計(jì)算機(jī)導(dǎo)論（第5版） 課件 第2章-計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系

計(jì)算機(jī)導(dǎo)論第2章計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系目錄CONTENTS03計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系01計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的能力和素質(zhì)02計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的能力和素質(zhì)專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求；教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求/01專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求計(jì)算機(jī)類專業(yè)是工科專業(yè)，屬于工程教育范疇。國際上最有影響的工程教育專業(yè)認(rèn)證組織是《華盛頓協(xié)議》組織，只要通過一個(gè)成員的專業(yè)認(rèn)證，就會(huì)得到其他簽約成員的認(rèn)可。2016年6月2日，我國成為《華盛頓協(xié)議》組織的正式成員?！度A盛頓協(xié)議》組織制定有畢業(yè)要求框架，作為其成員制定實(shí)質(zhì)等效畢業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)的參照點(diǎn)。各成員應(yīng)參照《華盛頓協(xié)議》組織制定的畢業(yè)要求框架制定工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求。2021年6月21日頒布了最新的畢業(yè)要求框架(第4版)。專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求我國近年來積極推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，由中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)組織實(shí)施。2022年7月公布了最新版的《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》?！豆こ探逃龑I(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》要求申請認(rèn)證的專業(yè)必須具有公開的、符合學(xué)校定位的、適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)有明確、公開、可衡量的畢業(yè)要求，畢業(yè)要求應(yīng)支撐培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。畢業(yè)要求應(yīng)完全覆蓋12個(gè)方面的知識(shí)、能力與素質(zhì)基本要求。專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求專業(yè)認(rèn)證12個(gè)方面的基本要求1-工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決復(fù)雜工程問題；2-問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；3-設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計(jì)針對復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素；專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求專業(yè)認(rèn)證12個(gè)方面的基本要求4-研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論；5-使用現(xiàn)代工具：能夠針對復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性；6-工程與社會(huì)：能夠基于工程相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行合理分析，評價(jià)專業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任；專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求專業(yè)認(rèn)證12個(gè)方面的基本要求7-環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價(jià)針對復(fù)雜工程問題的工程實(shí)踐對環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響；8-職業(yè)規(guī)范：具有人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感，能夠在工程實(shí)踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任；9-個(gè)人和團(tuán)隊(duì)：能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色；專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求專業(yè)認(rèn)證12個(gè)方面的基本要求10-溝通：能夠就復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令。并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流；11-項(xiàng)目管理：理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用；12-終身學(xué)習(xí)：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求專業(yè)認(rèn)證12個(gè)方面的基本要求這12條畢業(yè)要求，前5條主要是專業(yè)知識(shí)、專業(yè)能力方面的要求，后7條主要是與專業(yè)相關(guān)的綜合能力、素質(zhì)要求。學(xué)好專業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)專業(yè)能力固然重要，只做到這些還不夠，綜合考慮對社會(huì)與環(huán)境的影響、嚴(yán)格遵守職業(yè)道德和規(guī)范、處理好個(gè)人和團(tuán)隊(duì)的關(guān)系、良好的溝通交流能力、必要的項(xiàng)目管理能力、終身學(xué)習(xí)意識(shí)與能力對于做好專業(yè)工作，特別是解決好復(fù)雜工程問題至關(guān)重要。教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求2018年1月教育部發(fā)布了《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》，這是我國發(fā)布的第一個(gè)高等教育教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)?！稑?biāo)準(zhǔn)》明確了包括計(jì)算機(jī)類專業(yè)在內(nèi)的92個(gè)本科專業(yè)類的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格等內(nèi)容。教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生能力和素質(zhì)的要求《教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》對計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的描述具有良好的道德與修養(yǎng)，遵守法律法規(guī)，具有社會(huì)和環(huán)境意識(shí)。掌握數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以及與計(jì)算系統(tǒng)相關(guān)的基本理論、基本知識(shí)、基本技能和基本方法。具備包括計(jì)算思維在內(nèi)的科學(xué)思維能力和設(shè)計(jì)計(jì)算解決方案、實(shí)現(xiàn)基于計(jì)算原理的系統(tǒng)能力。能清晰表達(dá)，在團(tuán)隊(duì)中有效發(fā)揮作用，綜合素質(zhì)良好。能通過繼續(xù)教育或其他的終身學(xué)習(xí)途徑拓展自己的能力。了解和緊跟學(xué)科專業(yè)發(fā)展，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究、開發(fā)、部署與應(yīng)用等相關(guān)領(lǐng)域具有就業(yè)競爭力。計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)；軟件工程專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)；信息安全專業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)/02計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識(shí)體系培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生將基本原理和技術(shù)運(yùn)用于計(jì)算機(jī)科學(xué)研究以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用等工作的能力。教學(xué)內(nèi)容：包含數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)語言、軟件工程、并行分布計(jì)算、智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互等知識(shí)領(lǐng)域的基本內(nèi)容。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識(shí)體系核心課程：計(jì)算概論（計(jì)算機(jī)導(dǎo)論）、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、集合論與數(shù)理邏輯、圖論與組合數(shù)學(xué)、代數(shù)結(jié)構(gòu)與初等數(shù)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)字邏輯與數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理、算法設(shè)計(jì)與分析、人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等。軟件工程專業(yè)知識(shí)體系培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生將基本原理和技術(shù)運(yùn)用于對復(fù)雜軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、確認(rèn)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用和維護(hù)以及軟件系統(tǒng)開發(fā)管理等工作的能力。教學(xué)內(nèi)容：包含軟件建模與分析、軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)、軟件質(zhì)量保證與測試、軟件過程與管理等知識(shí)領(lǐng)域的基本內(nèi)容。軟件工程專業(yè)知識(shí)體系核心課程：計(jì)算概論（計(jì)算機(jī)導(dǎo)論）、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、軟件工程導(dǎo)論、離散結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、團(tuán)隊(duì)激勵(lì)與溝通、軟件工程職業(yè)實(shí)踐、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫概論、網(wǎng)絡(luò)及其計(jì)算、人機(jī)交互的軟件工程方法、軟件工程綜合實(shí)踐、軟件構(gòu)造、軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)、軟件質(zhì)量保證與測試、軟件需求分析、軟件項(xiàng)目管理等。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)知識(shí)體系培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生將基本原理和技術(shù)運(yùn)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)、部署、運(yùn)行、維護(hù)等工作的能力。教學(xué)內(nèi)容：包含數(shù)字通信、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)、軟件安全、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理等知識(shí)領(lǐng)域的基本內(nèi)容。核心課程：計(jì)算概論（計(jì)算機(jī)導(dǎo)論）、離散數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)原理、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議分析與設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)與系統(tǒng)集成，路由與交換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理、移動(dòng)通信與無線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)測試與評價(jià)等。信息安全專業(yè)知識(shí)體系培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生將基本原理和技術(shù)運(yùn)用于信息安全科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用服務(wù)等工作的能力。教學(xué)內(nèi)容：信息科學(xué)基礎(chǔ)、信息安全基礎(chǔ)、密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)安全、信息系統(tǒng)安全、信息內(nèi)容安全等知識(shí)領(lǐng)域的基本內(nèi)容。信息安全專業(yè)知識(shí)體系核心課程：計(jì)算概論（計(jì)算機(jī)導(dǎo)論）、信息安全導(dǎo)論、信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、模擬電路與邏輯、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、EDA技術(shù)及應(yīng)用、操作系統(tǒng)原理及安全、編譯原理、信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理、密碼學(xué)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)與通信安全、軟件安全、逆向工程、可靠性技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫原理及安全、取證技術(shù)、內(nèi)容安全等。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生將基本原理和技術(shù)運(yùn)用于物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)、部署、運(yùn)行、維護(hù)等工作的能力。教學(xué)內(nèi)容：電路與電子技術(shù)、標(biāo)識(shí)與感知、物聯(lián)網(wǎng)通信、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)控制、物聯(lián)網(wǎng)信息安全、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施等知識(shí)領(lǐng)域的基本內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系核心課程：計(jì)算概論（計(jì)算機(jī)導(dǎo)論）、離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、RFID原理及應(yīng)用、傳感器原理及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)中間件設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)控制原理與技術(shù)等。計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系課程實(shí)驗(yàn)；課程設(shè)計(jì)；研發(fā)訓(xùn)練；畢業(yè)設(shè)計(jì)/03計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)踐教學(xué)的作用實(shí)踐教學(xué)是計(jì)算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)相輔相成。實(shí)踐教學(xué)對于學(xué)生深入理解理論課程的內(nèi)容，提高實(shí)踐能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神具有十分重要的作用。實(shí)踐教學(xué)的主要形式一個(gè)完備的實(shí)踐教學(xué)體系主要包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、研發(fā)訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等層次的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)中要求4年總的實(shí)驗(yàn)當(dāng)量不少于2萬行代碼。計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)踐教學(xué)的主要形式—課程實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)是與理論教學(xué)課程配合的實(shí)驗(yàn)課程，主要是以單元實(shí)驗(yàn)為主，輔以適當(dāng)?shù)木C合性實(shí)驗(yàn)，與學(xué)科基礎(chǔ)課程的理論知識(shí)體系共同構(gòu)成本學(xué)科專業(yè)人才應(yīng)具備的基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力。課程實(shí)驗(yàn)中的單元實(shí)驗(yàn)主要是為配合理論課程中某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，綜合性實(shí)驗(yàn)是為綜合理解和運(yùn)用理論課程中的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)踐教學(xué)的主要形式—課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是獨(dú)立于理論教學(xué)課程而單獨(dú)設(shè)立的實(shí)驗(yàn)課程，以綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主。課程設(shè)計(jì)需要綜合幾門課程的知識(shí)來完成實(shí)驗(yàn)題目。如在軟件工程課程設(shè)計(jì)中需要綜合運(yùn)用軟件工程、高級語言程序設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程的知識(shí)；在數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)中需要綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫、高級語言程序設(shè)計(jì)、軟件工程等課程的知識(shí)。計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)踐教學(xué)的主要形式—研發(fā)訓(xùn)練研發(fā)訓(xùn)練是鼓勵(lì)和支持學(xué)有余力的高年級本科生參與教師的研發(fā)項(xiàng)目或在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立承擔(dān)研發(fā)項(xiàng)目。研發(fā)訓(xùn)練項(xiàng)目是一種研究性實(shí)驗(yàn)、一種探索性實(shí)驗(yàn)。研發(fā)訓(xùn)練能夠提高學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生盡早進(jìn)入專業(yè)科研領(lǐng)域，接觸學(xué)科前沿，了解本學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)。鼓勵(lì)和支持學(xué)生