西安电子科技大学计算机学院

计算机导论(Introduction

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Computers)5.网络与系统平安2003年秋季计算机学院本科课程西安电子科技大学计算机学院

陈平1西安电子科技大学计算机学院-School

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Engineering,Xidian

University,China计算机导论-Introduction

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Computers这次课的主要内容2西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机网络与互联网系统平安“计算机科学引论〞的总结计算机导论-Introduction

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Computers计算机网络与互联网3西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers计算机网络

相互连接的、共享着信息与资源的多台计算机及软件，以及支持连接、通信和共享的那些设备。为什么需要计算机网络？共享外设与软件许可证〔License〕共享大规模〔通常是昂贵的〕存储设备与信息资源不再需要许多数据存储设备〔节省硬件本钱〕减少了冗余的数据存储与效劳支持提供电子邮件〔E-mail〕与消息〔Message〕效劳与其他网络互联Networks:

Superhighways

for

Digital

Information.4西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers计算机网络5西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China根本术语：

带宽〔Bandwidth〕：网络数据传输容量〔bits/秒，

bps〕结点〔Node〕：连接到网络上的设备

客户机〔Client〕：请求并使用其他结点可用资源的结点效劳器〔Server〕：允许其他结点共享自己资源的结点

网络操作系统：对网络中结点之间的活动进行控制与协调的系统软件

分布处理〔Distributed

processing〕：分散在不同结点、可以被共享的协同计算能力计算机导论-Introduction

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Computers网络协议6西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China两个人要进行对话，至少需要：都能理解对方所使用的语言；

在同一时刻，不能都在说话而无法听到对方〔除非是在吵架〕，因此需要有对话的顺序规那么。

计算机网络采用的是数字通信，在网络上实际传送的都是二进制数据，因此更需要事先规定对话的规那么，这就是网络协议〔Network

protocol〕。

网络中的每个结点是分层的〔如通信设施、计算机硬件、系统软件、应用软件〕，因此网络协议也是分层的。网络结点之间常用的一种网络协议是TCP/IP。互联网用户一般用〔TCP/IP之上的〕协议来获取信息计算机导论-Introduction

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Computers网络体系结构〔Network

Architecture〕7西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China网络结点的组织结构。影响到：

网络中通信信道〔Communication

channel〕的分配模式；网络中资源的协调与共享方式。不同的网络体系结构有着不同的拓扑〔Topology〕结构：星形〔Star〕结构总线〔Bus〕结构环形〔Ring〕结构层次〔Hierarchical〕结构计算机导论-Introduction

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Computers星形结构与总线结构

客户机使用专门的、只与效劳器相连的信道，客户机之间的通信需效劳器转发。

结点使用公共的信道相互连接，可以直接通信。8西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers环形结构与层次结构

相邻的结点可以直接通信，不相邻的结点需其他结点转发。

树形结构、分级效劳与控制。每个分枝结点是一台效劳器，

同时又是其上层结点的客户机。9西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers网络的类别网络以其地理范围的不同而分为：

局域网〔Local

Area

Network，LAN〕：其连接范围在同一幢大楼内，采用双绞线〔Twisted

pair

wire〕通过集线器〔Hub〕或网络交换机〔Switch〕互联，并通过网桥〔Network

bridge〕或网关〔Network

gateway〕与其他网络相连。

城域网〔Metropolitan

Area

Network，MAN〕：其连接范围通常在一座城市内，采用光缆〔Fiber-opticcable〕在楼房之间互联。广域网〔Wide

Area

Network，WAN〕：是城市之间、乃至世界范围内的网络，采用微波中继〔Microwaverelay〕、卫星互联。Internet是最大的广域网。西安电子科技大学计算机学院-School

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University,ChinaThe

Internet:

The

Network

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Networks!10计算机导论-Introduction

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Computers互联网的起源11西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers互联网改变了人们的生活方式廉价、方便的通信查找信息购物娱乐教育医疗…

…12西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers怎样获取互联网上的信息？13西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China用户通过安装在自己计算机上的浏览器〔Browser〕软件〔如Microsoft

IE，Internet

Explorer〕，从所在的网络进入互联网。

输入URL〔Uniform

Resource

Locator〕，来给出所要访问的网站〔Web

site〕或主页〔Home

page〕。

建立连接后，对方传回的网页〔Web

page〕在用户的计算机上展示。网页用HTML〔Hypertext

Markup

Language，超

文本标记语言〕或XML〔Extensible

Markup

Language，可扩展的标记语言〕编制，含有文本、图形、图像和超链接〔Hyperlinks〕。协■议用户U可RL以：用鼠标点击超链接，来继续获得相关的网页域。名(Protocol)

(Domain

name)计算机导论-Introduction

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Computers怎样获取互联网上的信息？14西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers怎样获取互联网上的信息？15西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers怎样获取互联网上的信息？16西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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ComputersE-mail

使信纸、信封和邮票离我们而去电子邮件提供了一种廉价、快速的全球通信模式。电子邮件的根本元素：对方地址、邮件主题、附件名称。主体：就象我们在信纸上写的那样。签名〔包括加密〕。

要求：用户计算机上安装了电子邮件软件〔如

Microsoft

Outlook〕，并与对应的邮件效劳器相连。自己和对方的邮件地址，必须遵循一定的书写规定：邮件地址：mymail@用户名(User

name)域名(Domain

name)17西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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ComputersE-mail

使信纸、信封和邮票离我们而去18西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers电子商务互联网正在改变传统的商务模式，电子商务〔Electronic

Commerce〕应运而生。电子商务的主要类别：Business-to-consumer

(B2C)Consumer-to-consumer

(C2C)Business-to-business

(B2B)19西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers系统平安20西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers计算机伦理21西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China

计算机网络〔特别是互联网〕带来的信息高度共享，引发了与计算机系统有关的伦理与法律问题。伦理〔Ethics〕：道德的行为标准。计算机伦理：使用计算机系统时的道德底线。涉及：隐私权：不能破坏其他人的隐私权。准确性：只成认事实，不能参加任何感情色彩。所有权：不能侵犯他人所拥有的法定权利。访问权：未经他人许可，不能读取相应的信息。计算机导论-Introduction

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Computers威胁计算机系统平安〔Security〕的主要来源计算机病毒〔Virus〕非法的电子手段进入〔Electronic

break-in〕自然灾害与其他危害恐怖活动22西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers什么是计算机病毒？23西安电子科技大学计算机学院-School

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University,ChinaFred

Cohen给出的一个定义：

“A

computer

virus

is

a

computer

program

that

can

infe

other

computer

programs

by

modifying

them

in

suchway

as

to

include

a

(possibly

evolved)

copy

of

itself.

计算机病毒是一种程序，在未征得其用户许可的情况下侵入一个计算机系统，并蔓延至该系统的文件乃至其他计算机系统。

广义地讲，未经授权即进入计算机系统、并引发了麻烦的任何程序，都可以称为计算机病毒。计算机导论-Introduction

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Computers计算机病毒的主要传播途径24西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China盗版软件从互联网下载的、已被感染的可执行程序文件E-mail的附件从其计算机系统已被感染的销售商那里购置的正版软件公用计算机房…

…计算机导论-Introduction

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Computers计算机病毒可能造成的后果25西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China破坏文件和目录使磁盘、程序不可用中断正在正常执行的程序根据通信录中的邮件地址，向其他机器偷发病毒邮件在屏幕上乱写乱画通过扬声器胡说八道破坏主板！…

…计算机导论-Introduction

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Computers计算机病毒的防治手段只使用从正规途径获得的软件不使用盗版软件

不从没有平安保障的机器中复制文件〔特别是可执行程序〕在自己的机器上安装防病毒软件，并经常更新病毒信息绝不翻开来历不明的邮件中的附件…

…26西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers计算机犯罪〔Computer

Criminals〕犯罪嫌疑人的主要类别：本单位的员工外界的用户“黑客〞〔Hacker〕“精神错乱者〞〔Cracker〕犯罪组织恐怖分子计算机犯罪的手段：病毒、恶意效劳请求攻击，以破坏计算机、程序和文件。偷窃硬件、数据、计算机时间；软件盗版。通过网络控制对方的计算机。别把计算机犯罪

当作开国际玩笑！27西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers其他灾难28西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China

除了要面对计算机犯罪以外，计算机系统还必须面对各种灾难，包括：自然灾害：地震、火灾、水灾、台风等；民事冲突：战争、暴乱等；技术故障：停电、灯火管制等；人为错误：数据输入错误、程序错误等。计算机导论-Introduction

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Computers平安性措施29西安电子科技大学计算机学院-School

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Engineering,Xidian

University,China保护信息系统中信息、硬件和软件的措施。可以采用的方法：信息加密〔Encrypt〕如：对网络中传输的、数据库中存储的信息进行加密等。访问限制如：口令〔Password〕、防火墙〔Firewall〕等手段。防范灾难如：制定灾难恢复方案、实施灾难防范手段等。数据备份

在以上措施因某种原因没有到达预期效果时，保证数据不会丧失与损坏。计算机导论-Introduction

to

Computers保护信息系统中信息、硬件和软件的措施。可以采用的方法：信息加密〔Encrypt〕如：对网络中传输的、数据库中存储的信息进行加密等。访问限制如：口令〔Password〕、防火墙〔Firewall〕等手段。防范灾难案、、实实施施灾灾难难防防范范手手段段等等。。因没没有有到到达达预预期期效效果果时时，，保保证证数数puter

Science

&

Engineering,

Xidian

University,

China据如：制定灾难恢复方数据备份

在以上措施因某种原不会丧失与损坏。西安电子科技大学计算机学院-School

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Com平安性措施防火墙信息传输加密30西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算机导论-Introduction

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Computers“计算机科学引论〞的总结31计算机导论-Introduction

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Computers我们学习了哪些根底知识？什么是计算机？计算机是什么？计算机的开展历程计算机的类别什么是计算？什么是计算与可计算？二进制计算机硬件计算机中数据的表示方法计算机的组成结构计算机的系统单元■西安计电子算科技机大学的计算外机学部院-设Scho备ol

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Computer

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University,China32计算机导论-Introduction

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Computers我们学习了哪些根底知识？33西安电子科技大学计算机学院-School

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Computer

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University,China计算机软件什么是软件？系统软件应用软件数据库软件开发过程网络与系统平安计算机网络与互联网系统平安计算机导论-Introduction

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Computers这些根底知识让我们知道了什么？34西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China计算就是符号序列的变换。

图灵机等计算模型给我们提供了科学依据：可以用简单的、机械的、数目很少的动作，通过程序和机器状态的组织与控制，来完成复杂的计算。计算机能够在程序的指示下快速地完成可计算的任务。

目前的计算机多采用以程序存储为标志的von

Neumann体系结构。数据和程序在计算机中都采用二进制表示。

计算机的根本处理能力是算术运算和逻辑判断，其根底建立在二进制表示上。计算机导论-Introduction

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Computers这些根底知识让我们知道了什么？35西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China完成计算任务需要一定的物质条件：能够接受、存储和执行计算的规那么〔程序〕；能够接受本次计算的对象〔输入〕；能够进行计算，并得出计算结果〔处理〕；能够存取计算的中间结果〔内存〕；能够以人们所期望的方式获得计算结果〔输出〕；

一次计算的结果也可能是广义的中间结果，因此需要存储到下一次使用它继续进行计算的时候。由于下一次计算的时机很可能是在本次关机之后，因此需要有持久性存储支持〔外存〕。计算机导论-Introduction

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Computers这些根底知识让我们知道了什么？36西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China软件是程序和与之相关的所有文档。

计算机不仅可以为用户计算，还可以为自己计算：对自身的管理与控制也可以用软件来实现。

到目前为止，软件主要还是靠人工编制。因此，应当采用适宜的语言、相应的语言翻译程序与其他开发工具；应当对软件开发过程进行科学的管理与控制。

程序中有大量的公共或类似的功能，合理的做法是用专门的软件来具体实现，让应用程序来调用。

数据是信息系统中最珍贵、最脆弱的财富，DBMS是专门用来管理数据的软件。计算机导论-Introduction

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Computers这些根底知识让我们知道了什么？37西安电子科技大学计算机学院-School

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University,China

目前计算机的计算能力已经超过了单个用户的一般要求，一台计算机可以同时进行许多不同的计算。

通信能力的提高使得不同地理位置的用户有条件以光速来进行通信，原来集中进行的计算〔这需要所在的计算机有相应的计算能力〕，现在可以分散进行〔这降低了对单台计算机之计算能力的要求，但加大了对通信能力和协同能力的要求〕。

分散进行计算并没有改变计算步骤、中间结果的依赖性，所以要求处于不同地理位置的多台计算机能进行协同计

算。这里有两个问题：它们怎样通信？它们怎样协同？

前者涉及网络结构和网络协议，后者涉及分布计算。计算机导论-Introduction

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Computers这些根底知识让我们知道了什么？38西安电子科技大学计算机学院-School

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Computer

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University,China

由于不在同一地理位置，计算的本钱就与通信手段有关。通常，专门铺设线路是不可行的〔就象我们每个人都可

能到自己远在他乡的亲友那里去，但一般不可能先修路、后探亲〕。

如果象

通信、公共交通那样共用线路，就必须面对平安性问题。

互联网已经根本解决了共用线路问题，正在解决平安性问题。计算机导论-Introduction

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Computers计算机专业本科生的知识结构〔CC2001〕39西安电子科技大学计算机学院-School

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Computer

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&

Engineering,Xidian

University,China计算机导论-Introduction

to

Computers计算机专业本科生的知识结构〔CC2001〕离散结构〔Discrete

Structures〕?离散数学?程序设计根底〔Programming

Fundamentals〕?高级语言程序设计?、?数据结构?算法及复杂度〔Algorithms

and

Complexity〕?算法设计与分析?、?数据结构?程序设计语言〔Programming

Languages〕?编译原理?计算机组织与体系结构〔Architecture

and

Organization?电子技术根底?、?数字系统设计根底?、?计算机组成原理?、?微机系统及其应用?、?数字信号处理?、?计算机西控安电制子科?技大、学计?算计机学算院机-Sc系hool统of

C结ompu构ter

?Sc、ienc?e

&嵌Eng入inee式ring系,Xi统dian?University,China40计算机导论-Introduction

to

Computers计算机专业本科生的知识结构〔CC2001〕41西安电子科技大学计算机学院-School

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Computer

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&

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University,China操作系统〔Operating

Systems〕?操作系统?、?嵌入式系统?网络为中心的计算〔Net-Centric

Computing〕?计算机通信原理?、?计算机网络?、?多媒体信息处理技术?、?网络计算?、?信息平安?人机交互〔Human-Computer

Interaction〕?人机界面设计?图形学与可视计算〔Graphics

and

Visual

Computing〕?计算机图形学?智能系统〔Intelligent

Systems〕?人工智能?计算机导论-Introduction

to

Computers计算机专业本科生的知识结构〔CC2001〕42西安电子科技大学计算机学院-School

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Computer

Science

&

Engineering,Xidian

University,China信息管理〔Information

Management〕?数据库系统?软件工程〔Software

Engineering〕?软件工程?、?面向对象技术?社会化与专业化素质〔Social

and

Professional

Issues?计算机导论?、?法律根底?、?思想道德修养?计算科学与数值方法〔Computational

Science

andNumerical

Methods〕?并行处理技术?计算机导论-Introduction

to

Computers计算机专业根底课、专业课之间的关系计算机导论高级语言程序设计离散数学计算机系统结构操作系统数据结构

算法设计与分析编译原理数据库系统软件工程面向对象技术人机界面设计人工智能并行处理技术嵌入式系统计算机通信原理

计算机网络

网络计算

信息平安计算机组成原理

微机系统及其应用

计算机控制

数字系统设计根底

数字信号处理

多媒体信息处理技术电子技术根底

计算机图形学43西安电子科技大学计算机学院-School

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Computer

Science

&

Engineering,Xidian

University,China计算机导论-Introduction

to

ComputersHow

to

be

a

Winner?Stay

current跟上主流Maintain

your

computer

competence保持计算机方面的竞争力Develop

professional

contacts开展与高水平专业人员的联系Develop

specialties

开展自己的专长〔不要“Jack

of

all

trades,master

ofnone.〞〕Be

alert

for

organizational

change对于信息技术引起的组织变更，时刻保持警觉Look

for

innovative

opportunities■西安寻电子找科技创大学新计算的机学时院-机School

of

Computer

Science

&

Engineering,Xidian