《计算机科学与技术》基础知识简介介绍.docx

计算机
科学与技术
计算机科学与技术
一、计算机学科大背景
（-）计算机学科命名的背景
1984年7月，美国计算机科学与工程博士单位评审部的领导们，在 犹他州召开的会议上对计算认知问题进行了讨论，。这一讨论以及其他类 似的讨论促使（美国）计算机协会（ACM）与（美国）电气与电子工程师 学会计算机分会（IEE/CS）于1985年春联手组成任务组，经过近4年的 工作，任务组提交了在计算教育史上具有里程碑意义的“计算作为一门学 科"（Computing as a Discipline）报告。
报告论证了计算作为一门学科的事实，并将当时的计算机科学、计算 机工程、计算机科学和工程、计算机信息学以及其他门类名称的专业及其 研究范畴统称为计算学科。
（-）计算学科的定义
1、计算学科是对描述和变换信息的算法过程进行的系统研究，包括 理论、分析、设计、效率、实现和应用等。
2、计算学科包括对计算过程的分析以及计算机的设计和使用，该学 科的广泛性在美国计算科学鉴定委员会发布的报告摘录中得到强调：计算 学科的研究包括从算法与可计算性的研究到根据可计算硬件和软件的实 际现实问题的研究。
3、计算学科不但包括从总体上对算法和信息处理过程进行研究的内 容，也包括满足给定规格要求的有效而可靠的软硬件设计一它包括所有科 目的理论研究、试验方法和工程设计。
4、计算学科的根本问题
① 学科的根本问题
什么能被（有效地）自动执行
② 计算学科来源
算法理论、数理逻辑、计算模型、自动计算机月存储是计算机的创造 等一起形成于20世纪40年代初期。
（三）计算学科描述
IEEE/CS 和 ACM 任务组组织了 Computing Curricula （CO 研究工作, 并于2001至2005年，分别提交了：
计算机科学（Computer Science, CS）
信息系统（Information System, IS）
软件工程（Software Engineering, SE）
计算机工程（Computer Engineering, CE）
信息技术（Information Technology, IT）
等5个分支学科（专业）的教程以及相应的总报告，给出了5个分支 学科的知识体以及相应的核心课程，为各专业教学计划的设计奠定了基础, 同时也为公众认知和选择这些专业提供了帮助。
（四）演变中的学科专业名称
1962年，美国普渡大学开设了最早的计算机科学学位课程。在美国 的一些高校还开设有与计算机相关的两个学位课程：电子工程和信息系统。
20世纪60年代，随着问题复杂性的增加，制造可靠软件的困难越来 越大，出现了 “软件危机”。为了摆脱“软件危机”，1968年秋，北大 西洋公约组织（NATO）在德国召开了一次会议，提出了软件工程的概念。
20世纪70年代末、80年代初，在一些计算机科学专业的学位课程中 引入了 “软件工程”的内容，然而这些内容，只能让学生了解“软件工 程”，却不能使学生明白“如何成为-•名软件工程师”，于是开始构建单 独的软件工程学位课程。20世纪80年代，英国、澳大利亚最早开设了软 件工程的学位课程。
20世纪90年代，计算机己成为公司各级人员使用的基本工具，而计 算机网络那么成为公司信息的中枢，而原有的学术学位课程不能满足社会的 需求，于是美国等西方国家，不少大学相继开设信息系统和信息技术等学 位课程。
在美国以传统的“计算机科学”为主。
在我国以“计算机科学与技术”为主。
在我国，早在1956年哈尔滨工业大学等院校率先开办计算装置与仪 器专业，到1958年共有15所高校开办了计算机专业。
根据我国高校的情况，我国教育部高等学校计算机科学与技术教学指 导委员会（简称“计算机教指委”）制订的《高等学校计算机科学与技术 开展战略研究报告暨专业规范（试行）》（高校教育出版社2006年9月 出版，简称“计算机专业规范”）采纳了 CC 2005报告中的四个分支学科, 并以专业方向的形势进行规范，它们是计算机科学、计算机工程、软件工 程、信息技术。
（五）问题空间不同的五个方向（组织系统行为、应用技 术、软件开发、系统平台结构、计算机硬件体系）
计算机科学（CS）方向特色 （计算各学科的基础）
范围包括了计算的理论、算法 和实现、机器人技术、计算机 视觉、智能系统、生物信息学 和其他新兴的领域。
关注计算的理论基础和算法， 并能从事软件开发及其相关的 理论研究。
计算机工程（CE）方向特色
对现代计算机系统和由计算机 控制的有关设备上的软件与硬 件的设计、构造、实施和维护 进行研究的学科.
关注设计并实施集软件和硬件 设备为一体的系统。
软件工程（SE）方向特色
以系统、学科、定量的方法， 把工程应用于软件的开发、运 行和维护；同时开展对上述过 程中各种方法和途径进行研究 的学科。
关注以工程规范进行的大规模 软件系统开发与维护的原那么， 并尽可能防止软件系统潜在的 风险。
信息技术（IT）方向特色
广义上包括了所有计算技术的 各个方面，在此专指作为一门 学科的信息技术。
侧重在一定组织及社会环境 下，通过选择、创造、应用、 集成和管理的计算技术来满足 用户的需求。
二、计算机专业局部主干课程介绍
课程
主要内容
计算机导论
介绍计算机的开展历史，开展趋 势，计算机的基本结构及基本工作 原理，算法和问题求解，结构化分 解，机器翻译在程序设计过程中的 作用。
高级语言程序设计（C语言）
主要讲述程序设计语言和程序设计 方法简介；算法与问题求解、经典 问题的算法描述；顺序、分支和循 环结构；运算符、表达式、数据类 型和变量；输入和输出基础；ci吾 言的语句；一维数组和字符串、函 数定义、函数调用和参数传递。
离散数学
研究离散量的结构及其相互关系， 包括：集合论局部：集合及其运 算、二元关系与函数、自然数及自 然数集、集合的基数；图论局部： 图的基本概念、欧拉图与哈密顿 图、树、图的矩阵表小、平面图、 图着色、支配集、覆盖集、独立集 与匹配、带权图及其应用；代数结 构局部：代数系统的基本概念、半 群与独异点、群、环、与域、格与 布尔代数；组合数学部门：组合存 在性定理、基本的计数公式、组合 计数方法、组合计数定理；数理逻 辑局部：命题逻辑、一阶谓词演 算、消解原理。
数据结构
研究数据的逻辑关系及物理存储方 法，包括：线性表、堆栈队列、字 符串、数组、树、图等数据结构及 其相应操作，还包括查找、排序等 常用算法。
数据库应用系统
介绍数据库系统的基本概念、基本 原理、DBMS基本体系结构和基本实 现技术、数据库应用设计以及主流 数据库系统实例。主要内容：数据 模型、关系数据库、SQL语言、查 询优化、关系数据库设计理论、事 务管理与数据库保护、物理数据库 设计、数据库应用与设计。
微机原理与应用
80X86微处理器及其结构、汇编语 言程序设计、总线、存储器、基本 输入输出技术、典型接口设计。
计算机组成原理
主要讲述计算机基木组成、各大组 成部件的结构及工作原理、指令执 行过程及CPU微体系结构、流水线 技术等内容。
计算机图形学
人机交换技术与图形用户界面设 计、二位基本光栅图形学算法、图 形变换技术、曲线和曲面、三维计 算机图形学等。
操作系统概论
讲述操作系统的原理、组成局部及 其相关基础知识，包括：操作系统 基础知识、处理器管理、存储管 理、文件管理、设备管理、进程管 理（并发进程、进程调度、进程通 信）等。
计算机网络
讲述计算机网络的拓扑结构、通信 基础、TS0/0ST模式对应规程、通 信过程及规程实现、局域网、 INTERNET 等。
面向对象程序设计（C++）
面向对象基本特征、面向对象程序 设计的分析方法、C++语言的基本语 法规那么、运算符、算法、顺二顺序结 构、分支结构、循环结构、数组、 指针、函数、结构体、共用体、文 件操作、C++语言的面向对象特性及 应用。
网络平安
网络平安技术概论、数据加密技 术、消息认证与数字签名、认证协 议及其实际应用、网络平安协议、 防火墙与入侵检测技术。
软件工程
讲述如何用工程化方法构件和维护 有效的、实用的和高质量的软件， 包括：软件工程的概论和基本理 论：软件开发的结构化方法、面向 对象方法：软件测试方法和技术： 软件工程管理：基于构件的开发、 敏捷开发方法、Web应用、CMM& CMMI等新方法和过程等。

计算机系统结构
讲述计算机系统主要部件的基本组 成机器及其结构，通过指令的执行 过程来掌握计算机系统的工作原 理，内容包括：数据的编码表示、 运算方法和运算器组成、指令系 统、存储体系、控制器基本原理、 系统总线输入输出系统。
编译原理与技术
节超程序设计语言的一般特性和编 译器构造的基本原理、技术和方 法。
局域网技术与组网工程
过程建模和软件生命周期、工程计 划和管理、获取需求、系统设计、 编码、程序测试、系统测试、产 品、过程和资源的评价。
人工智能
介绍人工智能的基本概念和原理， 知识与知识的表示、经典逻辑推 理、不确定与非单调推理、搜索策 略、机器学习。
嵌入式系统
介绍嵌入式微处理器、实时操作系 统（RTOS）、网络嵌入式系统、嵌 入式系统设计、嵌入式系统构建、 嵌入式系统开发环境构建、开发基 本的嵌入式应用程序。