CC2001計算機學科構(gòu)成
ACM/IEEE
（YJXCS整理）

1．計算學科定義

??? “計算學科主要是系統(tǒng)的研究信息描述和轉(zhuǎn)換的算法過程：包括他們的理論、分析、
設(shè)計、效率、實現(xiàn)和應(yīng)用。”

??? “一切計算的基本問題是：什么能被有效的自動化”

???????????? ——————《ACM/IEEE 1991計算機教程》

????計算學科主要可以分為：計算科學和計算工程。

2．計算理論的三個核心領(lǐng)域
????（1）計算復(fù)雜性理論
????那些計算是容易的、那些計算是復(fù)雜的。是什么使某些問題很難計算，又使另一些問題很容易計算。怎樣將很難計算的問題求得近似解。
????如：貨郎擔問題

????（2）可計算性理論
????圖靈、丘奇發(fā)現(xiàn)一些基本問題是不能用計算機解決的。
????如：確定一個數(shù)學命題是真是假。在可計算理論中，往往把問題分為可解的和不可解的。

????（3）自動機理論
????計算的“數(shù)學模型”（理想的計算機模型）的定義與性質(zhì)。
????如：“有窮自動機”的計算模型在計算機硬件設(shè)計等中得到應(yīng)用。如：“上下文無關(guān)”的計算模型在編譯程序、人工智能等中得到應(yīng)用。

3．CC2001推薦的14門主干課程
????（1）離散結(jié)構(gòu)DS（37/60）《離散數(shù)學》
????（2）程序設(shè)計原理PF（65/60）《C++語言程序設(shè)計》《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》
????（3）算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)AL（31/60）《計算方法》《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》
????（4）程序設(shè)計基礎(chǔ)PL（5/35）《編譯原理》
????（5）計算機體系結(jié)構(gòu)AR（33/72）《計算機組成原理》《計算機體系結(jié)構(gòu)》
????（6）操作系統(tǒng)OS（22/60）《操作系統(tǒng)》
????（7）人機交互HC（3/60）《Windows編程》
????（8）圖形、可視化、多媒體GR（選修/60）《多媒體技術(shù)》
????（9）智能系統(tǒng)IS（10/34）《人工智能》
????（10）信息系統(tǒng)IM（10/60）《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》《管理信息系統(tǒng)》
????（11）網(wǎng)絡(luò)計算NC（15/120）《計算機網(wǎng)絡(luò)原理》《計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計》
????（12）軟件工程SE（30/30）《軟件工程》
????（13）計算科學CN（選修/60）《計算機導論》
????（14）社會、倫理、職業(yè)問題SP（16/60）《法律》《公共關(guān)系》

??????????????? --------?《ACM/IEEE 2001?計算機教程》

????注：（）括號內(nèi)為：ACM推薦教學課時（不含實驗）/本校教學課時（含實驗）
????????《》書名號內(nèi)為：校內(nèi)相關(guān)課程設(shè)置。

4．計算機學科的三個過程

????（1）理論
????主要要素：定義、公理、證明、結(jié)果（來源于數(shù)學）。
????例：謂詞邏輯、圖論、貨郎擔問題等。

???（2）抽象
????主要要素：假設(shè)形式、模型構(gòu)造、實驗設(shè)計、結(jié)果分析（來源于實驗）。
????例：馮結(jié)構(gòu)計算機模型、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法等。

???（3）設(shè)計
????主要要素：需求說明、程序設(shè)計、測試和分析（來源于工程）。
????例：用戶需求分析、軟件規(guī)格說明書、系統(tǒng)程序設(shè)計等。

5．12個重復(fù)出現(xiàn)的慨念
????（1）關(guān)聯(lián)：如動態(tài)函數(shù)連接庫、參數(shù)傳輸、句柄、數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)。
????（2）大問題的復(fù)雜性：如貨郎擔問題、系統(tǒng)軟件設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)互連。
????（3）慨念和形式的模型：如流程圖、原型法軟件編制。
????（4）一致性和完備性：如變量的定義、判斷條件。
????（5）效率：如各種算法的優(yōu)劣，如順序檢索與對半檢索。
????（6）演變：如微機文件格式FAT16-->FAT32-->NTFS
????（7）抽象的層次：如系統(tǒng)分析（定性）-->系統(tǒng)設(shè)計（定量）-->程序編制（具體化）。
????（8）按空間排序：空間優(yōu)先，如虛擬內(nèi)存管理。
????（9）按時間排序：時間優(yōu)先，如CPU?高速緩存設(shè)計。
????（10）重用：如公用子程序、C語言程序的移植、向下兼容。
????（11）安全性：如網(wǎng)絡(luò)防火墻、操作系統(tǒng)的特權(quán)層。
????（12）折衷和結(jié)論：如低成本與可靠性、速度與空間。

6．CC2001定義的130個知識單元
????（01）離散結(jié)構(gòu)DS
????函數(shù)、關(guān)系、集、基本邏輯、證明技巧、基本計算、圖與樹。

????（02）程序設(shè)計原理PF
????算法與難題解決、程序設(shè)計基本原理、基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、遞歸、抽象數(shù)據(jù)類型、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、事件驅(qū)動與并發(fā)程序設(shè)計、用戶接口界面設(shè)計。

????（03）算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)AL
????基本算法分析、算法策略、基本運算法則、分布式運算、基本編譯原理、P與NP復(fù)雜分類、自動化理論、高級算法分析、密碼運算法則、幾何運算法則。

????（04）程序設(shè)計基礎(chǔ)PL
????程序設(shè)計的歷史總結(jié)、虛擬機、文法分析入門、編譯系統(tǒng)、典型系統(tǒng)、控制模式、聲明.模塊和存儲管理、程序設(shè)計語義學、功能設(shè)計范例、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計范例、構(gòu)造類似基本語言。

????（05）計算機體系結(jié)構(gòu)AR
????數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的機器表示、計算機組成、存儲系統(tǒng)組成、I/O通信、CPU執(zhí)行結(jié)構(gòu)

????（06）操作系統(tǒng)OS
????操作系統(tǒng)原理、并發(fā)性、進程安排與分配、虛擬存儲、設(shè)備管理、安全與保護、文件系統(tǒng)、?實時操作系統(tǒng)。

????（07）人機交互HC
????人機交互原則、用戶界面、交互方式、窗口管理系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)幫助、評估技術(shù)、協(xié)同工作支持。

????（08）圖形學GR
????圖形系統(tǒng)、圖形設(shè)計基本方法、基本透視、基本幾何造形、可視性、虛擬真實、計算機動畫、?高級透視、高級幾何造形、多媒體技術(shù)、壓縮與解壓、多媒體應(yīng)用與創(chuàng)作、多媒體服務(wù)器和子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)。

????（09）智能系統(tǒng)IS
????智能系統(tǒng)的基本原理、搜索和最優(yōu)化方法、知識的表達與推理、知識、（代理）、計算機視覺、自然語言處理、模式識別、高級機器學習、機器人、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、遺傳算法。

????（10）信息系統(tǒng)IM
????數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)模型和相關(guān)模型、數(shù)據(jù)庫查詢語言、關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計、事物處理、分布式數(shù)據(jù)庫、高級關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計、物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計。

????（11）網(wǎng)絡(luò)計算NC
????網(wǎng)絡(luò)計算緒論、Ｗeb計算實例、Ｗeb站點建立與應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)與信息傳輸、分布式目標系統(tǒng)、?協(xié)同技術(shù)與群件、分布式操作系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)。

????（12）軟件工程SE
????軟件處理、軟件需求和規(guī)格、軟件設(shè)計和執(zhí)行、聲明與確認、軟件工具與環(huán)境、軟件工程方法。

????（13）計算科學CN
????數(shù)字分析、科學的清晰性、科學計算結(jié)構(gòu)、并行結(jié)構(gòu)程序設(shè)計、應(yīng)用軟件。

????（14）社會、倫理、職業(yè)問題SP
????計算機歷史、計算機專業(yè)與社會的關(guān)系、分析問題的方法與工具、職業(yè)和倫理規(guī)范、系統(tǒng)安全的風險和責任、知識產(chǎn)權(quán)、商業(yè)機密與開放、因特網(wǎng)與社會的關(guān)系、計算機犯罪、計算的經(jīng)濟成本、道德規(guī)范的哲學基礎(chǔ)。

7．總體教學原則
????教學總原則：廣度優(yōu)先
????開實驗：自己進行，如程序設(shè)計。
????閉實驗：在教師指導下進行，如計算機原理
????重視能力培養(yǎng)、社會合作能力培養(yǎng)、鼓勵雙學位學習。