计算机学科相关专业课程体系结构课件.ppt

1、计 算 机 导 论第第12章章计算机学科计算机学科相关专业课程体系结构相关专业课程体系结构第第1212章计算机学科章计算机学科相关专业课程体系结构相关专业课程体系结构q教学目标掌握计算机学科的基本内容掌握计算机学科各分支学科的研究内容了解我国计算机学科相关专业的设置情况了解计算机学科基础课程 掌握计算机学科不同相关专业的核心知识领域、课程体系结构 了解各专业培养目标和方向课程群 第第1212章计算机学科章计算机学科相关专业课程体系结构相关专业课程体系结构q12.1 学科介绍q12.2 相关专业介绍12.1 12.1 学科介绍学科介绍 q计算机学科是一门实用性很强、发展极其迅速的技术学科，它建立

2、在数学、电子学（特别是微电子学）、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是，它并不是简单地应用某些学科的知识，而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。q计算机学科包括5个分支学科，即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。 12.1 12.1 学科介绍学科介绍 q12.1.1 理论计算机科学q12.1.2 计算机系统结构q12.1.3 计算机组织与实现q12.1.4 计算机软件q为了要解决数学基础的某些理论问题，即是否有的问题不是算法可解的，数理逻辑学家提出了几种不同的（后来证明是彼此等价的）算法定义，从而

3、建立了算法理论（即可计算性理论）。q30年代前期，K.哥德尔和S.C.克林尼等人创立了递归函数论，将数论函数的算法可计算性刻划为递归性。q30年代中期，A.M.图灵和E.L.波斯特彼此独立地提出了理想计算机的概念，将问题的算法可解性刻划为在具有严格定义的理想计算机上的可解性。q30年代发展起来的算法理论，对在40年代后期出现的存储程序型计算机的设计思想是有影响的。图灵提出的理想计算机（称为图灵机）中的一种通用机就是存储程序型的。 12.1.1 12.1.1 理论计算机科学理论计算机科学q理论计算机科学主要包括：自动机论与形式语言理论；程序理论（包括程序正确性证明、程序验证等）；形式语义学；算法

4、分析和计算复杂性理论。 12.1.2 12.1.2 计算机系统结构计算机系统结构q计算机系统结构确定分配给硬件子系统的功能及其概念结构。q硬件子系统的典型结构是诺伊曼结构，它由运算器、控制器、存储器和输入、输出设备组成，采用“指令驱动”方式。当初，它是为解非线性、微分方程而设计的，并未预见到高级语言、操作系统等的出现，以及适应其他应用环境的特殊要求。q软件子系统都是以这种诺伊曼结构为基础而发展的。但是，其间不相适应的情况逐渐暴露出来。q向量计算机、并行处理计算机系统、分布计算机系统q数据流机器和归约机q快速傅里叶变换机器，过程控制计算机q分布式计算机，这类计算机包含有外围处理机、通信处理机、维

5、护处理机q912.1.3 12.1.3 计算机组织与实现计算机组织与实现q在计算机系统结构确定分配给硬件子系统的功能及其概念结构之后，计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令级的各种功能和特性。q包括各功能部件的布置、相互连接和相互作用。各功能部件的性能参数相互匹配，是计算机组织合理的重要标志，因而相应地就有许多计算机组织方法。12.1.4 12.1.4 计算机软件计算机软件q软件的研究领域主要包括程序设计、基础软件、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程，是软件研究和发展的基础环节。基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。软件工程是采用工程方法研究和维

6、护软件的过程，以及有关的技术。12.2 12.2 相关专业介绍相关专业介绍q12.2.1 学科基础课程q12.2.2专业培养目标与知识领域12.2.1 12.2.1 学科基础课程学科基础课程q计算机导论 q程序设计基础 q离散数学q算法与数据结构q计算机组成原理q操作系统q数据库系统原理q编译原理q计算机网络q数字逻辑（1 1）计算机导论）计算机导论 q为计算机专业的新生提供一个关于计算机学科的入门介绍，使他们能对该学科有一个整体的认识，提高他们学习计算机专业的兴趣，并了解该专业的学生应具有的基本知识和技能以及在该领域工作应有的职业道德和应遵守的法律准则。（2 2）程序设计基础）程序设计基础

7、q本课程既培养学生解决问题（算法与程序设计）的能力,又使他们比较熟练地掌握一种程序设计语言。应注意介绍独立于任何特定编程语言的算法概念和结构，强化训练程序设计的经验和相关技术。重点是程序设计实践及培养学生分析问题和解决问题的能力训练。先修课程：计算机导论。q本课程介绍程序设计的基本概念，强调算法的重要性及其在程序设计中的作用。注意强调算法而不是语法细节。讲授程序设计语言的重点可以考虑用传统的过程式语言，也可用面向对象语言；事实上，使用面向对象语言介绍程序设计时，常常需要从这些语言的过程性语句开始。应注意使这门课程同面向对象的程序设计课程有所区别。在本课程中，对控制语句的讨论应先于对类、子类和继

8、承等概念的讨论。 （3 3）离散数学）离散数学q离散数学是计算机科学的基础内容。计算机的许多领域都要用到离散数学中的概念。离散数学包括了集合论、数理逻辑、图论和组合数学的重要内容。形式的数学证明贯穿此课程。数据结构和算法中有大量离散数学的内容。例如，在形式说明、验证、密码学中都需要有理解形式证明的能力。图论的概念被用于计算机网络、操作系统和编译原理等领域。集合论的概念被用在软件工程和数据库中。随着计算机科学的日益成熟,越来越多的分析技术被用于实践。为了理解将来的计算技术,学生需要对离散数学有深入的理解。先修课程：数学分析或高等数学。（4 4）算法与数据结构）算法与数据结构q介绍常用的数据表示和

9、处理技术，包括顺序存储和链接存储的线性表、栈和队列的表示和操作；字符串的模式匹配算法；插入排序、选择排序、快速排序等常见的内部排序方法；顺序存储的数组的地址计算方法；树的存储结构、遍历和线性表示；二叉树的遍历、存储和查找；穿线树和穿线排序；查找树、平衡树、Huffman算法、B树等常见树的表示和有关算法；图的表示、遍历及应用。先修课程：高级语言程序设计、离散数学。 （5 5）计算机组成原理）计算机组成原理q以冯诺依曼计算机模型为出发点，介绍计算机的组织结构和工作原理，剖析计算机的运算器、存储器、控制器和输入输出设备的结构、工作原理与相互关系。先修课程：计算机导论、数字逻辑。（6 6）操作系统）

10、操作系统q介绍操作系统的设计和实现，包括操作系统各组成部分的概述，互斥性和同步性，处理器实现，调度算法，存储管理，设备管理和文件系统。先修课程：算法与数据结构、计算机组成基础。 （7 7）数据库系统原理）数据库系统原理q介绍数据库系统的基本概念、原理、方法及应用，主要包括数据库系统概论（数据库技术的发展、数据模型、数据库体系结构等；关系数据模型、数据库查询语言SQL、函数依赖及关系规范化理论）；数据库管理系统实现技术（事务、并发控制、恢复、完整性和安全性等概念及有关实现机制）；数据库存储结构（文件组织、索引、散列技术等）；其他类型的数据库系统介绍（分布式数据库、面向对象数据库、对象关系数据库及

11、数据库技术发展趋势等）。先修课程：数据结构与算法、离散数学。 （8 8）编译原理）编译原理q介绍编译原理的理论和实践，包括编译程序设计，词法分析，语法分析，符号表，声明和存储管理，代码生成以及优化技术。先修课程：程序设计、离散数学、算法与数据结构。q本课程有两个不同的但有联系的目标。第一，它研究了语言翻译的理论。第二，它展示了怎样应用这个理论去建立编译器、解释器和编译器生成程序。 （9 9）计算机网络）计算机网络q介绍数据通信的基本概念和计算机网络的基本原理，包括计算机网络的体系结构、数据通信的基本方法和协议、计算机网络的主要应用协议；同时介绍计算机网络系统的安全和管理知识，使学生对数据通信和

12、计算机网络有一个全面理解。先修课程：计算机导论、计算机组成、操作系统、算法与数据结构。（1010）数字逻辑）数字逻辑q本课程作为电路设计的基础课程，介绍数字系统设计的基本方法，包括数制与码制、逻辑代数、组合电路的分析与设计、时序电路的分析与设计以及逻辑门陈列等知识。先修课程：计算机导论。12.2.212.2.2专业培养目标与知识领域专业培养目标与知识领域q计算机科学与技术专业q软件工程专业q自动化专业q电子商务专业（1 1）计算机科学与技术专业）计算机科学与技术专业q培养目标本专业主要培养能胜任计算机科学研究、计算机系统设计、开发与应用的高级专门人才。课程设置突出数学与自然科学基础知识以及计算

13、机、网络与信息系统相关的基本理论、基本知识和基本技能。q核心知识领域核心知识领域：离散数学、基本算法、程序设计、数据结构、计算机组成、操作系统、计算机网络、数据库系统、软件工程等。q专业方向软件应用开发、硬件应用开发、网络技术应用等（1-11-1）软件应用开发方向）软件应用开发方向q 软件应用开发主要包括编程基础算法与复杂性编程语言网络技术人机交互图像处理智能系统信息管理软件工程等课程。26编程基础q主要内容包括程序设计结构，算法，问题求解和数据结构等。它考虑的是如何对问题进行抽象。它属于学科抽象形态方面的内容，并为计算学科各分支领域基本问题的感性认识(抽象)提供方法。 算法与复杂性q主要内容

14、包括算法的复杂度分析，典型的算法策略，分布式算法，并行算法，可计算理论，P类和NP类问题，自动机理论，密码算法以及几何算法等。 编程语言q主要内容包括程序设计模式，虚拟机，类型系统，执行控制模型，语言翻译系统，程序设计语言的语义学，基于语言的并行构件等。 网络技术q主要内容包括计算机网络的体系结构，网络安全，网络管理，无线和移动计算以及多媒体数据技术等。 人人- -机交互机交互q主要内容包括以人为中心的软件开发评价，图形用户接口设计，多媒体系统人机接口等。 图像处理与可视计算图像处理与可视计算q主要内容包括计算机图形学，可视化，虚拟现实，计算机视觉等。智能系统智能系统q主要内容包括约束可满足性

15、问题，知识表示和推理，Agent，自然语言处理，机器学习和神经网络，人工智能规划系统和机器人学等。信息管理信息管理q主要内容包括信息模型与信息系统，数据库系统，数据建模，关系数据库，数据库查询语言，关系数据库设计，事务处理，分布式数据库，数据挖掘，信息存储与检索，超文本和超媒体，多媒体信息与多媒体系统，数字图书馆等。软件工程软件工程q主要内容包括软件过程，软件需求与规格说明，软件设计，软件验证，软件演化，软件项目管理，软件开发工具环境，基于构件计算，形式化方法，软件可靠性，专用系统开发等。 （1-21-2）硬件应用开发方向）硬件应用开发方向q硬件应用开发主要包括:电子技术数字逻辑计算机组成原理

16、微机原理与接口技术汇编语言嵌入式系统电子技术电子技术q主要内容包括电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术等。数字逻辑数字逻辑q主要内容包括数值与码制、逻辑代数及逻辑函数化简、基本逻辑电路及触发器、各种集成组合电路的设计与应用、同步时序电路与异步时序电路的设计与分析、集成化时序电路、逻辑电路的参数、集成化存储电路等。计算机组成原理计算机组成原理q主要内容包括计算机的发展概况、系统结构、数据的表示方法及其主要部件、内部的指令系统和存储系统、输入输出设备的结构和工作原理、CPU与外设间传送数据的控制方法。微机原理与接口技术微机原理与接口技术q主要内容包括微处理器的组成原理、体系结构、常用总线、存储

17、器的组成以及外围接口电路，多功能外围芯片、输入输出设备的功能、工作原理及接口电路等。汇编语言汇编语言q主要内容是阐述IBM PC及其兼容机上汇编语言程序设计的方法和技术。包括IBM PC机的指令系统和寻址方式、子程序结构、输入输出程序方法、BIOS和DOS系统功能调用等程序设计技术。嵌入式系统嵌入式系统q围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统，讲述嵌入式系统的概念、软硬件组成、开发过程以及嵌入式Linux应用程序和驱动程序的开发设计方法。本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。（1-31-3）网络技术应用方向）网络技术应用方向q网络应用方向主要培

18、养掌握计算机网络应用知识，能熟练地开发网络应用软件，构建和管理网络，具备较全面地解决实际问题的能力。q课程体系包括如下内容：网络基础知识 网络软件开发 交换技术 网络安全技术技术 网络技术课程体系网络技术课程体系q网络基础知识包括TCP/IP协议、OSI模型及FTP、DNS服务器设置、组网技术、交换机及路由器的连接方式、基本配置等。q网络软件开发包括ASP/JSP开发技术，能够独立开发网络版管理系统（如新闻发布）。q交换技术包括交换机的VLAN、STP 、RSTP高级配置技术，路由器的RIP和IP访问列表、NAT高级配置技术等。q网络安全技术技术包括防火墙原理、防火墙应用、入侵检测等。（2 2

19、）软件工程专业）软件工程专业q培养目标本专业主要培养能从事软件工程技术研究、设计、开发、管理、服务等工作的专门人才。要求学生掌握计算机科学基础理论、软件工程专业的基础知识和应用知识，具有软件开发能力以及软件开发实践的初步经验和项目组织管理的基本能力，具有初步的创新和创业意识、竞争意识和团队精神。q核心知识领域计算基础、数学和工程基础、职业实践、软件系统建模与分析、软件系统设计、验证和确认、软件过程、软件质量、软件管理。q专业方向理论拓展方向、Java技术方向、.Net技术方向等45(2-1)(2-1)理论拓展方向理论拓展方向q理论拓展方向主要对软件工程以及计算机科学与技术学科相关的理论内容进行

20、拓展学习，使学生掌握更加完整的学科理论体系，主要课程包括计算机体系结构、电子商务概论、嵌入式系统和软件体系结构。46计算机体系结构计算机体系结构q主要内容包括计算机系统的概念结构、指令集结构、流水线技术、指令级并行、存储层次、输入输出系统、多处理机技术。47软件体系结构软件体系结构q主要内容包括软件体系结构概论、软件体系结构建模方法、软件体系结构风格、软件体系结构描述语言、动态软件体系结构、Web服务体系结构、基于体系结构的软件开发、软件体系结构的分析与测试、软件体系结构评估方法及软件产品线体系结构。48(2-2) Java(2-2) Java技术方向技术方向qJava技术方向主要开设以Jav

21、a平台为主的技术课程，包括Java Web技术、Java EE及框架技术、Linux系统应用等课程。49Java WebJava Web技术技术q主要包括Jsp基本语法、Jsp内置对象、JavaBean、会话跟踪、JSTL、MVC模式、JDBC、Servlet、Tomcat服务器配置等。使学生理解和掌握Jsp动态网站的架构和开发，具备利用Jsp+Servlet技术开发综合Web应用程序的能力，为深入学习Java EE技术奠定基础。50Java EEJava EE及框架技术及框架技术q主要学习Java平台下企业级大型应用开发技术，包括Java企业平台的标准和相关服务器介绍，SSH框架使用技术等。

22、51LinuxLinux系统应用系统应用q主要包括Linux系统的基本操作、文件管理、Web服务器管理、FTP等服务器配置管理等内容。52(2-3) .Net(2-3) .Net技术方向技术方向q.Net技术方向主要开设以.Net平台为主的开发技术课程，包括C#基础与WinForm、A应用开发、网络安全技术等。53C#C#基础与基础与WinformWinformq主要包括.NET Framework的体系结构、组件及环境设置、面向对象的概念、WinForms基础知识、调试、测试和异常处理、ADO.NET对象模型的结构、.NET数据提供程序及创建数据库连接、DataGrid控件等。54AA应用开

23、发应用开发q主要包括使用C#.Net语法的ASP.NET程序； .Net Framework类函数库的使用； A的HTTP对象、输入输出与Cookies处理 ；Web窗体程序设计；Web窗体处理；Web服务器文件的处理；ADO.Net网页数据库操作；ADO.Net数据库查询；网页数据库的显示与维护控件；ASP.Net的Web应用程序；ASP.NET中的用户自定义控件（ASCX）与文件上传。55特色课程特色课程q网络程序设计基础q软件工程q软件项目管理q面向对象系统分析与设计。56网络程序设计基础网络程序设计基础q主要讲述网页设计制作中的程序编写、可视化工具的应用等知识，课程的主要教学目的是通过

24、对网页编程语言进行课堂讲解与练习，让学生能掌握网页设计中相关的设计思维与网页内容表现方面的编码知识，使学生能够掌握相关软件操作的基本方法，并能够灵活运用课堂知识处理实际项目。课程内容包括：HTML基本语法，常用标签的使用，表格的使用，层和框架的使用，CSS的使用，Javascript的使用。57软件工程软件工程q是一门面向软件工程本科学生的专业主干课，主要讲述软件工程的基本概念、原理和方法，从软件开发技术、软件工程管理和软件工程环境等几个方面了解如何将系统的、规范的和可度量的工程方法运用于软件开发和维护中。课程的主要教学目的是要求学生通过本门课的学习基本掌握结构化方法、面向对象方法等软件开发技

25、术，初步了解软件复用的概念，同时对软件工程环境和环境等内容有一个总体的了解。课程内容包括：软件与软件工程定义，生存周期与软件开发模型，结构化分析、设计与编码，面向对象分析、设计与编码，软件的测试，软件的维护。58软件项目管理软件项目管理q是一门面向软件工程专业的本科学生所开设的专业主干课，主要讲述软件项目管理的基本知识，课程的主要教学目的是培养学生运用软件项目管理分析和解决问题的能力，使学生掌握软件项目管理的基本理论与软件项目管理的方法、流程和工具。课程内容包括：软件项目管理的基本概念、软件项目合同管理、软件项目生存期模型、软件项目需求管理、软件项目任务分解、软件项目规模成本估算、软件项目进度

26、计划 、软件项目质量计划、软件项目配置管理计划、软件项目风险管理计划、软件项目团队管理、软件项目度量管理、软件项目集成计划、软件项目跟踪控制、软件项目结束过程。59面向对象系统分析与设计面向对象系统分析与设计q课程结合统一建模语言UML和项目案例，使学生深入理解以面向对象方法为主线的软件工程技术的精髓和实质，系统了解并掌握面向对象分析与设计等相关软件工程领域的关键技术，包括基于用例的需求定义、面向对象的系统分析和系统设计、设计模式和框架复用、软件架构和软件构件技术等内容。通过以团队方式进行的项目实践环节，培养学生的软件开发实践和项目组织的初步经验、创新意识和团队精神。60(3)(3)自动化专业

27、自动化专业q培养目标本专业培养知识、能力、素质各方面全面发展，掌握自动化领域的相关理论、基本知识和专业技能，并能在工业企业、科研院所等部门从事有关运动控制、过程控制、制造系统自动化、自动化仪表和设备、机器人控制、智能监控系统、智能交通、智能建筑、物联网等方面的工程设计、技术开发、系统运行管理与维护、企业管理与决策、科学研究和教学等工作的宽口径、高素质、复合型的自动化工程科技人才。q核心知识领域电路及电子学基础、自动化基础理论、计算机技术基础（硬件、软件、网络等）、传感器与检测技术、电力电子技术、计算机控制技术、运动控制技术、过程控制技术等。61特色课程特色课程q数字电子技术q自动控制原理q嵌入

28、式系统等。62数字电子技术数字电子技术q主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用，逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、 集成芯片各脚功能等；主要内容包括数制与编码、数字逻辑电路基础、逻辑门电路、数码显示电路的分析与制作，计时器电路的分析与制作、数字电子钟分析与制作、电压发生器的分析与制作、半导体存储器和可编程逻辑器件等。63自动控制原理自动控制原理q主要内容包括：自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统的性能指标，自动控制系统的类型（连续、离散、线性、非线性等）及特点、自动控制系统的分析（时域法、频域法等）和设计方法等。通过本课程的学习，学生可以了解有关自动控制系统的运行机理、控制器

29、参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各种分析和设计方法等。64嵌入式系统嵌入式系统q主要介绍嵌入式系统的应用领域和发展方向、arm9处理器的架构及其内存管理、arm9体系结构的指令集与汇编代码的编写、嵌入式linux操作系统的基本知识、章介绍常见的bootloader、基于arm体系结构的linux内核、嵌入式文件系统的框架、嵌入式设备驱动程序结构、交叉开发环境模式和常用的调试技术、字符设备驱动程序的框架、块设备驱动程序的架构、网络设备驱动架构等。65（4 4）电子商务专业）电子商务专业q培养目标本专业培养具备管理、经济、法律、计算机、电子商务等方面知识，具备人文精神、科学素养和诚信品质，能

30、在企事业单位从事网站网页设计、网站建设维护、企业商品和服务的营销策划、客户关系管理、电子商务项目管理、电子商务活动的策划与运作等工作的应用型、复合型人才。q核心知识领域市场营销学、电子商务概论、网络营销基础与实践、电子商务营销写作实务、电子商务管理实务、ERP与客户关系管理、电子商务网站建设等。66特色课程特色课程q电子商务概论q网络营销q电子商务创新创业应用研究。67电子商务概论电子商务概论q内容涵盖了电子商务流程中涉及的各个方面，主要对电子商务相关的理论和技术进行介绍，包括基础与技术、交易模式、规划与实施流程、新应用等，着重介绍了B2C、C2C、B2B电子商务模式和完整的电子商务规划与实施

31、流程，最后介绍了移动商务和电子政务等电子商务的新应用。68网络营销网络营销q主要学习基于网络的营销理论和技巧方法，包括网络营销环境、网络营销信息的检索与处理、网络交易行为 、目标市场定位、营销策略、网络促销 、网络营销内部管理 、SEO技术等。69电子商务创新创业应用研究电子商务创新创业应用研究q该课程以全国大学生电子商务创新大赛为平台，通过团队式合作创新，进行企业的电子商务推广策划等创新创业性研究学习。70专业方向专业方向q本专业学生在学习基本理论知识后可以在“电子商务应用方向”和“电子商务工程方向”选择拓展方向学习，应用方向将学习旅游电子商务、搜索引擎技术应用研究、网页美工技术等课程，工程方向将学习面向对象程序设计、.NET软件技术、计算机网络等课程。71