《计算机科学概论》教学大纲
课程名称：
计算机科学概论
课程编号：
408002
420002
436002
适用专业：
计算机科学与技术
网络工程
软件工程
课程类别：
专业必修课
专业必修课
专业必修课
课程学分：
2.5
总学时：
45
其中：理论学时
30
实验学时
15
先修课程：
无
一、课程的性质、目的与任务
《计算机科学概论》是计算机科学基础理论与应用操作相结合的课程，担负着系统、全面地介绍计算机科学技术的基础知识、引导学生进入计算机科学技术大门的重任。
《计算机科学概论》课程是计算机各本科专业的一门专业必修课程。通过本课程的学习使学生了解计算机科学的各个方面，要求做到“广度优先”，主要内容包括：计算机科学技术的发展历程和趋势，信息编码及计算机体系结构的基本原理，操作系统和组网技术，算法、程序设计语言及软件工程，数据抽象及数据库，图形学应用，涉及人工智能、计算理论等的介绍。
通过本课程的学习，要求学生达到:
1．了解计算机科学体系的框架。
2．熟练掌握计算机科学中的中、英文专业术语。
3．掌握计算机基本的操作技术，包括软件、硬件、网络方面的应用知识，为今后深入学习各专业理论课程打下厚实的基础。
二、课程教学基本内容与要求
第〇章 绪论
（一）基本教学内容
0.1 算法的作用
0.2 计算机器的由来
0.3 算法的科学
0.4 抽象
0.5 学习大纲
0.6 社会影响
0.7 社会问题
（二）基本要求
教学目的：了解计算机课程的知识结构、计算机的由来、计算机的社会影响和社会问题；初识算法的作用；理解算法的抽象和科学。
教学重点：计算机的产生和发展；计算机功能和分类；软件和硬件的组成。
教学难点：计算机功能和分类；算法的作用和科学。
第一章 数据存储
（一）基本教学内容
1.1 位和位存储
1.2 主存储器
1.3 海量存储器
1.4 用位模式表示信息
1.5 二进制系统
1.6 整数存储
1.7 小数的存储
1.8 数据压缩
1.9 通信差错
（二）基本要求
教学目的：了解存储器的基本结构和主要技术指标、数据压缩的基本技术；理解二进制系统的转换、数据存储的方法、通信差错的原理。
教学重点：存储器的基本结构；二进制系统的转换；数据存储的方法。
教学难点：二进制系统的转换；数据存储的方法。
第二章 数据操控
（一）基本教学内容
2.1 计算机体系结构
2.2 机器语言
2.3 程序执行
2.4 算术/逻辑指令
2.5 与其他设备的通信
2.6 其他体系结构
（二）基本要求
教学目的：了解计算机体系结构的概念、算术/逻辑指令、多处理器计算机；理解机器语言和指令系统、程序执行的方式、计算机与其他设备的通信。
教学重点：机器语言和指令系统；算术/逻辑指令；程序执行的方式。
教学难点：指令系统；算术/逻辑指令；计算机与其他设备的通信。
第三章 操作系统
（一） 基本教学内容
3.1 操作系统的历史
3.2 操作系统的体系结构
3.3 协调机器的活动
3.4 处理进程间的竞争
3.5 安全性
（二）基本要求
教学目的：了解操作系统的历史、操作系统的体系结构、操作系统的安全性；理解进程管理、处理进程间的竞争原理。
教学重点：操作系统的体系结构；进程管理；操作系统安全性。
教学难点：进程管理；处理进程间的竞争。
第四章 组网及因特网
（一）基本教学内容
4.1 网络基础
4.2 因特网
4.3 万维网
4.4 因特网协议
4.5 安全性
（二）基本要求
教学目的：了解网络基础、了解因特网的体系结构、编址及应用、HTML,XML；理解广域网的基本概念、提供的服务和分组转发机制、客户端和服务器端的活动工作原理、网络安全性。
教学重点：因特网的体系结构、编址及应用；客户端和服务器端的活动工作原理；因特网入侵的形式、防护和对策。
教学难点：因特网的编址及应用；HTML,XML；网络安全性。
第五章 算法
（一）基本教学内容
5.1 算法的概念
5.2 算法的表示
5.3 算法的发现
5.4 迭代结构
5.5 递归结构
5.6 有效性和正确性
（二）基本要求
教学目的：了解算法的概念、算法求解的艺术；理解迭代结构、递归结构、算法的有效性。
教学重点：算法的概念；迭代结构；递归结构。
教学难点：迭代结构；递归结构。
第六章 程序设计语言
（一）基本教学内容
6.1 历史回顾
6.2 传统的程序设计概念
6.3 过程单元
6.4 语言实现
6.5 面向对象程序设计
6.6 程序设计中的并发活动
6.7 说明性程序设计
（二）基本要求
教学目的：了解程序设计语言发展历史、传统的程序设计概念、面向对象程序设计；理解程序设计过程单元、理解程序设计语言实现、程序设计中的并发活动。
教学重点：程序设计语言发展历史；传统的程序设计；面向对象程序设计。
教学难点：程序设计过程单元；面向对象程序设计。
第七章 软件工程
（一）基本教学内容
7.1 软件工程学科
7.2 软件生命周期
7.3 软件工程方法
7.4 模块化
7.5 模块化设计的目的行业工具
7.6 质量保证
7.7 文档编制
7.8 人机界面
7.9 软件所有权和责任
（二）基本要求
教学目的：了解软件工程学科的应用、软件生命周期、行业工具、软件测试、软件文档编制、软件所有权和责任；理解软件工程方法、软件模块化。
教学重点：软件工程学科的应用；软件生命周期；软件测试。
教学难点：软件工程方法；软件模块化。
第八章 数据抽象
（一）基本教学内容
8.1 数据结构基础
8.2 相关概念
8.3 数据结构的实现
8.4 一个简短案例的研究
8.5 定制的数据类型
8.6 类和对象
8.7 机器语言中的指针
（二）基本要求
教学目的：了解数据结构基础、数据结构的实现、定制的数据类型；理解一个简短的案例、类和对象、机器语言中的指针。
教学重点：数据结构的实现；一个简短的案例；类和对象。
教学难点：数据结构的实现；类和对象；机器语言中的指针。
第九章 数据库系统
（一）基本教学内容
9.1 数据库基础
9.2 关系模型
9.3 面向对象数据库
9.4 维护数据库的完整性
9.5 传统的文件结构
9.6 数据挖掘
9.7 数据库技术的社会影响
（二）基本要求
教学目的：了解数据库基础、关系模型、传统的文件结构、数据库技术的社会影响；理解面向对象数据库、数据库的完整性维护、数据挖掘。
教学重点：数据库基础；关系模型；数据库的完整性维护；传统的文件结构。
教学难点：关系模型；传统的文件结构。
第十章 计算机图形学
（一）基本教学内容
10.1 计算机图形学的范围
10.2 3D图形概述
10.3 建模
10.4 渲染
10.5 处理全局照明
10.6 动画
（二）基本要求
教学目的：了解计算机图形学的历史与应用、计算机图形学的研究内容、计算机图形学的学科趋势；理解一个应用案例。
教学重点：计算机图形学的历史与应用；计算机图形学的研究内容；图形学应用案例。
教学难点：计算机图形学的研究内容；图形学应用案例。
第十一章 人工智能
（一）基本教学内容
11.1 智能与机器
11.2 感知
11.3 推理
11.4 其他研究领域
11.5 人工神经网络
11.6 机器人学
11.7 后果的思考
（二）基本要求
教学目的：了解人工智能的基础、人工智能的实现、机器人学、人工神经网络；理解感知与推理。
教学重点：智能与机器；人工神经网络；机器人学。
教学难点：感知与推理；人工神经网络。
第十二章 计算理论
（一）基本教学内容
12.1 函数及其计算
12.2 图灵机
12.3 通用程序设计语言
12.4 一个不可计算的函数
12.5 问题复杂性
12.6 公钥密码学
（二）基本要求
教学目的：了解计算理论的概念、图灵机、通用程序设计语言、公钥密码学；理解一个不可计算的函数。
教学重点：函数及其计算；图灵机；公钥密码学。
教学难点：函数及其计算；一个不可计算的函数。
三、课程各章节学时分配
序号
内容
理论学时
实验学时
计科
网工
软工
计科
网工
软工
0
绪论
2
2
2
1
数据存储
2
2
2
2
数据操控
2
2
2
3
操作系统
2
2
2
实验课时分配详见实验大纲
实验课时分配详见实验大纲
实验课时分配详见实验大纲
4
组网及因特网
2
2
2
5
算法
2
2
2
6
程序设计语言
4
4
4
7
软件工程
2
2
2
8
数据抽象
2
2
2
9
数据库系统
2
2
2
10
计算机图形学
2
2
2
11
人工智能
2
2
2
12
计算理论
2
2
2
全书综合讲解
2
2
2
合计
30
30
30
15
15
15
四、本课程课外学习与修学指导
由于该课程涉及计算机科学的各个方面，内容复杂，与后续专业课如程序设计语言、计算机体系结构、操作系统、计算机网络、算法分析、软件工程、数据抽象及数据库、图形学应用、人工智能、计算理论等课程有较大的关联，因此有一定的难度。要学好本课程，必须做到理论与实践紧密结合，才能达到较好的学习效果。在本课程的实践环节教学中须完成15个学时的实验，通过实践性的训练使学生能够具备应用计算机硬件、软件和网络等技术的操作与设计能力。
本课程的课堂教学采用双语教学，所以要求学生多参阅相关书籍，对课外练习的要求如下：
（1）该课程采用全英文教材，双语授课，因此要求学生课外加强英文基础和计算机基础，并多做练习，理解基本概念的原理；
（2）该课程的讲授重在知识的广度，为了能更好地理解计算机相关的基本知识，要求学生多阅读计算机科学引论等相关书籍，拓展知识面；
（3）为了提高学生的计算机操作技术，要求学生自学大学计算机基础教程。
五、本课程考核方式及成绩评定标准
考核方式：闭卷考试
成绩评定方法：本课程的考核是平时成绩、实验成绩和期终考试成绩相结合。具体比例为：上课出勤、作业占20%，实验占20%，期末考试成绩占60%。
其中期未考试总分100分，基础题占50%，中等难度题占40%，较难题占10%。考试题型主要有：选择题、填空题、简答题、计算题、算法题、分析题、综合应用题等。
六、教材及参考书
教材：Computer Science:an overview（《计算机科学概论》第十版），（美）J.Glenn Brookshear著，人民邮电出版社，2010年
主要参考书：
[1] Computing Essentials(《计算机科学引论》2009影印版)，（美）Timothy J.O’Leary , Linda I.O’Leary著,高等教育出版社，2009年
[2] 《计算机科学概论（第10版）（Computer Science:An Overview）》，（美）J.Glenn Brookshear著，刘艺等译，人民邮电出版社，2009年

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