計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算思維導(dǎo)論教學(xué)大綱

計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算思維導(dǎo)論課程(含學(xué)習(xí)輔導(dǎo))

教學(xué)大綱

課程教學(xué)大綱(Syllabusofcurriculumteaching)是根據(jù)教學(xué)計(jì)劃要求，課程在教

學(xué)計(jì)劃中的地位、作用，以及課程性質(zhì)、目的、任務(wù)而規(guī)定的課程內(nèi)容、體系、范圍

和教學(xué)實(shí)施的基本綱要。

1

課程基本描述

"計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算思維導(dǎo)論〃是計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、

信息技術(shù)、信息系統(tǒng)等分支學(xué)科的學(xué)生全面了解計(jì)算機(jī)學(xué)科基本概貌的引

導(dǎo)性課程，也是電子信息類學(xué)生全面了解計(jì)算機(jī)科學(xué)內(nèi)容和方法的通識(shí)課

程。通過該課程學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)學(xué)科的基本內(nèi)涵，知道該學(xué)什么

和應(yīng)該怎么學(xué)，并使學(xué)生對本學(xué)科產(chǎn)生濃厚的興趣，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)奠定

良好基礎(chǔ)。由于該課程涉及計(jì)算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域的各個(gè)方面，具有一定的廣度

和深度，而在這之前學(xué)生并沒有該學(xué)科的任何知識(shí)背景，難免使學(xué)生在學(xué)

習(xí)過程中感到茫然。因此，開設(shè)本課程的目的意義猶如一個(gè)人到了一個(gè)陌

生的城市，雖然對該城市的基本概況一無所知，但如果先站在該城市的最

高處俯瞰整個(gè)城市，就會(huì)立即對該城市的概貌有個(gè)大致了解。

表1課程開設(shè)描述

課程編號(hào)課程名稱計(jì)算機(jī)（科學(xué)）導(dǎo)論（概述）

課程類別專業(yè)必修開課學(xué)期第一學(xué)年的第一學(xué)期

授課對象本科生/雙學(xué)位/自考本科/等課程性質(zhì)計(jì)算機(jī)或電子信息類的必修題課程

主教材名計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算思維導(dǎo)論輔助教材計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算思維導(dǎo)論學(xué)習(xí)輔導(dǎo)

適用專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)、電子信息類等

先修課程高等數(shù)學(xué)、程序設(shè)計(jì)方法：C語言程序設(shè)計(jì)）等

學(xué)分理論教學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)數(shù)總學(xué)時(shí)

學(xué)分學(xué)時(shí)

5483280

考核比例平時(shí)作業(yè)20%理論考核50%實(shí)驗(yàn)考核30%三項(xiàng)考核合過100分

2

課程教學(xué)定位

1.課程性質(zhì)

計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論是計(jì)算機(jī)學(xué)科的窗口，其作用是透視〃導(dǎo)論〃屬性，體現(xiàn)

"導(dǎo)"與"論〃的真實(shí)內(nèi)涵。作為計(jì)算機(jī)學(xué)科全程教學(xué)內(nèi)容的導(dǎo)引課程，

應(yīng)俯瞰計(jì)算機(jī)學(xué)科全貌。課程構(gòu)建的實(shí)質(zhì)是尋求一種統(tǒng)一的思想來認(rèn)知計(jì)

算機(jī)學(xué)科，并對計(jì)算機(jī)學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)化和科學(xué)化的描述，注重學(xué)科發(fā)展的

動(dòng)態(tài)性和知識(shí)傳授的有效性；突出計(jì)算機(jī)科學(xué)方法論在本課程教學(xué)中的引

導(dǎo)作用；揭示計(jì)算思維與計(jì)算學(xué)科形態(tài)的內(nèi)在關(guān)系；體現(xiàn)計(jì)算思維在課程

教學(xué)與人才培養(yǎng)中的作用意義。2.課程特點(diǎn)計(jì)算機(jī)學(xué)科是一門新興綜合性

學(xué)科，且與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)等學(xué)科的發(fā)展有著密切關(guān)系。作為計(jì)算

機(jī)學(xué)科導(dǎo)論課程，在課程構(gòu)建上，以計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢與前沿技術(shù)為課程

視野，全面概括計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)體系及其理論基礎(chǔ)，并體現(xiàn)本課程的基礎(chǔ)

特性；在教學(xué)內(nèi)容上，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的幾乎所有領(lǐng)域，并

具有相當(dāng)?shù)膹V度和深度；在教學(xué)方法上，突顯計(jì)算機(jī)學(xué)科方法論及其計(jì)算

思維在課程教學(xué)和人才培養(yǎng)中的引導(dǎo)作用，并充分體現(xiàn)計(jì)算機(jī)學(xué)科的形態(tài)

特征。3.課程目標(biāo)本課程力圖將理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)完美結(jié)合，通過

本課程學(xué)習(xí)，力圖實(shí)現(xiàn)如下教學(xué)目標(biāo)。（1）了解計(jì)算機(jī)科學(xué)及其學(xué)科體系

的形成、發(fā)展趨勢、知識(shí)結(jié)構(gòu)、經(jīng)典問題、學(xué)科方法論等。（2）掌握正確

的學(xué)習(xí)方法、計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和持續(xù)發(fā)展奠定

基礎(chǔ)。（3）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探索問題的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維分

析問題和解決問題的能力。（4）認(rèn)識(shí)本課程的基礎(chǔ)性、科學(xué)性、邏輯性、

時(shí)代性，以及本課程在計(jì)算機(jī)學(xué)科體系中的作用地位，使學(xué)生在潛移默化

中意識(shí)到能力培養(yǎng)的全面性、知識(shí)更新的重要性、自我提升的必要性。（5）

展示學(xué)術(shù)魅力、培養(yǎng)計(jì)算思維、傳承計(jì)算文化、弘揚(yáng)科學(xué)精神、激發(fā)探索

熱情，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)的全面提高。使本課程在大學(xué)甚至整個(gè)職業(yè)生

涯學(xué)習(xí)中具有重要的引導(dǎo)作用。

3

課程知識(shí)體系

本課程與其他課程知識(shí)體系的最大區(qū)別是突出科學(xué)方法論在計(jì)算機(jī)學(xué)科中

的作用，科學(xué)方法論是關(guān)于人們認(rèn)識(shí)世界、改造世界的方法理論，是一種以

解決問題為目標(biāo)的理論體系或系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中最為典型的科學(xué)方法是

數(shù)學(xué)方法、計(jì)算思維（抽象與自動(dòng)化）和計(jì)算學(xué)科形態(tài)（抽象、理論、設(shè)計(jì)），

它們是分析問題、解決問題的過程和思想，是人類求解問題的有效途徑。

基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論，是以計(jì)算思維為引導(dǎo)，以學(xué)科形態(tài)為紐

帶，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，力圖通過計(jì)算機(jī)的形成與發(fā)展，揭開計(jì)算機(jī)科學(xué)

的神秘面紗；通過數(shù)據(jù)表示、計(jì)算系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、算法構(gòu)建揭示計(jì)算思

維的本質(zhì)；通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、前沿技術(shù)，揭示計(jì)算機(jī)學(xué)科的形

態(tài)特征，并且將計(jì)算思維與學(xué)科形態(tài)融入到本課程的各個(gè)章節(jié)中，從而形

成了計(jì)算思維、學(xué)科形態(tài)、知識(shí)主領(lǐng)域三者相融合的課程知識(shí)結(jié)構(gòu)，其邏

輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1計(jì)算思維、學(xué)科形態(tài)、知識(shí)主領(lǐng)域相融合的課程體系結(jié)構(gòu)

本課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生全面了解計(jì)算機(jī)學(xué)科所涉及的各個(gè)主領(lǐng)域，并

以基本概念-基本方法-基本技術(shù)這一進(jìn)階式-模塊化結(jié)構(gòu)規(guī)劃教學(xué)進(jìn)程，

課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算思維導(dǎo)論課程體系

1.基本概念計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)科、計(jì)算思維是一個(gè)形成與發(fā)展的過程。

本模塊從這三個(gè)方面（3章），闡述計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)科的形成與發(fā)展過

程以及計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)學(xué)科中的作用體現(xiàn)。本模塊是后續(xù)各章的概念和

方法的基礎(chǔ)，是形成科學(xué)的知識(shí)體系和穩(wěn)定的知識(shí)結(jié)構(gòu)的依據(jù)。將計(jì)算機(jī)

科學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)科、計(jì)算思維三者相融合，形成如圖1所示的課程體系結(jié)

構(gòu)。（1）計(jì)算機(jī)科學(xué)全面介紹了從原始計(jì)算工具到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的形成、

發(fā)展過程、發(fā)展趨勢和未來新一代計(jì)算機(jī)的概況。通過從原始計(jì)算工具到

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的描述，將計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)與相關(guān)的人文知識(shí)、人文精神和學(xué)

科發(fā)展史有機(jī)地緊密結(jié)合，以此揭開計(jì)算機(jī)的神秘面紗、克服學(xué)生對計(jì)算

機(jī)的神秘感和畏懼心理、無形而自然地啟迪學(xué)習(xí)思想、激發(fā)探索精神、培

養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。（2）計(jì)算機(jī)學(xué)科計(jì)算機(jī)從一種純粹的計(jì)算工具發(fā)展成為一

門舉世矚目的計(jì)算機(jī)學(xué)科，如今不僅成為一種社會(huì)文化，而且成為世界各

國發(fā)展的重要戰(zhàn)略手段。作為一門新興學(xué)科，它包括哪些知識(shí)領(lǐng)域？具有

哪些形態(tài)特征？等等。所有這些都是計(jì)算機(jī)學(xué)科的學(xué)生必須了解和掌握的。

通過本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生對本學(xué)科有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)和明確的學(xué)習(xí)方向，懂

得應(yīng)該掌握哪些知識(shí)，應(yīng)該具備什么樣的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力，并在往后的學(xué)

習(xí)過程中不會(huì)感到困惑和茫然。（3）計(jì)算思維屬于科學(xué)思維的范疇,雖

然計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)沒有必然聯(lián)系，但計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給計(jì)算思維的發(fā)展帶

來了根本性的變化，這一變化對計(jì)算機(jī)科學(xué)及其計(jì)算機(jī)學(xué)科教育的縱深發(fā)

展起到了極大的促進(jìn)作用，因而受到計(jì)算機(jī)學(xué)界的高度關(guān)注和重視。通過

本章學(xué)習(xí)，了解計(jì)算思維的本質(zhì)特征、計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)學(xué)科中的作用體

現(xiàn)、計(jì)算思維能力的培養(yǎng)等。2.基本方法計(jì)算機(jī)是計(jì)算的機(jī)器，也是程序

的機(jī)器，涉及數(shù)據(jù)表示、軟硬件組成、程序設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)。本模塊從數(shù)

據(jù)表示、計(jì)算系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、算法構(gòu)建等四個(gè)方面（4章），闡述利用計(jì)

算機(jī)解決計(jì)算問題的基本方法和必要條件，并且全面體現(xiàn)了計(jì)算思維方法。

（1）數(shù)據(jù)表示是對數(shù)值數(shù)據(jù)、字符數(shù)據(jù)、邏輯數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)的抽象，

把人們習(xí)慣使用的語義符號(hào)轉(zhuǎn)換成便于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字符號(hào)，即實(shí)現(xiàn)語

義符號(hào)數(shù)字化。（2）計(jì)算系統(tǒng)是對計(jì)算機(jī)硬件和軟件的抽象，計(jì)算系統(tǒng)

由硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和它們管理的數(shù)據(jù)構(gòu)成，解決計(jì)算問題以及與人機(jī)

交互問題。具體說，計(jì)算系統(tǒng)以〃計(jì)算”為目的，探索問題求解的過程抽

象和工作方式；以"系統(tǒng)”為研究和應(yīng)用對象，探索系統(tǒng)的存在方式和變

化規(guī)律。（3）程序設(shè)計(jì)是對問題求解過程的抽象，包括對程序設(shè)計(jì)語言

和程序設(shè)計(jì)方法的抽象，它體現(xiàn)了計(jì)算思維的本質(zhì)特征一一抽象與自動(dòng)化。

（4）算法構(gòu)建是對實(shí)際問題數(shù)學(xué)描述的抽象，是問題求解的靈魂。計(jì)算

思維的核心是問題求解，被公認(rèn)為計(jì)算科學(xué)的基石，包括數(shù)值數(shù)據(jù)的數(shù)值計(jì)

算、非數(shù)值數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)元素的排序和查找等。對初學(xué)

者而言，程序設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于語言基本要素和語法規(guī)則的掌握，而設(shè)計(jì)出

高水平程序的基礎(chǔ)是臭好的算法設(shè)計(jì)。3,基本技術(shù)本模塊從數(shù)據(jù)庫技術(shù)、

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)等三個(gè)方面（3章），闡述計(jì)算機(jī)技術(shù)的

綜合應(yīng)用與能力培養(yǎng)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全面體現(xiàn)了計(jì)算思維本質(zhì)（抽

象與自動(dòng)化）和計(jì)算機(jī)學(xué)科形態(tài)（抽象、理論、設(shè)計(jì)）；而計(jì)算機(jī)前沿技

術(shù)概括了目前計(jì)算機(jī)新技術(shù)應(yīng)用的6個(gè)主要方面（人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)）。對計(jì)算機(jī)學(xué)科學(xué)生來說，全面

了解這些新技術(shù)的基本概況（基本概念、關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)應(yīng)用）是非常必

要的。

4

課堂教學(xué)實(shí)施

本課程由《計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算思維導(dǎo)論》和《計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算思維導(dǎo)論學(xué)習(xí)輔

導(dǎo)》兩部分組成，即分為理論教學(xué)與學(xué)習(xí)輔導(dǎo)兩個(gè)部分。（一）理論教學(xué)理論教

學(xué)10章，為了便教便學(xué)，各章給出了【問題引出】、【教學(xué)重點(diǎn)】和【教學(xué)目

標(biāo)】，從而使教學(xué)過程有的放矢，讓學(xué)生帶著問題在課程中尋找問題答案。理論

教學(xué)各章的教學(xué)內(nèi)容及其學(xué)時(shí)分配如表2所示。

表2課程理論教學(xué)

章序名稱與課時(shí)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)

計(jì)算機(jī)科學(xué)體系的形成、基于馮?諾依曼結(jié)構(gòu)了解人類計(jì)算工具的演化過程、計(jì)算機(jī)科學(xué)體

第1章計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢遂術(shù)系的形成和發(fā)展趨勢；熟悉基于馮諾依曼結(jié)

計(jì)算機(jī)科學(xué)概述

展望（如何突破和超越馮?諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)）構(gòu)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與性能特點(diǎn);掌握電子計(jì)

（4課時(shí)）等.苴機(jī)科學(xué)理論及其新技術(shù)的基本概念.

第2章計(jì)算機(jī)學(xué)科體系、計(jì)算機(jī)學(xué)科方法論、計(jì)算機(jī)掌握計(jì)算機(jī)學(xué)科的基本概念;熟悉計(jì)算機(jī)學(xué)科

計(jì)算機(jī)學(xué)科體系學(xué)科的數(shù)學(xué)方法、計(jì)算機(jī)學(xué)科的根本問題、計(jì)為知識(shí)體系;了解計(jì)算機(jī)學(xué)科形態(tài)、學(xué)科特點(diǎn)、

（4課時(shí)）算機(jī)學(xué)科的經(jīng)典問題等.科學(xué)方法、根本問題、經(jīng)典問題等.

第3章計(jì)尊思維的基本概念及其本質(zhì)特征、計(jì)算思維掌握計(jì)算思維的基本概念;熟悉計(jì)尊思維的本

計(jì)其思維及其作用體與問題求解、計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的作質(zhì)與學(xué)科形態(tài)的關(guān)系;認(rèn)識(shí)計(jì)算■在計(jì)算機(jī)

現(xiàn)（4課時(shí)）用、計(jì)算恁雄在人才培養(yǎng)中的作用.學(xué)科中的作用體現(xiàn)和對其他學(xué)科a9影響.

計(jì)算機(jī)中的常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制、計(jì)數(shù)制的相互轉(zhuǎn)熟悉數(shù)值數(shù)據(jù)、字符數(shù)據(jù)、邏輯數(shù)據(jù)和多媒體

第4章?lián)Q、數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示、字符數(shù)據(jù)的編碼表數(shù)據(jù)的編碼表示方法;掌握各種進(jìn)位計(jì)數(shù)制的

數(shù)據(jù)表示的基本思維

示、邏輯數(shù)據(jù)的編碼表示、多媒體數(shù)據(jù)的編碼表示、轉(zhuǎn)換和］運(yùn)算方法；深刻理解語義符號(hào)數(shù)

（6課時(shí)）表示等.值化和信息符號(hào)數(shù)字化的計(jì)算思維.

計(jì)算系統(tǒng)的基本構(gòu)成與層次關(guān)系、各硬件子系熟悉處理器系統(tǒng)、存儲(chǔ)器系統(tǒng)、總線系統(tǒng)、輸

第5章統(tǒng)的工作原理、操作系統(tǒng)對各硬件子系統(tǒng)以及入/輸出接口等的基本結(jié)構(gòu)組成；了解操作系

計(jì)算系統(tǒng)的基本思維磁盤文件的組織與管理、硬件設(shè)備的相互連統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用和地位,操作系統(tǒng)對

（6課時(shí)）接、操作系統(tǒng)對信息交換的控制與管理等.各硬件子系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的管理方法.

掌握程序設(shè)計(jì)的基本思維及其抽象概念;熟悉

第6章程序設(shè)計(jì)的問題抽象、語言抽象、方法抽象、

源程序的翻譯方式和編譯過程；了解程序開發(fā)

程序設(shè)計(jì)的基本思維過程抽象，以及程序設(shè)計(jì)語言的基本成分與

的軟件工程方法;深刻認(rèn)識(shí)和全面了解通過程

（6課時(shí)）源程序的翻譯方法等.

序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)問題求解的計(jì)算思維.

掌握算法的基本概念;了解數(shù)值數(shù)據(jù)的常用描

第7章數(shù)值數(shù)據(jù)的描述、計(jì)算的復(fù)雜性、數(shù)值數(shù)據(jù)的述方法和計(jì)算的復(fù)雜性概念;熟悉數(shù)值數(shù)據(jù)的

算法構(gòu)建的基本思維常用算法、非數(shù)值數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型及其處常用G法工且數(shù)值數(shù)據(jù)的常見組陶及具處理方

（6課時(shí)）理方法、數(shù)據(jù)元素的查找與^序.法、數(shù)據(jù)元素的直找與排序方法.

熟悉關(guān)系雌模型、模式和關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系

數(shù)據(jù)庫技術(shù)概念、關(guān)系數(shù)據(jù)模型與關(guān)系數(shù)據(jù)庫

第8章統(tǒng)；了解關(guān)系犍的窗切優(yōu)化、規(guī)范化的基

一抽象；關(guān)系數(shù)據(jù)的查詢、優(yōu)化與規(guī)范化

數(shù)據(jù)庫技術(shù)本方法以及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法;掌握

理論；構(gòu)建雌庫應(yīng)用系統(tǒng)——設(shè)計(jì).

（4課時(shí)）開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的方法和步驟.

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本類型、體系結(jié)構(gòu)抽象；了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程、網(wǎng)絡(luò)的基本類

第9章

網(wǎng)絡(luò)信息傳輸、數(shù)據(jù)調(diào)制編碼、分組交換一型、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸；熟悉網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成、

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

理論；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成與因特網(wǎng)設(shè)計(jì)、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、因特網(wǎng)的基本應(yīng)用和信息安全技

（4課時(shí)）

機(jī)信息安全技術(shù)——理論與設(shè)計(jì).術(shù)；掌握網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和層次模型等概念.

熟悉計(jì)算機(jī)新技術(shù)中，入_L智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、

按照計(jì)算機(jī)學(xué)科的三個(gè)形態(tài)特征，介紹人工智物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等，了

第10章

能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物

計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)解這些新技術(shù)的基本概念、掌握基本結(jié)構(gòu)與

聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本概

（4課時(shí)）組成;了解這些新技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及其在相關(guān)

念、關(guān)健技術(shù)和技術(shù)應(yīng)用.領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用.

（二）學(xué)習(xí)輔導(dǎo)計(jì)算機(jī)學(xué)科的最大特點(diǎn)是知識(shí)面寬、實(shí)踐性強(qiáng)、軟/硬件技

術(shù)更新?lián)Q代快。因此，既要重視理論學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，也要重視實(shí)際動(dòng)手

能力的培養(yǎng)，更要重視自我提高能力的培養(yǎng)。為此，編寫了《計(jì)算機(jī)科學(xué)

與計(jì)算思維導(dǎo)論學(xué)習(xí)輔導(dǎo)》，內(nèi)容包括關(guān)聯(lián)知識(shí)、習(xí)題解析、知識(shí)背景、

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。1.關(guān)聯(lián)知識(shí)由于主教材篇幅的有限，故將那些與主教材教學(xué)內(nèi)

容密切相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)作為“關(guān)聯(lián)知識(shí)"，它是對主教材相關(guān)知識(shí)的補(bǔ)充和

拓展，更是為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和拓寬探索視野提供引導(dǎo)。作為專業(yè)導(dǎo)論課程，

介紹與本專業(yè)相關(guān)的知識(shí)領(lǐng)域是極為重要的，有利于學(xué)生日后研究和探索。

2.習(xí)題解析習(xí)題題型包括選擇題、問答題和討論題。通過習(xí)題解析，可對

照檢查學(xué)習(xí)效果，在鞏固各章所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，加深整體概念的理解和認(rèn)

識(shí)。討論題為學(xué)生課外學(xué)習(xí)提供思考和交流。3,知識(shí)背景知識(shí)背景描述與

計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)的科學(xué)家的生平事跡，以此拓展學(xué)生的專業(yè)知識(shí)視野、提

高人文素質(zhì)、增強(qiáng)科學(xué)探索的信心，激發(fā)學(xué)生堅(jiān)韌不拔、鍥而不舍、頑強(qiáng)

拼搏的精神品質(zhì)。4.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)雖然本課程是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課

程，但現(xiàn)在高等學(xué)校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育已不再是"零起點(diǎn)"，因而應(yīng)注重

培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力?？紤]到實(shí)驗(yàn)設(shè)施的可行性并兼顧新

生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)參差不齊等因素，我們設(shè)計(jì)了8個(gè)實(shí)驗(yàn)單元，每個(gè)實(shí)驗(yàn)單元

包含多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及其實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)如表3所示。

表3課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)

章序?qū)嶒?yàn)總元實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課時(shí)

第”章構(gòu)建微機(jī)系統(tǒng)3個(gè)項(xiàng)目：構(gòu)建微機(jī)硬件系統(tǒng)、BIOS設(shè)置、構(gòu)建微機(jī)軟件系統(tǒng)4

第12章文字錄入方法3個(gè)項(xiàng)目：打字指法練習(xí)、漢字拼音輸入法、五筆字形輸入法4

4個(gè)項(xiàng)目：Windows7對資源的管理、Windows7的附件工具、

第13章Windows7基本應(yīng)用4

Windows7的多媒體功能、文件壓縮與解壓

4個(gè)項(xiàng)目：文檔的建立與編輯、制作Word表格、文檔的圖文混

第14章Word2010基本應(yīng)用4

排、Word文檔的高級設(shè)置

第15章Excel2010基本應(yīng)用3個(gè)項(xiàng)目：創(chuàng)建Excel表格、計(jì)其和分析數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與打印4

3個(gè)項(xiàng)目：創(chuàng)建和編輯演示文稿、在演示文稿中插入對象、幻燈

第16章PowerPoint2010基本應(yīng)用4

片的規(guī)劃設(shè)計(jì)和制作

第17章Internet基本應(yīng)用3個(gè)項(xiàng)目：獲取網(wǎng)絡(luò)信息資源、收發(fā)電子郵件、網(wǎng)上信息發(fā)布4

第18章信息安全與數(shù)據(jù)加密2個(gè)項(xiàng)目：殺毒工具軟件、數(shù)據(jù)加密軟件4

8個(gè)實(shí)驗(yàn)單元25個(gè)實(shí)蛉項(xiàng)目32

我們打破了以計(jì)算機(jī)基本操作步驟來訓(xùn)練基本操作方法的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?/p>

采用了基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的案例教學(xué)模式，即將實(shí)臉內(nèi)容以任務(wù)（案例）的形式給

出，通過實(shí)驗(yàn)描述（提出問題）、實(shí)驗(yàn)分析（分析問題）、實(shí)驗(yàn)實(shí)施（解決問題），

讓學(xué)生帶著對案例的濃厚興趣，在實(shí)驗(yàn)過程中熟悉基本操作方法、掌握基

本操作技能、提高綜合應(yīng)用能力。例如，Office方面的實(shí)驗(yàn)，完成一個(gè)實(shí)

驗(yàn)項(xiàng)目，就是完成一項(xiàng)基本創(chuàng)作；完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)單元，就能提交一份完美

的作品（如畢業(yè)論文、求職材料、網(wǎng)上應(yīng)聘等）。實(shí)踐表明，采用這種教

學(xué)模式，能激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)作熱情，從而克服了為熟悉基本操

作而實(shí)驗(yàn)的枯燥性，體現(xiàn)了案例教學(xué)的趣味性、提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

使學(xué)生能以一種愉悅的心境學(xué)習(xí)和提高計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力，并在無形中抹

平入校時(shí)參差不齊的差異。

參考書籍

gg本科計(jì)算機(jī)專業(yè)特色吧

，

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計(jì)

第

禮

科

學(xué)

與

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克

思

雎

導(dǎo)

論

計(jì)算機(jī)科學(xué)

與計(jì)算思維導(dǎo)論

李云峰李婷丁紅梅編著

《計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算思維導(dǎo)論》

作者：李云峰、李婷、丁紅梅

價(jià)格：59.8元

內(nèi)容簡介

本書參照國際電氣與電子工程師學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)和美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)

（IEEE-CS&ACM）計(jì)算學(xué)科教程（CC2005）和中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

學(xué)科教程（CCC2002）編寫，并按照〃新工科"（新概念、新體系、新結(jié)

構(gòu)、新模式、新質(zhì)量）建設(shè)思想，構(gòu)建體現(xiàn)計(jì)算機(jī)學(xué)科基礎(chǔ)特性（基本概

念、基本方法、基本技術(shù)），凸顯計(jì)算機(jī)學(xué)科方法（典型方法、學(xué)科形態(tài)、

計(jì)算思維），突出計(jì)算機(jī)新技術(shù)（人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物

聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)）應(yīng)用的課程知識(shí)體系。本書共10章，涵蓋了計(jì)

算機(jī)學(xué)科知識(shí)主領(lǐng)域的全部內(nèi)容。

本書從學(xué)科認(rèn)知科學(xué)化、系統(tǒng)化和邏輯化出發(fā)，站在學(xué)科的高度闡述計(jì)算

機(jī)科學(xué)與技術(shù)知識(shí)，注重學(xué)科知識(shí)體系的完整性、邏輯性、創(chuàng)新性和時(shí)代

性，具有結(jié)構(gòu)新穎、層次分明、由淺入深、循序漸進(jìn)的特點(diǎn)。

本書可作為高等院校計(jì)算機(jī)類、電子信息類和電氣信息類"計(jì)算機(jī)（科學(xué)）

導(dǎo)論"課程教材，也可作為相關(guān)專業(yè)的教師和從事計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)工作

的工程技術(shù)人員的參考書。

目錄

向上滑動(dòng)閱覽

緒論——課程導(dǎo)學(xué)1

0.1課程教學(xué)定位1

0.2課程教學(xué)思維2

0.3課程知識(shí)結(jié)構(gòu)4

0.4課程教學(xué)輔導(dǎo)6

基本概念一一計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維

第1章計(jì)算機(jī)科學(xué)概述10

1.1人類計(jì)算工具的進(jìn)步10

1.1.1手工時(shí)代10

1.1.2機(jī)械時(shí)代12

1.1.3機(jī)電時(shí)代15

1.1.4電子時(shí)代16

1.2計(jì)算機(jī)科學(xué)體系的形成19

1.2.1布爾提出的邏輯代數(shù)19

1.2.2香農(nóng)提出的邏輯電路19

1.2.3維納提出的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)原則20

1.2.4圖靈提出的圖靈機(jī)和圖靈測試20

1.2.5馮?諾依曼提出的EDVAC23

1.3基于Neumann結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)25

13.1計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)組成25

13.2計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)26

1.3.3計(jì)算機(jī)的基本性能27

13.4計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用28

1.4突破與超越Neumann結(jié)構(gòu)31

1.4.1突破Neumann的體系結(jié)構(gòu)31

1.4.2突破Neumann的組成結(jié)構(gòu)34

143超越Neumann的體系結(jié)構(gòu)35

本章小結(jié)37

習(xí)題137

第2章計(jì)算機(jī)學(xué)科體系39

2.1計(jì)算機(jī)學(xué)科體系的構(gòu)建39

2.1.1科學(xué)與學(xué)科的概念39

2.1.2計(jì)算作為一門學(xué)科40

2.1.3CC2005學(xué)科體系42

2.1.4CCC2002學(xué)科體系45

2.2計(jì)算機(jī)學(xué)科方法論47

2.2.1計(jì)算機(jī)學(xué)科方法論概念47

2.2.2計(jì)算機(jī)學(xué)科的3個(gè)形態(tài)48

2.2.3計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心概念49

2.2.4計(jì)算機(jī)學(xué)科的典型方法50

23計(jì)算機(jī)學(xué)科的數(shù)學(xué)方法52

23.1數(shù)學(xué)方法及其作用體現(xiàn)52

23.2構(gòu)造性數(shù)學(xué)與證明方法54

2.3.3計(jì)算機(jī)學(xué)科的根本問題56

2.4計(jì)算機(jī)學(xué)科的經(jīng)典問題57

2.4.1理論意義上的不可計(jì)算問題——圖論問題57

2.4.2現(xiàn)實(shí)意義上的不可計(jì)算問題一一計(jì)算的復(fù)雜性59

2.4.3理論意義上的可計(jì)算問題一一計(jì)算機(jī)智能問題63

244現(xiàn)實(shí)意義上的可計(jì)算問題——并發(fā)控制問題65

本章小結(jié)66

習(xí)題267

第3章計(jì)算思維及其作用體現(xiàn)68

3.1計(jì)算思維及其本質(zhì)特性68

3.1.1人類思維的類別68

3.1.2計(jì)算思維的概念71

3.1.3計(jì)算思維的本質(zhì)72

3.1.4計(jì)算思維的特性73

3.2計(jì)算思維的問題求解75

3.2.1問題求解的數(shù)學(xué)建模75

3.2.2問題求解的基本策略76

3.2.3問題求解的過程抽象78

3.3計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)學(xué)科82

3.3.1計(jì)算思維本質(zhì)與學(xué)科形態(tài)的關(guān)系82

3.3.2計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)學(xué)科中的體現(xiàn)84

3.4計(jì)算思維的學(xué)科作用與能力培養(yǎng)89

3.4.1計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)教育相互促進(jìn)89

3.4.2計(jì)算思維有助于跨越專業(yè)鴻溝90

3.4.3計(jì)算思維有助于其他學(xué)科發(fā)展91

3.4.4計(jì)算思維能力培養(yǎng)的基本策略93

本章小結(jié)95

習(xí)題395

基本方法一機(jī)器計(jì)算的基本思維

第4章數(shù)據(jù)表示的基本思維98

4.1數(shù)制及其轉(zhuǎn)換一一"人機(jī)兼容"的基本思維98

4.1.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制98

4.1.2數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換100

4.2數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示一一"語義符號(hào)數(shù)值化"的基本思維104

4.2.1整型數(shù)的編碼表示104

4.2.2實(shí)型數(shù)的編碼表示109

4.3字符數(shù)據(jù)的編碼表示一一"字符信息數(shù)字化"的基本思維111

4.3.1西文字符的編碼表示111

43.2漢字字符的編碼表示113

433綜合實(shí)例——字符處理116

4.4邏輯數(shù)據(jù)的編碼表示一一"邏輯符號(hào)數(shù)字化"的基本思維117

4.4.1邏輯代數(shù)概念117

4.4.2邏輯代數(shù)運(yùn)算118

4.5多媒體數(shù)據(jù)的編碼表示一一"動(dòng)態(tài)信息數(shù)字化"的基本思維120

4.5.1多媒體的基本概念120

4.5.2音頻數(shù)字化的編碼表示121

4.5.3圖像數(shù)字化的編碼表示122

4.5.4視頻數(shù)字化的編碼表示124

4.5.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫簡介125

本章小結(jié)126

習(xí)題4126

第5章計(jì)算系統(tǒng)的基本思維128

5.1計(jì)算系統(tǒng)的基本概念一一"系統(tǒng)組成"的基本思維128

5.1.1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)128

5.1.2計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)129

5.1.3計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)130

5.1.4軟件與硬件的關(guān)系133

5.2處理器系統(tǒng)一一"控制執(zhí)行"的基本思維134

5.2.1處理器的結(jié)構(gòu)組成134

5.2.2計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)136

5.23操作系統(tǒng)對處理器的管理137

53存儲(chǔ)器系統(tǒng)一一"存偌優(yōu)化組合”的基本思維141

5.3.1內(nèi)存儲(chǔ)器141

5.3.2外存儲(chǔ)器143

53.3存儲(chǔ)體系144

53.4操作系統(tǒng)對存儲(chǔ)器的管理146

5.3.5綜合實(shí)例——計(jì)算機(jī)的工作過程148

5.4文件管理系統(tǒng)一一"長治久安"的基本思維150

5.4.1文件與文件系統(tǒng)150

5.4.2文件組織與結(jié)構(gòu)151

5.4.3文件目錄與目錄結(jié)構(gòu)152

5.5總線系統(tǒng)與輸入輸出系統(tǒng)——“組織與協(xié)調(diào)”的基本思維154

5.5.1總線系統(tǒng)154

5.5.2輸入輸出設(shè)備155

5.5.3輸入輸出接口157

5.5.4操作系統(tǒng)對I/O的管理158

本章小結(jié)160

習(xí)題5161

第6章程序設(shè)計(jì)的基本思維162

6.1程序設(shè)計(jì)概念-一"問題抽象"的基本思維162

6.1.1程序設(shè)計(jì)與問題求解162

6.1.2程序設(shè)計(jì)的基本抽象164

6.2程序設(shè)計(jì)語言一一“語言抽象"的基本思維165

6.2.1程序設(shè)計(jì)語言的演化165

6.2.2程序設(shè)計(jì)語言的構(gòu)成169

6.2.3計(jì)算機(jī)源程序的翻逆173

6.3程序設(shè)計(jì)方法一一“方法抽象"的基本思維176

6.3.1面向過程程序設(shè)計(jì)方法176

6.3.2面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法178

63.3程序與軟件的關(guān)系181

6.4軟件工程方法一一“過程抽象"的基本思維181

6.4.1軟件工程概念182

6.4.2軟件生存周期183

643軟件開發(fā)模型183

6.4.4軟件開發(fā)方法186

本章小結(jié)188

習(xí)題6189

第7章算法構(gòu)建的基本思維190

7.1算法一一問題求解的核心190

7.1.1算法的基本概念190

7.1.2算法的設(shè)計(jì)要求191

7.1.3算法的復(fù)雜性192

7.1.4算法的描述方法194

7.2數(shù)值數(shù)據(jù)求解一一算法策略196

7.2.1窮舉算法196

7.2.2回溯算法197

7.2.3遞推算法199

7.2.4迭代算法200

7.2.5遞歸算法201

7.2.6分治算法202

7.2.7貪心算法203

7.2.8動(dòng)態(tài)規(guī)劃204

7.3非數(shù)值數(shù)據(jù)處理一一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)205

7.3.1線性表結(jié)構(gòu)205

7.3.2棧結(jié)構(gòu)207

73