信息科学与技术概述.ppt

计算机专业课程体系简介,周晓聪isszxc,2/103,内容提要,计算机专业的发展计算机专业的人才培养我系计算机各专业课程体系计算机专业课程的学习,3/103,计算机专业的发展,计算机学科的基本含义计算机学科的发展我国计算机专业的发展中山大学计算机系的发展,4/103,什么是计算机学科？,Wikipedia(维基百科)1Computerscience(orcomputingscience)isthestudyofthetheoreticalfoundationsofinformationandcomputation,andofpracticaltechniquesfortheirimplementationandapplicationincomputersystems.计算机科学（或计算科学）是研究信息和计算的理论基础，以及它们在计算机系统上实现和应用的实践技术,5/103,什么是计算机学科？,PeterJ.Denning2Thedisciplineofcomputerscienceisthebodyofknowledgeandpracticesusebycomputingprofessionalsintheirwork.Thebodyofknowledgeofcomputingisfrequentlydescribedasthesystematicstudyofalgorithmicprocessesthatdescribeandtransforminformation:theirtheory,analysis,design,efficiency,implementation,andapplicationThefundamentalquestionunderlingallofcomputingis,Whatcanbe(efficiently)automated?,6/103,什么是计算机学科？,教育部计算机科学与技术教学指导委员会,7/103,什么是计算机学科？,教育部计算机科学与技术教学指导委员会,8/103,计算机学科的知识领域,PeterJ.Denning2Algorithms&DataStructuresProgrammingLanguagesArchitectureOperatingSystemandNetworksSoftwareEngineeringDatabase&InformationRetrievalArtificialIntelligence&RoboticsGraphicsHumanComputerInteractionComputationalScienceOrganizationalInformaticsBioinformatics,9/103,计算机学科的知识领域,教育部计算机科学与技术教学指导委员会3,以网络为中心的计算程序设计语言图形化与可视化计算智能系统信息管理计算科学与数值方法社会与职业问题,计算机体系结构与组织算法与复杂度人机交互操作系统程序设计基础软件工程离散结构,10/103,计算机学科与电子信息技术,黄载禄：电子信息技术导论前言讲稿,11/103,计算机学科与电子信息技术,黄载禄：电子信息技术导论前言讲稿,12/103,计算机学科的发展,计算机体系结构的发展计算机硬件发展迅速，但计算模型没有质的飞跃，局限于图灵机与冯诺依曼机的模型。量子计算机、DNA计算机软件开发方法的发展软件开发方法逐渐与认知科学相结合，借鉴认知科学的基本概念和原理，并将其应用到软件开发中来软件体系结构、中间件、软件设计模式、重构计算机应用的发展计算机应用层次综合化、智能化、集成化、网络化、广泛化、个性化和家庭化Internet网的出现与计算机进入到人类生活的各个方面,13/103,计算机学科的发展,学科内涵变化很快、变化很大,20年前：计算机毕业生知道这些差不多了,从10年前开始：似乎还需要知道这些,14/103,计算机学科的发展,计算的概念在过去10年里发生了巨大变化WWW的出现，将“计算”泛化、平民化了“计算”已经拓展到难以用一个学科来定义Internet的出现是计算机学科发展的重要里程碑有关计算机学科的更多发展历史可参阅维基百科计算的历史/wiki/History_of_computing有关计算历史事件的时间表/wiki/Timeline_of_computing,15/103,教育部本科招生目录中的计算机相关专业计算机科学与技术软件工程计算机软件网络工程信息安全电子商务信息与计算科学智能科学与技术,我国计算机专业的发展,学科的发展与社会应用的宽泛化所导致人才需求的多样化，使人们感到“计算机科学与技术”这一个名称难以满足实际需要了，需要更多的、更具针对性的专业,16/103,我国计算机专业的发展,三个发展时期3初创（1956-1960）：人才培养面向国防和科学研究发展（1978-1986）：改革开放促进了新课程的引进高速发展（1994-）：教学内容逐步与国际接轨,17/103,我国计算机专业的发展,计算机技术是信息化的核心技术信息化建设需要大量人才计算机专业是规模最大的专业专业点最多：2005年771个学生数最多：2005年44万（675人/点）计算机专业是情况最复杂的专业学科涵盖面/应用面宽、应用层次跨度大办学条件差异大、条件偏下的较多学生跨度最大,18/103,中大计算机专业的发展,计算机科学系的变迁78年创立，属于最早的一批计算机系-岭南学院-信息科学与技术学院开设的计算机专业的变迁计算机软件、计算机及应用、系统结构管理信息系统、计算机应用技术计算机科学与技术、网络工程、信息安全教师人数的变迁03年前30人左右，目前60人左右学生人数的变迁1990年以前每届小于100人，2000年以前每届小于200人，目前每届300人左右,19/103,计算机专业的人才培养,计算机专业人才的社会需求分析计算机专业人才应备的学科能力我国计算机专业人才的培养体系我院各计算机专业人才培养基本定位,20/103,计算机专业人才的社会需求分析3,基本观点国家和社会对计算机专业本科人才需求与信息化的目标、进程密切相关计算机市场很大程度上决定着对计算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体要求判断1计算机类专业毕业生不是数量太多或质量太差，而是满足社会需要的针对性不够强、结构上不合理计算机人才培养应是与社会需求相匹配的金字塔结构,21/103,计算机专业人才的社会需求分析,判断2-4国家根本利益：必有一支计算机基础理论与核心技术的创新研究队伍科学型人才大部分IT企业：主要开发满足国家信息化需求的产品工程型人才企事业、国家IS的建设与运行(主流需求)信息化技术型人才,22/103,计算机专业人才的社会需求分析,判断5素质教育：企业最关注以学习能力为代表的发展潜力；要求能够学习他人长处而目前相当一部分学生“以我为中心、盲目自以为是”的弱点十分明显判断6在校学生实际动手能力亟待大幅度提高判断7课程内容和教学模式必须进行大力度的改革教师：更强的责任心、更多的劳动、更高的业务素质,23/103,计算机专业人才的社会需求分析,现在计算机专业毕业生主要从业类型4科学研究重在知识创新和技术创新技术开发与工程实施重在制造和开发信息技术管理与服务重在对各类信息系统的规划、创建、技术维护与管理,24/103,计算机专业人才的社会需求分析,25/103,计算机专业人才的社会需求分析,26/103,计算机专业人才应备的学科能力,高等教育的基本要求5,27/103,计算机专业人才应备的学科能力,四大基本学科能力4,28/103,计算机专业人才应备的学科能力,PeterJ.Denning:mustbeskilledinfourbasicareaAlgorithmicthinkingisaninterpretationoftheworldinwhichapersonunderstandsandformulatesactionsintermsofstep-by-stepproceduresthatgiveunambiguousresultswhencarriedoutbyanyoneRepresentationaddressesthewayinwhichdataarestoredsothatthequestionsonewillaskaboutthemcanbeansweredefficientlyProgrammingenablespeopletotakealgorithmicthinkingandrepresentationsandembodytheminsoftwarethatwillcauseamachinetoperforminaprescribedwayDesignconnectstheotherthreeskillstobeconcernsofpeople,thoughthemediumofsystemsthatservethemengineeringtradeoffs,integratingavailablecomponents,meetingtimeandcostconstraints,andmeetingsafetyandreliabilityrequirements,29/103,我国计算机专业人才的培养体系,30/103,我国计算机专业人才的培养体系,人才需求的金字塔结构,31/103,我国计算机专业人才的培养体系,三种规格类型科学型：以知识创新为基本使命研究计算机软件与理论、计算机系统结构、计算机应用技术工程型：考虑基本理论和原理的综合应用不仅要考虑系统的性能，还要考虑建造系统的代价以及可能带来的副作用；可以是以硬件为主的系统，也可以是软件系统(应用软件、系统软件)应用型：承当信息化建设的核心任务掌握各种计算机软/硬件系统的功能和性能善于系统的集成和配置有能力管理和维护复杂信息系统的运行,32/103,我国计算机专业人才的培养体系,四个专业方向,33/103,我国计算机专业人才的培养体系,计算机科学(CS)方向基本特点专业内容相对突出计算的理论和算法，在计算理论以及相关的数学领域为学生打下较好的基础要求学生掌握求解计算问题的有效方法，擅长算法分析与设计，对于应用的实际问题具有理性分析的能力人才培养的基本定位掌握自然科学基础知识注重计算机科学基础理论，兼顾计算机系统及应用,34/103,我国计算机专业人才的培养体系,CS的问题空间,35/103,我国计算机专业人才的培养体系,计算机工程(CE)方向基本特点计算机工程学是现代计算系统、计算机控制设备的软硬件设计、制造、实施和维护的科学与技术计算机工程学牢固建立在计算、数学、科学和工程学的基础上，并应用这些理论和原理解决在软硬件和网络的设计过程中面临的技术问题人才培养的基本定位工程型为主兼顾硬件科学型和应用系统开发设计和构建计算机系统和基于计算机的系统、强调的是硬件（嵌入式系统）特点：擅长解决计算机系统的硬件问题,36/103,我国计算机专业人才的培养体系,CE的问题空间,37/103,我国计算机专业人才的培养体系,软件工程(SE)方向基本特点信息化社会需要大批实用型、国际化的软件工程人才软件工程学科是以计算机科学为基础的新兴交叉学科具有鲜明的工程特色与应用领域结合紧密人才培养的基本定位培养目标是软件工程师学生毕业后，应具备软件工程师从事软件工程实践所需要的素质、知识和能力,38/103,我国计算机专业人才的培养体系,SE的问题空间,39/103,我国计算机专业人才的培养体系,信息技术(IT)方向信息技术方向人才的基本目标是:围绕社会中各种组织机构（以及个人）的需求，通过对计算技术的选择、应用和集成，创建优化的信息系统并对其运行实行有效的技术维护和管理。人才培养的基本定位：信息化技术解决方案的提供者与实施者（“信息化服务工程师”）在理论上，应理解各种计算技术，这样一种理解应该能够直接指导为满足用户需求对技术的选择和应用；在实践上，应善于系统集成，善于理解用户的需求和提供最优的满足这种需求的技术路线，有效地对系统运行实施技术性管理,40/103,我国计算机专业人才的培养体系,IT的问题空间,41/103,我国计算机专业人才的培养体系,不同专业方向12方面68种能力要求的比较参见讲稿的详细版本,42/103,我院各计算机专业人才培养基本定位,作为研究型大学，我院需要培养一些科学型人才作为处于改革开放前沿阵地广州的学校，我系更需要培养一些能服务企业的工程型和信息化技术人才软件工程师、软件架构师、系统分析师网络架构师、网络管理师、网络分析师数据管理师、数据分析师系统管理师、系统安全分析师人才培养定位还需兼顾我院计算机学科师资力量的特点不少教师的数学背景浓厚人工智能、数据库与信息安全方向师资力量相对较强计算机系统结构、计算机网络方向师资力量相对薄弱,43/103,我院各计算机专业人才培养基本定位,计算机科学与技术专业以发展计算机科学与软件工程方向为主，兼顾信息技术方向计算机科学35%、软件工程55%、信息技术10%2+2班进一步强调国际化，并与香港科技大学人才培养接轨网络工程专业以发展信息技术方向，特别是以为网络为核心的信息技术服务为主，兼顾计算机科学与软件工程方向计算机科学15%、信息技术55%、软件工程30%信息安全专业以发展信息技术方向，特别是以计算机系统安全为核心的信息技术服务为主，兼顾计算机科学与软件工程方向计算机科学10%、信息技术70%、软件工程20%,44/103,我院各计算机专业的课程体系,课程设置的基本思路课程设置的基本结构主要课程线路图课程学期安排情况,45/103,课程设置的基本思路,我们本科教学的基本定位加强基础、加强研究性培养出基础面宽、适应性强、综合素质好、独立工作能力强的学生教学目标的制定体现为深度和广度的结合深度优先、广度为辅二级深度参与保研（包括保校内和校外）实际必修课程相对多一些以加强基础和加强研究性不参与保研：一些深度课程可作为选修教学目标的制定进一步强调能力的培养特别是强调实践能力与创新能力的培养2+2班课程的设置完全与香港科技大学接轨,46/103,课程设置的基本思路,课程设置与深度广度结合深度优先将专业核心课程提前：前两年学完主要必修课程加强数学基础：数学分析课程与离散数学分模块保证核心课程的学时和深度例如计算机组成原理、数据结构与算法、操作系统原理等广度为辅根据师资情况，尽可能多开设选修课将多门选修课分成不同方向指导学生选修设计并进一步完善课程线路图,47/103,课程设置的基本思路,课程设置与进一步加强能力的培养以学校三学期制改革为契机，设置多门综合实践课程数据结构与程序设计综合实践(ACM实训）、网络与操作系统综合实践、数学建模训练计算机科学与技术专业综合实践、网络工程专业综合实践、信息安全专业综合实践（均为必修课）实践课程强调综合实验、创新实验的训练设置科研创新学分，鼓励学生通过学科竞赛、科技开发、论文写作等方式获得创新学分,48/103,课程设置的基本结构,公共课公共必修：人文社科、外语、体育、军事教育公共选修学科基础课学院通识基础课程：自然科学基础、IT平台基础专业基础课程专业方向课根据我院计算机学科的科研优势及专业主攻方向定位专业任选课容许学生跨专业、跨系、以及跨学院选课综合实践课程,49/103,公共课：三个专业相同，共51学分必修课程35学分，课程如下：选修课程16学分，由学生自由选择,课程设置的基本结构,50/103,课程设置的基本结构,自然科学基础课程计算机科学与技术专业必修33学分，选修5学分(参与保研需修满38学分),51/103,课程设置的基本结构,自然科学基础课程网络工程专业必修30学分，选修5学分(参与保研需修满35学分),52/103,课程设置的基本结构,自然科学基础课程信息安全专业必修33学分，选修3学分(参与保研需修满36学分),53/103,课程设置的基本结构,IT平台课程三个专业相同必修15学分，选修3学分(参与保研需修满18学分),54/103,课程设置的基本结构,专业基础课程计算机科学与技术专业12门，必修16学分，选修13学分(保研需修29学分),55/103,课程设置的基本结构,专业基础课程网络工程专业13门，必修16学分，选修15学分(保研需修31学分),56/103,课程设置的基本结构,专业基础课程信息安全专业16门，必修19学分，选修14学分(保研需修33学分),57/103,课程设置的基本结构,计算机科学与技术专业方向课程：均为任选信息系统开发方向（面向工程型）Windows高级编程及实践、Java高级编程及实践、网络存储技术及实践、多核程序设计及实践、Linux技术及实践：这些课程均为3学分服务计算及实践、高级数据库技术及实践、信息论与编码、信息学概论、工作流技术，这些课程均为2学分计算机应用方向（面向应用型）：均为2学分计算机图形学、数字图像处理、模式识别、数据挖掘、虚拟现实、多媒体技术电子商务、XML技术及应用、Web信息检索计算机理论基础方向（面向科学型）：均为2学分算法设计与应用、组合数学与数论、智能算法及应用、算法分析基础、形式语言与自动机通信原理、计算机体系结构、操作系统分析、并行与分布式计算,58/103,课程设置的基本结构,网络工程专业方向课程：均为任选专业方向公共课（面向工程型）:括号内为学分数通信原理(2)、无线通信与网络(2)、计算机网络主题讲座(2)密码学与网络安全(2)、密码学与网络安全实验(1)网络管理方向（面向应用型、工程型）：括号内为学分数网络优化与网络管理(2)、网络优化与网络管理实验(1)、网络存储技术及实践(3)、网络处理器与网络系统设计(2)网络编程方向（面向工程型、应用型）：均为2学分网络协议分析与设计、Web信息检索、并行与分布式计算、电子商务,59/103,课程设置的基本结构,信息安全专业方向课程：均为任选应用安全方向课（面向应用型）:均为2学分信息安全管理、电子商务安全、计算机病毒系统安全基础容错与可信恢复技术、数字取证技术、信息隐藏、信息内容安全人工智能原理及实践系统管理与安全方向（面向工程型、应用型）：Windows高级编程及实践、Java高级编程及实践、网络存储技术及实践、多核程序设计及实践、Linux技术及实践：这些课程均为3学分服务计算及实践、高级数据库技术及实践：这些课程均2为学分多媒体安全技术方向（面向应用型）：均为2学分计算机图形学、数字图像处理、模式识别、数据挖掘、虚拟现实、多媒体技术,60/103,课程设置的基本结构,综合实践课程计算机科学与技术专业综合实践、网络工程专业综合实践、信息安全专业综合实践这些课程对于各专业学生为必修课，对其他专业为选修课数据结构与程序设计综合实践主要内容是参加ACM实训但并不意味着选修的学生都要去参加ACM竞赛数学建模训练同样不意味着选修的学生都要去参加数学建模比赛网络与操作系统综合实践生产实习与社会实践、自主实践（学科竞赛、科技项目、科技创新实践、科研项目与论文等）军事教育：全校公共必修课程专业任选课程：不再详细列出实际上，所有的专业方向课和专业任选课会根据师资情况调整,61/103,课程设置的基本结构,本科培养总学分不少于160其中春、秋季学期课程总学分不少于140；夏季学期实践环节不少于12学分；毕业论文/设计8学分学分类型计算机科学与技术专业公共必修（含数学分析）49学分、专业必修（含毕业论文）63、其他应选修48学分网络工程专业公共必修（含数学分析）46学分、专业必修（含毕业论文）63、其他应选修51学分信息安全专业公共必修（含数学分析）49学分、专业必修（含毕业论文）66、其他应选修45学分参与保研学生除人文社科必修35学分、毕业论文8学分外计算机科学与技术专业及网络工程专业学生还必修85学分信息安全专业学生还必修87学分,62/103,主要课程线路图,课程线路图给出了一些主要课程之间的关系由于各专业存在许多相同的课程，所以这里不分专业给出线路图而是某一类课程选择了一张包含课程最多的线路图供参考目前是初步版本，还需要进一步完善线路图只是对各课程之间关系的一种示意，并不意味着课程之间的严格先后关系通常来说，为修箭头指向的后继课程，应该先修该箭头源所给出的先导课程我们的课程安排，大多数情况都顾及了这些课程关系，但由于师资及学期情况的限制，有些存在先导和后继关系的课程可能在同学期开，也可能因为不同专业的选课取向而没有开先导课程如果没有修先导课程，后继课程所需要的一些知识也可通过教师讲后继课程时补充，或者学生自己自学,63/103,主要课程路线图,数学物理及相关课程离散结构及相关课程电路与计算机组成相关课程网络与通信相关课程程序设计与数据管理相关课程人工智能相关课程图形与图像相关课程信息安全相关课程实践课程,64/103,主要课程路线图,程序设计与数据管理相关课程其他课程路线图参见讲稿详细版本,65/103,课程学期安排情况,第一学期(大一秋季学期）：三个专业相同,66/103,课程学期安排情况,第二学期(大一春季学期）：三个专业相同,67/103,课程学期安排情况,第四学期(大二秋季学期）：计算机科学与技术,68/103,课程学期安排情况,第四学期(大二秋季学期）：网络工程,69/103,课程学期安排情况,第四学期(大二秋季学期）：信息安全,70/103,课程学期安排情况,第五学期(大二春季学期）：计算机科学与技术,71/103,课程学期安排情况,第五学期(大二春季学期）：网络工程,72/103,课程学期安排情况,第五学期(大二春季学期）：信息安全,73/103,课程学期安排情况,其他长学期（大三秋、春学期及大四秋季学期）都是安排选修课，各专业的开课有很大不同具体安排可参见讲稿的详细版本第三学期（大一夏季学期）学校统一安排军训（军事教育）第六学期（大二夏季学期）数据结构与程序设计综合实践、网络与操作系统综合实践、数学建模训练至少选一个第九学期（大三夏季学期）专业综合实践各专业自己的综合实践是必修，还可选其他专业的综合实践生产实习与社会实践（选修）第十一学期（大四春季学期）毕业论文、就业指导、形式与政策,74/103,课程学期安排情况,第一学期（大一秋季学期）：2+2班,75/103,课程学期安排情况,第二学期（大一春季学期）：2+2班第三学期（大一夏季学期）：2+2班学校统一安排军训（军事教育）,76/103,课程学期安排情况,第四学期（大二秋季学期）：2+2班,77/103,课程学期安排情况,第五学期（大二春季学期）：2+2班第六学期（大二夏季学期）：2+2班暑期实践（争取到香港科技大学完成）,78/103,计算机专业课程的学习,个人能力的培养个人学习的规划大学学习特点与学习方法我个人的一些建议,79/103,个人能力的培养,教指委提出的人才培养规格3素质结构要求思想道德素质爱国爱党、正确人生观、价值观有社会责任心、法律意识、具有职业道德修养具有诚信意识和团队合作精神文化素质具有一定的文化修养、人际沟通能力和现代意识专业素质掌握科学思维方法和科学研究方法具备求实创新意识和严谨的科学素养具有一定的工程意识和效益意识。身心素质具有较好的身体素质和心理素质。,80/103,个人能力的培养,教指委提出的人才培养规格3能力结构要求获取知识的能力自学能力、信息获取与表达能力等。应用知识能力系统级的认知能力和理论与实践能力掌握自底向上和自顶向下的问题分析方法，既能把握系统各层次的细节，又能认识系统总体既掌握本学科基础理论知识，又能利用理论指导实践创新能力创造性思维能力、创新实验能力、科技开发能力科学研究能力以及对新知识、新技术的敏锐性。,81/103,个人能力的培养,教指委提出的人才培养规格3知识结构要求工具性知识外语、文献检索、科技写作等。人文社会科学知识文学、哲学、政治学、社会学、法学、心理学、思想道德、职业道德、艺术等。自然科学知识：数学、物理学等。专业技术基础知识：电工电子学、离散数学、程序设计等。专业知识算法与复杂性、计算机组织与体系结构、操作系统、网络及其计算、程序设计语言人机交互、图形学与可视化计算、智能系统、信息系统、软件工程和数值计算科学等。经济管理知识：经济学、管理学等。,82/103,个人能力的培养,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,83/103,个人能力的培养,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,84/103,个人能力的培养,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,85/103,个人能力的培养,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,86/103,个人能力的培养,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,87/103,个人能力的培养,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,88/103,个人能力的培养,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,89/103,个人能力的培养,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,90/103,个人能力的培养,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,91/103,个人学习的规划,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,92/103,个人学习的规划,黄载禄：电子信息技术导论后语讲稿,93/103,大学学习特点与学习方法,按专业组织教学专业课程体系庞杂，课程间关系复杂前导课程没有学好，容易影响后继课程中学课程体系相对简单，课程间关系简单学习计算机学科的特点科学与工程并重、理论与实践结