探索计算机计算机行业历史知识与计算机教学结合学生

摘 要： 随着教学实践的深入，如果在教学过程中适当介绍计算机行业相关的历史知识，不但可以激发学生的学习兴趣，增强学习效果，而且会加深学生对这门学科的理解，甚至会对学生的未来职业规划有帮助。作者讨论了进行计算机历史教育的重要性和必要性，总结了自身在授课过程中的一些经验。
关键词： 计算机行业 历史知识 计算机教学
一
无论是科学技术的发展还是人文学科的发展，都是从无到有、从简单到复杂的过程，需要一层层地积累，不断地发展演变。比如中国文字的发展，经历了从甲骨文、金文、篆文、隶书、楷书、行书等变化发展；比如数学中对数的认识，经历了从自然数、负数、无理数到复数等的过程；物理学也是这样，伟大的物理学家牛顿曾说：“我是站在巨人的肩膀上。”相比之下，计算机是一门新兴学科，发展的历史不足百年，尽管如此，这几十年来计算机行业的发展还是超过了任何的学科，现如今已经达到非常成熟的程度，并且已经同其他学科融合在一起，成为自然科学和社会科学中很重要的一部分。尽管发展的时间不长，但学科内容却很丰富，很多技术彼此都存在承前启后的关系，如果把技术与历史隔离开来，那对于计算机学科的认识就是不全面的。
二
计算机专业的方向很多，学生需要学习的内容很多。要学习这门应用型学科，学生除了具备理论知识外，还必须具备动手能力。我个人认为，让学生明白所学的东西在实际中有什么用处，对于增强教学效果是很重要的。所以我在平常的教学过程中，会注意给同学们介绍下，我们现在学的东西，在实际社会生活中究竟有什么用、怎么用。计算机的发展，不是单个学科的发展，而是整个行业的发展，包括计算机硬件、操作系统、软件工程、编译技术、网络技术，乃至现在的通信技术等。每一门学科，都是整个行业不可或缺的一部分，所以我们在介绍本课程的实际应用时，要顺带介绍下与之相关的行业背景，从而自然而然地牵涉到行业发展的问题。如果仅限于在课堂上讲述书本上的知识点，在实验室里做些简单的实验，仅仅让学生明白操作步骤，那么“有什么用，怎么用”这个概念对于学生来说并不是很有说服力的，但如果用实际的应用例子，用曾经发生过的事情来说明，效果就不一样。
我原来学习数学，然后从事计算机行业，我发现两个学科在知识结构上是有很大不同的。数学是个理论专业，很多方向没有直接应用的需要，所以，数学的发展经常是颠覆性的：当产生了新的理论，旧的理论框架就可能完全被推翻和抛弃，然后进行重建。这样的事例在数学历史上发生过多次，不少类似的理论学科，比如物理学、化学都有这样的现象，但计算机科学则有其特殊性，因为计算机行业，不论是硬件还是软件，都与商业市场或者实际应用有着密不可分的关系，可以这么说，商业市场的应用需求是计算机行业发展的动力源泉之一。
既然有商业的因素，那么企业一旦推出市场的产品，该企业就有维护该产品的义务或者动力。硬件和软件都需要升级，但“兼容”是计算机行业的一个重要主题。所谓兼容，讲得通俗些，就是你卖出去的产品，不能因为新系统或者硬件升级了或改动了，导致原来运行正常的系统现在突然不能用了。客户出于各种原因，不一定愿意升级系统，或者花钱购买新版本的系统，如果他们坚持用旧的系统，那么企业为了维持和遵守与客户的契约，经常不得不采用新系统兼容旧系统、新硬件兼容旧硬件的方法，除非不得不彻底更新换代。所以在设计硬件和软件系统的时候，技术创新是一个方面，另一重要方面则需要考虑如何与旧系统兼容，因此很多产品设计的方案就会表现出奇怪的、甚至与正常逻辑不符的方面。这些知识如果出现在课本里面，那么学生学习起来就会觉得知识点难以理解，难以记忆。
比如，Intel处理器规定，内存管理策略里面，要先采用分段机制，后采用分页机制，即所谓的“段页式”。其实真正原因是一开始的时候，Intel首先推出了支持段式内存管理机制，当后来分页机制流行以后，Intel又开始试图支持分页式内存管理机制，但是早期的产品已经推出市场了，为了兼容，最后就只有在原来分段式管理的基础之上再实施分页式管理机制。如果不明白这段历史，那么我们就很难向学生解释为什么要先分段式再分页式，事实上，分段式和分页式完全是可以独立运作的。
再比如，在Intel段式内存管理机制里面，段描述符的结构是很混乱的，32位的段基地址和20位段长度，分别被拆分成几部分，分别放在段描述符的几处，这个用通常的逻辑是完全没办法向学生解释的，唯一合理的解释就是当初Intel推出段式管理的时候，地址是24位的，段长度为16位，然后当分别扩充到32位和20位时，那么为了兼容之前的处理器产品，不得不这么做，还有很多这样的例子。在我还是学生的时候，学习这类的知识是一件不轻松的事，主要原因还是没有理解它们为什么会这样，而只是试图去死记硬背。教师平时应该多想想这些问题，多查查资料，弄清楚其原因是不是与曾经的历史有关，这样给学生讲解的时候，学生就会豁然开朗。
三
计算机行业的发展包含很多要素，有科学技术研究的要素，也有商业竞争的要素，技术与商业市场密切相关，两者交织在一起，形成了计算机行业的发展历史。学生中间有一部分对于科学研究的发展史比较感兴趣，但另一部分的同学则对于市场的商业环境的发展史更感兴趣。与同学们平时的交流中，我发现很多同学都有自己心目中理想的公司或者工作，所以每当在课上讲到与这些企业或者工作有关的内容时，很多同学的注意力都比较集中。计算机知识本身比较枯燥，源于：毕业论文致谢词www.618jyw.com
但是一旦把这些枯燥的知识与实际应用相联系，就会变得很生动。
比如，我在讲课的时候，如果讲到与编译器有关的内容，就会讲述当年微软公司与Borland公司关于C++编译器之争的故事。这是一段非常精彩的历史，尽管时间已经过去了十几年，但是每当同学们听到了这样的故事，还是会表现出很感兴趣的样子。之前大家对于编译器的理解，仅仅停留在“它是一个编译工具”这个层面，如果深入地了解了这段历史，那么编译器在大家眼里的形象一下子就高大而生动了，因为榜样的力量是无穷的，每一个软件的背后都是一个个鲜活的作者形象，这样知识点在学生的眼里就不再是冷冰冰的，学习兴趣大大提高。摘自：硕士论文格式www.618jyw.com