河北大学数学与计算机学院计算机导论课件第9章 计算机学科方法论.ppt

第9章 计算机学科方法论 内容来源 中国计算机学会计算机学科教程研究组发布 中国计算机科学与技术学科教程2002。 教育部计算机教学指导委员会编制 高等学校计算机发展战略研究报告暨专业规范（2006）。 IEEE-CS/ACM发布 CC1991（Computing Curricular 1991）. CC2001, CC2004, CC2005. 第9章 计算机学科方法论 学习目的 深入理解计算机学科的本质。 提高学习质量。 提高科学研究和技术开发能力。 拓宽思路、强化知识的系统性、培养创新思维。 知识、方法、思想。 第9章 计算机学科方法论 9.1 计算机学科方法论简介 9.2 计算机学科的定义 9.3 计算机学科方法论 9.4 计算机学科的三个过程 9.5 计算机学科中的核心概念 9.6 计算机学科中的数学方法 9.7 计算机学科中的系统科学方法 9.8 本章小结 9.1 计算机学科方法论简介 计算机学科的发展 计算机专业教学背景 9.1.1 计算机学科的发展 计算机学科的划分 计算机科学。 计算机工程/软件工程。 信息系统/信息技术。 扩充之后的计算机学科也称为计算学科（Computing Discipline） 9.1.1 计算机学科的发展 知识体系的变化 计算机发展早期 数学/离散数学/电子学/程序设计。 20世纪60--70年代 数据结构与算法/计算机组成原理。 编译原理/操作系统/数据库原理。 20世纪80年代以后 并行技术/分布计算/网络技术。 软件工程/嵌入式系统。 9.1.2 计算机专业教学背景 国际背景 1962年美国普渡大学 首开计算机学位课程。 1991年IEEE-CS/ACM发布 Computing Curricula 1991（CC1991）. 2001年IEEE-CS/ACM发布 Computing Curricula 2001（CC2001）. 目前演变成CC2004, CC2005. 9.1.2计算机专业教学背景 国内背景 专业设置 1956年哈尔滨工业大学首开计算装置与仪器专业。 经历了计算机及应用、计算机软件、计算机科学教育、计算机器件及设备等名称的变化。 1998年统一为计算机科学与技术专业。 从2001年开始又增设了软件工程和网络工程专业。 招生学校与人数 2004年全国有505所高校开办有计算机本科专业，在校学生数近30万人。 9.1.2 计算机专业教学背景 国内背景 教学计划 2002年中国计算机学会计算机学科教程研究组发布 中国计算机科学与技术学科教程2002。 2006年教育部计算机教学指导委员会编制 高等学校计算机专业发展战略研究报告暨专业规范。 2008年教育部计算机教学指导委员会编制 高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程。 高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范。 9.2 计算机学科的定义 计算的本质 计算机学科的根本问题 9.2.1 计算的本质 图灵描述了计算的本质 计算就是计算者对一条两端可无限延长的纸带上的一串0和1执行指令；一步一步地改变纸带上的0或1；经过有限步骤, 最后得到一个满足预先规定的符号串的变换过程。 任一过程是能行的, 当且仅当它能够被一台图灵机实现。 图灵机反映的是一种具有能行性的用数学方法精确定义的计算模型，现代计算机正是这种模型的具体实现。 9.2.2 计算机学科的根本问题 计算机学科的定义 计算机学科是研究计算机的设计、制造和利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、原则、方法和技术的学科，包括科学和技术两方面。 计算机科学侧重于研究现象、揭示规律。 计算机技术侧重于研制计算机和研究使用计算机进行信息处理的方法和手段。 科学与技术相辅相成，相互作用。 9.2.2 计算机学科的根本问题 计算机学科还具有较强的工程性 理论教学与实践教学并重。 基础理论知识扎实/动手能力强。 计算机学科是科学性/工程性/技术性的统一 侧重点不同的学科分支 计算机科学/计算机工程/软件工程/信息技术。 计算机学科和数学密切相关 9.3 计算机学科方法论 计算机学科方法论的定义 计算机学科方法论的主要内容 计算机学科方法论研究的意义 9.3.1 计算机学科方法论的定义 计算机学科方法论 对计算机领域认识和实践过程中一般方法及其性质、特点、内在联系和变化规律进行系统研究的理论总结。 是认知计算机学科的方法和工具，也是计算机学科认知领域的理论体系。 对于计算机领域的科学研究、技术开发和人才培养具有重要指导意义。 9.3.2 计算机学科方法论的主要内容 主要内容 学科的三个过程 抽象过程/理论总结过程/设计过程。 重复出现的12个核心概念 绑定/大问题的复杂性/