《计算机科学导论》大纲

计算机科学导论 (课程教学大纲 一、课程编号： 二、课程类型： 必修课 课程学时： 72 学时 /4 学分，其中理论 56 学时，实验 16 学时 适用专业：计算机科学类 先修课程：无 三、课程的性质与任务 计算机科学导论是计算机专业全程教学内容的导引课程，计算机科学导论课程构建的实质是寻求一种统一的思想来认知计算学科，并对计算学科进行系统化和科学化的描述，该课程主要介绍计算机科学的基本内容和重要应用。 计算机科学导论 是计算机科学与技术 专业学生的第一门与所学专业有关的入门 课程 ，介绍了中国计算机科学与技术学科教程 2002中有关计算机系统、程序设计语言、软件工程等专业知识的知识点以及与信息技术有关的社会人文等知识，力求使学生对所学专业有比较深入的了解，树立专业学习的责任感和自豪感。 与此同时，使读者对后续课程的学习有一个概括的了解，为今后的学习打下良好的基础。为了达到上述目的，本课程在内容和形式上都力求实现以下理念： (1) 以国际国内教学研究成果为指导，涵盖 对“计算机导论”所要求的知识点并注意反映近期信息技术发展的新成就。 (2) 除了知识的介绍外，对学科的研究范畴及学习方法也作了介绍，力求在大学学习的开始阶段就培养学生对计算机科学技术的学习和研究兴趣。 (3) 体现“以学生为主体”的教育思想，强调学生自己的活动和体会，让学生学会主动获取知识（特别是从网络上获取知识）的能力。 (4) 体现对学生有关人文方面的要求，介绍了社会对 术人员的要求，对学生的择业和就业进行初步指导。 (5) 每个章节中都有在计算机科学与技术领域作出重大贡献的图灵奖获得者或有关 图用领域中大师的辉煌成果激励学生并使他们了解学科发展的 历史，培养学生广阔的视野。 四、教学主要内容与学时分配 （一）概 述（ 4 学时） 1. 计算机的产生和发展阶段 2. 计算机系统 3. 计算机的应用领域和发展趋势 4. 计算机科学与技术学科概述 5. 计算机科学与技术学科的知识体系 0 6. 计算机科学与技术学科的教育 （二）计算机基础知识（ 4 学时） 1. 数值数据的表示与运算 2. 非数值数据的表示 3. 微型计算机系统组成 4. 多媒体技术 （三）计算机体系结构（ 4 学时） 1. 数字逻辑与数字系统 2. 数据的机器表示 3. 存储系统组织结构 3. 输入 输出系统 4. 计算机系统体系结构 （四）操作系统（ 4 学时） 1. 操作系统概念 2. 操作系统的历史 3. 操作系统的功能 4. 操作系统的分类 5. 操作系统的基本概念及组成 6. 操作系统的体系结构 7. 主流操作系统简介 8. 操作系统的新发展 （五）网络计算（ 6 学时） 1. 通信与组网 2. 计算机网络 3. P 协议 4. 网络管理 5. 移动通信与无线上网 6. 网络安全机制 7. 网格计算导论 （六）程序设计与算法分析（ 4 学时） 1. 程序设计基础 2. 程序设计方 法 3. 数据结构 4. 算法设计与分析 5. 编译原理概述 （七）信息系统（ 4 学时） 信息系统概述 数据库系统概述 关系数据库 数据库查询语言 关系数据库设计 数据库管理 常用关系数据库管理系统 数据库新发展 （八）软件工程（ 4 学时） 1. 软件工程概述 2. 软件开发模型 3. 软件开发方法 4. 软件质量评价和保证 5. 质量度量模型 6. 软件复杂性 7. 软件项目管理 8. 软件可靠性 9. 软件评审 10. 软件容错技术 11. 软件工程环境 （九）图形学和可视化计算（ 4 学时） 1. 图形学基本概念 2. 图形系统 3. 计算机视觉和可视化 4. 图形用户界面 5. 人机交互 6. 虚拟现实 （十）智能系统（ 2 学时） 1. 人工智能系统概述 2. 知识表示及推理 3. 搜索技术 4. 自然语言处理 5. 智能计算 6. 机器学习 （十一）离散结构（ 4 学时） 离散结构的研究对象及主要内容 数理逻辑 集合论 代数结构 图论 离散概率 数值分析 运筹学 数学建模与计算机模拟 （十二）社会和职业问题（ 2 学时 ） 计算的社会背景 计算机教育道德 基于计算机的系统的风险与责任 知识产权 隐私与公民自由 计算机犯罪 哲学框架 （十三）讲座（ 6） 请专家、教授进行专题讲解。 （十 四 ）习题讲解（ 2 学时） （十 五 ）复习（ 2 学时） （十 六 ）实验（ 16 学时） 五、教学基本要求 本课程教学的基本要求分三个层次： 1掌握：属于较高的要求。对内容的掌握应该比较透彻明了，并能熟练地用来分析、计算或上机操作相关问题。 2理解：属于一般要求，要求深入的理解相关内容，并能思考、分析和计算一般问题。 3了解：属于较低要求，了解内容所涉及问题的现象、结构。 六、课程内容的重点和深广度的要求 1 掌握计算机科学与技术学科的定义、计算机的基本概念、计算机的特点。 了解 计算机科学与技术学科的知识体系。 2掌握数值数据的表示与运算、非数值数据的表示方法、微型计算机系统组成。 3 掌握数字逻辑和数字系统、存储系统组织和体系结构、多处理 的体系结构。 4 掌握操作系统原理、并发、调度和分配、存储管理、设备管理、安全和保护。了解文件系统、实时和嵌入式系统、容错、系统性能评价、脚本等。 5掌握 网络体系结构、 P。了解无线和移动计算、网格计算导论。 6掌握的数据结构、算法分析基础、算法策略。 7 掌握关系数据库、数据库查询语言 系数据库设计。 8掌握 软件开发模型 、 软件开发方法 。了解软件质量评价和保证、质量度量模型、软件项目管理、 软件可靠性 、 软件评审 、软件容错技术、软件工程环境。 9掌握图形学基本概念、计算机视觉和可视化。了 解图形用户界面、人机交互、虚拟现实。 10了解人工智能系统概述、知识表示及推理、搜索技术、自然语言处理、智能计算、机器学习。 11掌握离散结构的研究对象及主要内容、数理逻辑。理解代数结构、离散概率、数值分析、运筹学、数学建模与计算机模拟。 12了解 职业和道德责任、基于计算机的系统的风险与责任、知识产权、隐私与公民自由、计算机犯罪、哲学框架等。 七、对学生课外作业的要求 l对教师的要求 原则上每一章的知识点都应该让学生通过适量的习题加以巩固。课外作业可以设计为思考题、作业题等形式。思考题一般具有一定的 理论深度，不一定要求提交，但鼓励学生进行深入的思考。作业题主要是教材中适用于练习某知识点的习题。学生的作业或报告必须在两周内完成批改，并在适当的时候进行讲解。 2对学生的要求 学生必须在指定时限内完成并提交作业。作业应独立完成，充分发挥个人的主观能动性，积极思考，杜绝抄袭。 八、本课程与后续课程的关系 本课程作为计算机科学与技术系本科生的一门先导基础课程。所学内容将与后继的计算机组成原理，操作系统，数据库原理，编译原理、计算机网络、软件工程、汇编语言程序设计，计算机系统结构，算法分析与设计等各门专业课程密 切相关。 九、对学生能力培养的要求 本课程要求学生刻苦学习理论知识，初步掌握计算机科学与技术的基本理论和入门知识，对计算机学科有一个全局性的理解，让计算机专业的学生一开始就具有学科全局观，通过对本课程的学习，对所学专业的课程设置有一个较全面的了解，对今后专业课的学习做到心中有数。 十、使用教材及主要参考书 使用教材：瞿中 ， 熊安萍 ， 杨德刚 ， 薛峙 计算机科学导论 北京： 清华大学出版社 ，2007 参考书： 1 黄国兴，陶树平，丁岳伟 计算机导论 北京：清华大学出版社， 2004 2刘桂喜，余志新，陈琼计算机技术 导论北京：电子工业出版社， 2004 3董荣胜，古天龙计算机科学与技术方法论北京：人民邮电出版社， 2004 4朱战立，李高和，杨谨全编著西安：西安电子科技大学出版社， 2003 年 5王平立，王玲，宋斌编著计算机导论长沙：国防工业出版社。 2003 年 6中国计算机科学与技术学科教程 2002 研究组中国计算机科学与技术学科教程2002北京：清华大学出版社， 2002 十一、教学方法和教学媒体的使用 由于本课程有相当多的知识点是灵活的、设计性的。因此在课堂教学过程中要采用启发式、讨论式的教学方法，调 动学生的思考积极