个人介绍
计算机科学导论(2016双学位班) 陈慧萍等
提供学校: 河海大学
院系: 物联网工程学院(常州)
专业大类: 计算机类
专业: 计算机科学与技术(注:可授工学或理学学士学位)
课程编号: 6282714
课时: 32
     “计算机科学导论”是计算机科学与技术专业学生的第一门与所学专业有关的入门课程,是计算机科学与技术专业全程教学内容的导引课程,因此它除了承担其它专业的“专业认知与研讨”的任务以外,还承担着介绍计算机科学与技术的基本理论和入门知识的任务,因此本课程为2学分。本课程的目标是寻求一种统一的思想来认知计算机学科,并对计算机学科进行系统化和科学化的描述。
        本课程为计算机专业新生研讨课程,因此本课程采用课程讲授、专题讨论、课外实验、拓展学习等多种教学手段,实行互动式教学,并积极引导学生通过计算机科学中一些关键问题和主流应用在新生中展开研讨,以激发学生对专业学习的兴趣。为了解决有限的授课时间与丰富内容之间的矛盾,教学内容应该进行合理剪裁,突出重点、难点知识的讲解。
教师团队

陈慧萍 副教授

单位:物联网工程学院

部门:计算机系

职位:计算机系副主任

吕嘉 教师

课程目标

本课程为计算机专业新生研讨课程,因此本课程采用课程讲授、专题讨论、课外实验、拓展学习等多种教学手段,实行互动式教学,并积极引导学生通过计算机科学中一些关键问题和主流应用在新生中展开研讨,以激发学生对专业学习的兴趣。为了解决有限的授课时间与丰富内容之间的矛盾,教学内容应该进行合理剪裁,突出重点、难点知识的讲解。

本课程作为计算机科学与技术系本科生的一门先导基础课程。所学内容将与后继的计算机组成原理,操作系统,数据库原理,编译原理、计算机网络、软件工程、汇编语言程序设计,计算机系统结构,算法分析与设计等各门专业课程密切相关。

课程要求

本课程要求课前必须阅读教材相关知识和参考文献、上网查阅相关资料、课内主动参与讨论;课后按时完成作业与实验。学生可以到课程教学网站上下载学术文献,并及时进行教学互动交流。

本课程涉及的学习内容大多都具有直接的应用背景,因此感觉不会太抽象。但相关的知识一定要经过实践才能掌握其中的精髓,才能积累相应的经验。因此学习过程中要注意理论结合实践。

本课程要求学生刻苦学习理论知识,初步掌握计算机科学与技术的基本理论和入门知识,对计算机学科有一个全局性的理解,让计算机专业的学生一开始就具有学科全局观,通过对本课程的学习,对所学专业的课程设置有一个较全面的了解,对今后专业课的学习做到心中有数。

课程大纲

《计算机科学导论》教学大纲

一、课程名称:计算机科学导论

Introduction of Computer science

二、课程编号:2714

三、学分学时:2学分 / 32学时

四、使用教材:《计算机科学导论》第3版(瞿中熊安萍等编著,清华大学出版社)

五、课程属性:专业主干课 / 必修

六、教学对象:计算机科学与技术专业本科生

七、开课单位:计算机与信息学院(常州)计算机科学与技术系

八、先修课程:

九、教学目标:

《计算机科学导论》是计算机科学与技术专业学生的第一门与所学专业有关的入门课程,是计算机科学与技术专业全程教学内容的导引课程。《计算机科学导论》课程构建的实质是寻求一种统一的思想来认知计算机学科,并对计算机学科进行系统化和科学化的描述。

作为计算机科学与技术专业学生的第一门与所学专业有关的入门课程,本课程介绍了《中国计算机科学与技术学科教程2002》中有关计算机系统、程序设计语言、软件工程等专业知识的知识点以及与信息技术有关的社会人文等知识,力求使学生对所学专业有比较深入的了解,树立专业学习的责任感和自豪感。与此同时,使读者对后续课程的学习有一个概括的了解,为今后的学习打下良好的基础。为了达到上述目的,本课程在内容和形式上都力求实现以下理念:

(1)以国际国内教学研究成果为指导,涵盖CCC2002中对“计算机导论”所要求的知识点并注意反映近期信息技术发展的新成就。

(2)除了知识的介绍外,对学科的研究范畴及学习方法也作了介绍,力求在大学学习的开始阶段就培养学生对计算机科学技术的学习和研究兴趣。

(3)体现“以学生为主体”的教育思想,强调学生自己的活动和体会,让学生学会主动获取知识(特别是从网络上获取知识)的能力。

(4)体现对学生有关人文方面的要求,介绍了社会对IT技术人员的要求,对学生的择业和就业进行初步指导。

(5)每部分都有在计算机科学与技术领域作出重大贡献的图灵奖获得者或有关IT知识的介绍,力图用领域中大师的辉煌成果激励学生并使他们了解学科发展的历史,培养学生广阔的视野。

十、课程要求:

本课程为计算机专业新生研讨课程,因此本课程采用课程讲授、专题讨论、课外实验、拓展学习等多种教学手段,实行互动式教学,并积极引导学生通过计算机科学中一些关键问题和主流应用在新生中展开研讨,以激发学生对专业学习的兴趣。为了解决有限的授课时间与丰富内容之间的矛盾,教学内容应该进行合理剪裁,突出重点、难点知识的讲解。

本课程要求课前必须阅读教材相关知识和参考文献、上网查阅相关资料、课内主动参与讨论;课后按时完成作业与实验。学生可以到课程教学网站上下载学术文献,并及时进行教学互动交流。

本课程涉及的学习内容大多都具有直接的应用背景,因此感觉不会太抽象。但相关的知识一定要经过实践才能掌握其中的精髓,才能积累相应的经验。因此学习过程中要注意理论结合实践。

本课程要求学生刻苦学习理论知识,初步掌握计算机科学与技术的基本理论和入门知识,对计算机学科有一个全局性的理解,让计算机专业的学生一开始就具有学科全局观,通过对本课程的学习,对所学专业的课程设置有一个较全面的了解,对今后专业课的学习做到心中有数。

本课程作为计算机科学与技术系本科生的一门先导基础课程。所学内容将与后继的计算机组成原理,操作系统,数据库原理,编译原理、计算机网络、软件工程、汇编语言程序设计,计算机系统结构,算法分析与设计等各门专业课程密切相关。

十一、教学内容

本课程主要由以下内容组成:

第一章概述 (2学时)

n 知识要点:

1)计算的起源

2)计算机的产生和发展阶段

3)计算机的应用领域和发展趋势

4)计算学科

5)计算机科学与技术学科的知识体系

6)计算机科学与技术学科的教育

7)社会信息化的挑战

8)计算机产业

n 重点难点:计算机科学与技术学科的知识体系

n 教学方法:

1)  课堂讲授。本部分内容涉及的概述几乎贯穿整个课程,因此非常重要,讲授时采用启发式教学方式讲解,讲授时主要从计算机发展入手,介绍计算机的产生与发展及广泛应用改变了世界,引导学生进入计算机科学的世界,并对自己所学专业所学内容及今后所从事的行业有所认识,培养专业学习的兴趣。

2)  开展课堂讨论,例如计算机的发展、计算机的主流应用领域等方面展开讨论。

3)  课堂调查:对高中阶段所学计算机知识情况展开调查和讨论。

第二章计算机体系结构与组织(4学时)

n 知识要点:

1)   数值数据

2)   非数值数据

3)   数据的机器编码

4)   数字逻辑与数字系统

5)   微型计算机系统的组成

6)   存储系统的结构

7)   输入/输出系统

8)   多核技术

9)   高性能计算机

10)并行计算机   

11)分布式系统

n  重点难点:数值数据的表示和计算、非数值数据的编码、数字逻辑与数字系统、微型计算机系统的组成

n 教学方法:

1)  本部分内容丰富,信息量大,但除重点内容外课堂讲授外,其它内容可采用导引并讨论的方法进行启发式教学。

2)  根据参考资料进行拓展学习,开展课堂讨论,例如就多核技术、高性能计算机、并行计算机、分布式系统等新技术并结合当前主流应用技术搜集资料,并展开讨论。

第三章程序设计语言(2学时)

n 知识要点:

1)   程序设计语言概述

2)   声明和类型

3)   类型系统

4)   编译原理

5)   程序设计语言的设计

n  重点难点:程序设计语言分类及编译型高级语言

n 教学方法:

1)  简单讲授

2)  课堂调查:对高中阶段所学语言情况展开调查和讨论。

第四章程序设计基础(4学时)

n 知识要点:

1)   程序设计基础

2)   程序设计方法

3)   基本数据结构

4)   事件驱动程序设计

n 重点难点:结构化程序设计方法和面向对象程序设计方法的思想、几种基本的数据结构。

n 教学方法:

1)  对基本的数据结构重点进行课堂讲授。

2)  可结合第三章内容对程序设计方法进行讨论。

第五章算法与复杂性(2学时)

n 知识要点:

1) 算法分析基础

2)  常用算法介绍

3)  算法描述工具

4)  算法的评价

5)  算法设计策略

6)  拓展内容:分布式算法、可计算性理论基础、NP问题、自动机理论、加密算法、几何算法、并行算法

n 重点难点:几种经典算法的基本思想。

n 教学方法:

1)  对算法的基本概念及常用算法重点进行课堂讲授。

2)  拓展内容以自学为主。

第六章信息管理 (4学时)

n 知识要点:

1) 模型与信息系统

2)  数据库系统概述

3)  关系数据库

4)  数据库查询语言SQL

5)  主流商业数据库管理系统介绍

6)  数据库新发展

n 重点难点:数据库系统基本概念、关系数据库概念。

n 教学方法:

1)  对数据库的基本概念及SQL语言进行课堂讲授。

2)  根据数据库应用相关领域如教务管理系统、图书馆管理系统、数字图书馆等应用案例,结合本章内容展开讨论。

第七章软件工程 (2学时)

n 知识要点:

1) 软件工程概述

2)  软件开发模型

3)  软件开发方法

4)  软件项目管理

n  重点难点:软件开发模型和软件开发方法。

n 教学方法:

1) 对软件工程概述及软件开发模型和软件开发方法进行课堂讲授。

2) 根据上一章数据库应用系统典型应用案例的开发,结合本章内容对软件开发的几个阶段展开讨论。

第八章操作系统(4学时)

n 知识要点:

1) 操作系统概念

2)  操作系统的发展

3)  操作系统原理

4)  操作系统的分类

5)  操作系统的功能

6)  主流操作系统介绍

n 重点难点:操作系统概念、操作系统的功能、操作系统的一些基本概念及组成。

n 教学方法:

1) 对重点内容进行课堂讲授。

2) 案例教学:以典型操作系统为案例,分析操作系统的主要模块及主要功能,并对其它操作系统开展拓展学习,写分析报告。

第九章网络计算 (4学时)

n 知识要点:

1) 通信与组网

2)  计算机网络

3)  Internet和TCP/IP协议

4)  网络管理

5)  移动通信与无线上网

6)  网络安全

n 重点难点:计算机网络的体系结构、Internet和TCP/IP协议。

n 教学方法:

第十章图形学和可视化计算 (2学时)

n 知识要点:

1) 图形学基本概念

2)  图形系统

3)  计算机视觉和可视化

4)  图形用户界面

5)  计算机动画

6)  虚拟现实

n 重点难点:本章内容为了解

n 教学方法:概要性介绍,可就学生感兴趣的计算机动画、虚拟现实等进行拓展学习,并展开课堂讨论。

第十一章     智能系统  (2学时)

n  知识要点:

1)  人工智能系统

2)  知识表示及推理

3)  搜索技术

4)  人工智能主要研究领域

n  重点难点:人工智能系统的概念、知识表示及推理。

n  教学方法:本章内容为了解,可就学生感兴趣的一个人工智能应用领域,让学习进行拓展学习,并展开讨论。

第十二章     社会和职业问题    (2学时)

n  知识要点:

1)  计算的社会背景    

2)  计算机与道德

3)  基于计算机系统的风险与责任

4)  知识产权

5)  隐私与公民自由    

6)  计算机犯罪

7)  团队合作

n  重点难点:职业和道德责任、基于计算机系统的风险与责任、团队合作、知识产权、隐私与公民自由、计算机犯罪。

n  教学方法:本章内容为了解,可就学生感兴趣的计算机职业意向展开讨论。

十二、实践环节:

本课程的实践环节以课外上机的形式完成,除上机实践外,还安排适量拓展学习任务,以激发学生参与课程研讨。

十三、教学参考

1、参考教材

n   黄思曾、黄捷迅. 计算机科学导论教程(第2版). 清华大学出版社,2011.

n   袁方、王兵、李继民. 计算机导论(第二版)清华大学出版社,2012.

n   黄国兴,陶树平,丁岳伟.计算机导论.北京:清华大学出版社,2004

n   刘桂喜,余志新,陈琼.计算机技术导论.北京:电子工业出版社,2004

n   赵致琢.计算科学导论(第三版).科学出版社.2004

n   董荣胜,古天龙.计算机科学与技术方法论.北京:人民邮电出版社,2004

n   J.Glenn Brookshear著,刘艺等译.计算机科学概论(第9版).人民邮电出版社.2007

2、参考文献

n   吴鹤龄、崔林,.《ACM图灵奖——计算机发展史的缩影》,高等教育出版社,2002

n   中国计算机科学与技术学科教程2002研究组.中国计算机科学与技术学科教程2002.北京:清华大学出版社,2002.

n   全国高等学校计算机教育研究会.全国“计算思维与计算机导论”专题学术研讨会论文集,计算机科学,2008,35(11,专辑)

n   ACM/IEEE-CS the Interim Review Task Force .Computer ScienceCurriculum 2008:An Interim Revision of CS 2001

n   Jeannette M. Wing. Computational Thinking and Thinking aboutComputing.2008

3、网络资源

n   计算机导论精品课程:

http://www2.gliet.edu.cn/jpkc/ffl/1/1-1.htm

http://www.gljpkc.com/jsjkxdl/jxwz/index.asp

n   北京大学“计算概论”国家精品课程网站:

      http://www.jpk.pku.edu.cn/pkujpk/course/icportal/index.htm

n   北京航空航天大学国家精品课程“计算机导论与计算机伦理学”网站:

      http://ice.buaa.edu.cn/Edu/index.asp

n   “不插电计算机科学”项目网站 :

http://csunplugged.com/

n   美国卡内基.梅隆大学计算思维研究中心:

http://www.csNaNu.edu/~CompThink/

n   维基百科: http://www.wikipedia.com

十四、考核方式:

在考试成绩评定上采用平时成绩(含作业、实验、课堂讨论)、拓展学习和期末考试相结合。探索拓展学习、讨论、提问积极学生适当加分的鼓励政策,充分发挥学生的创新创造能力。总分为100分,具体安排为:

平时成绩                          40%

拓展学习                          20%    (另:加分措施)

期末考试(闭卷)                  40%    

十五、课程说明:

本课程为专业研讨课程。

大纲编写人:陈慧萍

大纲编写时间:2012年4月15日

使用教材
计算机科学导论(第4版),清华大学出版社
考核方式

平时成绩(出勤+作业+小组研讨)            40%

拓展学习 (网络学习+拓展作业)            20%    

期末考试(闭卷)                          40% 

课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 课程简介及专业介绍
图书
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2017-01-06 264.00Byte
1.5 计算机学科标准
图书
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2016-12-05 255.00Byte
1.6 作业
作业
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2016-12-05 0.00KB
2.1 大学四年规划
视频
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2.2 如何有效利用数字资源进行大学学习
文档
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3.2 参考图书
图书
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4.1 计算机职业道德PPT
文档
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4.2 参考图书
图书
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图书
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4.3 作业
文档
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2016-12-07 3.69MB
5.1 课堂教学PPT
文档
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2016-12-07 3.69MB
5.2 参考图书
图书
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2016-12-07 186.00Byte
 
图书
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2016-12-07 233.00Byte
5.3 计算机组装视频
视频
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视频
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2016-12-07 49.64MB
 
视频
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2016-12-07 46.30MB
6.1 课堂教学PPT
文档
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2016-12-07 1.31MB
6.2 参考图书
图书
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2016-12-07 240.00Byte
7.1 课堂教学PPT
文档
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2016-12-07 1.30MB
7.2 参考图书
图书
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2016-12-07 240.00Byte
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