《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(hào)： 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(wú) 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(lái)認(rèn)知計(jì)算學(xué)科，并對(duì)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(guó)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(yǔ)言、軟件工程等專業(yè)知識(shí)的知識(shí)點(diǎn)以及與信息技術(shù)有關(guān)的社會(huì)人文等知識(shí)，力求使學(xué)生對(duì)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(duì)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(guó)際國(guó)內(nèi)教學(xué)研究成果為指導(dǎo)，涵蓋 對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”所要求的知識(shí)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(shí)的介紹外，對(duì)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(duì)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(shí)（特別是從網(wǎng)絡(luò)上獲取知識(shí)）的能力。 (4) 體現(xiàn)對(duì)學(xué)生有關(guān)人文方面的要求，介紹了社會(huì)對(duì) 術(shù)人員的要求，對(duì)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(shì) 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(shí)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(shí)（ 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(jiǎn)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(wú)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(kù)系統(tǒng)概述 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理 常用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)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(píng)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(píng)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(shí)表示及推理 3. 搜索技術(shù) 4. 自然語(yǔ)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(duì)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(wèn)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(shí)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(qǐng)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(duì)內(nèi)容的掌握應(yīng)該比較透徹明了，并能熟練地用來(lái)分析、計(jì)算或上機(jī)操作相關(guān)問(wèn)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(wèn)題。 3了解：屬于較低要求，了解內(nèi)容所涉及問(wèn)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(shí)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(píng)價(jià)、腳本等。 5掌握 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、 P。了解無(wú)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(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言 系數(shù)據(jù)庫(kù)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(píng)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(píng)審 、軟件容錯(cuò)技術(shù)、軟件工程環(huán)境。 9掌握?qǐng)D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(shí)表示及推理、搜索技術(shù)、自然語(yǔ)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(duì)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(shí)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(duì)學(xué)生課外作業(yè)的要求 l對(duì)教師的要求 原則上每一章的知識(shí)點(diǎn)都應(yīng)該讓學(xué)生通過(guò)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(shí)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(duì)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(kù)原理，編譯原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、軟件工程、匯編語(yǔ)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(duì)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(shí)，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(shí)，對(duì)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(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，對(duì)所學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置有一個(gè)較全面的了解，對(duì)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(guó)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(zhǎng)沙：國(guó)防工業(yè)出版社。 2003年 6中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程 2002 研究組中國(guó)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(shí)點(diǎn)是靈活的、設(shè)計(jì)性的。因此在課堂教學(xué)過(guò)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