计算机科学与技术本科(编辑修改稿)

计算机科学与技术本科(编辑修改稿)内容摘要：

精确、具有普遍意义。 它是科学技术研究简洁精确的形式化语言、数量分析和计算方法、逻辑推理工具。 （ 2） 系统科学方法 系统科学方法 的核心是将研究的对象看成一个整体，以使思维对应适当的抽象级别，并力争系统的整体优化。 一般遵循如下原则：整体性、动态 性 、最优化、模型化。 7 具体方法有：系统分析法（如：结构化方法、原型法、 OO方法等）、黑箱方法、功能模拟方法、整体优化方法、信息分析方法等。 我们在系统设计中常用的具体方法还有：自底向上、自顶向下、分治法、模块化、逐步求精等。 对不同类型的学生，在教学中可以突出不同的方法要求。 一般地，要求掌握系统设计中的典型设计方法。 ． 本专业的相关学科及影响本专业教育的因素 计算机科学与技术学科正在成为基 础技术学科，它正在加速向其它学科渗透，不仅成为信息科学的基础，而且还在同其它学科的结合中形成新的研究领域。 一方面，计算机科学与技术学科在其它学科的改造中扮演着重要的角色，另一方面，不断增长的应用需求和学科本身研究的进展推动着计算机科学与技术学科迅速地发展和延伸。 以至于人们认为计算机科学与技术学科已经难以涵盖所有的内容，因此开始将扩展后的学科称为计算学科（ Computing Discipline），其它经过扩 充 和发展形成的新学科被称为计算学科的分支学科。 计算学科 20 世纪 60 年代 至 70 年代 这段期 间 ，计算机科学与技术学科的课程体系大多数都是基于 ACM68 课程体系（后来发展为 ACM78课程体系）。 到了 20 世纪 70 年代末，教学计划的多样性局面开始出现，但那时的计算机科学与技术学科仍然是计算学科的主流。 即使是今天，我们仍然认为，在计算学科的众多分支中，计算机科学应该成为它们的“领导者”。 迄今为止，计算学科仍然是一个年轻的学科，学科的高速发展决定了它的内容的加速增长，要想在四年的有限课程内涵盖所有的内容已不可能。 所以，相应的教育就可以各有偏重，从而就有了计算机科学 (CS)、计算机工程（ CE）、软件工程（ SE）、信息系统（ IS）、信息 技术 （ IT）。 甚至还有网络工程、电子商务、信息安全等新派生的分支。 这些分支拥有共同的核心。 在学科的关系上，计算机科学与技术学科对上而言，它是计算学科的一个分支学科。 而对计算学科的所有分支而言，它包含了 CS、 CE 和 SE 大部分的核心内容。 技术的变化 影响计算机科学与技术学科变化的大部分因素来自于技术的进步。 Intel公司创始人戈登摩尔在 1965年预测：微处理器芯片的密度将每十八个月翻一番。 我们称之为摩尔定律。 该定律目前 仍然 成立。 可以看到，可用的计算机能力是以指数速 度增加的，这使得几年前还无法解决的问题在近期得到解决成为可能。 学科其它方面的变化更大，例如万维网出现后，网络技术迅速发展，它给人们的工作和生活提供了新的方式。 所有这些，都要求计算机科学与技术学科教育所需的知识体系能够紧跟技术的进步。 近期在技术方面变化比较大的主要有：  网络技术，包括基于 TCP/IP的技术、万维网及其应用  图形学和多媒体技术  嵌入式系统  数据库技术  互操作性  面向对象程序设计 8  复杂的应用程序接口（ APIs）的使用  人机交互  软件安全  保密与密码学  应用领域 由于这些方面的变化是很大的，所以，应 该考虑将它们添加到本科生的教学中。 这迫使我们要以不断进步的、系统的观点去调整每年的教学计划，在保持基本内容稳定的前提下，用新的内容去取代一些相对比较陈旧的内容。 文化的变化 计算机科学与技术的教 育还受到文化与社会发展的影响。 尤其是下面所列的各种变化对教育的影响更大。  新技术带来的教学法的改变。  全世界计算机数量和用户直接可用的计算功能增加。 随着人们使用计算机获取信息和处理事务的机会增多，使得人们对计算机技术有了更多更新的认识。 在学生对计算机及其应用的熟悉程度普遍提高的同时，我们不仅需要考虑到学 生的起步基础，还要考虑到发展的不平衡问题。  计算机技术增长的经济影响。 高技术产业的良好发展势头，社会的极大需求所导致的极具吸引力的高待遇的良好就业前景，吸引了一大批人热切地希望走入计算机领域。 同时，企业界与大多教学机构之间的人才竞争更加激烈。  学科的拓宽。 这些年以来，计算机科学与技术学科已变得更宽广、内容更丰富，计算机科学与技术学科的教育必须对此有所体现。 教育观念的变化 人们的教育观念也在不断地发生变化。 哲学家费希特曾经指出： 教育必须培养人的自我决定能力，而不是培养人们去适应传统世界；教 育重要的不是着眼于实用性、传播知识和技能，而是要唤醒学生的 能力 ，培养其自我性、主动性、抽象的归纳力和理解力。 目前，教育正在摆脱单一的知识传授功能，联合国教科文组织给出的教育定义已经从“有组织有目的的知识传授活动”变化为“是能够导致学习的交流活动”。 在本学科的教育中，首先需要加强基础理论的教育，强化学生“计算思维能力”的培养；其次是选择最佳的知识载体，循序渐进地向学生传授包括基本问题求解过程和基本思路在内的学科方法学的内容，而将一些流行系统和工具作为学生学习过程中的实践环境和学生自我扩展的内容来处理；第三， 在强调基础的同时，也要注意随着学科的发展，适时、适当地提升教学中的一些基础内容，以满足学科发展的要求。 二、 计算机科学与技术 专业的培养目标和规格 ．人才培养目标 培养 德、智、体、美全面发展，掌握自然科学基础知识，系统地掌握计算机科学理论 、计算机软硬件系统及应用知识，基本具备本领域分析问题解决问题的能力， 具备实践技能，并具备良好外语运用能力的计算机专业 高级专门人才。 9 ．人才培养规格 计算机科学与技术 专业的学制一般为 4 年，授予工学学士学位。 其素质结构、能力结构和知识结构要求如下：  素质结构要求 思想道德素质：热爱祖国，拥护中国共产党的领导，树立科学的世界观、人生观和价值观；具有责任心和社会责任感；具有法律意识，自觉遵纪守法；热爱本专业、注重职业道德修养；具有诚信意识和团队 精神。 文化素质：具有一定的文学艺术修养、人际沟通修养和现代意识。 专业素质：掌握 科学思维方法 和 科学研究方法 ；具备 求实创新意识 和严谨的 科学素养；具有一定的 工程意识 和 效益意识。 身心素质： 具有较好的 身体素质 和 心理素质。  能力结构要求 获取知识的能力：自学能力、 信息获取 能力 、 以及 表达能力 等。 应用知识能力： 系统级的认知能力和理论与实践能力，掌握自底向上和自顶向下的问题分析方法，既能把握系统各层次的细节，又能认识系统总体；既掌握本学科的基础理论知识，又能利用理论指导实践。 创新能力：创造性思维能力、创新实验能力、科技开发能力、科 学 研究能力 以及 对新知识、新技术的敏锐性。  知识结构要求 工具性知识：外语、文献检索、科技写作等。 人文社会科学知识： 文学、 哲学、政治学、社会学、法学 、 心理学 、 思想道德、 职业道德、 艺术等。 自然科学知识：数学、物理 学等。 专业技术基础 知识：电工电子学 、离散数学、程序设计等。 专业知识： 算法与复杂性、计算机组织与体系结构、操作系统、网络及其计算、程序设计语言、人机交互、图形学与可视化计算、智能系统、信息系统、软件工程和数值计算科学等。 经济管理知识： 经济学、 管理学等。 三、 计算机科学与技术 专业 教育内容和知识体系 ． 计算机科学与技术 专业 人才培养的教育内容及知识结构的总体框架 本 专业 人才培养的教育内容及知识结构设计的理论依据 “ 计算机科学与技术 ” 是一门研究计算机和可计算系统的学科，包括研究它们的理论、设计、开发和应用。 主要的领域包括人工智能、计算机系统、数据库系统、人机交互、 算法与复杂性 、程序设计语言、软件工程、计算 科学 、网络等。 涉及数学、概率、逻辑、心理学等方面的概念。 着重于理论知识的教学和较高层次的分析问题、解决问题的方法的培养。 本规范 重视知识单元的设计， 更 注意设计有用课程体系。 具体地定义一个最小化 的 核心课程体系。 同时 也 尽量定义更多的典型课程， 并 特别 关注 不同学院系科教育资源、系统和需求上的差异。 10 本 专业 人才培养的教育内容及知识结构 设计的总体框架 按照顶层设计的方法，理工科本科专业教育内容和知识体系由普通教育（通识教育）内容、专业教育内容和综合教育内容三大部份及 计算机科学与技术专业教育的内容 构成： 普通教育 内容包括： ① 人文社会科学， ② 自然科学， ③ 经济管理， ④ 外语， ⑤ 计算机信息技术， ⑥ 体育， ⑦ 实践训练等知识体系； 专业教育 内容包括： ① 相关学科基础， ② 本学科专业， ③ 专业实践训练等知识体系； 综合教育 内容包括： ① 思想教育， ② 学术与科技活动， ③ 文艺活动， ④ 体育活动， ⑤ 自选活动等知识体系。 专业教育内容 这部分是本规范的重点，由专业知识体 系与课程设置两部分组成，下面分别介绍。 ． 计算机科学与技术专业的 知识体系 计算机科学与技术 专业 知识体系一览 知识体系的体系结构可以划分为三个层次，分别是知识领域，知识单元，知识点。 最高一层是 知识领域 (Area)， 代表一个特定的学科子领域。 每个领域由 英文 的缩写词表示，比如 OS 代表操作系统， PL 代表程序设计语言， 知识领域之下又被分割成更小的 知识单元 (Unit)， 代表各个知识领域中的不同方向，用知识领域缩写后面加一个数字后缀来表示。 例如， CSAR4 表示知识领域 CSAR 中的知识单元 “ 存储 系统组织和结构 ”。 知识单元分为核心和选修两种，核心知识单元是所有计算机系学生都应该学习的基础课程。 知识点 (Topic)是 整个体系结构中的最底层 ， 代表领域中单独的主题模块。 计算机科学与技术 专业 共有 14 个知识领域， 132 个知识单元，共计 560 个核心学时。 本知识体系的知识领域 计算机科学与技术 专业 共包括 14 个 如下 知识领域： CSAR计算机体系结构与组织 CSAL算法与复杂性 CSHC人机交互 CSOS操作系统 CSPF程序设计基础 CSSP社会与职业问题 CSSE软件工程 CSDS离散结构 CSNC网络计算 CSPL程序设计语言 CSGV图形学与可视化计算 CSIS智能系统 11 CSIM信息管理 CSCN计算科学 每个知识领域包含的核心知识单元及应选修的知识单元 计算机科学与技术 专业 共有 132个知识单元，共计 560个核心学时。 计算机知识体系概要说明了各个领域、单元，以及哪个单元是核心，所需的最小课时等。 知识体系的各部分的详细情况分别列在 表 31 中。 表内各知识单元、知识点后面的括弧内给出了它们各自的核心小时数。 有关知识领域、知识单元、知识点的详细描述在附录 A中给出了 详细说明。 表 31 知识领域和知识单元 知识领域 知识单元（ 560核心 学时 ） 知识单元（选修） CSAR计算机 组织与体系结构（ 82） （ 16） 级 表示 （ 6） （ 18） （ 10） （ 12） （ 14） 其他 体系结构 （ 6） 技术 与 分布式系统结构 CSAL算法与复杂性（ 54） 基础 （ 6） （ 12） （ 24） （ 4） 性 理论 基础 （ 8） ： P类 和 NP复杂类 算法 CSHC人机交互（ 12） HC1. 人机交互基础 （ 8） HC2. 简单图形用户 界面的创建 （ 4） HC3. 以人为 本 的软件评 估 HC4. 以人为 本 的软件开发 HC5. 图形用户 界面的 设计 HC6. 图形用户 界面的编程 HC7. 多媒体系统的人机 交互 HC8. 协同和通信的人 机 交互 CSOS操作系统（ 40） （ 2） （ 4） 性 （ 12） （ 6） （ 10） （ 2） 与 保护（ 2） （ 2） CSPF程序设计基础（ 69） 基本 结构 （ 15） 与 问题求解 （ 8） PF3. 基本数据结构 （ 30） 12 PF4. 递归 （ 10）。