计算机科学技术知识

计算机科学技术知识体系一、计算机科学与技术学科含义

研究计算机的设计、制造和利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、原则、方法和技术的学科。计算机本身的研究利用计算机进行信息处理的研究包含计算机科学、计算机技术

一、计算机科学与技术学科含义

计算机科学侧重于研究现象、揭示规律计算机技术侧重于研制计算机和研究使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。科学是技术的依据，技术是科学的体现二者高度融合是计算机科学与技术学科的突出特点一、计算机科学与技术学科含义

工程性应用是计算机科学与技术发展的动力、源泉和归宿计算机科学与技术又不断为应用提供日益先进的方法、设备与环境。一、计算机科学与技术学科含义

计算机科学计算机技术计算机应用ExplorerImplementorIntegrator二、计算机科学技术学科基本内容

1、计算机科学理论2、计算机组织与体系结构3、计算机软件4、计算机硬件5、计算机应用技术6、人工智能二、计算机科学理论

研究计算本质与信息处理的基本理论包括数值计算、离散数学、计算理论和程序理论等二、计算机科学理论—数值计算

讨论用于模拟物理过程或社会过程的各种算法的开发、分析和使用。主要知识点：数理统计方法(伪随机数、蒙特卡罗法、回归分析法、排队论、参数估计、假设检验)

二、计算机科学理论—数值计算

主要知识点：数值逼近及数值计算误差分析

矩阵计算与求解

最小二乘法

最优化方法

有限元方法

二、计算机科学理论—数值计算

主要知识点：傅立叶变换及快速傅立叶变换

微分方程数值解法

数学建模与模拟

运筹学

二、计计算机机科学学理论论—离离散数数学泛指数数学中中讨论论离散散对象象的分分支，，通常常涉及及整数数系，，而计计算机机是基基于0、1的，，因此此离散散数学学是重重要的的计算算机科科学理理论基基础。。二、计计算机机科学学理论论—离离散数数学主要知知识点点集合论论图论组合学学(讨讨论计计算某某类对对象个个数的的学科科，可可归结结为存存在性性问题题、枚枚举性性问题题或选选择性性问题题)数理逻逻辑(研究究形式式体系系)二、计计算机机科学学理论论—离离散数数学主要知知识点点抽象代代数(讨论论离散散对象象结构构，包包括群群、环环、域域、格格、完完全偏偏序等等概念念)离散概概率论论证明技技巧(形式式证明明、反反证法法、数数学归归纳法法与递递归、、能行行可构构造)二、计计算机机科学学理论论—计计算理理论主要知知识点点算法与与算法法设计计分析析图与树相关算算法、查找排排序算法、散散列算法等一般算法策略略（穷举、贪贪心、分治、、回溯、分支支界限法、试试探法）简单分布式算算法计算复杂性理理论二、计算机科科学理论—计计算理论主要知识点可计算性理论论可计算函数递归函数易解问题和难难解问题可判定问题自自动机理论形式语言理论论自动机理论Petri网网理论二、计算机科科学理论—程程序理论研究程序的语语义性质和程程序的设计与与开发的理论论，程序语义理论论用数学方法研研究程序语言言的含义的理理论，包括操操作语义、公公理语义、指指称语义以及及代数语义等等数据类型理论论程序逻辑理论论程序验证理论论并发程序设计计理论和混合合程序设计理理论三、计算机组组织与体系结结构KernelOSKernelOSShellDBMSApplicationProgramsACompiler三、计算机组组织与体系结结构着重研究计算算机系统的物物理或硬件结结构、各组成成部分的属性性以及各组成成部分的相互互联系，可分分为系统体系系结构和实现现体系结构两两个方面。系统体系结结构着重从系统统软件开发发人员的角角度看计算算机系统的的功能行为为和概念结结构实现体系结结构从计算机系系统的价格格和性能特特征出发，，考虑该系系统的结构构和实现，，包括中央央处理器(CPU)、存储器器等部件的的结构和实实现。三、计算机机组织与体体系结构通常，计算算机体系结结构专指系系统体系结结构，而将将实现体系系结构称为为计算机组组织主要要知识点：：计算机体系系结构计算机组织织计算机类型型计算机网络络计算机RAS技术（（可靠性(Reliability)可用性(Availability)和可维维护性(Serviceability)）计算机性能能评价三、计算机机组织与体体系结构———计算机组织织包括数据表表示、算术术逻辑运算算、指令系系统、中央央处理器(包括运算算器、控制制器、数据据通路等)、存储器器组织和输输入输出技技术(总线线、I/O通道、接接口和通信信)。三、计算机机组织与体体系结构———计算机体系系结构主要知识点点：处理机体系系结构各种类型的的处理机结结构(CISC、RISC、、流水线、、指令级并并行处理、、协处理器器)存储系统具有层次结结构：寄存存器、高速速缓存存储储器(Cache)、主存储储器、虚拟拟存储器、、辅助存储储器三、计算机机组织与体体系结构———计算机体系系结构主要知识点点：并行处理系系统将多个处理理机通过互互联网络连连接起来，，实现并行行处理，可可有SIMD和MIMD两种种体系结构构分布式处理理系统将不同地点点或不同功功能的多台台计算机用用通信网络络连接起来来，协同完完成信息处处理任务，，包括C/S计算、、分布式异异构型计算算机系统、、计算机支支持协同工工作(CSCW)等等三、计算机机组织与体体系结构———计算机体系系结构主要知识点点：开放系统系统兼容性性三、计算机机组织与体体系结构———计算机网络络是计算机与与通信技术术相结合的的产物，通通过计算机机网络可实实现计算机机之间的通通信和资源源共享。主要知识点点：网络体系结结构(OSI网络体体系结构)网络协议(局域网协协议标准、、广域网协协议标准、、TCP/IP协议议、MAP/TOP协议、点点对点协议议(PPP)、协议议工程)、、网络管理三、计算机机组织与体体系结构———计算机网络络主要知识点点：网络安全网络计算与与网格计算算网络应用，，特别是Internet的的应用三、计算机机组织与体体系结构———计算机RAS技术主要知识点点：容错计算计算机病毒毒故障诊断、、测试码生生成故障模拟、、可测试性性设计四、计算机机软件一般指计算算机系统中中的程序及及其文档，，也可指在在研究、开开发、维护护以及使用用计算机系系统中程序序及其文档档时所设计计的理论、、方法、技技术所构成成的学科。。其作用包括括：用作计算机机用户与硬硬件之间的的接口界面面在计算机系系统中起指指挥管理作作用是计算机体体系结构的的重要依据据四、计算机机软件一般说来，，软件可分分为系统软软件、支撑撑软件以及及应用三类类。系统软件计算机系统统中最靠近近硬件层次次的软件，，如操作系系统、编译译程序等均均为系统软软件。它和和具体的应应用领域无无关，解任任何领域的的问题一般般均要用到到系统软件件。支撑软件支撑其它软软件的开发发与维护的的软件，如如软件开发发环境即为为支撑软件件。应用软件特定应用领领域的专用用软件。四、计算机机软件主要知识点点包括：软件语言用以书写软软件的语言言，包括书书写软件需需求定义的的需求级语语言、书写写软件功能能规约(functionalspecification)的功能级级语言、书书写软件设设计规约(designspecification)的设计计级语言、、书写实现现算法的实实现级语言言以及书写写软件文档档的文档语语言。四、、计计算算机机软软件件主要要知知识识点点包包括括：：软件件方方法法学学自顶顶向向下下方方法法(结结构构化化方方法法、、面面向向数数据据结结构构方方法法、、结结构构化化分分析析与与设设计计方方法法)自底向向上方方法面向对对象方方法模块化化方法法形式方方法(形式式规约约、基基于类类型理理论的的方法法)软件自自动化化方法法(程程序转转换方方法、、演绎绎综合合方法法、归归纳综综合方方法、、过程程实现现方法法)程序设设计方方法学学四、计计算机机软件件主要知知识点点包括括：软件工工程应用计计算机机科学学与数数学原原理制制作软软件的的工程程软件生生命周周期、、软件件开发发模型型、软软件结结构、、软件件开发发方法法(软软件复复用)、软软件过过程(软件件过程程评价价模型型、软软件过过程度度量)、软软件需需求与与规约约、软软件确确认(测试试)、、软件件工具具、软软件工工程环环境、、软件件开发发环境境、计计算机机辅助助软件件工程程、软软件质质量保保证、、软件件演化化、软软件项项目管管理、、基于于构件件的计计算、、软件件可靠靠性软软件系系统四、计计算机机软件件主要知知识点点包括括：软件系系统操作系系统语言处处理系系统数据库库系统统分布式式软件件系统统网络软软件系系统人-机机交互互软件件系统统四、计计算机机软件件主要知知识点点包括括：软件系系统操作系系统：：进程程与内内存管管理语言处处理系系统：：解释释程序序、汇汇编程程序、、编译译程序序、编编辑程程序、、装配配程序序等数据库库系统统：数数据库库及其其管理理系统统分布式式软件件系统统：分分布式式操作作系统统、分分布式式程序序设计计语言言及其其编译译程序序、分分布式式数据据库管管理系系统、、分布布式算算法及及其软软件包包、分分布式式开发发工具具包、、并发发控制制(concurrencycontrol)与与分片片(fragmentation)机机制等等。四、计算机机软件主要知识点点包括：软件系统统网络软件件系统：：在计算算机网络络环境中中，用于于支持数数据通信信和各种种网络活活动的软软件系统统，主要要包括通通信软件件、网络络协议软软件和网网络应用用系统、、网络服服务管理理系统以以及用于于特殊网网络站点点的软件件等。四、计算机软软件主要知识点包包括：软件系统人-机交互软软件系统：人人-机接口软软件、命令语语言及其处理理系统、用户户接口管理系系统、多媒体体软件、超文文本软件等五、计算机硬硬件构成计算机系系统的所有物物质元器件、、部件、设备备以及相应的的工作原理与与设计、制造造、检测等技技术的总称计算机机系统统的部部件和和设备备包括控控制器器、运运算器器、存存储器器、输输入输输出设设备、、电源源等元器件件包括集集成电电路、、印制制电路路板及及其它它磁性性元件件、电电子元元件等等。六、、计计算算机机应应用用技技术术计算算机机应应用用技技术术着着重重研研究究计计算算机机应应用用于于各各个个领领域域所所涉涉及及的的原原理理、、方方法法与与技技术术。。主要要包包括括：：中中文文信信息息处处理理、、计计算算机机图图形形学学、、数数字字图图像像处处理理、、计计算算机机辅辅助助技技术术、、多多媒媒体体计计算算技技术术、、计计算算机机控控制制、、信信息息系系统统以以及及计计算算机机仿仿真真等等七、、人人工工智智能能着重研究究、解释释和模拟拟人类智智能、智智能行为为及其规规律。其其主要任任务是建建立智能能信息处处理理论论，进而而设计并并实现可可以展现现某些近近似于人人类智能能行为的的计算系系统主要包括括：基础础问题、、系统问问题和应应用问题题。基础问题题认知基础础与技术术基础。。认知基基础涉及及常识知知识、学学习、联联想及问问题求解解等。七、人工工智能主要包括括：基础础问题、、系统问问题和应应用问题题。技术问题题涉及表示示、推理理及搜索索等。系统问题题涉及知识识库、推推理机及及分布式式系统结结构等。。应用问问题涉及及自然语语言处理理、软件件自动化化、智能能机器人人以及各各类专家家系统等等。八、重要的基基本概念念抽象(Abstract)在处理复复杂事务务、构造造系统、、隐藏细细节和获获取重复复模式时时均使用用“抽象象”。自自顶向下下、逐步步求精就就是运用用了“抽抽象”思思想。通通过具有有不同层层次的细细节和指指标的抽抽象，能能够表达达一个实实体和系系统。八、重要的基基本概念念绑定(Binding)把一个抽抽象的概概念与具具体特性性相联系系，使该该抽象的的概念具具体化，，如，对对象的实实例化。。通过““绑定””能将具具体问题题的合理理抽象描描述与抽抽象描述述对具体体问题的的恰当表表示关联联。八、重要的的基本本概念念概念和和形式式模型型(ConceptandFormalModel)对一个个想法法和问问题进进行形形式化化、特特征化化、可可视化化，是是实现现计算算机问问题求求解的的最典典型、、最有有效的的途径径。八、重要的的基本本概念念效率(Efficiency)关于诸诸如空空间、、时间间、人人力、、财力力等资资源消消耗的的度量量，要要求人人们在在设计计和实实现系系统时时，对对相应应的因因素要要给予予关注注。八、重要的的基本本概念念复用(Reuse)在新的的情况况或环环境下下，特特定的的技术术概念念和系系统成成分可可被再再次使使用。。八、重要的的基本本概念念折衷(Trade-off)选择一一种设设计来来代替替另一一种设设计所所产生生的技技术、、经济济、文文化及及其他他方面面的影影响。。折衷衷经常常存在在，如如，算算法研研究中中时间间和空空间的的折衷衷，对对于矛矛盾的的设计计目标标的折折衷，，硬件件设计计的折折衷，，在各各种制制约条条件下下优化化计算算能力力所蕴蕴含的的折衷衷，安安全性性与效效率的的折衷衷。九、重要的方法法论面向对象方方法结构化方法法形式化方法法构造性方法法系统论方法法三、课程专专题1、计算机机学科知识识体系：翟翟玉庆2、计算机机专业课程程方案：翟翟玉庆3、计算机机科学理论论：邓建明明4、计算机机系统结构构：徐宏炳炳5、软件方方法与技术术：瞿裕忠忠6、计算机机网络及其其应用：罗罗军舟7、人工智智能及其应应用：邢汉汉承8、数据库库及信息系系统：孙志志挥四、课程考考核方式1、论文(50%)与笔试(50%)相结合2、论文主主要论述““计算机与与人类”、、“计算机机及其应用用”、“计计算机发展展”等3、笔试题题目来自于于各教授专专题内容五、建议阅阅读文献1、ComputerScience:AnOverview,6E.(英文影影印版).人民邮电电出版社，，20022、计算机机的灵魂———程序.缪淮扣.清华大学学出版社,20013、计算机机科学与技技术方法论论.董荣胜胜，古天龙龙.人民邮邮电出版社社,20024、计算机机导论.黄黄国兴,陶陶树平，丁丁岳伟.清清华大学学出版社,20049、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。20:49:1620:49:1620:4912/29/20228:49:16PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2220:49:1620:49Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。20:49:1620:49:1620:49Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2220:49:1620:49:16December29,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。29十十二二月月20228:49:16下下午午20:49:1612月月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月月228:49下下午午12月月-2220:49December29,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2920:49:1620:49:1629December202217、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。8:49:16下午8:49下下午20:49:1612月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。20:49:1620:49:1620:4912/29/20228:49:16PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2220:49:1620:49Dec-2229-Dec-2212、世间成事事，不求其其绝对圆满满，留一份份不足，可可得无限完完美。。20:49:1620:49:1620:49Thursday,December29,202213、不知香积积寺，数里里入云峰。。。12月-2212月-2220:49:1620:49:16December29,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。29十十二二月20228:49:16下下午20:49:1612月月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月228:49下下午12月-2220:49December29,202216、少年年十五五二十十时，，步行行夺得得胡马马骑。。。2022/12/2920:49:1620:49:1629December202