《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》PPT課件

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1、計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 12021-4-28計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)的第一門基礎(chǔ)課程，本課程將會(huì)帶領(lǐng)大家遨游計(jì)算機(jī)海洋！ 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 22021-4-28時(shí)代驕子社會(huì)發(fā)展原始社會(huì)（石器）奴隸社會(huì)農(nóng)業(yè)社會(huì)工業(yè)社會(huì)信息社會(huì)信息社會(huì)支撐：信息技術(shù)核心：計(jì)算機(jī)科學(xué) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 32021-4-28計(jì)算機(jī)專業(yè)特點(diǎn)發(fā)展性 挑戰(zhàn)性競(jìng)爭(zhēng)性實(shí)踐性 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 42021-4-28 第 一 章 概 述本章學(xué)習(xí)目標(biāo)初步了解計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展階段掌握計(jì)算機(jī)的基本概念、分類、特點(diǎn)了解計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科概述了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與

2、技術(shù)學(xué)科的知識(shí)體系了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 52021-4-28計(jì)算機(jī)是什么？ Computers are everywhere！ 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 62021-4-28計(jì)算機(jī)成了社會(huì)的必需品l 計(jì) 算 機(jī) 是 一 種 相 對(duì) 其 能 力 而 言 比 較 便 宜 的 工 具 ，同 一 臺(tái) 機(jī) 器 能 夠 做 許 多 種 不 同 的 事 ：l 算 題 （ 科 學(xué) 計(jì) 算 ）l 制 作 圖 案l 處 理 文 字l 記 錄 事 實(shí)l 控 制 其 他 機(jī) 器l 游 戲l 發(fā) 送 消 息l 識(shí) 別 語(yǔ) 音 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 72021-4-28計(jì) 算

3、 機(jī) 是 一 臺(tái) 快 速 ， 笨 拙 的 機(jī) 器l只 有 有 限 的 能 力 。l只 能 進(jìn) 行 基 本 的 數(shù) 學(xué) 運(yùn) 算 與 邏 輯 比 較 。l必 須 由 程 序 來(lái) 指 示 它 做 什 么 事 。 George Beekmanl計(jì) 算 機(jī) 是 一 臺(tái) 笨 拙 的 機(jī) 器 ， 具 有 從 事 令 人 難 以 置 信 的 聰明 工 作 的 能 力 ， .l計(jì) 算 機(jī) 程 序 員 則 是 一 些 聰 明 的 人 ， 具 有 從 事 令 人 難 以 置信 的 笨 拙 工 作 的 能 力 。l簡(jiǎn) 而 言 之 ， 計(jì) 算 機(jī) 與 程 序 員 實(shí) 現(xiàn) 了 完 美 的 配 合 。 Jamie Shie

4、rs 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 82021-4-28電子數(shù)字計(jì)算機(jī)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)(Electronic Digital Computer)簡(jiǎn)稱為電子計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)，也是人們常說(shuō)的電腦，是二十世紀(jì)最輝煌的成就之一。計(jì)算機(jī)給人類帶來(lái)了巨大的變化。計(jì)算機(jī)的定義： 計(jì)算機(jī)是一種能按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)地、高速地、精確地進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算，并且具有記憶(存儲(chǔ))能力、邏輯判斷能力、可靠性能的數(shù)字化信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 92021-4-281.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展階段 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展不是一蹴而就的，而是經(jīng)歷了漫長(zhǎng)歷史的過程。 在這過程中，科學(xué)家們經(jīng)過艱難的探索，

5、發(fā)明了各種各樣的“計(jì)算機(jī)”，這些“計(jì)算機(jī)”順應(yīng)了當(dāng)時(shí)歷史的發(fā)展，發(fā)揮了巨大的作用，推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，也推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 102021-4-281.1.1 計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的史前史1.算籌 算籌又稱為籌、策、算子等 算籌在中國(guó)的起源很早 中國(guó)著名科學(xué)家祖沖之(429500年)借助算籌作為計(jì)算工具計(jì)算出圓周率 祖沖之(429500年) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 112021-4-282. 算盤 算盤也稱珠算，是中國(guó)勞動(dòng)人民創(chuàng)造的一種工具 由古代“算籌”演變而來(lái) 素有“中國(guó)計(jì)算機(jī)”之稱 最早見于漢末三國(guó)時(shí)代徐岳撰寫的數(shù)術(shù)記遺 南宋時(shí)期的數(shù)學(xué)家楊輝發(fā)明了乘除通變算寶 A

6、bacus（Sucaba） 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 122021-4-283. 機(jī)械計(jì)算機(jī) 1623年，德國(guó)科學(xué)家契克卡德(W. Schickard)為天文學(xué)家開普勒(Kepler)制作了一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 132021-4-283. 機(jī)械計(jì)算機(jī)法國(guó)科學(xué)家布萊斯帕斯卡(Blaise Pascal：16231662年)是被公認(rèn)為是制造出機(jī)械計(jì)算機(jī)的第一人。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 142021-4-283. 機(jī)械計(jì)算機(jī)德國(guó)著名數(shù)學(xué)家戈特弗里德威廉萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz：1646阿1716年)將帕斯卡的“加法器”擴(kuò)大為乘除運(yùn)算

7、1700年左右，萊布尼茨從中國(guó)“易圖”(八卦)里受到啟發(fā)，悟出了二進(jìn)制數(shù)之真諦。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 152021-4-284. 提花機(jī)西漢年間中國(guó)的紡織工匠已能熟練掌握提花機(jī)技術(shù) 。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 162021-4-284. 提花機(jī)法國(guó)機(jī)械師約瑟夫杰卡德(Joseph Jacquard)，大約在1801年完成了“自動(dòng)提花編織機(jī)”的設(shè)計(jì)制作，真正成功地改進(jìn)了提花機(jī)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 172021-4-285. 差分機(jī)和分析機(jī)英國(guó)劍橋大學(xué)著名科學(xué)家查理斯巴貝奇(Charles Babbage：17921871年)在1822年研制出第一臺(tái)差分機(jī)。 Babbage(

8、17921871年) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 182021-4-285. 差分機(jī)和分析機(jī)阿達(dá)奧古斯塔(Ada Augusta：18151852年)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域著名的女程序員。 Ada(18151852年) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 192021-4-286. 模擬計(jì)算機(jī) 19世紀(jì)末，赫爾曼霍列瑞斯(Herman Hollerith：18601929)首先用穿孔卡完成了第一次大規(guī)模數(shù)據(jù)處理。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 202021-4-286. 模擬計(jì)算機(jī)托馬斯沃森(T.Watson)和IBM 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 212021-4-286. 模擬計(jì)算機(jī)布什(V.Bush)為了求解

9、與電路有關(guān)的微分方程，制作了一臺(tái)模擬計(jì)算裝置助其求解 1873年，美國(guó)人鮑德溫(F. Baldwin)，利用齒數(shù)可變齒輪，設(shè)法制造出一種小型計(jì)算機(jī)樣機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 222021-4-286. 模擬計(jì)算機(jī)英國(guó)數(shù)學(xué)家布爾(G.Boole：18151864年) 第一部著作邏輯的數(shù)學(xué)分析 1854年，已經(jīng)擔(dān)任柯克大學(xué)教授的布爾再次出版思維規(guī)律的研究邏輯與概率的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)憑借這兩部著作，布爾建立了一門新的數(shù)學(xué)學(xué)科布爾代數(shù) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 232021-4-286. 模擬計(jì)算機(jī) 1938年，美國(guó)數(shù)學(xué)家香農(nóng)(C. Shannon)第一次在布爾代數(shù)和繼電器開關(guān)電路之間架起了橋梁，

10、以脈沖方式處理信息的繼電器開關(guān)，從理論到技術(shù)徹底改變了數(shù)字電路的設(shè)計(jì)。 1948年，香農(nóng)憑借通信的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)一書，被譽(yù)為“信息論之父”。 1956年，香農(nóng)參與發(fā)起了達(dá)特默斯人工智能會(huì)議，率先把人工智能運(yùn)用于計(jì)算機(jī)下棋方面，還發(fā)明了一個(gè)能自動(dòng)穿越迷宮的電子老鼠，以此驗(yàn)證了計(jì)算機(jī)可以通過學(xué)習(xí)提高智能。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 242021-4-286. 模擬計(jì)算機(jī) 1937年11月，在AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室工作的斯蒂比茲(G. Stibitz)，運(yùn)用繼電器作為計(jì)算機(jī)的開關(guān)元件。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 252021-4-286. 模擬計(jì)算機(jī) 1939年，楚澤繼電器組裝了Z-2。 1941年，楚澤

11、的電磁式計(jì)算機(jī)Z-3完成。希特勒戰(zhàn)敗后，楚澤輾轉(zhuǎn)流落到瑞士一個(gè)荒涼的村莊，一度轉(zhuǎn)向研究計(jì)算機(jī)軟件理論。 1938年，28歲的楚澤(K.Zuse)完成了一臺(tái)可編程數(shù)字計(jì)算機(jī)Z-1的設(shè)計(jì)。 1945年建造了Z-4計(jì)算機(jī)。 1949年，他建立了“Zuse計(jì)算機(jī)公司”，繼續(xù)開發(fā)更先進(jìn)的機(jī)電式程序控制計(jì)算機(jī)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 262021-4-28 Z3 重建Z1 Z4 老年楚澤（中） 數(shù)字計(jì)算機(jī)之父 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 272021-4-286. 模擬計(jì)算機(jī)電磁式計(jì)算機(jī)叫Mark，也叫“自動(dòng)序列受控計(jì)算機(jī)”，在計(jì)算機(jī)發(fā)展史上占據(jù)重要地位，是計(jì)算機(jī)“史前史”里最后一臺(tái)著名的計(jì)算機(jī)，發(fā)

12、明者是美國(guó)哈佛大學(xué)艾肯(H.Aiken)博士。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 282021-4-281.1.2 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生1. 圖靈 1936年，阿倫圖靈(Alan Turing：19121954年)在他的一篇具有劃時(shí)代意義的論文論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用(On Computer Numbers With an Application to the Entscheidungs Problem)中，論述了一種假想的通用計(jì)算器，也就是理想計(jì)算機(jī)，被后人稱為“圖靈機(jī)”(Turing MachineTM)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 292021-4-281. 圖靈 1939年， “圖靈炸彈”

13、(Bomba)，圖靈稱它是“羅賓遜”。 1945年，圖靈領(lǐng)導(dǎo)一批優(yōu)秀的電子工程師，著手制造自動(dòng)計(jì)算引擎(Automatic Computing EngineerACE)。 1950年，ACE樣機(jī)公開表演，被稱為世界上最快最強(qiáng)有力的電子計(jì)算機(jī)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 302021-4-281. 圖靈 1950年l0月，圖靈發(fā)表了論文“計(jì)算機(jī)和智能”(Computing Machinery and Intelligence) “圖靈測(cè)試”(Turing Test)。圖靈榮膺“人工智能之父”稱號(hào)。 1954年，42歲的圖靈英年早逝。從1966年開始，每年由美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(Association

14、 for Computing MachineryACM)頒發(fā)“圖靈獎(jiǎng)”(Turing Award)給世界上最優(yōu)秀的電腦科學(xué)家。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 312021-4-28圖靈紀(jì)念館 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 322021-4-282. ENIAC和馮諾依曼 1946年2月，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)成功研制出了ENIAC，這是世界上第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。莫爾學(xué)院的兩位青年學(xué)者36歲物理學(xué)家約翰莫齊利(John Mauchly)和他的學(xué)生，24歲的電氣工程師布雷斯帕?？颂?Presper Eckert)，向戈德斯坦提交了一份研制電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方案“高速電子管計(jì)算裝置的使用” 。 計(jì) 算 機(jī)

15、科 學(xué) 導(dǎo) 論 332021-4-282. ENIAC和馮諾依曼 1944年夏的一天，在阿貝丁火車站，戈德斯坦邂逅了數(shù)學(xué)家約翰馮諾依曼(John Von Nouma：19031957年)，于是戈德斯坦向馮諾依曼介紹了正在研制電子計(jì)算機(jī)，馮諾依曼非常感興趣。幾天之后，馮諾依曼就專程到莫爾學(xué)院參觀還未完成的ENIAC，并參加了為改進(jìn)ENIAC而舉行的一系列專家會(huì)議。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 342021-4-282. ENIAC和馮諾依曼 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 352021-4-282. ENIAC和馮諾依曼馮諾依曼決定重新設(shè)計(jì)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，命名為“離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)”(Electro

16、nic Discrete Variable Automatic Calculator：EDVAC)。 1946年6月，馮諾依曼和戈德斯坦、勃克斯回到普林斯頓大學(xué)高級(jí)研究院，完成了另一臺(tái)ISA(高級(jí)研究院的英文縮寫)電子計(jì)算機(jī)，他們聯(lián)名發(fā)表了計(jì)算機(jī)史上著名的“101頁(yè)報(bào)告”。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 362021-4-282. ENIAC和馮諾依曼 1946年，英國(guó)劍橋大學(xué)威爾克斯(M.Wilkes)教授，到賓夕法尼亞大學(xué)參加馮諾依曼主持的培訓(xùn)班，完全接受了馮諾依曼存儲(chǔ)程序的設(shè)計(jì)思想。 1949年5月，威爾克斯研制成了一臺(tái)由3000只電子管為主要元件的計(jì)算機(jī)，命名為電子儲(chǔ)存程序計(jì)算機(jī)(Ele

17、ctronic Delay Storage Automatic Calculator：EDSAC)，由此，他獲得了1967年度“圖靈獎(jiǎng)”。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 372021-4-281.1.3 計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是二十世紀(jì)最輝煌的成就之一，按照采用的電子器件劃分，計(jì)算機(jī)大致已經(jīng)歷了四個(gè)階段： 1. 第一代計(jì)算機(jī)(1946年1957年)其主要特征是邏輯器件使用電子管，用穿孔卡片機(jī)作為數(shù)據(jù)和指令的輸入設(shè)備，用磁鼓或磁帶作為外存儲(chǔ)器，使用機(jī)器語(yǔ)言編程。 第一代計(jì)算機(jī)體積大、運(yùn)算速度低、存儲(chǔ)容量小、可靠性低。幾乎沒有什么軟件配置，主要用于科學(xué)計(jì)算。 其代表機(jī)型有：ENIAC、IBM6

18、50(小型機(jī))、IBM709(大型機(jī))等。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 382021-4-28 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 392021-4-282. 第二代計(jì)算機(jī)(1958年1964年) 其主要特征是使用晶體管代替了電子管，內(nèi)存儲(chǔ)器采用了磁芯體，引入了變址寄存器和浮點(diǎn)運(yùn)算硬件，利用I/O處理機(jī)提高了輸入輸出能力。 在軟件方面配置了子程序庫(kù)和批處理管理程序，并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及相應(yīng)的編譯程序，降低了程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。 其代表機(jī)型有：IBM7090、IBM7094、CDC7600等。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 402021-4-28 計(jì) 算 機(jī)

19、科 學(xué) 導(dǎo) 論 412021-4-283. 第三代計(jì)算機(jī)(1965年1972年) 其主要特征是用半導(dǎo)體、小規(guī)模集成電路(Integrated CircuitIC)作為元器件代替晶體管等分立元件，用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替磁芯存儲(chǔ)器，使用微程序設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)化處理機(jī)的結(jié)構(gòu)，這使得計(jì)算機(jī)的體積和耗電量顯著減小，而計(jì)算速度和存儲(chǔ)存量卻有較大提高，可靠性也大大加強(qiáng)。在軟件方面則廣泛地引入多道程序、并行處理、虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)和功能完備的操作系統(tǒng)，同時(shí)還提供了大量的面向用戶的應(yīng)用程序。計(jì)算機(jī)開始定向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化，此時(shí)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)入到許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。其代表機(jī)器有：IBM360系列、富士通F230系列等。 計(jì)

20、 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 422021-4-28 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 432021-4-284. 第四代計(jì)算機(jī)(1972年)其主要特征是使用了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，大規(guī)模、超大規(guī)模塊集成電路的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)沿著兩個(gè)方向飛速向前發(fā)展。一方面，利用大規(guī)模集成電路制造多種邏輯芯片，組裝出大型、巨型計(jì)算機(jī)。另一方面，利用大規(guī)模集成電路技術(shù)，將運(yùn)算器、控制器等部件集成在一個(gè)很小的集成電路芯片上，從而出現(xiàn)了微處理器。完善的系統(tǒng)軟件、豐富的系統(tǒng)開發(fā)工具和商品化的應(yīng)用程序的大量涌現(xiàn)，以及通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)進(jìn)入了一個(gè)大發(fā)展的階段。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 442021-4

21、-28 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 452021-4-28現(xiàn)在很多國(guó)家正在研制新一代的計(jì)算機(jī)，新代計(jì)算機(jī)將是微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、電子仿生技術(shù)等多學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物。它能進(jìn)行知識(shí)處理、自動(dòng)編程、測(cè)試和排錯(cuò)，以及用自然語(yǔ)言、圖形、聲音和各種文字進(jìn)行輸入和輸出。新代計(jì)算機(jī)的研究目標(biāo)是試圖打破計(jì)算機(jī)現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu)，使得計(jì)算機(jī)能夠具有像人那樣的思維、推理和判斷能力。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的非傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)有：超導(dǎo)計(jì)算、量子計(jì)算、生物計(jì)算、光計(jì)算等。未來(lái)的計(jì)算機(jī)可能是超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)或納米計(jì)算機(jī)、DNA計(jì)算機(jī)等。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 462021-4-281.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)

22、算機(jī)系統(tǒng)是一種能夠按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、處理、輸出和存儲(chǔ)的系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)兩大部分組成。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由一系列電子元器件按照一定邏輯關(guān)系連接而成，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)由操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)以及各種軟件工具和應(yīng)用軟件等軟件程序組成，計(jì)算機(jī)軟件指揮和控制計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)按照預(yù)定的程序運(yùn)行和工作，從而達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 472021-4-281.2.1 計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的基本工作原理是存儲(chǔ)程序和程序控制，該原理最初是由馮諾依曼于1946年提出來(lái)的，故稱為馮諾依曼原理。按照馮諾依曼原理構(gòu)造的計(jì)算機(jī)又稱馮諾依

23、曼計(jì)算機(jī)，其體系結(jié)構(gòu)稱為馮諾依曼結(jié)構(gòu)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 482021-4-28馮諾依曼思想： (1)由二進(jìn)制替代十進(jìn)制。 (2)采用存儲(chǔ)程序的思想。 (3)把計(jì)算機(jī)從邏輯上劃分為5大部分，即運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 492021-4-28馮諾依曼計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn) (1)采用存儲(chǔ)程序方式。 (2)存儲(chǔ)器是按地址訪問的線性編址的惟一結(jié)構(gòu)。 (3)指令由操作碼和地址碼組成。 (4)通過執(zhí)行指令直接發(fā)出控制信號(hào)控制計(jì)算機(jī)的操作。 (5)機(jī)器以運(yùn)算器為中心，輸入輸出設(shè)備與存儲(chǔ)器間的數(shù)據(jù)傳送都經(jīng)過運(yùn)算器。 (6)數(shù)據(jù)以二進(jìn)制表示。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué)

24、 導(dǎo) 論 502021-4-28計(jì)算機(jī)的五大部件 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 512021-4-281. 運(yùn)算器 運(yùn)算器又稱算術(shù)邏輯單元(Arithmetic Logic UnitALU)，是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件，它的主要功能是對(duì)二進(jìn)制數(shù)碼進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算和與、或、非等基本邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)邏輯判斷。運(yùn)算器是在控制器的控制之下實(shí)現(xiàn)其功能的，運(yùn)算結(jié)果由控制器發(fā)出的指令送到內(nèi)存儲(chǔ)器中。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 522021-4-282. 控制器控制器主要由指令寄存器、譯碼器、程序計(jì)數(shù)器和操作控制器等組成，控制器是用來(lái)控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作，并使整個(gè)處理過程有條不紊地進(jìn)行?；?/p>

25、本功能就是從內(nèi)存中取指令和執(zhí)行指令，即控制器按程序計(jì)數(shù)器指出的指令地址從內(nèi)存中取出該指令進(jìn)行譯碼，然后根據(jù)該指令功能向有關(guān)部件發(fā)出控制命令，執(zhí)行該指令。另外，控制器在工作過程中，還要接受各部件反饋回來(lái)的信息。通常把運(yùn)算器、控制器做在一個(gè)大規(guī)模集成電路塊上稱為中央處理器，又稱CPU(Central Processing Unit)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 532021-4-283. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置，用于存放原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、最終結(jié)果和處理程序。向存儲(chǔ)器里存入信息也稱為“寫入”，寫入新的內(nèi)容則覆蓋了原來(lái)的舊內(nèi)容。從存儲(chǔ)器里取出信息，也稱為“讀出”，信息讀出后并不破壞原來(lái)存儲(chǔ)

26、的內(nèi)容，因此信息可以重復(fù)取出，多次利用。存儲(chǔ)器可分為兩種：內(nèi)存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器。通常把內(nèi)存儲(chǔ)器、運(yùn)算器和控制器合稱為計(jì)算機(jī)主機(jī)，也可以說(shuō)主機(jī)是由CPU與內(nèi)存儲(chǔ)器組成的，而主機(jī)以外的裝置稱為外部設(shè)備，外部設(shè)備包括輸入/輸出設(shè)備，外存儲(chǔ)器等。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 542021-4-284.輸入/輸出設(shè)備輸入/輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱I/O(Input/Output)設(shè)備。用戶通過輸入設(shè)備將程序和數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果(如數(shù)字、字母、符號(hào)和圖形)顯示或打印出來(lái)。常用的輸入設(shè)備有：鍵盤、鼠標(biāo)器、掃描儀、數(shù)字化儀等；常用的輸出設(shè)備有：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論

27、552021-4-281.2.2 計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)軟件是指用來(lái)指揮計(jì)算機(jī)運(yùn)行的各種程序的總和以及開發(fā)、使用和維護(hù)這些程序所需的技術(shù)文檔。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。沒有配備任何軟件的硬件計(jì)算機(jī)稱為裸機(jī)，裸機(jī)向外部世界提供的界面只是機(jī)器指令。用戶及其他程序都通過系統(tǒng)軟件來(lái)使用計(jì)算機(jī)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 562021-4-281系統(tǒng)軟件 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件由操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)、以及各種軟件工具等各種軟件程序組成，指揮、控制計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)按照預(yù)定的程序運(yùn)行、工作，從而達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，系統(tǒng)軟件的功能主要是簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)操作，擴(kuò)展計(jì)算機(jī)處理能力和提高計(jì)算機(jī)的效益。 計(jì) 算 機(jī)

28、科 學(xué) 導(dǎo) 論 572021-4-282應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是用戶利用計(jì)算機(jī)軟、硬件資源為解決各類應(yīng)用問題而編寫的軟件，包括用戶程序及其說(shuō)明性文件資料。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的推廣與普及，應(yīng)用軟件將會(huì)逐步地標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，并逐步地按功能組合成各種軟件包以方便用戶的使用。應(yīng)用軟件的存在與否并不影響整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)作，但它必須在系統(tǒng)軟件的支持下才能工作。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 582021-4-281.2.3 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)1運(yùn)算速度快、精度高 2具有邏輯判斷和記憶能力3高度的自動(dòng)化和靈活性 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 592021-4-281.2.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)1字長(zhǎng)2時(shí)鐘周期和主頻3運(yùn)算

29、速度4內(nèi)存容量5數(shù)據(jù)輸入輸出最高速率 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 602021-4-281.2.5 計(jì)算機(jī)的分類 根據(jù)計(jì)算機(jī)工作原理和運(yùn)算方式的不同，以及計(jì)算機(jī)中信息表示形式和處理方式的不同，計(jì)算機(jī)可分為數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)(Digital Computer)、模擬式電子計(jì)算機(jī)(Analog Computer)和數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)(Hybrid Computer)。 按計(jì)算機(jī)的用途可分為通用計(jì)算機(jī)(General Purpose Computer)和專用計(jì)算機(jī)(Special Purpose Computer )兩大類。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 612021-4-28根據(jù)計(jì)算機(jī)的總體規(guī)模(按照

30、計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)、運(yùn)算速度、存儲(chǔ)量大小、功能強(qiáng)弱、配套設(shè)備多少、軟件系統(tǒng)的豐富程度)對(duì)計(jì)算機(jī)分類，可分為巨型機(jī)(Super Computer)、大/中型計(jì)算機(jī)(Mainframe)、小型計(jì)算機(jī)(Mini computer)、微型計(jì)算機(jī)(Micro computer)和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)(Network Computer)五大類。常見的微型機(jī)還可以分為臺(tái)式機(jī)、便攜機(jī)、筆記本電腦、掌上型電腦等多種類型。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 622021-4-281.2.6 計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)作方式計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)作方式可概括為“IPOS循環(huán)”。IPOS循環(huán)即輸入(Input)、處理(Processing)、輸出(Outpu

31、t)和存儲(chǔ)(Storage)，它反映了計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本步驟。 1輸入2處理3輸出4存儲(chǔ) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 632021-4-281.3 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì) 1.3.1 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1科學(xué)研究和科學(xué)計(jì)算2信息傳輸和信息處理3生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制和管理自動(dòng)化4計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/輔助制造/輔助教學(xué)5娛樂 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 642021-4-281.3.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1. 微型化（ microcomputer ） 2. 巨型化（ supercompter ） 3. 網(wǎng)絡(luò)化（net computer）4. 智能化5. 新型計(jì)算機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 6

32、52021-4-28l 擁 有 最 強(qiáng) 的 并 行 計(jì) 算 能 力 ， 主 要用 于 科 學(xué) 計(jì) 算 。l 在 氣 象 、 軍 事 、 能 源 等 領(lǐng) 域 承 擔(dān)大 規(guī) 模 、 高 速 度 的 計(jì) 算 任 務(wù) 。l 趨 勢(shì) 是 用 許 多 臺(tái) 計(jì) 算 機(jī) 構(gòu) 成 一 臺(tái)超 級(jí) 計(jì) 算 機(jī) 。巨型計(jì)算機(jī)83年銀河-I億次機(jī)92年銀河-II10億次機(jī)97年銀河-III百億次機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 662021-4-28大中型計(jì)算機(jī)l 具 有 比 小 型 機(jī) 更 強(qiáng) 的 數(shù) 據(jù) 處 理能 力 。l 價(jià) 格 比 小 型 機(jī) 高 。l 在 銀 行 等 最 早 使 用 計(jì) 算 機(jī) 的 行業(yè) 中 廣

33、 泛 使 用 。中科院計(jì)算技術(shù)研究所國(guó)家智能機(jī)中心研制的每秒200億次的曙光2000型超級(jí)服務(wù)器 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 672021-4-28小型計(jì)算機(jī)l 具 有 比 微 機(jī) 更 強(qiáng) 的 數(shù) 據(jù) 處 理 能 力 和數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 能 力 。l 多 個(gè) 用 戶 可 以 同 時(shí) 使 用 （ 多 用 戶 ，Multi-user） 。l 目 前 主 要 用 作 服 務(wù) 器 。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 682021-4-28l 微 型 計(jì) 算 機(jī) （ 微 機(jī) ， Microcomputer）l臺(tái) 式 計(jì) 算 機(jī) （ Desktop）l 是 通 用 計(jì) 算 機(jī) 。l 通 常 是 由 一 個(gè) 用

34、戶 來(lái) 使 用 （ 單 用戶 ， Single-user） 。l 配 有 文 字 、 聲 音 、 圖 像 等 輸 入 輸出 設(shè) 備 。l 可 通 過 網(wǎng) 絡(luò) 與 其 他 計(jì) 算 機(jī) 相 連 。l 高 檔 臺(tái) 式 機(jī) 可 充 當(dāng) 服 務(wù) 器 。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 692021-4-28 微 型 計(jì) 算 機(jī) （ 微 機(jī) ， Microcomputer）膝 上 型 電 腦 （ Laptop） / 筆 記 本 計(jì) 算 機(jī) （ Notebook）l 功 能 與 臺(tái) 式 機(jī) 類 似 。l 一 體 化 結(jié) 構(gòu) 。l 耗 電 更 少 ， 并 配 有 電 池 ， 可 在沒 有 交 流 電 源 的 場(chǎng)

35、合 使 用 。l 可 裝 在 文 件 包 中 。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 702021-4-28 微 型 計(jì) 算 機(jī) （ 微 機(jī) ， Microcomputer）掌 上 型 電 腦 （ Palmtop） 、 個(gè) 人 數(shù) 字 助 理 （ PDA, Personal Digital Assistant）l 向 用 戶 提 供 專 門 的 功 能 。l 靠 電 池 供 電 。l 可 裝 在 衣 袋 中 。l 有 些 已 具 有 無(wú) 線 通 信 能 力 。l 是 嵌 入 式 計(jì) 算 機(jī) 的 一 類 。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 712021-4-28工 作 站 （ Workstation）l 以

36、 聯(lián) 網(wǎng) 為 標(biāo) 志 。l 計(jì) 算 能 力 比 臺(tái) 式 機(jī) 更 強(qiáng) ， 特 別是 在 圖 形 處 理 方 面 。l 價(jià) 格 比 臺(tái) 式 機(jī) 高 得 多 。l 隨 著 臺(tái) 式 機(jī) 能 力 的 不 斷 提 高 ，有 可 能 被 臺(tái) 式 機(jī) 所 替 代 。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 722021-4-28 服 務(wù) 器 （ Server）一種在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為多個(gè)用戶提供服務(wù)的共享設(shè)備?？煞譃槲募?wù)器、通信服務(wù)器、打印服務(wù)器等。IBM z 系列z900 服務(wù)器IBM z系列z990服務(wù)器 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 732021-4-28l網(wǎng) 絡(luò) 計(jì) 算 機(jī) （ net computer）一種在網(wǎng)絡(luò)環(huán)

37、境下使用的終端設(shè)備，其特點(diǎn)是內(nèi)容量大、顯示器的性能高、通信功能強(qiáng)，但本機(jī)中不一定配置外存，所需要的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器中。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 742021-4-281.4 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科概述1.4.1 計(jì)算學(xué)科的定義 計(jì)算學(xué)科是對(duì)描述和變換信息的算法過程，包括對(duì)理論分析、設(shè)計(jì)、效率、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用等進(jìn)行的系統(tǒng)研究。它來(lái)源于對(duì)算法理論、數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究，并與存儲(chǔ)式電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明一起形成于20世紀(jì)40年代初期。計(jì)算學(xué)科的研究包括了從算法與可計(jì)算性的研究到根據(jù)可計(jì)算硬件和軟件的實(shí)際實(shí)現(xiàn)問題的研究。這樣，計(jì)算學(xué)科不但包括從總體上對(duì)算法和信息處理過程

38、進(jìn)行研究的內(nèi)容，也包括滿足給定規(guī)格要求的有效而可靠的軟硬件設(shè)計(jì)它包括所有科目的理論研究實(shí)驗(yàn)方法和工程設(shè)計(jì)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 752021-4-281.4.2 計(jì)算學(xué)科的本質(zhì)計(jì)算學(xué)科的根本問題是“什么能被有效地自動(dòng)進(jìn)行？”。 計(jì)算學(xué)科的根本問題討論的是能行性的有關(guān)內(nèi)容，而凡是與能行性有關(guān)的討論都是處理離散對(duì)象的。因?yàn)榉请x散對(duì)象(連續(xù)對(duì)象)是很難進(jìn)行能行處理的，因此能行性這個(gè)計(jì)算學(xué)科的根本問題決定了計(jì)算機(jī)本身的結(jié)構(gòu)和它處理的對(duì)象都是離散型的，許多連續(xù)型的問題也必須在轉(zhuǎn)化為離散型問題以后，才能被計(jì)算機(jī)處理。例如計(jì)算定積分就是把它變成離散量，再用分段求和的方法來(lái)處理的。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué)

39、 導(dǎo) 論 762021-4-28美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(ACM)和美國(guó)電氣和電子工程學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)分會(huì)(Institute of Electrical and Electronics Engineers-Computer Society：IEEE-CS)發(fā)布了“計(jì)算學(xué)科2001教程(Computing Curricula 2001：CC2001)”，中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)和阿全國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)在學(xué)習(xí)和研究了CC2001教程后，發(fā)布了中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002(China Computing Curricula 2002：CCC2002)，提取了計(jì)算學(xué)科中具有方法論性質(zhì)的12個(gè)核心概念，即綁定(

40、Binding)、大問題的復(fù)雜性(Complexity of Large Problems)、概念和形式模型(Conceptual and Format Models)、一致性(Consistency)和完備性(Completeness)、效率(Efficiency)、演化(Evolution)、抽象層次(Levels of Abstraction)、按空間排序(Ordering in Space)、按時(shí)間排序(Ordering in Time)、重用(Reuse)、安全性(Security)、折衷(Tradeoff)和結(jié)論(Consequences)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 77202

41、1-4-281.4.3 計(jì)算學(xué)科的三個(gè)過程 計(jì)算學(xué)科的實(shí)質(zhì)是學(xué)科方法論的思想，其關(guān)鍵問題是抽象、理論和設(shè)計(jì)三個(gè)過程相互作用的問題。 1理論2抽象3設(shè)計(jì) 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 782021-4-281.4.4 計(jì)算學(xué)科新的應(yīng)用領(lǐng)域及未來(lái)的發(fā)展 1Internet帶來(lái)的深刻影響 2多媒體技術(shù)帶來(lái)的新的應(yīng)用領(lǐng)域 3嵌入式系統(tǒng) 4人工智能 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 792021-4-281.5.2 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科定義計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)借鑒數(shù)學(xué)的公理化思想來(lái)全面闡述了計(jì)算學(xué)科的科學(xué)問題，抽象、理論和設(shè)計(jì)三個(gè)學(xué)科形態(tài)，計(jì)算學(xué)科的核心概念、科學(xué)方法等，闡明了計(jì)算學(xué)科各主領(lǐng)域發(fā)展的基本規(guī)律及各領(lǐng)域

42、的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建了一個(gè)系統(tǒng)化、邏輯化的認(rèn)知模型，讓人們清晰透徹地了解了學(xué)科脈絡(luò)，從整體上把握學(xué)科的學(xué)習(xí)研究方法。 計(jì)算機(jī)科學(xué)方法論有助于人們正確理解計(jì)算學(xué)科中所蘊(yùn)涵的科學(xué)思維方法，總結(jié)和提升計(jì)算學(xué)科所積累的各種方法和經(jīng)驗(yàn)，樹立正確的思想原則，把握正確的研究方向。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 802021-4-28計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)是研究計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與制造和利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息獲取、表示、存儲(chǔ)、處理、控制等的理論、原則、方法和技術(shù)的學(xué)科，包括科學(xué)與技術(shù)兩方面。 科學(xué)側(cè)重于研究現(xiàn)象、揭示規(guī)律。技術(shù)則側(cè)重于研制計(jì)算機(jī)和研究使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理的方法與技術(shù)手段。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 812021-

43、4-281.5.3 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的根本問題及研究范疇計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的根本問題是什么能被有效地自動(dòng)化。 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究范疇包括計(jì)算機(jī)理論、硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用等，按照研究的內(nèi)容，也可以劃分為基礎(chǔ)理論、專業(yè)基礎(chǔ)和應(yīng)用三個(gè)層面。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 822021-4-28計(jì)算機(jī)理論的研究包括離散數(shù)學(xué)、算法分析理論、形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)理論、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言理論、程序設(shè)計(jì)方法學(xué)；計(jì)算機(jī)硬件的研究包括元器件與存儲(chǔ)介質(zhì)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)組成原理、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)；計(jì)算機(jī)軟件的研究包括程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言翻譯系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、算法設(shè)

44、計(jì)與分析、軟件工程學(xué)、可視化技術(shù)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的研究包括網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)安全；計(jì)算機(jī)應(yīng)用的研究及人機(jī)工程包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用的研究、軟件開發(fā)工具、完善既有的應(yīng)用系統(tǒng)、開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域、人機(jī)工程、研究人與計(jì)算機(jī)的交互和協(xié)同技術(shù)。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 832021-4-28本專業(yè)計(jì)算機(jī)課程1. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)2. 網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與制作3. 高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)4. 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)5. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6. 可視化程序設(shè)計(jì)7. 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)8. 操作系統(tǒng)9. 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用10. 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)11. 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與Internet12. 多媒體技術(shù)基礎(chǔ)13. WEB程序設(shè)計(jì)14. 數(shù)據(jù)庫(kù)

45、系統(tǒng)案例分析15. WEB應(yīng)用系統(tǒng)案例分析16. 網(wǎng)絡(luò)工程案例分析人-機(jī)交互 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 842021-4-281.6 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的發(fā)展速度是非?？斓?，計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)的不斷更新，有限的在校時(shí)間與不斷增長(zhǎng)的知識(shí)的矛盾更為突出。 戈登摩爾(Gordon Moore，Intel公司創(chuàng)建人之一)曾預(yù)言微處理器的處理能力每18個(gè)月到24個(gè)月將增加一倍，這個(gè)定律就是“摩爾定律(Moores Law)” 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展給人們的工作和生活提供了新的方式。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的教育除了受到計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的影響外，同時(shí)還受到文化與社會(huì)發(fā)展的影響。 計(jì) 算 機(jī)

46、 科 學(xué) 導(dǎo) 論 852021-4-281.6.1 教育的目的和基本要求教育的目的是培養(yǎng)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的工作能力，包括面向?qū)W科的思維能力和使用工具的能力。培養(yǎng)計(jì)算機(jī)能力的過程有五個(gè)步驟： (1) 激發(fā)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的激情； (2) 闡明計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域； (3) 揭示計(jì)算機(jī)的特色； (4) 弄清計(jì)算機(jī)特色的歷史根源； (5) 實(shí)踐計(jì)算機(jī)的特色。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科最初來(lái)源于數(shù)學(xué)學(xué)科和電子學(xué)科，學(xué)生除了要掌握本學(xué)科的各個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的基本知識(shí)和技術(shù)外，還必須具有較扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底，掌握科學(xué)的研究方法，熟悉計(jì)算機(jī)如何得以實(shí)際應(yīng)用，并具有有效的溝通能力和良好的團(tuán)隊(duì)工作能力。 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 8620

47、21-4-281.6.2 學(xué)習(xí)方法 學(xué)習(xí)方法主要有以下幾個(gè)方面。 1學(xué)習(xí)計(jì)劃的制定 2常規(guī)學(xué)習(xí)方法 (1) 課前預(yù)習(xí) (2) 上課聽講 (3) 課后復(fù)習(xí) (4) 作業(yè)與操作 (5) 小結(jié) 3理論、抽象、設(shè)計(jì)三個(gè)過程的學(xué)習(xí)方法 (1) 第一個(gè)過程理論 (2) 第二個(gè)過程抽象 (3) 第三個(gè)過程設(shè)計(jì) 4確定有計(jì)劃的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 導(dǎo) 論 872021-4-281.7 本 章 小 結(jié) 計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究范疇包括了計(jì)算機(jī)理論、硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用等。本章從計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的歷史背景開始，介紹了計(jì)算機(jī)的基本概念、類型、特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的定義、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識(shí)體系、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育等基本概念，闡述了Internet對(duì)信息化社會(huì)的影響以及信息化社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的需求。通過本章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)理解計(jì)算機(jī)的基本概念、信息化社會(huì)的特征以及信息化社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求，并初步了解計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究范疇，明確今后學(xué)習(xí)的目標(biāo)和內(nèi)容。同時(shí)，讀者應(yīng)樹立學(xué)好計(jì)算機(jī)課程的自信心和強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感，為計(jì)算機(jī)的發(fā)展和國(guó)家的繁榮貢獻(xiàn)自己的力量。