1.1 信息科学与技术概述

计算机专业课程体系简介周晓聪[e-mail]~zxc/2010年9月中山大学计算机科学系2/103内容提要计算机专业的发展计算机专业的人才培养我系计算机各专业课程体系计算机专业课程的学习3/103计算机专业的发展计算机学科的基本含义计算机学科的发展我国计算机专业的发展中山大学计算机系的发展4/103什么是计算机学科？Wikipedia(维基百科)[1]Computerscience(orcomputingscience)isthestudyofthetheoreticalfoundationsofinformationandcomputation,andofpracticaltechniquesfortheirimplementationandapplicationincomputersystems.计算机科学（或计算科学）是研究信息和计算的理论基础，以及它们在计算机系统上实现和应用的实践技术[1]什么是计算机学科？PeterJ.Denning[2]Thedisciplineofcomputerscienceisthebodyofknowledgeandpracticesusebycomputingprofessionalsintheirwork.Thebodyofknowledgeofcomputingisfrequentlydescribedasthesystematicstudyofalgorithmicprocessesthatdescribeandtransforminformation:theirtheory,analysis,design,efficiency,implementation,andapplicationThefundamentalquestionunderlingallofcomputingis,Whatcanbe(efficiently)automated?[2]P.J.Denning.“ComputerScience:TheDiscipline”EncyclopediaofComputerScience,20006/103什么是计算机学科？教育部计算机科学与技术教学指导委员会7/103什么是计算机学科？教育部计算机科学与技术教学指导委员会8/103计算机学科的知识领域PeterJ.Denning[2]Algorithms&DataStructuresProgrammingLanguagesArchitectureOperatingSystemandNetworksSoftwareEngineeringDatabase&InformationRetrievalArtificialIntelligence&RoboticsGraphicsHumanComputerInteractionComputationalScienceOrganizationalInformaticsBioinformatics9/103计算机学科的知识领域教育部计算机科学与技术教学指导委员会[3]以网络为中心的计算程序设计语言图形化与可视化计算智能系统信息管理计算科学与数值方法社会与职业问题计算机体系结构与组织算法与复杂度人机交互操作系统程序设计基础软件工程离散结构[3]教育部计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）.高等教育出版社，200610/103计算机学科与电子信息技术黄载禄：《电子信息技术导论》前言讲稿11/103计算机学科与电子信息技术黄载禄：《电子信息技术导论》前言讲稿12/103计算机学科的发展计算机体系结构的发展计算机硬件发展迅速，但计算模型没有质的飞跃，局限于图灵机与冯·诺依曼机的模型。量子计算机、DNA计算机软件开发方法的发展软件开发方法逐渐与认知科学相结合，借鉴认知科学的基本概念和原理，并将其应用到软件开发中来软件体系结构、中间件、软件设计模式、重构计算机应用的发展计算机应用层次综合化、智能化、集成化、网络化、广泛化、个性化和家庭化Internet网的出现与计算机进入到人类生活的各个方面说明：更详细的论述可参见讲稿的详细版本或维基百科相关内容13/103计算机学科的发展学科内涵变化很快、变化很大20年前：计算机毕业生知道这些差不多了从10年前开始：似乎还需要知道这些14/103计算机学科的发展计算的概念在过去10年里发生了巨大变化的出现，将“计算”泛化、平民化了“计算”已经拓展到难以用一个学科来定义Internet的出现是计算机学科发展的重要里程碑有关计算机学科的更多发展历史可参阅维基百科计算的历史有关计算历史事件的时间表教育部本科招生目录中的计算机相关专业计算机科学与技术软件工程计算机软件网络工程信息安全电子商务信息与计算科学智能科学与技术……我国计算机专业的发展学科的发展与社会应用的宽泛化所导致人才需求的多样化，使人们感到“计算机科学与技术”这一个名称难以满足实际需要了，需要更多的、更具针对性的专业16/103我国计算机专业的发展三个发展时期[3]初创（1956-1960）：人才培养面向国防和科学研究发展（1978-1986）：改革开放促进了新课程的引进高速发展（1994-）：教学内容逐步与国际接轨[3]教育部计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）.高等教育出版社，2006年度1993200320042005增量368147119总数13750565277117/103我国计算机专业的发展计算机技术是信息化的核心技术信息化建设需要大量人才计算机专业是规模最大的专业专业点最多：2005年771个学生数最多：2005年44万（675人/点）计算机专业是情况最复杂的专业学科涵盖面/应用面宽、应用层次跨度大办学条件差异大、条件偏下的较多学生跨度最大18/103中大计算机专业的发展计算机科学系的变迁78年创立，属于最早的一批计算机系-岭南学院-信息科学与技术学院开设的计算机专业的变迁计算机软件、计算机及应用、系统结构管理信息系统、计算机应用技术计算机科学与技术、网络工程、信息安全教师人数的变迁03年前30人左右，目前60人左右学生人数的变迁1990年以前每届小于100人，2000年以前每届小于200人，目前每届300人左右19/103计算机专业的人才培养计算机专业人才的社会需求分析计算机专业人才应备的学科能力我国计算机专业人才的培养体系我院各计算机专业人才培养基本定位20/103计算机专业人才的社会需求分析[3]基本观点国家和社会对计算机专业本科人才需求与信息化的目标、进程密切相关计算机市场很大程度上决定着对计算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体要求判断1计算机类专业毕业生不是数量太多或质量太差，而是满足社会需要的针对性不够强、结构上不合理计算机人才培养应是与社会需求相匹配的金字塔结构[3]教育部计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）.高等教育出版社，200621/103计算机专业人才的社会需求分析判断2-4国家根本利益：必有一支计算机基础理论与核心技术的创新研究队伍——科学型人才大部分IT企业：主要开发满足国家信息化需求的产品——工程型人才企事业、国家IS的建设与运行(主流需求)——信息化技术型人才人才需求金字塔结构应用型（目前无专业直接满足）工程型科学型22/103计算机专业人才的社会需求分析判断5素质教育：企业最关注以学习能力为代表的发展潜力；要求能够学习他人长处而目前相当一部分学生“以我为中心、盲目自以为是”的弱点十分明显判断6在校学生实际动手能力亟待大幅度提高判断7课程内容和教学模式必须进行大力度的改革教师：更强的责任心、更多的劳动、更高的业务素质23/103计算机专业人才的社会需求分析现在计算机专业毕业生主要从业类型[4]科学研究重在知识创新和技术创新技术开发与工程实施重在制造和开发信息技术管理与服务重在对各类信息系统的规划、创建、技术维护与管理[4]教育部计算机科学与技术教学指导委员会.计算机科学与技术专业发展战略、规范及认证（讲稿).注：本讲稿许多内容来自此宣讲资料（难以一一标注）24/103计算机专业人才的社会需求分析25/103计算机专业人才的社会需求分析26/103计算机专业人才应备的学科能力高等教育的基本要求[5][5]蒋宗礼.不断提高计算机专业教育教学水平.注：本讲稿的不少内容均来自蒋宗礼教授的此讲稿（难以一一标注），此讲稿曾由蒋教授在各种不同的教学会议上宣讲27/103计算机专业人才应备的学科能力四大基本学科能力[4]28/103计算机专业人才应备的学科能力PeterJ.Denning:mustbeskilledinfourbasicareaAlgorithmicthinkingisaninterpretationoftheworldinwhichapersonunderstandsandformulatesactionsintermsofstep-by-stepproceduresthatgiveunambiguousresultswhencarriedoutbyanyoneRepresentationaddressesthewayinwhichdataarestoredsothatthequestionsonewillaskaboutthemcanbeansweredefficientlyProgrammingenablespeopletotakealgorithmicthinkingandrepresentationsandembodytheminsoftwarethatwillcauseamachinetoperforminaprescribedwayDesignconnectstheotherthreeskillstobeconcernsofpeople,thoughthemediumofsystemsthatservethemengineeringtradeoffs,integratingavailablecomponents,meetingtimeandcostconstraints,andmeetingsafetyandreliabilityrequirements29/103我国计算机专业人才的培养体系30/103我国计算机专业人才的培养体系人才需求的金字塔结构31/103我国计算机专业人才的培养体系三种规格类型科学型：以知识创新为基本使命研究计算机软件与理论、计算机系统结构、计算机应用技术工程型：考虑基本理论和原理的综合应用不仅要考虑系统的性能，还要考虑建造系统的代价以及可能带来的副作用；可以是以硬件为主的系统，也可以是软件系统(应用软件、系统软件)应用型：承当信息化建设的核心任务掌握各种计算机软/硬件系统的功能和性能善于系统的集成和配置有能力管理和维护复杂信息系统的运行32/103我国计算机专业人才的培养体系四个专业方向33/103我国计算机专业人才的培养体系计算机科学(CS)方向基本特点专业内容相对突出计算的理论和算法，在计算理论以及相关的数学领域为学生打下