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计 算 机 导 论 主讲教师：刘云翔 2012年9月至2013年1月,第一章 绪 论,1 如何顺利度过大学生活 2 为什么学习计算机导论课 3 计算机导论课的主要内容 4 计算机本科知识体系和学科专业特点 5 计算机概述,1、如何顺利渡过大学生活,思考：大学学习生活在我们人生中的地位和意义,一辈子,奔向独木桥,事业有成 幸福人生,大学4年,如何顺利渡过大学生活,1）大学学习与中学的区别 高校学生的学习不同于中学生的学习，不仅表现在知识的专业化、学科内容的复杂性、知识容量的扩大与加深，更重要的还在于高校学生在学习方法和独立工作能力上发生了巨大的变化。 在大学阶段教学的各种组织形式，都有不同于中学的变化和特点，怎样帮助大学低年级学生在学习方法上适合这种变化，掌握大学的学习规律，是提高大学生学习能力的一个关键问题。,大学学习与中学学习截然不同的特点是依赖性的减少，代之以主动自觉地学习。自学能力的培养，是适应大学学习自主性特点的一个重要方面，每个大学生都要养成自学的习惯。正如钱伟长所说：一个人在大学四年里，能不能养成自学的习惯，学会自学的习惯，不但在很大程度上决定了他能否学好大学的课程，把知识真正学通、学活，而且影响到大学毕业以后，能否不断地吸收新的知识，进行创造性的工作，为国家作出更大的贡献。,如何顺利渡过大学生活,2）如何学好每门课 高等学校学生除了掌握系统的科学知识以外，必须学会科学的思维方法，培养独立的工作能力和创造能力。能力的培养是通过整个教学过程进行的，其中包括课程门类与内容、听课、复习、习题、实验与实习、学年论文、毕业设计等。大学生入学后，由于学习的内容、范围、性质和教学方法的改变，对大学学习生活的适应有一个过程，大学低年级学生的适应过程更为困难和突出。上述教学过程的各个方面，都涉及到教师的教学方法和学生的学习方法问题。如果学生的学习方法不能随学科内容的特点相适应地改变，学习能力的提高就会受到限制。,如何顺利渡过大学生活,大学低年级的课程，主要包括公共课和基础课。这些课程的特点是：一是比中学具有更强的理论性和系统性，要求学生提高分析与概括的能力；二是大班上课提问题的机会,减少，要记下一些问题自己钻研或课后提问；三是讲课速度较快，教师讲解的顺序与教科书不一定完全一致，内容上有所取舍，也有所补充，着重点也不同。学生听课时要摸清教师的思路，抓住重点、难点，提高记笔记的能力。,如何顺利渡过大学生活,预习和复习是提高听课的效果，抓好重点、难点，积极运用思维，深入理解教材，形成有系统的观点和科学知识体系，培养学生自学能力的重要环节。,哈佛大学研制的机电式自动顺序控制计算机MARK I,如何顺利渡过大学生活,国际交流与双学位,1、双学位3+1（bachelor degree ）： 瑞典 Halmastad University 2、研究生（Master Program） ：瑞典 University West 3、国际交流（正在洽谈中）：英国、美国、澳大利亚 堪培拉大学,2、为什么学习计算机导论课, 了解计算机基础知识 了解计算机专业及课程设置 了解计算机应用领域,建立学科的总体概念，勾画出计算机科学体系的框架，为专业学生奠定计算机科学知识的基础，铺设进一步深入专业理论学习的桥梁。 了解学科体系中各门具体课程的大致内容以及课程间的关联关系。 帮助学生建立起专业能力、专业素质的概念。 即使在个别课程没有开设的情况下，学生关于这个方面的知识也不至于是空白。,为什么要学习“计算机导论”,这是一门“百科全书”式的有关计算机及其应用的专业基础课程，涉及到计算机学科的各个方面，其设计意图在于勾画出计算机科学体系的框架，为有志于IT行业的学生奠定计算机科学知识的基础，铺设进一步深入专业理论学习的桥梁。,为什么要学习“计算机导论”,在学科导引课程构建问题上，人们容易将“计算机文化”与“计算机导论”混为一谈。其实，这是两门性质不同的课程。 “计算机文化”要解决的是人们对计算机功能的工具性认识，其目的在于培养学生操作计算机的初步能力，所以常着眼于应用操作的具体细节； 而“计算机导论”除了培养学生操作计算机能力之外，关键是要解决计算机以及其他IT (信息技术) 专业学生对本专业以及对计算本质的认识问题。IT专业的学生不能局限于仅仅把“计算”看成一种工具，而更应该理解和掌握计算学科的基本原理、根本问题，以及解决问题的新的思维模式。,为什么要学习“计算机导论”,3、计算机导论课的主要内容,第一章 绪 论 1.1 为什么学习计算机导论课 1、计算机导论与计算机文化基础的区别 2、构建计算机本科专业知识架构 1.2 计算机导论课的主要内容、学科专业特点和计算 机应用领域 1.3 计算机概述,3、计算机导论课的主要内容,第二章 计算机基础知识 2.1 图灵机简介 2.2 数的不同进制 2.3 数制间相互转换 2.4 原码、补码、反码 2.5 字符数据编码,3、计算机导论课的主要内容,第三章 计算机系统的基本组成 3.1 计算机硬件 3.2 计算机软件 3.3 计算机系统组装,3、计算机导论课的主要内容,第四章 操作系统 4.1 操作系统概述 4.2 Windows XP操作 4.3 命令行操作系统,3、计算机导论课的主要内容,第五章 常用工具软件 5.1 压缩/解压缩软件WinARA 5.2 图像浏览和管理软件ACDsee 5.3 视频播放软件-Windows Media Player 5.4 屏幕抓图软件-HyperSnap-DX 5.5 PDF文档阅读软件-Adobe Reader 5.6 防毒软件,3、计算机导论课的主要内容,第六章 OFFICE 2010应用 6.1 Word 2010操作 6.2 Excel 2010操作 6.3 PowerPoint 2010操作,3、计算机导论课的主要内容,第七章 网络应用 7.1 互联网基础知识 7.2 网络应用,3、计算机导论课的主要内容,第八章 程序设计基础 8.1 程序设计概述 8.2 算法 8.3 结构化程序设计 8.4 面向对象程序设计 8.5 高级语言及编译系统 8.6 信息系统与人工智能 8.7 软件工程概述,4、计算机专业及课程设置,办学思路,培养较系统地掌握计算机科学与技术的基本理论、方法与技能，有较强实践能力， 具备创新意识和创新能力，能胜任计算机应用领域中实际工作的高级应用型技术人才。这样的人才要有进一步学习的基础，有较宽的专业适应面，有较强的知识迁移能力。,专业人才培养计划的体系架构,（1）教学计划的制订,自己学校的特色和实际情况,兄弟院校的教学计划做参考,中国计算机学会教育委员会、全国高等学校计算机 教学研究会等组建的“中国计算机科学与技术学科 教程2002研究组”推出的中国计算机科学与技术 学科教程为指导,社会需求为出发点和归宿,总体上优化课程结构： 精炼教学内容，拓宽专业基础，加强实践教学。 体系架构： 平台加柔性模块。 依照能力培养的要求来设计系列课程。,具备能力,基础技能,专业技能,人文社科,基础理论,专业理论知识,实践动手能力,综合应用及创新能力,能力结构：,人文社科(人文课程群) 基础技能 基础理论(基本理论培养 课程群) 具备能力 专业理论知识 专业技能 实践动手能力 综合应用及创新能力,毕业生应具备的能力：, 软件工程专业毕业生专业技能: 程序设计能力 软件开发设计与维护能力 专业技能 网络软件开发和网络应用能力 硬件维护能力 一定的国际交流能力, 网络工程方向毕业生专业技能: 程序设计能力 网络软件开发设计与维护能力 专业技能 网络工程应用与维护能力 硬件维护能力 一定国际交流能力, 计算机工程方向毕业生专业技能: 程序设计能力 计算机控制、嵌入式系统开发设计与维 护能力 专业技能 网络应用与维护能力 软件维护能力 一定国际交流能力, 计算机应用技术方向毕业生专业技能: 程序设计能力 信息系统开发、设计与维护能力 专业技能 网络应用与维护能力 硬件维护能力 软件维护能力 一定国际交流能力, 数字媒体技术方向毕业生专业技能: 程序设计能力 影视制作和广告设计及图文信息处理能力 专业技能 网络应用与维护能力 软件维护与硬件维护能力 一定国际交流能力, 计算机游戏软件开发方向毕业生专业技能: 程序设计与软件维护能力 游戏软件开发和影视制作能力 专业技能 网络应用与维护能力 硬件维护能力 一定国际交流能力,课程体系： （课程群，核心课程） 按照能力培养的要求组织课程系列,即课程群。根据课程建设的需要,群的划分可大可小,群与群之间有交叉，既要考虑群内课程之间的内在联系,又要考虑群与群之间的关系,不同方向学时数不同,大纲中的具体要求也不同。 人文课程群 思想道德修养、毛泽东思想概 论、法律基础、邓 小平理论、艺术概论、企业管理、现代科技概论与计算机职业道德修养、知识产权。, 基本理论培养课程群: ( 培养学生的基本理论,具有厚基础、宽口径的特点） 大学英语、高等数学、大学物理、大学物理 实验、制图基础、体育、概率论与数理统 计、线性代数, 程序设计能力课程群: 计算机导论、程序设计基础(C语言), 面向对象程序设计, VB程序设计, Java程序设计，可视化程序设计，可视化程序设计课程设计，程序设计基础(C语言)课程设计, 面向对象程序设计课程设计, 专业基础理论课程群: 离散数学，算法与数据结构,数据库原理及应用, 操作系统, 信息安全技术，网络安全技术,算法与数据结构课程设计,数据库原理及应用课程设计,网络数据库及应用课程设计, 软件开发能力课程群: 软件工程, UML,软件构件技术,软件测试与维护,软件过程评估,软件质量控制,软件项目管理与案例分析, 软件开发工具与环境,软件工程课程设计,软件工程实训, 网络应用能力课程群: 计算机网络原理,网络数据库及应用,信息安全技术, JAVA程序设计,网站程序设计与维护,网络安装与维护实训,数据库应用实习,网络工程实训，网络程序设计课程设计(网络工程方向), 硬件设计与维护能力课程群: 数字逻辑设计,汇编语言程序设计,计算机组成与结构,计算机接口技术,嵌入式系统原理与应用，微机控制系统原理与应用，单片机原理与应用，可编程逻辑器件应用，数字逻辑设计课程设计汇编语言程序设计课程设计,计算机接口技术课程设计,计算机拆装与维护实训。,游戏软件开发和影视制作能力课程群: 计算机美术基础,计算机平面设计,构成（平面色彩立体, 三维动画设计,数码影视技术, 游戏场景设计，图形界面程序设计，游戏角色设计，游戏设计概论，计算机平面设计课程设计,构成课程设计,三维动画设计课程设计, 数码影视技术课程设计, 影视制作和广告设计及图文信息处理能力课程群: 计算机美术基础,计算机平面设计,构成（平面色彩立体, 三维动画设计,数码影视技术, 计算机UI设计, 视觉传达,展示设计,工业产品造型设计,网络广告设计, 视觉传达课程设计,计算机UI设计课程设计,工业产品造型设计课程设计,展示设计课程设计,网络广告设计课程设计, 国际交流能力课程群: 大学英语,双语教学,国际认证培训,中外合作软件开发、交流学生,5、计算机概述,1、计算机的发展简史 2、计算机的特点和分类 3、计算机的发展趋势 4、计算机应用领域,从1946年美国宾夕法尼大学研制出世界上第一台电子数字计算机ENIAC（电子数字积分计算机的英文缩写）至今，短短五十多年的时间内，计算机系统和计算机应用得到了飞速发展。元件制作工艺水平的不断提高是计算机发展的物质基础，因此以计算机元器件的变革作为标志，将计算机的发展划分为四个阶段，这四个阶段通常称为计算机发展的四个时代 。,计算机的发展简史,1第一代计算机（19461958年） 其主要特征是采用电子管作为主要元器件。 2第二代计算机（19581964年） 其主要特征是由电子管改为晶体管。 3第三代计算计算机导论机（19641974年） 其主要特征是用半导体中小规模集成电路代替分立元件的晶体管。 4第四代计算机（1974年至今） 其主要特征是以大规模和超大规模集成电路为计算机的主要功能部件。,计算机的发展简史,计算机的特点,1运算速度快、精度高 计算机的运算速度，慢则每秒数万次，快则每秒上亿次。现在世界上最快的计算机每秒可以运算几十亿次以上。如果与每秒一百万次的计算机相比，它连续工作一小时所完成的工作量，一个人一生也做不完。 计算机的字长越长，其精度越高。目前的个人计算机的精度已经达到了十位、十六有效数字。对于气象预报等复杂、时间性强的工作，没有计算机进行数据处理，单靠手工已无法实现。,2具有逻辑判断和记忆能力 计算机有准确的逻辑判断能力和高超的记忆能力。可以把庞大的国民经济信息或一个大图书馆的全部文献资料目录和索引存储在计算机系统中，随时提供情报检索服务。 计算机的计算能力、逻辑判断能力和记忆能力三者的结合，使之可以模仿人的某些智能活动。因此，计算机已经远远不只是计算的工具，而是人类脑力延伸的重要助手。有时把计算机称作“计算机”，就是这个原因。,计算机的特点,3高度的自动化和灵活性 计算机采取存储程序方式工作，即把编好的程序输入计算机，机器便可依次逐条执行。这就使计算机实现了高度的自动化和灵活性。 每台计算机提供的基本功能是有限的，这是在设计和制造时就决定了的。然而，计算机区别于其他机器之处，就在于这些有限的功能，可以在人的精心编排设计下，快速自动地完成多种多样基本功能序列。从而实现计算机的通用性，达到计算机应用的各种目的。,计算机的特点,计算机发展到今天，已是琳琅满目、种类繁多，并表现出各自不同的特点,可以从不同的角度对计算机进行分类。 按计算机信息的表示形式和对信息的处理方式不同分为数字计算机（digital computer）、模拟计算机（analogue computer）和混合计算机。 按计算机的用途不同分为通用计算机（general purpose computer）和专用计算机（special purpose computer）。 计算机按其运算速度快慢、存储数据量的大小、功能的强弱，以及软硬件的配套规模等不同又分为巨型机、大中型机、小型机、微型机、工作站与服务器等。,计算机的分类:,计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。 智能化的超级计算机 新型高性能计算机问世 量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等,计算机发展趋势:,计算机的应用,1.科学计算(或数值计算) 科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中，科学计算问题是大量的和复杂的。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力，可以实现人工无法解决的各种科学计算问题。,计算机的应用,2.数据处理(或信息处理) 数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。据统计，80以上的计算机主要用于数据处理，这类工作量大面宽，决定了计算机应用的主导方向。 数据处理从简单到复杂已经历了三个发展阶段，它们是： 电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),它是以文件系统为手段，实现一个部门内的单项管理。 管理信息系统(Management Information System,简称MIS),它是以数据库技术为工具，实现一个部门的全面管理，以提高工作效率。 决策支持系统(Decision Support System,简称DSS),它是以数据库、模型库和方法库为基础，帮助管理决策者提高决策水平，改善运营策略的正确性与有效性。 目前，数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等等各行各业。信息正在形成独立的产业，多媒体技术使信息展现在人们面前的不仅是数字和文字，也有声情并茂的声音和图像信息。,计算机的应用,3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造) 计算机辅助技术包括CAD、CAM和CAI等。 计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD) 计算机辅助设计是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品设计，以实现最佳设计效果的一种技术。它已广泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建筑和轻工等领域。例如，在电子计算机的设计过程中，利用CAD技术进行体系结构模拟、逻辑模拟、插件划分、自动布线等，从而大大提高了设计工作的自动化程度。又如，在建筑设计过程中，可以利用CAD技术进行力学计算、结构计算、绘制建筑图纸等，这样不但提高了设计速度，而且可以大大提高设计质量。,计算机的应用,计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM) 计算机辅助制造是利用计算机系统进行生产设备的管理、控制和操作的过程。例如，在产品的制造过程中，用计算机控制机器的运行，处理生产过程中所需的数据，控制和处理材料的流动以及对产品进行检测等。使用CAM技术可以提高产品质量，降低成本，缩短生产周期，提高生产率和改善劳动条件。 将CAD和CAM技术集成，实现设计生产自动化，这种技术被称为计算机集成制造系统(CIMS)。它的实现将真正做到无人化工厂(或车间)。,计算机的应用,计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI) 计算机辅助教学是利用计算机系统使用课件来进行教学。课件可以用著作工具或高级语言来开发制作，它能引导学生循环渐进地学习，使学生轻松自如地从课件中学到所需要的知识。CAI的主要特色是交互教育、个别指导和因人施教。,计算机的应用,4.过程控制(或实时控制) 过程