 + 排版CGCG平台：程序设计平台：程序设计03数据结构与算法数据结构与算法：支持时间复杂度计算算法可视化 大数据性能评测 丰富的题目类型丰富的题目类型 选择题 填空题 判断题 简答题 文件上传题 编程题 接口编程题 程序片段编程题 算法可视化算法可视化 并行编程题 MPI分布式 多线程 项目题5类通用通用题型4类编程编程题型1类并行编程并行编程题型算法与数据结构可视化算法与数据结构可视化以交互可视化的形式动态展示算法的执行过程，使学生更容易理解算法思想。支持栈、队列、堆和递归、索引、排序、图、动态规划，共45种数据结构和算法的可视化。CGCG平台：数据结构与算法平台：数据结构与

21、算法 程序评判：程序评判：支持输入与输出任意组合！ 灵活的出题方式，让编程题也直接支持数据结构与算法知识点考核利用编程题考核算法与数据结构算法与数据结构知识点的示例（非常秒的出题思路，来自晏海华老师）CGCG平台：数据结构与算法平台：数据结构与算法 程序评判：程序评判：性能剖析！CGCG平台：数据结构与算法平台：数据结构与算法度量每行代码的实际执行次数 大数据性能评测：大数据性能评测：性能参与评分程序性能参与评分“性能性能” 在大数据大数据下才有区分度！适用课程：适用课程：算法与数据结构体验算法魅力，理解理论与实践的相互作用（ ACM/IEEE CS2013）计算机体系结构类课程利用cache

22、、指令多级流水、分支预测等优化程序，深入理解CPU的微架构，参考深入理解计算机系统CGCG平台：数据结构与算法平台：数据结构与算法 大数据性能评测：大数据性能评测：性能参与评分 以执行时间最短的程序为基准判分（项目）题目示例词频统计（100万单词）拼写检查（90万单词）文本生成器（120万单词）得分排行榜总分 = 正确分 + 性能分用算法的思维，综合考虑时间复杂度和空间复杂度去寻找最优的方案来解决问题CGCG平台：数据结构与算法平台：数据结构与算法 大数据性能评测大数据性能评测 热烈讨论 促进学生持续优化算法和数据结构 优化过程中体验算法魅力，理解理论与实践的相互作用CGCG平台：数据结构与算

23、法平台：数据结构与算法04编程竞赛编程竞赛：高质量的OJ模块与教学系统统一账号登录 支持ACM竞赛与训练竞赛代码查重 3000道ACM竞赛题库 编程竞赛编程竞赛(CG-OJ)(CG-OJ)CGCG平台：编程竞赛平台：编程竞赛独立的OJ模块，与CG教学系统统一账号登录，沉淀更多的教学数据沉淀更多的教学数据 编程竞赛编程竞赛 完善的竞赛机制：公开赛和内部赛，ACM-ICPC规则，竞赛代码查重。CGCG平台：编程竞赛平台：编程竞赛 编程竞赛编程竞赛CGCG平台：编程竞赛平台：编程竞赛刷题+竞赛选拔，与教学系统互为补充3000道高质量的训练题库05并行计算并行计算：科学全面的评判与实验体系自动量化正确

24、性、性能、可扩展性 评判结果可视化支持多种并行语言和计算架构 并行程序的自动评测并行程序的自动评测 从正确性、可扩展性、性能正确性、可扩展性、性能三个角度全面评测并行程序 支持分布式MPI、多核多线程、CUDA并行程序适用课程：适用课程：并行程序设计/并行计算操作系统实验 多进程实验（wait 与fork） 信号量 生产者消费者三个指标全面评测并行/分布式程序ACM/IEEE CS2013ACM/IEEE CS2013新增课程体系：新增课程体系：并行和分布式计算（并行和分布式计算（PDPD）、信息安全、系统基础、基于平台的开发 等CGCG平台：并行计算平台：并行计算 并行程序的自动评测并行程序

25、的自动评测：评判报告可视化CGCG平台：并行计算平台：并行计算 并行程序的自动评测并行程序的自动评测：虚实结合的自动评测环境CGCG平台：并行计算平台：并行计算多线程评测“集群”既可以使用单台服务器虚拟出多线程和分布式集群环境，也可以直接使用现有高性能计算系统。MPI分布式评测“集群”06软件工程软件工程：完整的软件工程教学和实训体系小组协作 小组互评文档 / 源码查重github项目管理增量式迭代开发辅助管理 丰富的题目类型丰富的题目类型 选择题 填空题 判断题 简答题 文件上传题 编程题 接口编程题 程序片段编程题 算法可视化 并行编程题 MPI分布式 多线程 项目题项目题5类通用通用题型

26、4类编程编程题型1类并行编程并行编程题型主要用于软件工程系列课程实践最流行的代码托管服务，非自建版本管理CGCG平台：软件工程平台：软件工程 软工实践教学软工实践教学 小组作业、互评、GitHub协作软件工程系列小组协作小组互评增量式迭代开发GitHub分组设置小组（匿名）互评开发过程CGCG平台：软件工程平台：软件工程 文档文档 / / 源代码相似性检测源代码相似性检测 从压缩包内提取文档文档和源代码，进行相似性源代码，进行相似性比较各种常见文档：Word、PDF、Excel、PPT常用编程语言：C/C+、C#、Java、Python、Javascript、HTML等适用课程：适用课程：软件

27、工程、编译技术、各种实验报告.CGCG平台：软件工程平台：软件工程基于在线实验环境的项目案例：基于在线实验环境的项目案例：记录实验过程。从实际项目入手，形成对软件工程直观感性的认识CGCG平台：软件工程平台：软件工程07操作系统在线实验操作系统在线实验：支持自动评测和过程管理内核实验自动评测实验过程自动化管理小型操作系统实验体系在线虚拟实验环境 操作系统实验操作系统实验：内核实验 内核实验自动评测 实验过程自动化管理 小型操作系统实验体系：实验1：启动和系统初始化实验2：内存管理实验实验3：进程管理实验4：系统调用实验5：文件系统实验6：命令解释程序CGCG平台：操作系统实验平台：操作系统实验

28、6个相互关联的操作系统实验，学生可以从简单到复杂，最终构造出一个相对完整的操作系统。 操作系统实验操作系统实验：内核实验CGCG平台：操作系统实验平台：操作系统实验每个操作系统实验都设置多个不同难度级别的挑战性任务，并自动评测，节省教师工作量的同时，让学生获得内核开发的成就感。 操作系统实验操作系统实验：追踪实验过程信息CGCG平台：操作系统实验平台：操作系统实验08大数据在线实验大数据在线实验：随时随地开展实验大数据专业一站式支持充分利用现有云计算中心实验全过程的数字化管理与分析 大数据实验大数据实验： 真实可靠的在线实验环境CGCG平台：大数据实验平台：大数据实验实验全过程的数字化管理和大

29、数据分析、实验环境一键部署与隔离。系统管理与运维系统备份多课程管理系统升级系统迁移系统性能系统外观教师权限管理在线考试在线作业在线答疑成绩管理权限管理资源管理文档查重课程管理平台在线教程学生管理在线实验统计分析大数据工程实践系统环境大数据工程实践系统环境（虚拟机、（虚拟机、HadoopHadoop、SQLSQL大数据数据库、大数据数据库、NoSQLNoSQL数据库、数据资源）数据库、数据资源）实验系列6：Python数据分析实验系列5：机器学习与分析预测实验系列4：下一代大数据处理引擎实验系列3：大数据基础与实战实验系列2：云计算及大数据引擎管理实验系列1 ：数据预处理与数据整理【金融服务】教

30、学项目案例：个人消费记录分析及购买意向预测【健康医疗】教学项目案例：流行性感冒数据分析及趋势预测【机器学习】教学项目案例：在线视频点播网站用户行为分析与预测代码查重大数据课程教学（讲义、视频、习题）支持大数据整支持大数据整个教学环节个教学环节在线虚拟在线虚拟实验环境实验环境支持自建支持自建在线实验在线实验代码自动评判算法可视化、大数据性能评测Java程序设计基础Python程序设计基础 大数据专业一站式解决方案大数据专业一站式解决方案CGCG平台：大数据实验平台：大数据实验支撑整个大数据专业的教学过程，实现在线资源的统一管理。CGCG平台：大数据实验平台：大数据实验CGCG大数据大数据其它其它

31、软件平台与硬件松耦合独立建设、独立维护升级换代一体机模式，与服务器和虚拟化软件紧耦合对专业支撑的全面性支撑所有大数据专业课程的教学与实验昂贵的软硬件，只能做有限的大数据实验资源的可扩展性轻松自建教学与实验资源教学与实验资源固化使用体验B/S架构图形桌面，客户端分辨率自适应C/S架构或者命令行界面 CGCG大数据解决方案特点大数据解决方案特点基于云计算技术，实验所需数据、软件共建和硬件实验设备均抽象为实验资源，提高了软硬件资源利用率，并利于系统维护和升级换代。09FPGAFPGA在线实验在线实验：延伸硬件实验的时间和空间计算机组成原理数字逻辑计算机系统结构 FPGA实训 FPGAFPGA在线实验

32、在线实验：虚实结合，能实不虚CGCG平台：平台：FPGAFPGA在线实验在线实验统一的贯穿式硬件教学资源统一的贯穿式硬件教学资源数字逻辑数字逻辑从基础的门电路，组成组合逻辑电路、时序逻辑设计到综合性的数字系统设计，完整的实验资料。计算机组成原理计算机组成原理由基础部件设计，如ALU、存储器、微程序控制、总线传输等。最后由部件组成一个简单CPU，包含基础的功能指令集。计算机系统结构计算机系统结构基于OPENMIPS指令集的5级流水线CPU设计，完成取指、译码、执行、访存、回写操作FPGAFPGA实训实训-HLS-HLS高层语言开发高层语言开发实训课程从基础的设计训练到完成一个图像加速实例，完整学

33、习HLS开发，真正实践系统结构的知识。CGCG平台：平台：FPGAFPGA在线实验在线实验 FPGAFPGA私有云私有云 FPGAFPGA在线教学与实验一站式解决方案在线教学与实验一站式解决方案CGCG平台：平台：FPGAFPGA在线实验在线实验系统管理与运维系统备份多课程管理系统升级系统迁移系统性能系统外观教师权限管理在线考试在线作业在线答疑成绩管理权限管理资源管理文档查重课程管理平台在线教程学生管理在线实验统计分析代码查重数字电路、计算机组成原理（配套教材、讲义、习题）计算机组成原理计算机系统结构实验6：总线传输设计实验5：微程序控制器实验4：存储器扩展实验3：存储器实验2：ALU8实验1

34、：ALU4多Cache一致性Tomasulo算法Cache性能分析指令调度和延迟分支流水线及流水线中的冲突MIPS指令系统和MIPS体系结构支持硬件实验支持硬件实验整个教学环节整个教学环节在线虚拟在线虚拟实验环境实验环境支持自建支持自建在线实验在线实验数字逻辑实验6：有限状态机实验5：计数器实验4：锁存器与触发器实验3：译码器实验2：多路选择器实验1：逻辑门电路CGCG平台特色平台特色1. 面向计算机专业的课程管理与考试平台2. 程序设计3. 数据结构与算法4. 编程竞赛5. 并行计算6. 软件工程CGCG生态环境生态环境1. CG质量控制2. 生态环境建设与发展方向汇报大纲汇报大纲7. 在线

35、实验类操作系统实验大数据实验FPGA实验CGCG北航北航1. 程序设计2. 在线实验 性能！性能！ 单台普通笔记本能够支撑20002000人同时在线考试 单台双路服务器可支撑5000050000人同时在线考试 案例： 上海大学 单台服务器支撑全校3000人 国防科大 1GB内存台式机的抗压测试 北航 P4 CPU 1GB内存台式机 350人考试 大类招生，同时800人在线考试 河北地质大学 Windows VMWare工作站虚拟机，2核Xeon CPU，2GB ，600人同时在线考试CGCG平台：质量平台：质量 安全性！安全性！ 在线评判系统极易出现安全性问题 安全性如何保障？ 长时间使用验证

36、+高水平的攻防测试 数据库密码2次MD5单向加密。 教师账号临时秘钥加密登录，防暴力破解。CGCG平台：质量平台：质量可维护性！可维护性！一键式安装下载&执行安装包安装在校园网或者局域网内，不用互联网在线模式，主要是考试的特殊性：避免“引诱” 学生到互联网搜索答案！考试期间的互联网访问没有保障集中提交代码时，互联网出口带宽没有保障安装LinuxCGCG平台：质量平台：质量可维护性！可维护性！数据的可靠性通过浏览器备份数据自定义自动快照策略，保障数据可靠性CGCG平台：质量平台：质量 可维护性！可维护性！系统升级的便捷性 平均1到1个半月一个升级版（ http:/ ）CGCG平台：质量平台：质量

37、 集体智慧集体智慧 所有功能和改进都由教师集体决定！CGCG平台：质量平台：质量操作系统在线实验开放、可扩展的计算机专业教学教学与实验实验一体化平台最具专业深度、安全可靠的计算机类课程一体化支撑平台最具专业深度、安全可靠的计算机类课程一体化支撑平台云计算基础设施（服务器、存储、网络、FPGA、嵌入式设备）FPGA在线实验并行计算程序设计数据结构与算法软件工程实践大数据实训程序自动评测编程竞赛算法可视化在线考试软件工程协作环境虚实结合的在线实验环境嵌入式在线实验人工智能信息安全基于实验环境提供优质的实验资源，获得持续性的收益教师教师CGCG平台：生态环境平台：生态环境专注平台建设、教育大数据 &

38、 AICGCG发展发展CGCG平台特色平台特色1. 面向计算机专业的课程管理与考试平台2. 程序设计3. 数据结构与算法4. 编程竞赛5. 并行计算6. 软件工程CGCG生态环境生态环境1. CG质量控制2. 生态环境建设与发展方向汇报大纲汇报大纲7. 在线实验类操作系统实验大数据实验FPGA实验CGCG北航北航1. 程序设计2. 在线实验 奖励奖励 北京市教学成果一等奖（在线实验） 北京市教学成果二等奖（软工） 国家教学成果二等奖（系统能力培养） 北京市精品课程（程序设计） 微软精品课程（操作系统）CGCG北航：工程教育实践平台北航：工程教育实践平台 课程目标 对于一般问题，具备分析问题、解

39、决问题的能力，在40406060分钟分钟内编写并调试通过、能正确运行、一般在40504050行有效代码行有效代码以内的程序；通过学习让学生能够了解程序设计思想以及初步接受到程序设计方法、技巧、风格的训练，并逐步了解工程化要求。78CGCG北航：程序设计课程应用案例北航：程序设计课程应用案例 重视知识的讲授而忽视对能力的培养 实验实验与与考核手段考核手段落后落后2003200320172017两课融合两课融合:数据结构与程序设计基础 高级语言程序设计 数据结构与算法研发数据结构与算数据结构与算法支撑功能法支撑功能实践能力为导向实践能力为导向使用程序设计语言求解问题的能力作业(10%)与考试(90

40、%)全部在线完在线完成成，挑战：如何监督独立完成作业性能、稳定性数据的安全20152015大类招生大类招生:数据结构与程序设计数据结构与算法高级语言程序设计CGCG北航：程序设计课程应用案例北航：程序设计课程应用案例8002040608010级11级12级13级14级代码行代码行按代码行统计按代码行统计题目1题目2题目30%50%100%10级11级12级13级14级通过率通过率按通过率统计按通过率统计题目1题目2题目3说明说明：在此统计的是5个年级程序设计课期末考试情况。每次考试包括3个编程题:编程题1：为简单的基本题，涵盖了表达式、控制流等知识点编程题2：为中等难度题，涵盖了表达式、控制流

41、、数组、函数等知识点编程题3：为综合应用题。从考试结果来看：从考试结果来看：1.考试能够贯彻教学目标要求2.在能够反映学生综合应用能力的编程题3上，反映学生的编程能力在提高CGCG北航：程序设计课程应用案例北航：程序设计课程应用案例 数据来源 推免考试考生来源：各个高校优秀学生（大四） 题目与大一学生的期末考试相近 结论 优秀率、及格率、平均分，北航大一的学生都高于推免研究生0%50%100%优秀率及格率优秀率及格率优秀率及格率201320142015百分比百分比北航期末考试与研究生推免考试优秀率与及格率北航推免050100201320142015平均分平均分平均分北航期末考试与研究生推免考试

42、平均分北航推免CGCG北航：程序设计课程应用案例北航：程序设计课程应用案例综合类作业（综合类作业（ProjectProject）的设计，帮助学生理解当问题N变大时，数据结构与算法是如何影响程序性能 题目题目：词频统计（哈利波特全集、近100100万个单词万个单词、性能参与评分） 贯穿整个学期的作业，学生利用学到的知识不断优化程序 其中运行最快的是0.093s0.093s，运行时间最长为155.912s155.912sCGCG北航：程序设计课程应用案例北航：程序设计课程应用案例 知乎评价： 想想四年，收获最大的只有C语言、数据结构、邹欣老师的程序设计和怀骑士的课. 北航本科课业繁重（虽然我也不怎

43、么上），印象最深的是C语言课，收获很大，基础夯实。Ref: Ref: 北航计算机学院怎么样？北航计算机学院怎么样？ https:/ “CCF CSP软件能力认证”2016最佳合作单位 获得最佳合作奖的单位是：北京航空航天大学、国防科技大学Ref：用用CSPCSP证明专业能力证明专业能力CCFCCF在京召开软件能力认证大会在京召开软件能力认证大会CGCG北航：程序设计课程应用案例北航：程序设计课程应用案例 数据结构与程序设计基础数据结构与程序设计基础 作业（20分）：8次作业（15分）+ 1次性能测试作业（5分） 考试（80分）：期中考试（30分）+ 期末考试（50分）CGCG北航：程序设计课程应用案例北航：程序设计课程应用案例 高质量的练习题目高质量的练习题目北京地铁换乘查询拼写检查词频统计面向工程应用实际问题大数据CGCG北航：程序设计课程应用案例北航：程序设计课程应用案例86Thank you!Thank you!