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《計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)教程》課程教學(xué)大綱課程編號(hào):xxx課程名稱:計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)教程 學(xué)分/學(xué)時(shí):3學(xué)分/48(40+16) 課程性質(zhì):必修適用專業(yè):電子信息相關(guān)專業(yè) 建議開設(shè)學(xué)期:2先修課程:計(jì)算機(jī)導(dǎo)論與C語言程序設(shè)計(jì)、離散數(shù)學(xué) 一、課程教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)是掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)的必學(xué)內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)軟件中的相關(guān)重要概念、軟件技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和方法。本課程是為非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門關(guān)于計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)知識(shí)的綜合性課程,以應(yīng)用為目的,選擇性地介紹軟件工程、面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析和設(shè)計(jì)、并發(fā)程序設(shè)計(jì)和基于C/S計(jì)算模式的數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(用C語言描述算法)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等部分內(nèi)容,通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生能對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)和了解,也為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯原理和數(shù)據(jù)庫等后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。二、課程的具體內(nèi)容及基本要求(一)緒論1、教學(xué)目的和要求:(1)熟悉計(jì)算機(jī)軟件及其發(fā)展,什么是計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)軟件的分類和計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展(2)了解什么是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù),包括技術(shù)的主要范疇、技術(shù)的現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)(3)了解軟件技術(shù)基礎(chǔ)2、教學(xué)內(nèi)容:(1)計(jì)算機(jī)軟件及其發(fā)展(2)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)(3)軟件技術(shù)基礎(chǔ)3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的現(xiàn)狀(二)軟件工程概述1、教學(xué)目的和要求:(1)了解軟件工程概述和軟件危機(jī):了解軟件工程基本概念和危機(jī)。(2)掌握軟件過程和模型:熟悉軟件生命周期、瀑布模型、增量模型、演化過程模型和敏捷開發(fā)。(3)理解軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要性和方法:認(rèn)識(shí)到軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要性,了解評(píng)價(jià)方法。(4)培養(yǎng)分析和解決問題能力:培養(yǎng)分析和解決問題的能力,應(yīng)對(duì)軟件開發(fā)挑戰(zhàn)。(5)提高知識(shí)應(yīng)用和解題能力:應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,提高解題能力。2、教學(xué)內(nèi)容:(1)軟件危機(jī)(2)軟件過程3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):(1)重點(diǎn):軟件危機(jī)、軟件過程(包括瀑布模型、增量模型、演化過程模型和敏捷開發(fā))、軟件質(zhì)量的評(píng)價(jià)。(2)難點(diǎn):理解軟件危機(jī)的原因和影響、掌握不同軟件過程模型的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景、學(xué)習(xí)如何評(píng)價(jià)和提高軟件質(zhì)量。(三)結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法1、教學(xué)目的和要求:(1)理解結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法,掌握問題定義和可行性研究的方法和技巧。(2)掌握需求分析的重要性,學(xué)習(xí)使用結(jié)構(gòu)化分析、數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)詞典等工具進(jìn)行需求分析。(3)理解總體設(shè)計(jì)的概念,學(xué)習(xí)模塊化設(shè)計(jì)方法和其他總體設(shè)計(jì)工作。(4)掌握詳細(xì)設(shè)計(jì)的過程,學(xué)習(xí)軟件編程技術(shù)和軟件檢驗(yàn)方法,包括動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)、靜態(tài)檢驗(yàn)和正確性證明。(5)熟悉軟件測(cè)試步驟,掌握測(cè)試的重要性和方法。2、教學(xué)內(nèi)容:(1)需求分析(2)詳細(xì)設(shè)計(jì)(3)軟件編程(4)軟件檢驗(yàn)3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):(1)重點(diǎn):結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法、需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、軟件檢驗(yàn)和測(cè)試。(2)難點(diǎn):掌握結(jié)構(gòu)化分析和數(shù)據(jù)流圖的使用、理解模塊化設(shè)計(jì)方法、掌握軟件編程和測(cè)試技術(shù)、正確性證明的理解和應(yīng)用。(四)面向?qū)ο蠹夹g(shù)概論1、教學(xué)目的和要求:(1)理解面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本概念和方法(2)掌握面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的過程和步驟(3)能夠使用面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄟM(jìn)行系統(tǒng)分析和對(duì)象識(shí)別(4)能夠進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)劃分和設(shè)計(jì)步驟(5)掌握評(píng)審和修正OOA模型,以及系統(tǒng)文檔編制、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試的方法2、教學(xué)內(nèi)容:(1)面向?qū)ο蠹夹g(shù)概論(2)面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)(3)系統(tǒng)分析方法3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):(1)重點(diǎn):掌握面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的過程、面向?qū)ο蟮姆治龇椒?、系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟以及評(píng)審和修正OOA模型的方法。(2)難點(diǎn):理解面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本概念和方法,以及進(jìn)行對(duì)象識(shí)別的客觀性方法。(五)并發(fā)程序開發(fā)技術(shù)1、教學(xué)目的和要求:(1)理解并發(fā)程序的引入,包括順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行的概念(2)掌握進(jìn)程和線程的概念,了解使用多線程的原因和并發(fā)程序設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)(3)理解線程的狀態(tài)與調(diào)度,包括線程的基本狀態(tài)和調(diào)度機(jī)制(4)掌握基本的同步機(jī)制,包括同步和互斥的概念,以及典型的同步問題(5)理解死鎖的概念,了解產(chǎn)生死鎖的必要條件,并學(xué)會(huì)死鎖的預(yù)防方法2、教學(xué)內(nèi)容:(1)并發(fā)程序概論(2)進(jìn)程和線程(3)線程的狀態(tài)與調(diào)度(4)基本同步機(jī)制(5)死鎖3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):(1)重點(diǎn):理解并掌握進(jìn)程和線程的概念,了解并發(fā)程序的引入、線程的狀態(tài)與調(diào)度、基本同步機(jī)制以及死鎖的概念和預(yù)防方法。(2)難點(diǎn):理解并應(yīng)用并發(fā)程序設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng),以及掌握死鎖產(chǎn)生的必要條件。(六)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述1、教學(xué)目的和要求:(1)理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的引入和基本概念(2)掌握算法的概念和算法分析的方法(3)能夠描述算法的步驟和邏輯(4)理解算法的效率分析和時(shí)間復(fù)雜度(5)掌握算法設(shè)計(jì)和優(yōu)化的基本思想2、教學(xué)內(nèi)容:(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念(2)算法的描述及算法分析3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):(1)重點(diǎn):理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念,掌握算法的概念和算法分析的方法。(2)難點(diǎn):理解算法的效率分析和時(shí)間復(fù)雜度,以及算法設(shè)計(jì)和優(yōu)化的基本思想。(七)線性表1、教學(xué)目的和要求:(1)熟悉線性表的邏輯結(jié)構(gòu)特性,以及線性表的兩種存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)方式(2)熟練掌握順序表的定義與實(shí)現(xiàn),包括搜索、插入、刪除算法的實(shí)現(xiàn)及其平均比較次數(shù)的計(jì)算(3)了解鏈表有單鏈表、循環(huán)單鏈表、雙向鏈表之分(4)掌握單鏈表的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)2、教學(xué)內(nèi)容:(1)線性表的類型定義(2)線性表的順序表示和實(shí)現(xiàn)(3)線性表的鏈?zhǔn)奖硎竞蛯?shí)現(xiàn)3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):線性表的表示與實(shí)現(xiàn)。(2)難點(diǎn):順序表和單鏈表的插入與刪除操作實(shí)現(xiàn)。(八)棧和隊(duì)列1、教學(xué)目的和要求:(1)熟練掌握棧的定義、特性和棧的抽象數(shù)據(jù)類型,棧的順序表示、鏈表表示以及相應(yīng)操作的實(shí)現(xiàn)。特別注意棧空和棧滿的條件(2)熟練掌握隊(duì)列的定義、特性和隊(duì)列的抽象數(shù)據(jù)類型,隊(duì)列的順序表示、鏈表表示以及相應(yīng)操作的實(shí)現(xiàn)。特別是循環(huán)隊(duì)列中隊(duì)頭與隊(duì)尾指針的變化情況(3)掌握棧和隊(duì)列的的應(yīng)用2、教學(xué)內(nèi)容:(1)棧的定義、表示和實(shí)現(xiàn)(2)棧的應(yīng)用(3)隊(duì)列的定義、表示和實(shí)現(xiàn)3、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)(4學(xué)時(shí))實(shí)現(xiàn)棧、順序隊(duì)列、循環(huán)隊(duì)列的創(chuàng)建及基本操作;實(shí)現(xiàn)基于棧或隊(duì)列的簡(jiǎn)單應(yīng)用(數(shù)制轉(zhuǎn)換、括號(hào)匹配等)4、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):棧的表示和實(shí)現(xiàn);隊(duì)列的表示和實(shí)現(xiàn)(2)難點(diǎn):循環(huán)隊(duì)列5、作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求(1)完成課后作業(yè)(2)復(fù)習(xí)棧、隊(duì)列的存儲(chǔ)表示和基本操作(3)觀察遞歸算法執(zhí)行過程中的狀態(tài)變化過程(4)給出判定循環(huán)隊(duì)列隊(duì)滿和隊(duì)空的條件,并實(shí)現(xiàn)循環(huán)隊(duì)列入隊(duì)和出隊(duì)的操作(九)數(shù)組1、教學(xué)目的和要求(1)掌握數(shù)組的兩種存儲(chǔ)表示方法(2)掌握矩陣的壓縮存儲(chǔ)2、教學(xué)內(nèi)容:(1)數(shù)組的定義(2)數(shù)組的順序表示和實(shí)現(xiàn)3、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):矩陣的壓縮存儲(chǔ)(2)難點(diǎn):稀疏矩陣5、作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求(1)完成課后作業(yè)(2)復(fù)習(xí)數(shù)組的存儲(chǔ)方法和基本操作實(shí)現(xiàn)(3)練習(xí)矩陣的各種壓縮存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)(十)樹1、教學(xué)目的和要求(1)熟悉樹和森林的概念。包括樹的定義、樹的術(shù)語、樹的抽象數(shù)據(jù)類型(2)掌握二叉樹的概念、性質(zhì)及二叉樹的表示(3)熟練掌握二叉樹的遍歷方法(4)掌握線索化二叉樹的特性及尋找某結(jié)點(diǎn)的前驅(qū)和后繼的方法(5)掌握樹與森林的實(shí)現(xiàn),重點(diǎn)在用二叉樹實(shí)現(xiàn)(6)掌握森林與二叉樹的轉(zhuǎn)換;樹的遍歷算法2、教學(xué)內(nèi)容:(1)樹的定義和基本術(shù)語(2)二叉樹(3)遍歷二叉樹3、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):二叉樹;哈夫曼樹(2)難點(diǎn):二叉樹的基本性質(zhì)5、作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求(1)完成課后作業(yè)(2)著重復(fù)習(xí)二叉樹的遍歷算法及其應(yīng)用(十一)圖1、教學(xué)目的和要求(1)熟悉圖的基本概念和圖的抽象數(shù)據(jù)類型(2)掌握:圖的3種存儲(chǔ)表示:鄰接矩陣、鄰接表和鄰接多重表。對(duì)于前兩種,要求掌握典型操作,如構(gòu)造、求根、找第一個(gè)鄰接頂點(diǎn)、找下一個(gè)鄰接頂點(diǎn)等操作的實(shí)現(xiàn)算法(3)熟練掌握:圖的兩種遍歷算法與求解連通性問題的方法。包括深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法、求連通分量的方法(不要求具體算法實(shí)現(xiàn))(4)掌握:構(gòu)造最小生成樹的Prim算法和Kruskal算法,要求熟悉具體算法實(shí)現(xiàn)(5)掌握:活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渑判蛩惴ǎ?)熟悉:如何用Dijkstra方法求解單源最短路徑問題(不要求具體算法實(shí)現(xiàn))2、教學(xué)內(nèi)容:(1)圖的定義和術(shù)語(2)圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(3)圖的遍歷(4)圖的連通性問題(5)有向無環(huán)圖及其應(yīng)用(6)最短路徑3、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)(2學(xué)時(shí))

分別用DFS和BFS的方法實(shí)現(xiàn)圖(包括無向圖和有向圖)的遍歷。4、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):圖的遍歷及應(yīng)用(2)難點(diǎn):最短路徑5、作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求(1)完成課后作業(yè)(2)復(fù)習(xí)圖的遍歷算法、最短路徑算法和關(guān)鍵路徑算法(3)閱讀其他參考書目中關(guān)于圖的應(yīng)用的章節(jié)(4)練習(xí)判斷圖的連通性可用幾種算法實(shí)現(xiàn)(5)給出現(xiàn)實(shí)生活中圖型結(jié)構(gòu)的例子(十二)排序教學(xué)目的和要求(1)理解排序的基本概念,包括各種排序算法的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景(2)掌握插入排序算法,包括直接插入排序和希爾排序(3)理解選擇排序算法的原理和實(shí)現(xiàn)方法(4)掌握交換排序算法,包括起泡排序和快速排序(5)理解歸并排序算法的思想和步驟2、教學(xué)內(nèi)容:(1)排序的基本概念(2)插入排序(3)選擇排序(4)交換排序(5)歸并排序3、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):理解排序的基本概念,掌握插入排序、選擇排序、交換排序和歸并排序算法的原理和實(shí)現(xiàn)方法(2)難點(diǎn):快速排序算法的原理和歸并排序算法的步驟(十三)查找1、教學(xué)目的和要求(1)了解查找表的定義、分類和各類的特點(diǎn)(2)掌握順序查找和二分查找的思想和算法(3)熟悉二叉排序樹的概念和有關(guān)運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方法(4)掌握哈希表、哈希函數(shù)的構(gòu)造方法、以及處理沖突的方法2、教學(xué)內(nèi)容:(1)靜態(tài)查找表(2)動(dòng)態(tài)查找表(3)哈希表3、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):線性表查找算法,包括順序查找、折半查找和分塊查找,以及二叉排序樹和散列表的查找方法(2)難點(diǎn):理解散列函數(shù)的構(gòu)造和解決沖突的方法,以及散列表的查找和性能分析(十四)數(shù)據(jù)庫基本概念與應(yīng)用程序設(shè)計(jì)1、教學(xué)目的和要求(1)理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu),以及用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的訪問過程和不同視圖的概念。(2)掌握關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的概念,包括數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)等方面。(3)理解數(shù)據(jù)庫的建立、測(cè)試、運(yùn)行、維護(hù)和保護(hù)的過程和方法。(4)掌握常見數(shù)據(jù)庫操作,包括SQL語法和各種數(shù)據(jù)庫(如MySQL、SQLServer、Oracle等)的使用。(5)了解國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)和使用情況。2、教學(xué)內(nèi)容:(1)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(2)插入排序關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(3)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)3、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):數(shù)據(jù)庫語法(2)難點(diǎn):常見數(shù)據(jù)庫操作指令(十五)互聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)實(shí)踐1、教學(xué)目的和要求(1)掌握互聯(lián)網(wǎng)Web編程基礎(chǔ),包括HTML、CSS、JavaScript和JSON等技術(shù)(2)熟悉互聯(lián)網(wǎng)Web框架,如Django和Flask,以實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(3)了解移動(dòng)應(yīng)用APP開發(fā)的基本原理和技術(shù)(4)學(xué)習(xí)通過一個(gè)疫情數(shù)據(jù)采集分析軟件案例,掌握需求分析、總體設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)和測(cè)試運(yùn)行等開發(fā)過程(5)實(shí)踐互聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā),培養(yǎng)實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力2、教學(xué)內(nèi)容:(1)互聯(lián)網(wǎng)Web編程基礎(chǔ)(2)互聯(lián)網(wǎng)Web框架(3)移動(dòng)應(yīng)用APP開發(fā)3、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):互聯(lián)網(wǎng)Web編程、Web框架、APP開發(fā)(2)難點(diǎn):掌握Web編程實(shí)現(xiàn)和測(cè)試運(yùn)行三、考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式最終成績(jī)由以下五部分組合而成(1)平時(shí)成績(jī)(2)課程設(shè)計(jì)成績(jī)(3)課程論文成績(jī)(4)計(jì)算機(jī)上機(jī)考試成績(jī)(5)期末考試成績(jī)。各部分所占比例如下:平時(shí)成績(jī)(C1):20%。不定期進(jìn)行兩次隨堂單元測(cè)試(每次占比10%),主要考核對(duì)重要章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度。課程設(shè)計(jì)成績(jī)(C2):20%。主要考核分析和解決問題的能力,口頭及書面表達(dá)能力。將學(xué)生按4~5人分組,每組選擇一個(gè)程序設(shè)計(jì)題目編程。每個(gè)小組安排5分鐘左右的口頭答辯,并提交程序及課程設(shè)計(jì)報(bào)告。最終成績(jī)綜合代碼測(cè)試結(jié)果、報(bào)告文字表述、口試結(jié)果給出。課程論文成績(jī)(C3):占比10%。主要考核學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、前沿技術(shù)的了解程度、文獻(xiàn)檢索能力,以及語言及文字表達(dá)能力。學(xué)生可自擬題目或根據(jù)任課教師提出的題目撰寫課程學(xué)習(xí)小論文,最后評(píng)定課程論文成績(jī)。上機(jī)成績(jī)(C4):占比20%。每次上機(jī)考察基本算法設(shè)計(jì)思想及實(shí)現(xiàn)、計(jì)算機(jī)邏輯思維、程序調(diào)試能力,以及學(xué)生是否能夠運(yùn)用所學(xué)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法設(shè)計(jì)技術(shù)來解決實(shí)際問題。上機(jī)成績(jī)綜合四次上機(jī)報(bào)告及上機(jī)課表現(xiàn)給出。期末考試成績(jī)(C5):30%。閉卷考試。主要考查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度。測(cè)試學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解、判斷、分析、綜合應(yīng)用等能力。題型為選擇題、判斷題、填空題、問題求解題和算法設(shè)計(jì)題等。過程成績(jī)提交時(shí)間和總評(píng)成績(jī)計(jì)算說明表序號(hào)成績(jī)提交時(shí)間名稱或說明C1隨堂測(cè)試成績(jī)不定期給出;平時(shí)成績(jī)C2完成第9次“圖”授課后,期末前課程設(shè)計(jì)成績(jī)C3第4次“棧和隊(duì)列”授課后課程論文成績(jī)C4完成四次上機(jī)實(shí)驗(yàn)后上機(jī)考試成績(jī)C5期末考試后期末考試成績(jī)總評(píng)成績(jī)=C1*0.2+C2*0.2+C3*0.1+C4*0.2+C5*0.3四、教材和主要參考資料教材:《計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)教程》,劉彥明.西安電子科技大學(xué)出版社,2022年參

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