wsx：计算机课程体系与知识结构.ppt

吴水秀,江西师范大学计算机信息工程学院 Email:736301988 QQ号：736301988,计算机课程体系与知识结构,计算学科的特点就是：日新月异,学习和教育理念一直在更新,不断变革,不断细化,价值观念 社会需求,二十年前：知道这些名词就足够了,十年前：还需要知道这些名词,聪明的学习：懂得选择成长的目标,精化学习：知识爆炸带来的必然选择 没有人能够短时间内学会计算机相关的所有知识 社会发展需要结构合理、数量充足的人才体系 门门粗通就是门门稀松，一门精通换来职场成功 分类筛选：社会发展带来的必然要求 严格的就业准入制度是产业发展的有效辅助 获得权威认证和获得学位证书同样重要 压价竞争造成薪水大跌，差异竞争换来一骑绝尘,计算机软件与理论 计 算 机 软 件 计算机理论（离散数学、计算理论） 计算机体系结构 计算机体系结构、数字逻辑、计算机原理 计算机应用 计算机网络与通信、控制与接口 人工智能、图形学、图象处理、多媒体技术,计算机专业：从大学课程设计来看,1990年以前:,EE,CS,IS,1990年之后:,EE,CE,CS,SE,IT,IS,硬件,软件,组织应用,硬件,商科,软件,计算机专业：从社会发展来看,“计算机工程”的知识与技能分布,“计算机科学”的知识与技能分布,“信息系统”的知识与技能分布,“信息技术”的知识与技能分布,“软件工程”的知识与技能分布,总结：在计算机科学与技术的领域，理论是根基，技术是表现，两者互为依托。,社会对计算机专业人才的需求分布,CS,CE,SE,IS,IT,信息化大潮的人才分布： 只需要极少数的科学家 一定数量的高级工程师 较多数量的技术工程师 更多数量的系统咨询服务人员 最多数量的专业技术操作人员,计算机的学科方法论-三个过程,计算机的学科方法论-核心概念,计算机的学科方法论-核心方法,”计算机科学与技术“方向的知识体系,核心课程： C语言程序设计基础、电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、离散数学、数据结构、汇编语言程序设计、计算机组成原理、操作系统、数据库原理及应用、编译原理、计算机网络、软件工程、单片机原理与接口技术、计算机图形学、计算机专业外语、数值分析、计算机图象处理等。 其它课程： 计算机信息技术基础、人工智能、计算机安全保密技术、计算机通信、JAVA语言、多媒体技术、Oracle技术、面向对象技术、C+程序设计、算法设计与分析 、集合论与图论 、计算机控制技术、Web程序设计、计算机网络实用技术、嵌入式系统、工业控制与PLC、分布式数据库等。,计算机科学与技术专业课程简介,（1）离散结构 包括内容：包括集合论、数理逻辑、近世代数、图论及组合数学等。 由于离散数学的构造性特征与反映计算科学本质的能行性之间形成了天然一致，从而使离散数学的构造性特征决定了计算机科学的许多理论同时具有理论、技术、工程等多重属性，决定了其许多理论、技术和工程的内容是相互渗透在一起的，是不可分的。 该知识结构与计算机学科各个领域有着紧密的联系。它以抽象和理论两个学科形态出现在计算机学科中，并为计算机学科各分支领域解决其基本问题提供了强有力的数学工具。,（2）程序设计基础 主要内容：包括程序设计结构、算法、问题求解和数据结构等。 该知识结构主要处理包括对给定的问题，如何进行有效的描述并给出算法；如何正确选择数据结构；如何进行设计、编码、测试和调试程序。,（3）算法与复杂性 主要内容：包括算法的复杂度分析、典型的算法策略、分布式算法、并行算法、可计算理论、P类和NP类问题、自动化理论、密码算法以及几何算法等。 该知识结构主要处理对于给定的问题类，最好的算法是什么，要求的存储空间和计算时间有多少，空间和时间如何折衷；访问数据的最好方法是什么；算法最好和最坏的情况是什么；算法的平均性能如何；算法的通用性如何。,应用计算机技术来解决问题，可以采用硬件的方法，也可以采用软件的方法，甚至还可以采用电子线路和机械的方法 ，只是机械的方法因成本太高、精度难于保证而早已弃之不用。 但无论采用哪种方法，都必须有提供处理该问题的计算过程描述，即详细地给出计算的每一步应该怎么做。这在计算机科学中称之为算法。于是，算法成为计算机科学的一个重要内容，也有人称算法为计算机科学的首要问题或者核心问题。在计算科学的研究中，发现或创立一个新算法是对计算科学的一个实质性的贡献。经验表明，算法研究的基础是数学和与计算机科学有关的专业背景知识。,（4）体系结构 主要内容：包括数字逻辑、数据的机器表示、汇编级机器组织、存储技术、接口和通信、多道处理和预备体系结构、性能优化、网络和分布式系统的体系结构等。 该知识结构主要处理实现处理器、内存和机内通信的方法是什么；如何设计和控制大型计算系统，而且使其令人相信，尽管存在错误和失败，但它仍然是按照我们的意图工作的；哪种类型的体系结构能够有效地包含许多在一个计算中能够并行工作的处理元素；如何度量性能。,（5）操作系统 主要内容：包括操作系统的逻辑结构、并发处理、资源分配与调度、存储管理、设备管理、文件系统等。 该知识结构主要处理在计算机系统操作的每一个级别上，可见的对象和允许进行的操作各是什么；对于每一类资源，能够对其进行有效利用的最小操作集是什么；如何组织接口才能使得用户只需与抽象的资源而非硬件的物理细节打交道；作业调度、内存管理、通信、软件资源访问、并发任务间的通信以及可靠性与安全的控制策略是什么；通过少数构造规则的重复使用系统功能扩展的原则是什么？,（6）网络计算 主要内容：包括计算机网络的体系结构、网络安全、网络管理、无线和移动计算以及多媒体数据技术等。 该知识结构主要处理网络中的数据如何进行交换；网络协议如何验证；如何保证网络的安全；分布式计算的性能如何评价；分布式计算如何组织才能够使通过通信网连接在一起的自主计算机参加到一项计算中，而网络协议、主机地址、带宽和资源则具有透明性。,（7）程序设计语言 主要内容：包括程序设计模式、虚拟机、类型系统、执行控制模型、语言翻译系统、程序设计语言的语义学、基于语言的并行构件等。 该知识结构主要处理语言（数据类型、操作、控制结构、引进新类型和操作的机制）表示的虚拟机的可能组织结构是什么；语言如何定义机器，机器如何定义语言；什么样的表示法（语义）可以有效地用于描述计算机应该做什么。,（8）人-机交互 主要内容：包括以人为中心的软件开发和评价、图形用户接口设计、多媒体系统的人机接口等。 该知识结构主要处理表示物体和自动产生供阅览的照片的有效方法是什么；接受输入和给出输出的有效方法是什么；怎样才减小产生误解和由此产生的人为错误的风险；图表和其他工具怎样才能通过存储在数据集中的信息去理解物理现象。,它的重要性体现在人们越来越强烈地需要和谐的人机交互环境，图形用户界面已经成为一个软件的重要组成部分，以图形的方式来表示抽象的概念或数据（可视化）已经成为信息领域的一个重要发展趋势。,（9）图形学和可视化计算 主要内容：包括计算机图形学、可视化、虚拟现实、计算机视觉等4个学科子领域的研究内容。 该知识结构主要处理支撑图像产生以及信息浏览的更好模型；如何提取科学的（计算和医学）和更抽象的相关数据；图像形式过程的解释和分析方法。,（10）智能系统 主要内容：包括约束可满足性问题、知识表示和推理、Agent、自然语言处理、机器学习和神经网络、人工智能规划系统和机器人学等。 该知识结构主要处理基本和行为模型是什么，如何建造模拟它们的机器；规则评估、推理、演绎和模式计算在多大程度上描述了智能；通过这些方法模拟行为的机器的最终性能如何；传感数据如何编码才使得相似的模式有相似的代码；电机编码如何与传感编码相关联；学习系统的体系结构怎样；这些系统是如何表示它们对这个世界的理解的。,（11）信息管理 主要内容：包括信息模型与信息系统、数据库系统、数据建模、关系数据库、数据库查询语言、关系数据库设计、事务处理、分布式数据库、数据挖掘、信息存储与检索、超文本和超媒体、多媒体信息与多媒体系统、数字图书馆等。 该知识结构主要处理使用什么样的建模概念来表示数据元素及其相互关系；怎样把基本操作（如存储、定位、匹配和恢复）组合成有效的事务；这些事务怎样才能与用户有效地进行交互；,高级查询如何翻译成高质量的程序；哪种机器体系结构能够进行有效地进行交互；高级查询如何翻译成高质量的程序；哪种机器体系结构能够进行有效的恢复和更新；怎样保护数据，以避免非授权访问、泄露和破坏；如何保护大型的数据库，以避免由于同时更新引起的不一致性；当数据分布在许多机器上时如何保护数据、保证性能；文本如何索引和分类才能够进行有效的恢复。,（12）软件工程 主要内容：包括软件过程、软件需求和规格说明、软件设计、软件验证、软件演化、软件项目管理、软件开发工具与环境、基本构件的计算、形式化方法、软件可靠性、专用系统开发等。 该知识结构主要处理程序和程序设计系统发展背后的原理是什么；如何证明一个程序或系统满足其规格说明；如何编写不忽略重要情况且能用于安全分析的规格说明；软件系统是如何历经不同的各代进行演化的；如何从可理解性和易修性性关手设计软件。,（13）科学计算 主要内容：包括数值分析、运筹学、模拟和仿真、高性能计算 该知识结构主要处理如何精确地以有限的离散过程近似表示连续和无限的离散过程；如何处理这种近似产生的错误；给定某一类议程在某精确度水平上能以多快的速度求解；如何实现方程的符号操作，如何积分、微分以及到最小项的归纳；如何把这些问题的答案包含到一个有效的、可靠的、高质量的数学软件包中。,计算机专业成功人才的参考标准,在求职的千军万马中杀出重围，找到腾飞之路,“计算机技术与软件专业技术资格”考试,老“软考”：“计算机软件专业技术资格” 19872003年，信息产业部单独组织考试 百万人参考，培养10余万专业人才，得到社会广泛认可 新“软考”：“计算机技术与软件专业技术资格” 2004年11月至今，人事部与信息产业部联合主考 国家级IT资格与水平考试，计算机专业唯一职称资格考试 老“软考”与新“软考”的区别 计算机专业技术人员职称制度改为“以考代评” 取消了原有的报考学历和资历限制，学生可直接报考 3级5类20种资格考试，对应于信息化的人才需求 开辟与其他国家专业资格认证的“相互承认”渠道 软考的年考试规模已经达到21万人，成为最具实效的认证,“软考” 的专业类别、资格名称与级别,“软考”的级别与职称对应关系,“软考”的专业类别与人才培养方向,分类培养,CS&SE,IT,IS&SE,CE&IS,IS,“软考”体系的功效分析,各类认证考试的性质分析,更加深刻的理解“软考” 的特色,“软考”与其他IT认证的本质区别 “软考”是计算机专业唯一的职称资格考试 “软考”从属于国家人事体系，全国通用并与国际接轨 “软考”采取全国统考，各级政府部门协助实施的模式 “软考”与专业学历考试的本质区别 “软考”强调专业实用性，学历考试强调理论知识完备性 以用立考，以考促学，以考代评 “