計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論課件

王曉峰合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系230601合肥xfwang@iim.ac2009-10計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

導(dǎo)論內(nèi)容簡(jiǎn)介

第一部分引論第二部分

計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念和基本知識(shí)第三部分

計(jì)算機(jī)科學(xué)的意義、內(nèi)容和方法第四部分

如何學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)和健康成長(zhǎng)結(jié)束教學(xué)要求

目標(biāo):本課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生與所學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)的第一門(mén)課程。課程將系統(tǒng)性地闡述計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中的主要基本概念和問(wèn)題，引導(dǎo)剛進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)的學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)有一個(gè)概括而準(zhǔn)確地了解，從而為系統(tǒng)地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的后續(xù)課程打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，樹(shù)立學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)的責(zé)任感和自豪感。

目的:要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)中的基本概念，基本方法和基本專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，了解本學(xué)科的基本內(nèi)容、基本理論和基本技術(shù)。

結(jié)束考核方式課程論文：40%單元學(xué)習(xí)體會(huì)(2次):40%課堂筆記:10%課堂表現(xiàn):10%結(jié)束第一章引論結(jié)束返回

1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展史

1.4

一般的科學(xué)思想方法

1.5

計(jì)算機(jī)科學(xué)初學(xué)者的正確選擇

1.3學(xué)科方法簡(jiǎn)介

1.2計(jì)算機(jī)科學(xué)的來(lái)歷1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展史第一代計(jì)算機(jī)(1946～1956)：電子管時(shí)代第二代計(jì)算機(jī)(1957～1963)：晶體管時(shí)代第三代電子計(jì)算機(jī)(1964～1975)：集成電路時(shí)代第四代電子計(jì)算機(jī)(1976～至今)：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路時(shí)代第五代計(jì)算機(jī)（正在研制）：光子、生物芯片技術(shù)第六代計(jì)算機(jī)（未來(lái)）：神經(jīng)集成電路第一代計(jì)算機(jī)(1946～1956)世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)1946年誕生于美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)，即ENIAC(TheElectronicNumericalIntegratorandComputer)，重30噸，占地170平方米,使用了18000個(gè)電子管，70000個(gè)電阻器，有5百萬(wàn)個(gè)焊接點(diǎn)，耗電160千瓦。1959年9月，我國(guó)第一臺(tái)每秒鐘運(yùn)算10000次的快速通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)在北京試制成功。

返回第二代計(jì)算機(jī)(1957～1963)用晶體管代替電子管，出現(xiàn)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的一些部件:打印機(jī)、磁帶、磁盤(pán)、內(nèi)存、操作系統(tǒng)等。出現(xiàn)了較為高級(jí)的COBOL(CommonBusiness-OrientedLanguage)和FORTRAN(FormulaTranslator)等語(yǔ)言，以單詞、語(yǔ)句和數(shù)學(xué)公式代替了二進(jìn)制機(jī)器碼。我國(guó)第一臺(tái)晶體管大型通用數(shù)字計(jì)算機(jī)1967年10月在中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所試制成功。

美國(guó)IBM公司1959年生產(chǎn)的IBM7090型晶體管電子計(jì)算機(jī)第三代電子計(jì)算機(jī)(1964～1975)開(kāi)始使用集成電路，計(jì)算機(jī)變得更小，功耗更低，速度更快。這一時(shí)期的發(fā)展還包括使用了操作系統(tǒng)，使得計(jì)算機(jī)在中心程序的控制協(xié)調(diào)下可以同時(shí)運(yùn)行許多不同的程序。

1973年8月，我國(guó)第一臺(tái)每秒鐘運(yùn)算100萬(wàn)次的集成電路電子計(jì)算機(jī)在北京試制成功。

返回1964年，世界上第一個(gè)采用集成電路的通用計(jì)算機(jī)IBM360第四代電子計(jì)算機(jī)(1976～至今)大規(guī)模集成電路(LSI)可以在一個(gè)芯片上容納幾百個(gè)元件，超大規(guī)模集成電路(VLSI)在芯片上容納了幾十萬(wàn)個(gè)元件，后來(lái)的ULSI將數(shù)字?jǐn)U充到百萬(wàn)級(jí)。1981年，IBM推出個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)用于家庭、辦公室和學(xué)校。蘋(píng)果公司的AppleMacintosh系列于1984年推出。

返回IBM-PC機(jī)蘋(píng)果機(jī)筆記本電腦第五代計(jì)算機(jī)（正在研制）超導(dǎo)計(jì)算機(jī)：使用超導(dǎo)體元器件，耗電量?jī)H為半導(dǎo)體器件制造的電腦的幾千分之一，執(zhí)行一個(gè)指令只需十億分之一秒。光計(jì)算機(jī)：利用光作為載體進(jìn)行信息處理，運(yùn)算速度比普通的電子計(jì)算機(jī)快1000倍生物計(jì)算機(jī)：蛋白質(zhì)分子作元件制成集成電路，稱(chēng)為生物芯片，存儲(chǔ)量可以達(dá)到普通電腦的10億倍，傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快100萬(wàn)倍。

量子計(jì)算機(jī)：某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。

返回超導(dǎo)芯片生物芯片第六代計(jì)算機(jī)（未來(lái)）第六代電子計(jì)算機(jī)是模仿人的大腦判斷能力和適應(yīng)能力，并具有可并行處理多種數(shù)據(jù)功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。人的大腦卻具有能處理支離破碎、含糊不清信息的靈活性，第六代電子計(jì)算機(jī)將類(lèi)似人腦的智慧和靈活性。神經(jīng)電子計(jì)算機(jī)的信息不是存在存儲(chǔ)器中，而是存儲(chǔ)在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)網(wǎng)中。若有節(jié)點(diǎn)斷裂，電腦仍有重建資料的能力，它還具有聯(lián)想記憶、視覺(jué)和聲音識(shí)別能力。

返回大規(guī)模神經(jīng)集成電路，它模仿人腦的神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)1.2計(jì)算機(jī)科學(xué)一詞的來(lái)歷由于圖靈和馮.諾伊曼等人的貢獻(xiàn)，使得存儲(chǔ)程序式通用電子計(jì)算機(jī)在40年代誕生，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)使用自動(dòng)計(jì)算裝置代替人工計(jì)算和手工勞動(dòng)的夢(mèng)。狹義的計(jì)算機(jī)科學(xué)其研究?jī)?nèi)容覆蓋了對(duì)計(jì)算機(jī)問(wèn)題的一般研究。廣義的計(jì)算機(jī)科學(xué)包括的內(nèi)容不僅覆蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的研究范疇，而且還包含更多的內(nèi)涵。

學(xué)科類(lèi)形態(tài)所謂學(xué)科類(lèi)形態(tài)是指從事一類(lèi)學(xué)科研究與發(fā)展工作且具有共性的文化方式。歷史上一共有兩大學(xué)科類(lèi)形態(tài)，即理論與實(shí)驗(yàn)。

不同的學(xué)科類(lèi)形態(tài)支持按照自己特有的方式方法和科學(xué)發(fā)展軌道開(kāi)展學(xué)科的研究與發(fā)展，由此產(chǎn)生了理論科學(xué)與實(shí)驗(yàn)科學(xué)兩個(gè)學(xué)科類(lèi)。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科研究就和應(yīng)用的深化，一些學(xué)者開(kāi)始認(rèn)識(shí)到“計(jì)算”已經(jīng)最為理論與實(shí)驗(yàn)之外的第三種學(xué)科形態(tài)出現(xiàn)?？茖W(xué)認(rèn)識(shí)事物方式方法的三步曲：一個(gè)科學(xué)的認(rèn)識(shí)：建立在對(duì)于事物性質(zhì)、特點(diǎn)和發(fā)展變化規(guī)律的深入的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)之上；一套科學(xué)的方法：基于科學(xué)的認(rèn)識(shí)，通過(guò)尋找、建立，改進(jìn)或引用，發(fā)展解決這個(gè)問(wèn)題的一套科學(xué)的方法；一套科學(xué)的程序：著眼于具體解決這個(gè)問(wèn)題，在科學(xué)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)之上，依據(jù)確定的一套科學(xué)的方法，制定實(shí)際解決問(wèn)題的一個(gè)嚴(yán)密的、科學(xué)的程序，確定第一步做什么，怎么做，第二步做什么，怎么做，確定每一步怎么檢驗(yàn)，出了問(wèn)題怎么處理，等等。1.3學(xué)科方法簡(jiǎn)介在通才教育觀下，第一流的人才應(yīng)該具備三個(gè)條件：⑴具有高尚的品德和良好的人文素養(yǎng)；⑵具有堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和深厚的專(zhuān)業(yè)功底；⑶富有創(chuàng)新意識(shí)，具有科學(xué)的思想方法。所謂通才教育觀在大學(xué)教育階段是指教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)立足于一級(jí)學(xué)科的范圍內(nèi)開(kāi)展工作，在此基礎(chǔ)之上，根據(jù)學(xué)生的興趣適當(dāng)拓展其他學(xué)科的知識(shí)，以學(xué)科方法論和科學(xué)的思想方法作為重要的工具逐步擴(kuò)大自己的學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)和領(lǐng)域，形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。1.4一般的科學(xué)思想方法學(xué)習(xí)中我們不要求低年級(jí)的同學(xué)廣泛借閱圖書(shū)資料，因?yàn)橐粋€(gè)初學(xué)者不具備同時(shí)掌握幾個(gè)體系的能力和知識(shí)基礎(chǔ)。一本好的教材完全能夠幫助同學(xué)們正確理解書(shū)本知識(shí)的含義，關(guān)鍵是要多讀幾遍，多思考！如果條件允許，在理解的基礎(chǔ)上可以多上機(jī)操作和練習(xí)，從而產(chǎn)生更為感性的認(rèn)識(shí)。本章結(jié)束，按下鍵返回本章總目錄1.5計(jì)算機(jī)科學(xué)初學(xué)者的正確選擇結(jié)束返回

2.2存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1計(jì)算模型與二進(jìn)制

2.3數(shù)字邏輯與集成電路

2.4機(jī)器指令與匯編語(yǔ)言

2.5算法、程序與數(shù)據(jù)組織

2.6高級(jí)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)技術(shù)和方法

2.7

系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件、軟件工程方法

2.8計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)

2.9

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信

2.10

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)第二章計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念2.1計(jì)算模型與二進(jìn)制什么是計(jì)算模型？所謂計(jì)算模型是刻劃計(jì)算這一概念的一種抽象的形式系統(tǒng)或數(shù)學(xué)系統(tǒng)，而算法是對(duì)計(jì)算過(guò)程步驟（或狀態(tài)）的一種刻劃，是計(jì)算方法的一種能行實(shí)現(xiàn)方式。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，我們通常所說(shuō)的計(jì)算模型，并不是指在其靜態(tài)或動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)描述基礎(chǔ)上建立求解某一(類(lèi))問(wèn)題計(jì)算方法的數(shù)學(xué)模型，而是指具有狀態(tài)轉(zhuǎn)換特征，能夠?qū)λ幚淼膶?duì)象的數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行表示、加工、變換、輸出的數(shù)學(xué)機(jī)器。圖靈機(jī)(TuringMachine

)圖靈機(jī)是英國(guó)人阿蘭·圖靈（AlanTuring），在1936年提出的一種理想的計(jì)算模型，其基本思想是用機(jī)器來(lái)模擬人們用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的過(guò)程，他把這樣的過(guò)程看作下列兩種簡(jiǎn)單的動(dòng)作：

A.在紙上寫(xiě)上或擦除某個(gè)符號(hào)；

B.把注意力從紙的一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。

“圖靈（Turing）獎(jiǎng)”圖靈（Turing）獎(jiǎng)是美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM，AssociationforComputerMachinery）干1966年設(shè)立的，專(zhuān)門(mén)獎(jiǎng)勵(lì)那些對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)研究與推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展有卓越貢獻(xiàn)的杰出科學(xué)家，被公認(rèn)為計(jì)算機(jī)界的“諾貝爾”獎(jiǎng)。圖靈獎(jiǎng)對(duì)獲獎(jiǎng)?wù)叩囊髽O高，評(píng)獎(jiǎng)程序也極嚴(yán)，一般每年只獎(jiǎng)勵(lì)一名計(jì)算機(jī)科學(xué)家，目前圖靈獎(jiǎng)由英特爾公司贊助，獎(jiǎng)金為100,000美元。目前為止，獲此殊榮的華人僅有一位，2000年圖靈獎(jiǎng)得主姚期智(AndrewChi-ChihYao)。2.1計(jì)算模型與二進(jìn)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制：就是按進(jìn)位方式實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的一種規(guī)則。基數(shù)：它表示某種進(jìn)位制所具有的數(shù)學(xué)符號(hào)的個(gè)數(shù)。權(quán)：它表示某種進(jìn)位制的數(shù)中不同位置上數(shù)字的單位數(shù)值。十進(jìn)制：基數(shù)為10，r的取值范圍0-9。2.1計(jì)算模型與二進(jìn)制二進(jìn)制：基數(shù)為2，r的取值范圍0和1。在早期研制計(jì)算機(jī)時(shí)，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，從便于元器件的設(shè)計(jì)和制造考慮，計(jì)算機(jī)的研制很自然地選擇了二進(jìn)制，而后來(lái)的實(shí)踐也證明了這種選擇具有極大的優(yōu)點(diǎn)。

二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：十進(jìn)制數(shù)0123456789二進(jìn)制數(shù)0000000100100011010001010110011110001001二進(jìn)制數(shù)四則運(yùn)算加法運(yùn)算，采用“逢二進(jìn)一”的法則

0+0=00+1=11+0=11+1=10

減法運(yùn)算，采用“借一當(dāng)二”的法則0-0=01-0=11-1=010-1=1乘法運(yùn)算

0×0=01×0=00×1=01×1=1除法運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算示例十進(jìn)制與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù):整數(shù)部分除2取余；小數(shù)部分乘2取整。例:將(286.8125)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。(1)286/2=143(0)143/2=71(1)71/2=35(1)35/2=17(1)17/2=8(1)8/2=4(0)4/2=2(0)2/2=1(0)1/2=0(1)從后往前取出余數(shù)100011110(2)0.8125×2=1.6250.625×2=1.250.25×2=0.50.5×2=1.0從前往后取出整數(shù)數(shù)1101(3)(286.8125)10=(100011110.1101)2馮·諾伊曼原理（“存貯程序控制”原理）采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令；將程序（數(shù)據(jù)和指令序列）預(yù)先存放在主存貯器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)能夠自動(dòng)高速地從存貯器中取出指令，并加以執(zhí)行；由運(yùn)算器、存貯器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大基本部件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并規(guī)定了這五大部件的基本功能?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)的工作原理基本上遵循著馮·諾伊曼原理，而按照該原理所構(gòu)造的體系結(jié)構(gòu)也稱(chēng)為“馮·諾伊曼”體系結(jié)構(gòu)。2.2存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與工作原理

“馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)”運(yùn)算器(ALU):算術(shù)邏輯單元（ArithmeticLogicUnit），主要完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算以及移位、比較、傳送等運(yùn)算?？刂破鳎焊鶕?jù)指令需要完成的功能，向各部件發(fā)出執(zhí)行各種操作的命令，從而指揮計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件進(jìn)行工作。中央處理單元（CPU）:通常把運(yùn)算器、控制器合在一起稱(chēng)為CPU。數(shù)據(jù)流程信號(hào)流程存儲(chǔ)器:計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的裝置,也稱(chēng)計(jì)算機(jī)的記憶部件。輸入設(shè)備：把程序、數(shù)據(jù)等信息，通過(guò)輸入接口轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。輸出設(shè)備：輸出設(shè)備能把計(jì)算機(jī)運(yùn)行結(jié)果或過(guò)程，通過(guò)輸出接口轉(zhuǎn)換成人們所要求的直觀形式?？偩€(bus)：在兩個(gè)以上數(shù)字設(shè)備之間提供傳送信息的公共通路。馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)單處理機(jī)結(jié)構(gòu)，以運(yùn)算器為中心；存儲(chǔ)程序工作方式，數(shù)據(jù)和程序以二進(jìn)制代碼形式存儲(chǔ)在單元是定長(zhǎng)的一維空間存儲(chǔ)器中,存儲(chǔ)器按線性編址結(jié)構(gòu)進(jìn)行地址訪問(wèn)；通過(guò)控制器進(jìn)行集中控制；指令的串行執(zhí)行,控制器根據(jù)存放在存儲(chǔ)器中的指令序列(程序)進(jìn)行工作，并由一個(gè)程序計(jì)數(shù)器控制指令的執(zhí)行；使用低級(jí)機(jī)器語(yǔ)言，指令由操作碼和地址碼組成。計(jì)算機(jī)硬件方向在學(xué)科的發(fā)展歷程中，習(xí)慣上，人們將不帶有軟件系統(tǒng)的存儲(chǔ)程序式電子數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱(chēng)為硬件裸機(jī);將硬件裸機(jī)、參與構(gòu)成硬件裸機(jī)的各類(lèi)部件及其研究范疇統(tǒng)稱(chēng)為硬件（方向）。2.3數(shù)字邏輯與集成電路數(shù)字電路的基本知識(shí)：模擬信號(hào)，即連續(xù)變化的物理量；數(shù)字信號(hào)，即離散的物理量。

數(shù)字電路：對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸、控制或變換的電子電路。數(shù)字系統(tǒng)：是用數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的，并由成千上萬(wàn)個(gè)電子器件來(lái)組成，由它們控制電路中電流的流向和程序的執(zhí)行，完成各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算。數(shù)字電路的特點(diǎn)工作信號(hào)是二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，在時(shí)間上和數(shù)值上是離散的，反映在電路上就是只有低電平和高電平兩種狀態(tài)，表示0和1兩個(gè)邏輯值。組成數(shù)字電路的元器件對(duì)精度要求不高，只要在工作時(shí)能夠可靠地區(qū)分0和1兩種狀態(tài)即可。數(shù)字電路的分類(lèi)按集成度的不同：小規(guī)模(SSI，每片數(shù)十器件)、中規(guī)模(MSI，每片數(shù)百器件)、大規(guī)模(LSI，每片數(shù)千器件)和超大規(guī)模(VLSI，每片器件數(shù)目大于1萬(wàn))LSIVLSI數(shù)字邏輯數(shù)字邏輯是數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)稱(chēng)，其內(nèi)容是應(yīng)用數(shù)字電路進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)。電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是由具有各種邏輯功能的邏輯部件組成的，這些邏輯部件按其結(jié)構(gòu)和工作原理不同可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。組合邏輯電路是由與門(mén)、或門(mén)和非門(mén)等門(mén)電路組合形成的邏輯電路,沒(méi)有記憶功能，其輸出信號(hào)只與當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)有關(guān)；時(shí)序邏輯電路是由觸發(fā)器和門(mén)電路組成的具有記憶能力的邏輯電路,其輸出信號(hào)不僅和當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)有關(guān)，而且與電路以前的狀態(tài)有關(guān)。門(mén)電路布爾(邏輯)運(yùn)算的操作數(shù)為是0(假)和1(真)；PANDQPORQNOTP當(dāng)二進(jìn)制的加法、乘法等運(yùn)算與布爾代數(shù)的運(yùn)算建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系后，就可以用邏輯部件來(lái)實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的加法、乘法等各種運(yùn)算。門(mén)（gate）：一個(gè)當(dāng)給定一個(gè)布爾運(yùn)算的輸入值時(shí)能夠產(chǎn)生該布爾運(yùn)算的輸出值的設(shè)備?！芭c”、“或”、“非”三種門(mén)電路示意圖PPP↑↑↑┌──┻──┓┌──┻──┓┌──┻──┓│·││＋││～│└┳─┳─┳┛└┳─┳─┳┛└──┳──┛↑↑↑↑↑↑↑ABCABCA

（a）“與”門(mén)電路（b）“或”門(mén)電路（c）”非“門(mén)電路“與”門(mén)電路“與”門(mén)電路一般有兩個(gè)以上的輸入和一個(gè)輸出。圖(a)表示了一個(gè)“與”門(mén)電路，其輸出P和輸入A、B、C之間的邏輯關(guān)系可用下面的式子表示：P＝A·B·C電路設(shè)計(jì)中，用高電平信號(hào)表示1，低電平信號(hào)表示0。那么，“與”門(mén)電路只有當(dāng)輸入A、B、C同時(shí)為1時(shí)，輸出P才為1，否則，P為0?！盎颉遍T(mén)電路“或”門(mén)電路可以用圖(b)表示。一般地說(shuō)，其是一種具有邏輯加法功能的電路，它有兩個(gè)以上的輸入和一個(gè)輸出，其輸出P和輸入A、B、C之間的邏輯關(guān)系可用下面的式子表示：P＝A＋B＋C“或”門(mén)電路僅當(dāng)輸入A、B、C中有一個(gè)為1時(shí)，輸出P就為1，否則，P為0?！胺恰遍T(mén)電路“非”門(mén)電路可以用圖(c)表示。一般地說(shuō)，其是一種具有邏輯取反功能的電路，它只有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，其輸出P和輸入A之間的邏輯關(guān)系可用下面的式子表示：

P＝～A

“非”門(mén)電路當(dāng)輸入A為0時(shí)，輸出P就為1，否則，當(dāng)輸入A為1時(shí)，輸出P為0。

將布爾代數(shù)和前面談到的二進(jìn)制聯(lián)系起來(lái)，我們可以看到，“與”、“或”、“非”門(mén)電路的作用與集合運(yùn)算“交”、“并”、“補(bǔ)”是一致的。一旦門(mén)電路中僅使用兩個(gè)電平信號(hào)0和1，引入二進(jìn)制及其運(yùn)算規(guī)則，那么，用門(mén)電路及其組合就可以實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制的各種運(yùn)算，而對(duì)復(fù)雜電路的計(jì)算，如電路的化簡(jiǎn)就有可能通過(guò)布爾代數(shù)的方法進(jìn)行，事實(shí)上也正是如此。2.4機(jī)器指令與匯編語(yǔ)言

用計(jì)算機(jī)求解一個(gè)問(wèn)題，必須事先編制好程序。程序是由指令組成的。每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都設(shè)計(jì)規(guī)定了一組指令集合，稱(chēng)為機(jī)器指令系統(tǒng)。機(jī)器指令的格式一般分為兩部分，如下所示：┌───┬──────┐

指令格式：│操作碼│地址部分│└───┴──────┘其中，操作碼指出運(yùn)算的種類(lèi)，如＋，－，×，÷，跳轉(zhuǎn)等，地址部分用來(lái)指示參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)保存在什么地方，如存儲(chǔ)器的某個(gè)地址或某個(gè)寄存器等。操作碼和地址部分都用二進(jìn)制代碼表示。機(jī)器指令的分類(lèi)算術(shù)運(yùn)算指令：實(shí)現(xiàn)基本的算術(shù)運(yùn)算操作，如：加(ADD)、減(SUB)、乘(MUL)、除(DIV)等指令；邏輯運(yùn)算指令：實(shí)現(xiàn)基本的邏輯運(yùn)算操作，如：與(AND)、或(OR)、非(NOT)、異或(XOR)等指令；移位指令：實(shí)現(xiàn)對(duì)操作數(shù)進(jìn)行移位、比較等操作。如：邏輯左移(SHL)、邏輯右移(SHR)、算術(shù)左移(SAL)、算術(shù)右移(SAR)等指令；數(shù)據(jù)傳送指令：實(shí)現(xiàn)CPU的寄存器之間及寄存器和存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送，如：傳送(MOV)、入棧（PUSH）和出棧(POP)等指令；程序控制指令：改變程序計(jì)數(shù)器的值，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的順序按要求改變。如轉(zhuǎn)移(JMP)，子程序調(diào)用(CALL)，返回(RET)等指令；輸入輸出指令：實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)主機(jī)通過(guò)I／O接口和外部設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳送，如：端口輸入指令(IN)，端口輸出指令(OUT)；CPU控制指令：如停機(jī)指令(HLT)等。應(yīng)當(dāng)注意的是，機(jī)器指令可以被機(jī)器直接理解和執(zhí)行，因此對(duì)于不同的機(jī)器，其指令系統(tǒng)是不同的。指令系統(tǒng)的日漸增大雖然給用戶(hù)的程序設(shè)計(jì)帶來(lái)了方便，但也帶來(lái)了硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜性的增加和因譯碼、存儲(chǔ)、尋址等開(kāi)銷(xiāo)的增大而使運(yùn)算速度下降。研究發(fā)現(xiàn)，指令系統(tǒng)存在著改進(jìn)的必要和可能。機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言：機(jī)器指令的集合。10111000000001010000000000000101000000110000000010100011000000000000001011100100機(jī)器語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)：①能利用機(jī)器指令精致地描述算法，編程質(zhì)量高；②所占存儲(chǔ)空間??；③執(zhí)行速度快。機(jī)器語(yǔ)言的缺點(diǎn)：①難記、難讀、難修改；②需要人工分配內(nèi)存；③程序通用性差。8086機(jī)器語(yǔ)言示例匯編語(yǔ)言匯編指令：用某個(gè)西文字符串的縮寫(xiě)來(lái)表示其所代表的操作，用符號(hào)來(lái)代表數(shù)據(jù)的二進(jìn)制、八進(jìn)制和十進(jìn)制數(shù)字序列。匯編語(yǔ)言：是由一組匯編指令構(gòu)成的語(yǔ)言，也被稱(chēng)為符號(hào)語(yǔ)言。MOVAX,5ADDAX,3MOV[200H],AXHLT匯編語(yǔ)言示例優(yōu)點(diǎn)：①易于理解與記憶；②

能利用機(jī)器指令精致地描述算法，編程質(zhì)量高；③所占存儲(chǔ)空間??；④執(zhí)行速度較快。缺點(diǎn)：①程序通用性也差；②與計(jì)算機(jī)硬件直接相關(guān)，故稱(chēng)為低級(jí)語(yǔ)言。

有了匯編語(yǔ)言，就得編寫(xiě)和設(shè)計(jì)匯編語(yǔ)言翻譯程序（簡(jiǎn)稱(chēng)匯編程序），專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)把使用匯編語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的程序翻譯成可直接執(zhí)行的機(jī)器指令程序。一般說(shuō)來(lái)，匯編程序被看成是系統(tǒng)軟件的一部分。源程序（匯編語(yǔ)言）目標(biāo)程序（機(jī)器語(yǔ)言）匯編程序匯編過(guò)程2.5算法、過(guò)程與程序算法：為解決一個(gè)特定問(wèn)題而采取的確定的有限的步驟，在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，算法是指令的有限序列，是一個(gè)可終止的、有序的、無(wú)歧義的、可執(zhí)行的指令的集合。例子：判斷一個(gè)大于或等于3的正整數(shù)是不是一個(gè)素?cái)?shù)。對(duì)于該問(wèn)題的求解過(guò)程可用文字描述如下：

Step1:給出需要判斷的正整數(shù)x；

Step2:給一個(gè)變量i，令i=2；

Step3:讓x除以i，得余數(shù)r；

Step4:若r=0，則表示x不是素?cái)?shù)，算法結(jié)束，否則執(zhí)行下一步；

Step5:將i＋1的值再次賦給i，若這時(shí)i的值等于x，則表示x是素?cái)?shù)，算法結(jié)束，否則回到Step3重新開(kāi)始。算法與問(wèn)題求解用計(jì)算機(jī)進(jìn)行問(wèn)題的求解，大致需要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：分析問(wèn)題->建立模型->設(shè)計(jì)算法->編寫(xiě)程序->上機(jī)調(diào)試其中算法的設(shè)計(jì)是問(wèn)題求解過(guò)程中最具有挑戰(zhàn)性的步驟。問(wèn)題求解的幾個(gè)階段：階段1：理解問(wèn)題；階段2：提出解決這個(gè)問(wèn)題的算法思想；階段3：形式地描述這個(gè)算法，將它表示為程序；階段4：評(píng)價(jià)這個(gè)程序的精確度。算法復(fù)雜性使用計(jì)算機(jī)計(jì)算各種問(wèn)題，需要存儲(chǔ)空間、計(jì)算時(shí)間。不同的算法計(jì)算所需要的時(shí)間和空間是不同的。所謂算法的復(fù)雜性就是對(duì)算法計(jì)算所需要的時(shí)間和空間的一種度量。不言而喻，對(duì)于任意給定的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出復(fù)雜性盡可能地低的算法是我們?cè)谠O(shè)計(jì)算法是追求的一個(gè)重要目標(biāo)；另一方面，當(dāng)給定的問(wèn)題已有多種算法時(shí)，選擇其中復(fù)雜性最低者，是我們?cè)谶x用算法適應(yīng)遵循的一個(gè)重要準(zhǔn)則。算法的復(fù)雜性可以看作是算法運(yùn)行所需要的計(jì)算機(jī)資源的量，需要的時(shí)間資源的量稱(chēng)作時(shí)間復(fù)雜性，需要的空間資源的量稱(chēng)作空間復(fù)雜性。算法的復(fù)雜性應(yīng)該是只依賴(lài)于算法要解的問(wèn)題的規(guī)模、算法的輸入和算法本身的三元函數(shù)。

C=F(N,I,A)其中，N表示算法要解問(wèn)題的規(guī)模，I表示算法的輸入，A表示算法本身，C表示算法的復(fù)雜性。復(fù)雜性度量函數(shù)為了簡(jiǎn)化算法復(fù)雜性分析，我們引入了復(fù)雜性度量函數(shù)，該函數(shù)表示了算法隨問(wèn)題規(guī)模大小變化引起的算法中抽象的基本運(yùn)算執(zhí)行的次數(shù)或存儲(chǔ)空間量的變化規(guī)律。假設(shè)某個(gè)計(jì)算問(wèn)題當(dāng)輸入規(guī)模分別為1，2，3，…，n時(shí)，經(jīng)分析算法中抽象的基本運(yùn)算次數(shù)分別為1，4，9，…，n2，那么，就可以用函數(shù)n2來(lái)刻劃這個(gè)算法的時(shí)間復(fù)雜性，并稱(chēng)這個(gè)算法的時(shí)間復(fù)雜性度量為(n2)級(jí)。有了復(fù)雜性度量函數(shù)，一旦選定具體計(jì)算機(jī)，可以根據(jù)這臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)某個(gè)n值的實(shí)際運(yùn)算速度比較準(zhǔn)確地估算出對(duì)其他的n值完成計(jì)算所需要的時(shí)間。算法的特性有窮性：算法的執(zhí)行步驟不可以無(wú)窮無(wú)盡，設(shè)計(jì)算法時(shí)應(yīng)該關(guān)注算法結(jié)束的條件；確定性：在任何情況下，算法只有唯一的一條執(zhí)行路徑，即對(duì)相同的操作對(duì)象只能得出相同的結(jié)果；可行性：一個(gè)算法必須由可執(zhí)行的步驟組成，即算法中的每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)能有效地執(zhí)行，并得到確定的結(jié)果；輸入：一個(gè)算法有零個(gè)或多個(gè)輸入，輸入是算法的操作對(duì)象；輸出：一個(gè)算法有一個(gè)或多個(gè)輸出，一個(gè)算法必須有輸出，即操作結(jié)果，沒(méi)有輸出的算法是毫無(wú)意義的。程序程序:是一種事先編制好了具有特殊功能的指令序列。這里的指令既可以是機(jī)器指令、匯編語(yǔ)言指令，也可以是高級(jí)語(yǔ)言的語(yǔ)句命令，甚至還可以是用自然語(yǔ)言描述的運(yùn)算、操作命令。有一種程序的定義，用公式給出：

程序＝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＋算法2.6高級(jí)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)技術(shù)和方法計(jì)算機(jī)語(yǔ)言:通常是一個(gè)能完整、準(zhǔn)確和規(guī)則地表達(dá)人們的意圖,并用以指揮或控制計(jì)算機(jī)工作的“符號(hào)系統(tǒng)”。與人類(lèi)語(yǔ)言一樣具有語(yǔ)言的三個(gè)基本要素：語(yǔ)義、語(yǔ)法和語(yǔ)序。低級(jí)語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言，與計(jì)算機(jī)硬件直接相關(guān)。高級(jí)語(yǔ)言：是一種由表達(dá)各種意義的“詞”和“公式”，按照一定的“語(yǔ)法規(guī)則”來(lái)編寫(xiě)程序的語(yǔ)言，又稱(chēng)為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)：

①獨(dú)立于計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)

②用戶(hù)使用面向問(wèn)題的形式來(lái)描述任務(wù)③易學(xué)、易懂、易查錯(cuò)。第一代語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言；第二代語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言；第三代語(yǔ)言：過(guò)程化的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如C語(yǔ)言，PASCAL語(yǔ)言；第四代語(yǔ)言：面向問(wèn)題的、非過(guò)程化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如C++,Java,C#等；第五代語(yǔ)言：更接近自然語(yǔ)言，更簡(jiǎn)單易用的基于人工智能的語(yǔ)言，仍處于概念階段,如PROLOG、LISP。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的分代高級(jí)語(yǔ)言分類(lèi)編譯類(lèi)：編譯是指在源程序執(zhí)行之前，就將源程序“翻譯”成目標(biāo)代碼(機(jī)器語(yǔ)言)，因此其目標(biāo)程序可以脫離其語(yǔ)言環(huán)境獨(dú)立執(zhí)行，使用比較方便、效率較高,比如C或Pascal；解釋類(lèi)：解釋方式類(lèi)似于“同聲翻譯”，源程序一邊由相應(yīng)語(yǔ)言的解釋器“翻譯”成目標(biāo)代碼(機(jī)器語(yǔ)言)，一邊執(zhí)行，因此效率比較低，而且不能生成可獨(dú)立執(zhí)行的可執(zhí)行文件，應(yīng)用程序不能脫離其解釋器,比如Basic,MATLAB。高級(jí)語(yǔ)言源程序“翻譯”過(guò)程示意圖常見(jiàn)的高級(jí)語(yǔ)言通用結(jié)構(gòu)化計(jì)算機(jī)語(yǔ)言：如Basic（適用于初學(xué)者的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言）、Pascal（結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，適用于教學(xué)）、C（具有高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu),亦可調(diào)用底層功能的通用語(yǔ)言）專(zhuān)用結(jié)構(gòu)化計(jì)算機(jī)語(yǔ)言：如Fortran（適用于科學(xué)計(jì)算的語(yǔ)言）、MATLAB（矩陣數(shù)學(xué)計(jì)算語(yǔ)言，功能強(qiáng)大）適用于人工智能的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言：如Prolog（適用于人工智能的專(zhuān)家系統(tǒng)的邏輯性語(yǔ)言）面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)語(yǔ)言：如C++（擴(kuò)展的c語(yǔ)言，具有了面向?qū)ο蟮奶匦裕?、Java（純面向?qū)ο笳Z(yǔ)言）可視化的第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言：如PowerBuilder(Sybase公司開(kāi)發(fā)的可視化數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)工具)、Delphi(Borland公司開(kāi)發(fā)的可視化開(kāi)發(fā)工具)、VisualFoxpro（微軟公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的可視化數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具）、VisualBasic（Basic語(yǔ)言的擴(kuò)展，微軟公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的可視化開(kāi)發(fā)工具）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)步驟編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)，大致包括了以下幾步：

(a)編寫(xiě)源程序；(b)對(duì)源程序進(jìn)行編譯生成目標(biāo)代碼；(c)連接目標(biāo)代碼生成可執(zhí)行文件；(d)執(zhí)行可執(zhí)行文件完成任務(wù)。解釋性程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)：包括編寫(xiě)源程序，解釋執(zhí)行源程序兩個(gè)過(guò)程。對(duì)程序結(jié)構(gòu)本質(zhì)的深入研究促進(jìn)了對(duì)程序質(zhì)量的認(rèn)識(shí)，開(kāi)發(fā)程序的效率和質(zhì)量取決于程序設(shè)計(jì)方法和技術(shù),多年的研究發(fā)展了許多程序設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)(SP):：“自頂而下，逐步求精”的設(shè)計(jì)思想，“獨(dú)立功能，單出、入口”的模塊僅用3種(順序、分支、循環(huán))基本控制結(jié)構(gòu)的編碼原則;面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)(OOP):以對(duì)象為中心進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，再現(xiàn)了人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物的思維方式和解決問(wèn)題的工作方式。對(duì)象是數(shù)據(jù)及對(duì)這些數(shù)據(jù)施加的操作結(jié)合在一起所構(gòu)成的獨(dú)立實(shí)體的總稱(chēng)；類(lèi)是一組具有相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相同操作的對(duì)象的描述。

程序設(shè)計(jì)方法和技術(shù)2.7系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件軟件是計(jì)算機(jī)程序、方法、規(guī)范及其相應(yīng)的文稿以及在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)所必須的數(shù)據(jù)。軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔程序是按事先設(shè)計(jì)的功能和性能要求執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)是使程序能適當(dāng)?shù)夭倏v信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；文檔是指描述程序開(kāi)發(fā)，維護(hù)和使用相關(guān)的圖文材料。軟件與硬件的不同軟件是由開(kāi)發(fā)或工程化而形成的，而不是傳統(tǒng)意義上的制造產(chǎn)生的，因此軟件成本集中于開(kāi)發(fā)和維護(hù)上面；在軟件的運(yùn)行和使用期間，沒(méi)有硬件那樣的機(jī)械磨損，老化問(wèn)題。然而在其生命期中，軟件會(huì)經(jīng)歷修改（維護(hù)），有可能引入新的錯(cuò)誤，最終將導(dǎo)致軟件本身被拋棄或重新開(kāi)發(fā)；大多數(shù)軟件是自定義，而不是通過(guò)已有的構(gòu)件組裝而來(lái)的。軟件系統(tǒng)

硬件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作系統(tǒng)支撐軟件軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種獨(dú)立的硬件，使得它們可以協(xié)調(diào)工作。系統(tǒng)軟件使得計(jì)算機(jī)使用者和其他軟件將計(jì)算機(jī)當(dāng)作一個(gè)整體，而不需要顧及到底層每個(gè)硬件是如何工作的。包括操作系統(tǒng)和一系列基本的工具（比如編譯器，數(shù)據(jù)庫(kù)管理，存儲(chǔ)器格式化，文件系統(tǒng)管理，用戶(hù)身份驗(yàn)證，驅(qū)動(dòng)管理，網(wǎng)絡(luò)連接等方面的工具）。支撐軟件指在某一特定范圍內(nèi)對(duì)各種應(yīng)用對(duì)象具有通用性的軟件。其支撐各種軟件的開(kāi)發(fā)與維護(hù)的軟件，又稱(chēng)為軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，它主要包括環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)、各種接口軟件和工具組。著名的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境有IBM公司的WebSphere，微軟公司的Studio.NET、VisualStudio等。

應(yīng)用軟件相對(duì)于系統(tǒng)軟件而言，應(yīng)用軟件是對(duì)用戶(hù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上針對(duì)各種具體的應(yīng)用問(wèn)題開(kāi)發(fā)的一類(lèi)專(zhuān)用程序或軟件的總稱(chēng)。辦公自動(dòng)化軟件，如MicrosoftOffice,WPS圖形圖像處理軟件，如Photoshop,Painter,CorelDraw多媒體及動(dòng)畫(huà)制作軟件,如3DSMAX,Authorware,Director網(wǎng)頁(yè)制作軟件，如Dreamweaver,FrontPage,Flash各種實(shí)用工具，這類(lèi)軟件主要用于輔助管理和使用電腦，如磁盤(pán)分區(qū)軟件PartitionMagic、磁盤(pán)復(fù)制軟件Ghost、文件壓縮／解壓縮軟件WinRAR、電子詞典金山詞霸、殺毒軟件瑞星、卡巴斯基、圖像瀏覽軟件ACDSee、系統(tǒng)測(cè)試與系統(tǒng)優(yōu)化軟件等等。軟件生命周期軟件生命周期是指軟件產(chǎn)品從考慮其概念開(kāi)始到該軟件產(chǎn)品交付使用，直至最終退役為止的整個(gè)過(guò)程。一般包括計(jì)劃、分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、集成、交付、維護(hù)等階段。軟件測(cè)試由于軟件的正確性目前還不能依靠嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方式進(jìn)行驗(yàn)證，軟件測(cè)試仍是軟件質(zhì)量保證關(guān)鍵元素，統(tǒng)計(jì)資料表明，測(cè)試的工作量約占整個(gè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工作量的40%左右。軟件測(cè)試目標(biāo)：測(cè)試是一個(gè)為了尋找錯(cuò)誤而運(yùn)行程序的過(guò)程；一個(gè)好的測(cè)試用例在于能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤；一個(gè)成功的測(cè)試是發(fā)現(xiàn)了迄今尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的測(cè)試。設(shè)計(jì)測(cè)試的目標(biāo)是想以最少的時(shí)間和人力系統(tǒng)地揭示軟件中潛在的各種錯(cuò)誤和缺陷，而不是試圖證明軟件的正確。軟件文檔編制文檔是軟件產(chǎn)品的一部分，沒(méi)有文檔的軟件不稱(chēng)其為軟件。提高軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的能見(jiàn)度；記錄開(kāi)發(fā)過(guò)程中的有關(guān)信息；提高開(kāi)發(fā)效率；作為一定階段的工作成果和結(jié)束標(biāo)志；便于潛在用戶(hù)了解軟件的功能、性能等各項(xiàng)指標(biāo)。整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程需要提交如下文檔：可行性研究報(bào)告；項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)劃；軟件需要求說(shuō)明書(shū)；數(shù)據(jù)要求說(shuō)明書(shū)；概要設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；用戶(hù)手冊(cè)；操作手冊(cè)；測(cè)試計(jì)劃；測(cè)試分析報(bào)告；開(kāi)發(fā)進(jìn)度月報(bào)；項(xiàng)目開(kāi)發(fā)總結(jié)報(bào)告；維護(hù)修改建議。軟件工程師的職業(yè)道德ACM(美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì))和IEEE(美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì))的計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)制定了“軟件工程職業(yè)道德準(zhǔn)則”，該準(zhǔn)則的核心是“公眾利益”，它強(qiáng)調(diào)了軟件工程師對(duì)全體公眾的義務(wù)：關(guān)心公眾的健康、安全和幸福是第一位的。流氓軟件：它們既不屬于正規(guī)商業(yè)軟件，也不屬于真正的病毒；既有一定的實(shí)用價(jià)值，也會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)種種干擾。這些程序共同的特征是未經(jīng)用戶(hù)許可強(qiáng)行潛伏到用戶(hù)電腦中，而且此類(lèi)程序無(wú)卸載程序，無(wú)法正常卸載和刪除，強(qiáng)行刪除后還會(huì)自動(dòng)生成。包括惡意廣告軟件、間諜軟件、惡意共享軟件。2.8計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是使用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)程序的用戶(hù)可以看到的一個(gè)機(jī)器的抽象結(jié)構(gòu)。對(duì)這一結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的硬件組成屬于計(jì)算機(jī)組成原理研究的范疇硬件的互聯(lián)結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系形成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，支持這種結(jié)構(gòu)的基本算法，還有以總體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的面向用戶(hù)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言等內(nèi)容構(gòu)成了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)范疇。經(jīng)典計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概念的實(shí)質(zhì)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟硬件界面的確定，其界面之上的是軟件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。廣義的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的概念，既包括經(jīng)典計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的概念范疇，還包括了對(duì)計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究。對(duì)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的改進(jìn)1.分布的I/O處理能力

2.保護(hù)的存儲(chǔ)器空間是否把指令和數(shù)據(jù)放在同一存儲(chǔ)器中，不同計(jì)算機(jī)卻有不同的考慮，但絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)都規(guī)定：在執(zhí)行過(guò)程中不準(zhǔn)修改程序

3.存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)的發(fā)展按地址訪問(wèn)的存儲(chǔ)器通用寄存器按內(nèi)容訪問(wèn)的相聯(lián)存儲(chǔ)器CAM高速緩沖存儲(chǔ)器Cache4.并行處理技術(shù)把一個(gè)作業(yè)(程序)劃分成能并行執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)(程序段)，把每個(gè)任務(wù)分配給一個(gè)處理機(jī)執(zhí)行，構(gòu)成多機(jī)并行處理系統(tǒng)5.指令集的發(fā)展

復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)CISC(ComplexInstructionSetComputer)精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)RISC(ReducedInstructionSetComputer)當(dāng)今計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的研究?jī)?nèi)容進(jìn)一步提高單個(gè)微處理器的性能；基于微處理器的多處理器體系結(jié)構(gòu)；全面提高計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)性能：可用性，可維護(hù)性，可縮放性；新型器件的處理器：如光計(jì)算機(jī)；新原理的計(jì)算機(jī)（生物，分子，DNA計(jì)算機(jī)等)。2.9計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：把分布在不同地理位置上的具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)、終端及其附屬設(shè)備，通過(guò)通信設(shè)備和線路將其連接起來(lái)，通過(guò)功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件(網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式、控制程序和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng))來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源共享的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也可定義為“自主計(jì)算機(jī)的互連集合”?；ミB表示兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間有交換信息的能力；自主表示網(wǎng)中計(jì)算機(jī)是獨(dú)立自主的，它們之間沒(méi)有明顯的主從關(guān)系，即一臺(tái)計(jì)算機(jī)不能控制網(wǎng)中的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能數(shù)據(jù)通信：即數(shù)據(jù)傳送，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最基本功能之一。資源共享：充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源是組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的之一，網(wǎng)絡(luò)資源包括硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源。提高計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，每種資源(尤其程序和數(shù)據(jù))可以存放在多個(gè)地點(diǎn)，而用戶(hù)可以通過(guò)多種途徑來(lái)訪問(wèn)網(wǎng)內(nèi)的某個(gè)資源，從而避免了單點(diǎn)失效對(duì)用戶(hù)產(chǎn)生的影響。提高計(jì)算性能，利于分布式處理：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，我們可以通過(guò)一定的算法把問(wèn)題分解，把計(jì)算任務(wù)分散到不同的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分布處理，并最終得出結(jié)果，費(fèi)用和傳統(tǒng)的大型機(jī)相比則大為降低。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的歷史1969年，為了能在爆發(fā)核戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)保障通信聯(lián)絡(luò)，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署ARPA資助建立了世界上第一個(gè)分組交換試驗(yàn)網(wǎng)ARPANET，連接美國(guó)四個(gè)大學(xué)。1980年，TCP/IP協(xié)議研制成功，1982年，ARPANET開(kāi)始采用IP協(xié)議。1986年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)NSF資助建成了基于TCP/IP技術(shù)的主干網(wǎng)NSFNET，連接美國(guó)的若干超級(jí)計(jì)算中心、主要大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，世界上第一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生。1994年，中國(guó)建設(shè)了CERNET示范網(wǎng)工程，這是我國(guó)第一個(gè)全國(guó)性TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)。2005年底全球互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了10億。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍局域網(wǎng)主要應(yīng)用于連接校園、工廠以及機(jī)關(guān)的個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站；廣域網(wǎng)通常是公用網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)(如銀行、軍隊(duì)等單位的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò))；多個(gè)網(wǎng)絡(luò)相互連接構(gòu)成的集合稱(chēng)為互聯(lián)網(wǎng)，因特網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的一種，它覆蓋了全世界的范圍。分布距離覆蓋范圍網(wǎng)絡(luò)種類(lèi)10米房間局域網(wǎng)100米建筑物1公里校園10公里城市城域網(wǎng)100公里國(guó)家廣域網(wǎng)1000公里洲或洲際互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)：傳遞信息的有意義的實(shí)體，是表征事物的形式。模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)區(qū)間連續(xù)變化的物理量，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指離散的不連續(xù)的量。信號(hào)：是數(shù)據(jù)的電編碼或電磁編碼。模擬信號(hào)是指一種連續(xù)變化的電信號(hào)，它用電信號(hào)模擬原有信息。數(shù)字信號(hào)是指一種離散變化的電信號(hào)，它的取值是有限多個(gè)。模擬通信：利用模擬信號(hào)來(lái)傳遞消息，普通的、廣播、電視等都屬于模擬通信。數(shù)字通信：利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞消息，計(jì)算機(jī)通信、數(shù)字以及數(shù)字電視都屬于數(shù)字通信。數(shù)據(jù)傳輸速率：每秒鐘傳輸多少位數(shù)據(jù)，單位為比特/秒，記作bps。模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)采樣、編碼解碼、平滑

因特網(wǎng)

因特網(wǎng)（Internet）是廣域網(wǎng)的一種，它把遍布在全世界各個(gè)地區(qū)的人們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，實(shí)現(xiàn)文件傳遞、協(xié)同辦公、信息瀏覽、電子商務(wù)、多媒體應(yīng)用等功能。為了保證能夠正確地傳輸數(shù)據(jù)，需要標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)機(jī)器和設(shè)備，因此為他們分配一個(gè)唯一的身份證即IP地址。

IP地址

IP地址（InternetProtocolAddress）共有32位地址，一般以4個(gè)字節(jié)表示，每個(gè)字節(jié)的數(shù)字又用十進(jìn)制表示，即每個(gè)字節(jié)的數(shù)的范圍是0～255，且每個(gè)數(shù)字之間用點(diǎn)隔開(kāi)，比如10.34.88.45、172.16.122.204、192.168.0.2等。網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼主機(jī)號(hào)碼l類(lèi)型

地址結(jié)構(gòu)

起始網(wǎng)絡(luò)號(hào)

終止網(wǎng)絡(luò)號(hào)

網(wǎng)絡(luò)數(shù)

每個(gè)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)數(shù)

A8位+24位112612616777214B16位+16位128.1191.2541638265534C24位+8位192.0.1223.225.2542097150254域名域名：服務(wù)名+主機(jī)所在機(jī)構(gòu)標(biāo)識(shí)+頂級(jí)域名。如下所示：sohusina其中：www代表萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)；sohu和sina是公司的標(biāo)識(shí)；com代表商業(yè)機(jī)構(gòu)；cn代表中國(guó)頂級(jí)域名常見(jiàn)的有兩類(lèi)：國(guó)家級(jí)頂級(jí)域名,如cn代表中國(guó)，kr代表韓國(guó)；通用的頂級(jí)域名,如com代表商業(yè)機(jī)構(gòu)，gov代表政府，edu代表教育。完成域名到IP地址的轉(zhuǎn)換工作的計(jì)算機(jī)就是域名服務(wù)器。通過(guò)建立DNS數(shù)據(jù)庫(kù)，域名服務(wù)器可以記錄主機(jī)名稱(chēng)與IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并為所有訪問(wèn)Internet的客戶(hù)機(jī)提供“域名解析”服務(wù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要研究?jī)?nèi)容網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：體系結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的根本，其研究目標(biāo)是采用新的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)思想，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)性能，豐富網(wǎng)絡(luò)功能。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)通信的靈魂，其研究包括協(xié)議設(shè)計(jì)、服務(wù)定義、協(xié)議的形式化描述、協(xié)議驗(yàn)證、協(xié)議測(cè)試和自動(dòng)實(shí)現(xiàn)等多個(gè)方面。

通信技術(shù)：通信技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，目前以3G為代表的移動(dòng)通信技術(shù)是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)安全：主要包括數(shù)據(jù)加密及算法實(shí)現(xiàn)、協(xié)議的安全性、軟件的安全性、攻擊檢測(cè)及防護(hù)、安全策略等。2.10數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)是指長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，有組織的、統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)的形式可以是數(shù)字、文字、圖形、圖象、聲音或視頻等。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)解釋并賦予一定的意義之后，便成為信息。信息、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理的關(guān)系可以表示為：

信息=數(shù)據(jù)+數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DatabaseSystem，DBS)：是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶(hù)訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即它是基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystem，DBMS)：是位于用戶(hù)與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶(hù)或應(yīng)用程序提供訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，包括數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、查詢(xún)、更新和各種數(shù)據(jù)控制。常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有ORACLE、SQLServer、Sybase、DB2、INFORMIX、ACCESS、DBASE、FOXPRO等。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)、硬件、軟件和用戶(hù)組成：數(shù)據(jù)庫(kù)；硬件：特別要關(guān)注內(nèi)存、外存、I/O存取速度、可支持終端數(shù)和性能穩(wěn)定性等硬件指標(biāo)，還需要考慮支持聯(lián)網(wǎng)能力和配備必要的后備存儲(chǔ)器等因素；軟件：包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、各種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和應(yīng)用開(kāi)發(fā)支撐軟件；用戶(hù)：包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DataBaseAdministrator，DBA)，他負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，負(fù)責(zé)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，用戶(hù)還包括應(yīng)用程序員和最終用戶(hù)(使用應(yīng)用程序的非計(jì)算機(jī)人員)。SQL語(yǔ)言SQL是StructruedQueryLanguage(結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言)的縮寫(xiě)，包括了數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)控制等功能。SQL是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，現(xiàn)在所有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都支持SQL。SQL語(yǔ)言的主要特點(diǎn)：SQL是一種一體化的語(yǔ)言；SQL是非過(guò)程化的語(yǔ)言；SQL非常簡(jiǎn)潔；SQL可以直接使用,也可以嵌入使用SQL語(yǔ)言示例CREATETABLEStudents(Namechar(10),Numchar(10),Ageint)

INSERTINTOstudentsVALUES('John',‘SA2091',16)DELETEFROMStudentsWHEREName=“Paul"

SELECTNameFROMStudentsWHEREAge>=17SELECTNameFROMStudentsORDERBYAgeDESC

DROPTABLEStudents數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性是指保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)以防止不合法的使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中提供兩種安全性控制：用戶(hù)標(biāo)識(shí)和鑒定與數(shù)據(jù)存取控制。

用戶(hù)標(biāo)識(shí)和鑒定：外層安全保護(hù)措施，由系統(tǒng)提供一定的方式讓用戶(hù)標(biāo)識(shí)自己的名字或身份。每次用戶(hù)要求進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，由系統(tǒng)進(jìn)行核對(duì)，通過(guò)鑒定后才提供機(jī)器使用權(quán)。數(shù)據(jù)存取控制：(1)定義用戶(hù)權(quán)限，并將用戶(hù)權(quán)限登記到數(shù)據(jù)字典中。(2)合法權(quán)限檢查，每當(dāng)用戶(hù)發(fā)出存取數(shù)據(jù)庫(kù)的操作請(qǐng)求后，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)查找數(shù)據(jù)字典，根據(jù)安全規(guī)則進(jìn)行合法權(quán)限檢查，若用戶(hù)的操作請(qǐng)求超出了定義的權(quán)限，系統(tǒng)將拒絕執(zhí)行此操作。第三章計(jì)算機(jī)科學(xué)的意義、內(nèi)容和方法返回

3.1什么是計(jì)算機(jī)科學(xué)？

3.2學(xué)科的基本問(wèn)題

3.3

計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展主線

3.4

計(jì)算科學(xué)的主要研究領(lǐng)域

3.5計(jì)算機(jī)科學(xué)與數(shù)學(xué)和其它相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

3.6計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)科形態(tài)與核心概念

3.7計(jì)算機(jī)科學(xué)的典型方法與典型實(shí)例

3.8計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律和趨勢(shì)

3.9計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)組織結(jié)構(gòu)及其演變結(jié)束計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門(mén)包含各種各樣與計(jì)算和信息處理相關(guān)主題的系統(tǒng)學(xué)科，從抽象的算法分析、形式化語(yǔ)法等等，到更具體的主題如編程語(yǔ)言、程序設(shè)計(jì)、軟件和硬件等。定義：計(jì)算機(jī)科學(xué)是研究計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、制造以及計(jì)算機(jī)信息獲取、存儲(chǔ)表示、處理控制等理論和技術(shù)的學(xué)科，是對(duì)描述和變換信息的算法，包括其理論、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)研究。

本學(xué)科來(lái)源于對(duì)數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、算法理論和自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究，形成于20世紀(jì)30年代后期。3.1什么是計(jì)算機(jī)科學(xué)？計(jì)算機(jī)科學(xué)需要研究的課題是：計(jì)算機(jī)程序能做什么和不能做什么（可計(jì)算性）；如何使程序更高效的執(zhí)行特定任務(wù)（算法和復(fù)雜性理論）；程序如何存取不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)）；程序如何顯得更具有智能（人工智能）；人類(lèi)如何與程序溝通（人機(jī)互動(dòng)和人機(jī)界面）。早期，英國(guó)的劍橋大學(xué)和其他大學(xué)已經(jīng)開(kāi)始教授計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，但它只被視為數(shù)學(xué)或工程學(xué)的一個(gè)分支，并非獨(dú)立的學(xué)科；世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)系是由美國(guó)的普渡大學(xué)在1962年設(shè)立；第一個(gè)計(jì)算機(jī)學(xué)院于1980年在美國(guó)的東北大學(xué)設(shè)立；現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)大學(xué)都把計(jì)算機(jī)科學(xué)系列為獨(dú)立的部門(mén)，一部分將它與工程系、應(yīng)用數(shù)學(xué)系或其他學(xué)科聯(lián)合成為信息學(xué)院。計(jì)算機(jī)科學(xué)的大部分研究是基于“馮·諾依曼計(jì)算機(jī)”和“圖靈機(jī)”的。盡管在計(jì)算的時(shí)間，空間效率上有很大的差異，但可以說(shuō)現(xiàn)有的各種計(jì)算設(shè)備在計(jì)算的能力上是等同的。計(jì)算機(jī)只是一種計(jì)算的工具，著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Dijkstra有一句名言“計(jì)算機(jī)科學(xué)之關(guān)注于計(jì)算機(jī)并不甚于天文學(xué)之關(guān)注于望遠(yuǎn)鏡”。計(jì)算的平臺(tái)和環(huán)境問(wèn)題，它常歸結(jié)為各個(gè)不同層面的計(jì)算模型問(wèn)題；計(jì)算過(guò)程的能行操作和效率問(wèn)題，它常歸結(jié)為某一恰當(dāng)計(jì)算模型上的算法問(wèn)題和計(jì)算的正確性問(wèn)題?！澳苄行浴边@個(gè)基本問(wèn)題決定了計(jì)算機(jī)本身的結(jié)構(gòu)和它處理的對(duì)象都是離散型的，即使是連續(xù)型的問(wèn)題也必須在轉(zhuǎn)化為離散型問(wèn)題后才能被計(jì)算機(jī)處理。計(jì)算機(jī)的程序正確性問(wèn)題。對(duì)該問(wèn)題的解決只能選擇程序正確性證明或形式軟件開(kāi)發(fā)方法（將確保軟件正確性的技術(shù)貫穿于整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)的始終）。并發(fā)程序和并行程序的動(dòng)態(tài)語(yǔ)義定值問(wèn)題一直是一個(gè)尚未徹底解決的困難問(wèn)題，從而導(dǎo)致在并發(fā)和并行軟件的開(kāi)發(fā)中證明這類(lèi)程序的正確性成為一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。3.2學(xué)科的基本問(wèn)題在計(jì)算科學(xué)發(fā)展的歷程中，有著不斷地追求制造出各種新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，拓展和提高計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用水平這樣兩個(gè)目標(biāo)。在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的研究三個(gè)層面上，學(xué)科逐步發(fā)展形成了三條相對(duì)獨(dú)立的主線，他們是：⑴計(jì)算模型與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；⑵計(jì)算模型、語(yǔ)言與軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)；⑶應(yīng)用數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用。3.3計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展主線形式化基礎(chǔ)

邏輯學(xué)

謂詞邏輯

模態(tài)邏輯時(shí)序邏輯

描述邏輯數(shù)學(xué)

泛代數(shù)

遞歸論模型論

概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)

邏輯代數(shù)

布爾代數(shù)

離散數(shù)學(xué)

組合數(shù)學(xué)

圖論網(wǎng)論

信息論3.4計(jì)算科學(xué)的主要的研究領(lǐng)域

理論計(jì)算機(jī)科學(xué)形式語(yǔ)言自動(dòng)機(jī)可計(jì)算性算法計(jì)算復(fù)雜性描述復(fù)雜性編譯器程序設(shè)計(jì)理論信息論類(lèi)型理論指稱(chēng)語(yǔ)義微程序遺傳算法并行計(jì)算計(jì)算方法學(xué)人工智能模式識(shí)別（語(yǔ)音識(shí)別、文字識(shí)別、簽名識(shí)別、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別）計(jì)算機(jī)圖形學(xué)圖像處理計(jì)算機(jī)視覺(jué)仿真與建模數(shù)字信號(hào)處理文檔與文本處理計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)值計(jì)算數(shù)值分析定理機(jī)器證明計(jì)算機(jī)代數(shù)金融計(jì)算工程計(jì)算（計(jì)算機(jī)化學(xué)、計(jì)算機(jī)物理、生物信息論、計(jì)算生物學(xué)）工廠自動(dòng)化辦公室自動(dòng)化人工智能信息存儲(chǔ)與檢索符號(hào)語(yǔ)言處理計(jì)算機(jī)輔助科學(xué)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助管理、計(jì)算機(jī)輔助軟件工程)、機(jī)器人學(xué)多媒體技術(shù)人機(jī)交互電子商務(wù)特定技術(shù)測(cè)試基準(zhǔn)機(jī)器視覺(jué)數(shù)據(jù)壓縮軟件設(shè)計(jì)模式文件格式信息安全國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)整數(shù)運(yùn)算器浮點(diǎn)運(yùn)算器矩陣運(yùn)算處理器網(wǎng)格計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)的關(guān)系一直處于一種相互依存、相互促進(jìn)的良性循環(huán)之中。從計(jì)算機(jī)的發(fā)明直到它的最新的進(jìn)展,無(wú)不有數(shù)學(xué)在起著關(guān)鍵性的作用；同時(shí),在計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、改進(jìn)和使用過(guò)程中提出的大量帶有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,又為數(shù)學(xué)理論發(fā)展注入了新鮮活力，推動(dòng)著數(shù)學(xué)本身向前發(fā)展。數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的基礎(chǔ)：邏輯代數(shù)從理論上解決了電子管作為計(jì)算機(jī)的元件問(wèn)題，從此為二進(jìn)制計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生打下了基礎(chǔ)，布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算可以通過(guò)繼電器電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.5計(jì)算科學(xué)與數(shù)學(xué)和其它相關(guān)學(xué)科的關(guān)系數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)發(fā)展的理論依據(jù)：離散數(shù)學(xué)，形成于二十世紀(jì)七十年代，是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支，主要包括數(shù)理邏輯、圖論等內(nèi)容。離散數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)理論的核心課程。它不僅充分地描述了計(jì)算機(jī)科學(xué)的離散性特點(diǎn)，而且為后繼課程，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等的學(xué)習(xí)提供必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)和提高學(xué)習(xí)者的抽象思維能力。線性代數(shù)，特別是矩陣?yán)碚?，在?jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用非常多而廣泛，涉及到人工智能、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。

數(shù)學(xué)的基本特征高度抽象性，數(shù)學(xué)最大的特點(diǎn)在于拋開(kāi)現(xiàn)實(shí)事物的物理、化學(xué)和生物學(xué)等特性而僅保留其量的關(guān)系和空間的形式。邏輯嚴(yán)密性，正是以數(shù)學(xué)的邏輯嚴(yán)密性為出發(fā)點(diǎn)，在需要用數(shù)學(xué)工具解決具體問(wèn)題時(shí)只有嚴(yán)格遵守形式邏輯的基本法則，充分保證邏輯的可靠性才能保證最終結(jié)論的正確性。普遍適用性，數(shù)學(xué)的高度抽象性決定了它的普遍適用性，數(shù)學(xué)廣泛地應(yīng)用于其他科學(xué)與技術(shù)甚至人們的日常生活之中。為了將計(jì)算機(jī)科學(xué)推向更高的層次和水平，學(xué)科的發(fā)展近年來(lái)正在更多地依賴(lài)其它學(xué)科的發(fā)展和進(jìn)步、參照和利用其它學(xué)科的思想、方法和成果。當(dāng)前同本學(xué)科聯(lián)系最緊密的學(xué)科是哲學(xué)中的邏輯學(xué)，數(shù)學(xué)中的構(gòu)造性數(shù)學(xué)，電學(xué)中的（微）電子科學(xué)、通信系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)與安全性，在不遠(yuǎn)的將來(lái)可能是光電子科學(xué)、生物科學(xué)中的遺傳學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)，物理和化學(xué)科學(xué)中的精細(xì)材料科學(xué)等。所謂學(xué)科形態(tài)，是指從事該領(lǐng)域工作的文化方式。對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的深入研究使我們已知該學(xué)科存在三種主要的學(xué)科形態(tài)，即理論、抽象和設(shè)計(jì)。三種不同的學(xué)科形態(tài)實(shí)際上反映了在學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)從事工作的三種文化方式：理論關(guān)心的是以形式化方式揭示對(duì)象的性質(zhì)和相互之間的關(guān)系，這是一種按照某種科學(xué)規(guī)律構(gòu)筑人工科學(xué)的典型模式；抽象關(guān)心的是以實(shí)驗(yàn)方式揭示對(duì)象的性質(zhì)和相互之間的關(guān)系；而設(shè)計(jì)關(guān)心的是以生產(chǎn)方式對(duì)這些性質(zhì)和關(guān)系的一些特定的實(shí)現(xiàn)，完成具體而有用的任務(wù)。

3.6計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)科形態(tài)

與核心概念第一種形態(tài)是理論，基于計(jì)算機(jī)科學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)科學(xué)理論，廣泛采用數(shù)學(xué)的研究方法。按統(tǒng)一的合理的理論發(fā)展過(guò)程，包含以下四個(gè)步驟：⑴對(duì)研究對(duì)象的概念抽象（定義）；⑵假設(shè)對(duì)象的基本性質(zhì)和對(duì)象之間可能存在的關(guān)系（定理）；⑶確定這些性質(zhì)和關(guān)系是否正確（證明）；⑷解釋結(jié)果（與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或研究對(duì)象形成對(duì)應(yīng)）。這個(gè)學(xué)科形態(tài)的基本特征是其研究?jī)?nèi)容的構(gòu)造性數(shù)學(xué)特征，是區(qū)別于更廣泛的數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)科形態(tài)的典型特征。第二種形態(tài)是抽象，或稱(chēng)模型化，基于計(jì)算科學(xué)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法，廣泛采用實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的研究方法。按照對(duì)客觀現(xiàn)象和規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程，包含以下四個(gè)步驟：⑴確定可能世界（環(huán)境）并形成假設(shè)⑵構(gòu)造模型并做出預(yù)言；⑶設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)；⑷分析結(jié)果。這個(gè)學(xué)科形態(tài)主要出現(xiàn)在計(jì)算科學(xué)中與硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)有關(guān)的研究之中。當(dāng)計(jì)算科學(xué)理論比較深?yuàn)W，理解較為困難時(shí)，不少科研人員在大致了解理論、方法和技術(shù)的情況下，基于經(jīng)驗(yàn)和技能常以這種學(xué)科形態(tài)方式開(kāi)展工作。第三種形態(tài)是設(shè)計(jì)，基于工程，廣泛采用工程科學(xué)（如建筑工程）的研究方法。按照為解決某一個(gè)問(wèn)題構(gòu)作系統(tǒng)或裝置的過(guò)程，包含以下四個(gè)步驟：⑴敘述要求；⑵給定技術(shù)條件；⑶設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)或裝置；⑷測(cè)試和分析該系統(tǒng)。這個(gè)學(xué)科形態(tài)廣泛出現(xiàn)在計(jì)算科學(xué)中與硬件、軟件、應(yīng)用有關(guān)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)之中。當(dāng)計(jì)算科學(xué)理論（包括技術(shù)理論）已解決某一問(wèn)題后，科研人員在正確理解理論、方法和技術(shù)的情況下，可以十分有效地以這種學(xué)科形態(tài)方式開(kāi)展工作。在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展中，有一批在各個(gè)分支學(xué)科中重復(fù)出現(xiàn)的概念，即核心概念。它們雖然在各分支學(xué)科中的具體解釋形式上有差異，但相互之間存在著重要的聯(lián)系。

核心概念一般具有如下特點(diǎn)：⑴在本學(xué)科的不少分支學(xué)科中經(jīng)常出現(xiàn)，甚至在學(xué)科中普遍出現(xiàn)；⑵在計(jì)算科學(xué)理論、抽象和設(shè)計(jì)這三個(gè)過(guò)程的各個(gè)層面上都有許多示例；⑶在理論上具有可延展和變形的作用，在技術(shù)上具有高度的獨(dú)立性。典型方法是屬于方法論的內(nèi)容，就目前我們對(duì)學(xué)科的認(rèn)識(shí)，已知有下列幾種典型的方法:內(nèi)涵與外延的方法以遞歸、歸納和迭代技術(shù)形式為代表的構(gòu)造性方法公理化方法快速原型方法演化方法展開(kāi)與規(guī)約方法3.7計(jì)算機(jī)科學(xué)的典型方法

與典型實(shí)例內(nèi)涵與外延是哲學(xué)的兩個(gè)基本的概念。內(nèi)涵是指一個(gè)概念所反映的事物的本質(zhì)屬性的總和，也就是概念的內(nèi)容。外延是指概念所界定的所有對(duì)象的集合，即所有滿(mǎn)足概念定義屬性的對(duì)象的集合。內(nèi)涵與外延的方法廣泛出現(xiàn)在計(jì)算科學(xué)的許多分支學(xué)科中，是一個(gè)能夠?qū)o(wú)窮對(duì)象的集合作分類(lèi)處理的方法。構(gòu)造性方法是整個(gè)計(jì)算科學(xué)學(xué)科最本質(zhì)的方法，是一種能夠?qū)φ撚驗(yàn)闊o(wú)窮的客觀事物按其有限構(gòu)造特征進(jìn)行處理的方法。例：謂詞邏輯系統(tǒng)中合式公式的定義：F(a1,...,an)是合式公式。其中，ai是表示不空論域中個(gè)體的形式符號(hào)，即個(gè)體詞；如果A是合式公式，則A是合式公式；如果A和B是合式公式，則[A∧B]，[A∨B]，[A→B]，[AB]是合式公式；如果A(a)是合式公式，a在其中出現(xiàn)，x不再其中出現(xiàn)，則xA(x)，xA(x)是合式公式。公理化方法能幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)一個(gè)系統(tǒng)如何嚴(yán)格表述，認(rèn)識(shí)到完備性和無(wú)矛盾性對(duì)一個(gè)公理系統(tǒng)的重要性，認(rèn)識(shí)每一條公理深刻的背景，獨(dú)立性和它的作用。可惜，其深刻的哲學(xué)意義、學(xué)術(shù)深度和理解上的困難性使得它在本科的課程中較少出現(xiàn)。近年來(lái)，這一方法出現(xiàn)在一些學(xué)科的前沿研究中。除了形式語(yǔ)義學(xué)的研究中使用公理化方法外，開(kāi)放信息系統(tǒng)的思想和設(shè)計(jì)，自定義邏輯框架系統(tǒng)的研究，以及分布式代數(shù)系統(tǒng)的研究都采用了公理化方法或吸取了公理化方法的思想。快速原型方法是計(jì)算科學(xué)的典型方法，最初，快速原型的思想出現(xiàn)在軟件工程的研究之中。其主要內(nèi)涵是：在軟件的開(kāi)發(fā)中，隨著程序代碼量的日漸龐大，開(kāi)發(fā)費(fèi)用和周期的不斷增長(zhǎng)，人們迫切需要對(duì)軟件開(kāi)發(fā)中引入的新思想、新原理和采用的新方法、新技術(shù)的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)驗(yàn)證過(guò)程提出改進(jìn)意見(jiàn)，為實(shí)際產(chǎn)品的工程技術(shù)開(kāi)發(fā)提供原理性的指導(dǎo)。快速原型方法事實(shí)上是一種低成本系統(tǒng)原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方法。演化（Evolution）方法，也叫進(jìn)化方法,是一種模擬事物演進(jìn)過(guò)程進(jìn)而求解問(wèn)題的方法。其主要思想是，針對(duì)具體的問(wèn)題，首先找到解決該問(wèn)題的辦法（或算法、程序、電路等），然后通過(guò)各種有效的技術(shù)方法改進(jìn)解決問(wèn)題的辦法（或算法、程序、電路等）進(jìn)而改進(jìn)求解的結(jié)果。演化方法在使用時(shí)常常與其他典型方法聯(lián)系在一起。例如，與快速原型和展開(kāi)方法合用，可以開(kāi)發(fā)一類(lèi)特殊軟件的程序自動(dòng)生成系統(tǒng)，如人機(jī)界面自動(dòng)生成系統(tǒng)。展開(kāi)與歸約是一對(duì)技術(shù)概念，是在處理實(shí)際事務(wù)的過(guò)程中對(duì)兩個(gè)相向的處理活動(dòng)所作的一般化的方法學(xué)概括。展開(kāi)的內(nèi)涵是從一個(gè)較為抽象的目標(biāo)（對(duì)象）出發(fā)，通過(guò)一系列的過(guò)程操作或變換，將抽象的目標(biāo)（對(duì)象）轉(zhuǎn)換為具體的細(xì)節(jié)描述。規(guī)約方法可以視為展開(kāi)過(guò)程的逆過(guò)程。在人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，人們提出過(guò)許多具有深遠(yuǎn)意義的科學(xué)問(wèn)題，其中一些對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科某些分支領(lǐng)域的形成和發(fā)展起到了非常重要的作用；同時(shí)在計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展過(guò)程中，人們還給出了不少反映該學(xué)科某一方面本質(zhì)特征的典型問(wèn)題，在這里一并歸于計(jì)算機(jī)學(xué)科的典型實(shí)例。典型實(shí)例：指那些反映學(xué)科某一方面內(nèi)在規(guī)律和典型問(wèn)題本質(zhì)內(nèi)容的實(shí)例。典型實(shí)例往往以簡(jiǎn)化形式深入淺出地表達(dá)學(xué)科深?yuàn)W的科學(xué)規(guī)律和學(xué)科典型問(wèn)題的本質(zhì)內(nèi)容，因此，在學(xué)科研究中常常被用來(lái)輔助說(shuō)明思想、原理、方法和技術(shù)，用來(lái)比較思想、理論、方法和技術(shù)的優(yōu)劣。如哲學(xué)家共餐問(wèn)題、生產(chǎn)者與消費(fèi)者問(wèn)題、八皇后問(wèn)題、九宮排定問(wèn)題等。生產(chǎn)者與消費(fèi)者問(wèn)題假設(shè)一有限緩沖區(qū)，容量為n，兩類(lèi)線程分別是生產(chǎn)者和消費(fèi)者。生產(chǎn)者首先進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，然后將產(chǎn)品放入緩沖區(qū)中供消費(fèi)者消費(fèi)；消費(fèi)者則是從緩沖區(qū)中獲得產(chǎn)品，然后釋放緩沖區(qū)。這是一個(gè)經(jīng)典的進(jìn)程同步問(wèn)題，反映的是計(jì)算機(jī)在解決問(wèn)題中如何處理互斥和同步的問(wèn)題。生產(chǎn)者消費(fèi)者生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費(fèi)者消費(fèi)者緩沖區(qū)九宮排定問(wèn)題九宮問(wèn)題是人工智能和算法設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一個(gè)經(jīng)典問(wèn)題，常用來(lái)檢驗(yàn)各種搜索算法的效率。36528174123847653526817412384765初始狀態(tài)目標(biāo)狀態(tài)中間狀態(tài)計(jì)算機(jī)科學(xué)的特點(diǎn)IT技術(shù)發(fā)展迅速，知識(shí)更新快；學(xué)科知識(shí)量大，內(nèi)容豐富；交叉學(xué)科多，應(yīng)用廣泛；學(xué)科的前沿性和知識(shí)普及性并重；基礎(chǔ)理論與實(shí)踐動(dòng)手并重。3.8計(jì)算機(jī)科學(xué)的特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律

和趨勢(shì)理論和技術(shù)是計(jì)算科學(xué)兩個(gè)互為依托的側(cè)面；數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的主要基礎(chǔ)，以離散數(shù)學(xué)為代表的應(yīng)用數(shù)學(xué)是描述學(xué)科理論、方法和技術(shù)的主要工具，而微電子技術(shù)和程序技術(shù)則是反映學(xué)科產(chǎn)品的主要技術(shù)形式；

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中不僅許多理論是用數(shù)學(xué)描述的，而且許多技術(shù)也是用數(shù)學(xué)描述的，學(xué)科理論、技術(shù)與工程相互之間的界限十分模糊；目前整體上理論研究滯后于技術(shù)開(kāi)發(fā)，但隨著學(xué)科研究和應(yīng)用的不斷深化，理論的重要性地位將愈來(lái)愈突出，而技術(shù)則漸漸退居為次要的位置。計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展規(guī)律幾乎在學(xué)科各個(gè)方向和層面，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和學(xué)科研究的深化，研究?jī)?nèi)容也變得復(fù)雜。先是發(fā)展相應(yīng)的計(jì)算模型和數(shù)學(xué)工具，然后依靠計(jì)算模型和數(shù)學(xué)工具將研究工作繼續(xù)深入下去;對(duì)計(jì)算模型和各種新型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、人工智能的研究將不斷進(jìn)行下去；圍繞各種科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)應(yīng)用問(wèn)題，軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)，特別是并行與分布式軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)研究以及各種計(jì)算機(jī)基本應(yīng)用技術(shù)將成為未來(lái)學(xué)科發(fā)展的主線。計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)在未來(lái)的二十年或更長(zhǎng)一點(diǎn)的時(shí)間里國(guó)內(nèi)外重要的計(jì)算科學(xué)學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)將會(huì)逐步把研究重點(diǎn)集中在以下幾個(gè)新的綜合方向上：新一代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu):該方向包括神經(jīng)元計(jì)算、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與制造、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)（含信息安全技術(shù)）、大容量存儲(chǔ)設(shè)備的研究、容錯(cuò)理論、算法理論、計(jì)算模型內(nèi)容等；并行與分布式軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)研究:該方向包括數(shù)理邏輯、計(jì)算理論（包括算法理論）、式語(yǔ)義學(xué)、高級(jí)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)理論（包括程序設(shè)計(jì)方法學(xué)）、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、軟件工程、容錯(cuò)理論等內(nèi)容；3.9計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)組織結(jié)構(gòu)

及其演變?nèi)斯ぶ悄芾碚摷捌鋺?yīng)用:該方向包括數(shù)理邏輯、高等邏輯、算法理論、知識(shí)工程、神經(jīng)元計(jì)算、人工智能高級(jí)語(yǔ)言與人工智能程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容；計(jì)算機(jī)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù):主要將圍繞計(jì)算可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)，計(jì)算幾何，科學(xué)計(jì)算這幾個(gè)重點(diǎn)方向開(kāi)展工作，并帶動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、自然語(yǔ)言處理與機(jī)器翻譯、模式識(shí)別與圖像處理等