《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》大綱

計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 (課程教學(xué)大綱 一、課程編號： 二、課程類型： 必修課 課程學(xué)時(shí)： 72 學(xué)時(shí) /4 學(xué)分，其中理論 56 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn) 16 學(xué)時(shí) 適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)類 先修課程：無 三、課程的性質(zhì)與任務(wù) 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論是計(jì)算機(jī)專業(yè)全程教學(xué)內(nèi)容的導(dǎo)引課程，計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程構(gòu)建的實(shí)質(zhì)是尋求一種統(tǒng)一的思想來認(rèn)知計(jì)算學(xué)科，并對計(jì)算學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)化和科學(xué)化的描述，該課程主要介紹計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本內(nèi)容和重要應(yīng)用。 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)學(xué)生的第一門與所學(xué)專業(yè)有關(guān)的入門 課程 ，介紹了中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程 2002中有關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語言、軟件工程等專業(yè)知識的知識點(diǎn)以及與信息技術(shù)有關(guān)的社會(huì)人文等知識，力求使學(xué)生對所學(xué)專業(yè)有比較深入的了解，樹立專業(yè)學(xué)習(xí)的責(zé)任感和自豪感。 與此同時(shí)，使讀者對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有一個(gè)概括的了解，為今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。為了達(dá)到上述目的，本課程在內(nèi)容和形式上都力求實(shí)現(xiàn)以下理念： (1) 以國際國內(nèi)教學(xué)研究成果為指導(dǎo)，涵蓋 對“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”所要求的知識點(diǎn)并注意反映近期信息技術(shù)發(fā)展的新成就。 (2) 除了知識的介紹外，對學(xué)科的研究范疇及學(xué)習(xí)方法也作了介紹，力求在大學(xué)學(xué)習(xí)的開始階段就培養(yǎng)學(xué)生對計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究興趣。 (3) 體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的教育思想，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己的活動(dòng)和體會(huì)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)主動(dòng)獲取知識（特別是從網(wǎng)絡(luò)上獲取知識）的能力。 (4) 體現(xiàn)對學(xué)生有關(guān)人文方面的要求，介紹了社會(huì)對 術(shù)人員的要求，對學(xué)生的擇業(yè)和就業(yè)進(jìn)行初步指導(dǎo)。 (5) 每個(gè)章節(jié)中都有在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域作出重大貢獻(xiàn)的圖靈獎(jiǎng)獲得者或有關(guān) 圖用領(lǐng)域中大師的輝煌成果激勵(lì)學(xué)生并使他們了解學(xué)科發(fā)展的 歷史，培養(yǎng)學(xué)生廣闊的視野。 四、教學(xué)主要內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配 （一）概 述（ 4 學(xué)時(shí)） 1. 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展階段 2. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 3. 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢 4. 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科概述 5. 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識體系 0 6. 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育 （二）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識（ 4 學(xué)時(shí)） 1. 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示與運(yùn)算 2. 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 3. 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 4. 多媒體技術(shù) （三）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)（ 4 學(xué)時(shí)） 1. 數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng) 2. 數(shù)據(jù)的機(jī)器表示 3. 存儲(chǔ)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu) 3. 輸入 輸出系統(tǒng) 4. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) （四）操作系統(tǒng)（ 4 學(xué)時(shí)） 1. 操作系統(tǒng)概念 2. 操作系統(tǒng)的歷史 3. 操作系統(tǒng)的功能 4. 操作系統(tǒng)的分類 5. 操作系統(tǒng)的基本概念及組成 6. 操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 7. 主流操作系統(tǒng)簡介 8. 操作系統(tǒng)的新發(fā)展 （五）網(wǎng)絡(luò)計(jì)算（ 6 學(xué)時(shí)） 1. 通信與組網(wǎng) 2. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 3. P 協(xié)議 4. 網(wǎng)絡(luò)管理 5. 移動(dòng)通信與無線上網(wǎng) 6. 網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制 7. 網(wǎng)格計(jì)算導(dǎo)論 （六）程序設(shè)計(jì)與算法分析（ 4 學(xué)時(shí)） 1. 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2. 程序設(shè)計(jì)方 法 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 4. 算法設(shè)計(jì)與分析 5. 編譯原理概述 （七）信息系統(tǒng)（ 4 學(xué)時(shí)） 信息系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫查詢語言 關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫管理 常用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫新發(fā)展 （八）軟件工程（ 4 學(xué)時(shí)） 1. 軟件工程概述 2. 軟件開發(fā)模型 3. 軟件開發(fā)方法 4. 軟件質(zhì)量評價(jià)和保證 5. 質(zhì)量度量模型 6. 軟件復(fù)雜性 7. 軟件項(xiàng)目管理 8. 軟件可靠性 9. 軟件評審 10. 軟件容錯(cuò)技術(shù) 11. 軟件工程環(huán)境 （九）圖形學(xué)和可視化計(jì)算（ 4 學(xué)時(shí)） 1. 圖形學(xué)基本概念 2. 圖形系統(tǒng) 3. 計(jì)算機(jī)視覺和可視化 4. 圖形用戶界面 5. 人機(jī)交互 6. 虛擬現(xiàn)實(shí) （十）智能系統(tǒng)（ 2 學(xué)時(shí)） 1. 人工智能系統(tǒng)概述 2. 知識表示及推理 3. 搜索技術(shù) 4. 自然語言處理 5. 智能計(jì)算 6. 機(jī)器學(xué)習(xí) （十一）離散結(jié)構(gòu)（ 4 學(xué)時(shí)） 離散結(jié)構(gòu)的研究對象及主要內(nèi)容 數(shù)理邏輯 集合論 代數(shù)結(jié)構(gòu) 圖論 離散概率 數(shù)值分析 運(yùn)籌學(xué) 數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)模擬 （十二）社會(huì)和職業(yè)問題（ 2 學(xué)時(shí) ） 計(jì)算的社會(huì)背景 計(jì)算機(jī)教育道德 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)與責(zé)任 知識產(chǎn)權(quán) 隱私與公民自由 計(jì)算機(jī)犯罪 哲學(xué)框架 （十三）講座（ 6） 請專家、教授進(jìn)行專題講解。 （十 四 ）習(xí)題講解（ 2 學(xué)時(shí)） （十 五 ）復(fù)習(xí)（ 2 學(xué)時(shí)） （十 六 ）實(shí)驗(yàn)（ 16 學(xué)時(shí)） 五、教學(xué)基本要求 本課程教學(xué)的基本要求分三個(gè)層次： 1掌握：屬于較高的要求。對內(nèi)容的掌握應(yīng)該比較透徹明了，并能熟練地用來分析、計(jì)算或上機(jī)操作相關(guān)問題。 2理解：屬于一般要求，要求深入的理解相關(guān)內(nèi)容，并能思考、分析和計(jì)算一般問題。 3了解：屬于較低要求，了解內(nèi)容所涉及問題的現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)。 六、課程內(nèi)容的重點(diǎn)和深廣度的要求 1 掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的定義、計(jì)算機(jī)的基本概念、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。 了解 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識體系。 2掌握數(shù)值數(shù)據(jù)的表示與運(yùn)算、非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。 3 掌握數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)組織和體系結(jié)構(gòu)、多處理 的體系結(jié)構(gòu)。 4 掌握操作系統(tǒng)原理、并發(fā)、調(diào)度和分配、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、安全和保護(hù)。了解文件系統(tǒng)、實(shí)時(shí)和嵌入式系統(tǒng)、容錯(cuò)、系統(tǒng)性能評價(jià)、腳本等。 5掌握 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、 P。了解無線和移動(dòng)計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算導(dǎo)論。 6掌握的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析基礎(chǔ)、算法策略。 7 掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫查詢語言 系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。 8掌握 軟件開發(fā)模型 、 軟件開發(fā)方法 。了解軟件質(zhì)量評價(jià)和保證、質(zhì)量度量模型、軟件項(xiàng)目管理、 軟件可靠性 、 軟件評審 、軟件容錯(cuò)技術(shù)、軟件工程環(huán)境。 9掌握圖形學(xué)基本概念、計(jì)算機(jī)視覺和可視化。了 解圖形用戶界面、人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)。 10了解人工智能系統(tǒng)概述、知識表示及推理、搜索技術(shù)、自然語言處理、智能計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)。 11掌握離散結(jié)構(gòu)的研究對象及主要內(nèi)容、數(shù)理邏輯。理解代數(shù)結(jié)構(gòu)、離散概率、數(shù)值分析、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)模擬。 12了解 職業(yè)和道德責(zé)任、基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)與責(zé)任、知識產(chǎn)權(quán)、隱私與公民自由、計(jì)算機(jī)犯罪、哲學(xué)框架等。 七、對學(xué)生課外作業(yè)的要求 l對教師的要求 原則上每一章的知識點(diǎn)都應(yīng)該讓學(xué)生通過適量的習(xí)題加以鞏固。課外作業(yè)可以設(shè)計(jì)為思考題、作業(yè)題等形式。思考題一般具有一定的 理論深度，不一定要求提交，但鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深入的思考。作業(yè)題主要是教材中適用于練習(xí)某知識點(diǎn)的習(xí)題。學(xué)生的作業(yè)或報(bào)告必須在兩周內(nèi)完成批改，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行講解。 2對學(xué)生的要求 學(xué)生必須在指定時(shí)限內(nèi)完成并提交作業(yè)。作業(yè)應(yīng)獨(dú)立完成，充分發(fā)揮個(gè)人的主觀能動(dòng)性，積極思考，杜絕抄襲。 八、本課程與后續(xù)課程的關(guān)系 本課程作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系本科生的一門先導(dǎo)基礎(chǔ)課程。所學(xué)內(nèi)容將與后繼的計(jì)算機(jī)組成原理，操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫原理，編譯原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、軟件工程、匯編語言程序設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，算法分析與設(shè)計(jì)等各門專業(yè)課程密 切相關(guān)。 九、對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求 本課程要求學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)理論知識，初步掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的基本理論和入門知識，對計(jì)算機(jī)學(xué)科有一個(gè)全局性的理解，讓計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生一開始就具有學(xué)科全局觀，通過對本課程的學(xué)習(xí)，對所學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置有一個(gè)較全面的了解，對今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)做到心中有數(shù)。 十、使用教材及主要參考書 使用教材：瞿中 ， 熊安萍 ， 楊德剛 ， 薛峙 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論 北京： 清華大學(xué)出版社 ，2007 參考書： 1 黃國興，陶樹平，丁岳偉 計(jì)算機(jī)導(dǎo)論 北京：清華大學(xué)出版社， 2004 2劉桂喜，余志新，陳瓊計(jì)算機(jī)技術(shù) 導(dǎo)論北京：電子工業(yè)出版社， 2004 3董榮勝，古天龍計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論北京：人民郵電出版社， 2004 4朱戰(zhàn)立，李高和，楊謹(jǐn)全編著西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2003 年 5王平立，王玲，宋斌編著計(jì)算機(jī)導(dǎo)論長沙：國防工業(yè)出版社。 2003 年 6中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程 2002 研究組中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002北京：清華大學(xué)出版社， 2002 十一、教學(xué)方法和教學(xué)媒體的使用 由于本課程有相當(dāng)多的知識點(diǎn)是靈活的、設(shè)計(jì)性的。因此在課堂教學(xué)過程中要采用啟發(fā)式、討論式的教學(xué)方法，調(diào) 動(dòng)學(xué)生的思考積極