1、課程內(nèi)容,第1章 概述 第2章 計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展 第3章 高性能計(jì)算 第4章 現(xiàn)代操作系統(tǒng) 第5章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù) 第6章 可信系統(tǒng)和可信軟件 第7章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展 第8章 數(shù)據(jù)挖掘及其應(yīng)用,第9章 人工智能前沿 第10章 機(jī)器學(xué)習(xí)的研究 第11章 搜索引擎技術(shù) 第12章 集體智慧與Web 2.0 第13章 云計(jì)算 第14章 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第15章 服務(wù)科學(xué)與服務(wù)計(jì)算 第16章 智慧地球,第1章 概述,在1895年出版的Darwin（達(dá)爾文）名著物種起源（The Origin of Species）第一版扉頁上寫道：“作為生物進(jìn)化論的完整理論體系，物種起源主要討論兩個(gè)問題：一個(gè)是形形色色的

2、生命是否由進(jìn)化而來，二是進(jìn)化的主要機(jī)理是什么”。達(dá)爾文對第一個(gè)問題的回答是肯定的，對第二個(gè)問題的回答是“自然選擇”。,Charles Darwin,本章內(nèi)容,計(jì)算機(jī)科學(xué)面臨的問題 計(jì)算機(jī)學(xué)科概述 計(jì)算機(jī)學(xué)科的特點(diǎn) 基本學(xué)科能力 計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展和分支學(xué)科的劃分 計(jì)算機(jī)科學(xué)與其他學(xué)科之間的關(guān)系 計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的趨勢,六大科學(xué)理論的突破,量子力學(xué) 相對論 宇宙大爆炸模型 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 板塊構(gòu)造理論 計(jì)算機(jī)科學(xué),計(jì)算機(jī)科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)體系的主要基石之一,21世紀(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)發(fā)展的新取向,更加重視技術(shù)的多樣性、開放性和個(gè)性化 更加重視計(jì)算機(jī)技術(shù)惠及大眾 更加重視生態(tài)和環(huán)境影響 更加重視醫(yī)學(xué)及與

3、人類健康有關(guān)的科學(xué)技術(shù) 將更加重視計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉研究 更加重視與人文藝術(shù)的結(jié)合 更加重視計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)倫理道德方面的研究和對社會(huì)作用的法制化管理與監(jiān)督,計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science）,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科，簡稱計(jì)算機(jī)科學(xué) ACM/IEEE-CS 的專家們認(rèn)為，目前已經(jīng)無法繼續(xù)用計(jì)算機(jī)學(xué)科來稱謂它，而改稱其為計(jì)算學(xué)科（Computing Discipline）,計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science）,Wikipedia：與計(jì)算相關(guān)的多種學(xué)科的集合，包括理論和實(shí)際兩方面：涉及信息和計(jì)算的理論基礎(chǔ)、語言理論、算法分析和開發(fā)、計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)通

4、信等。 美國的網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)研究與發(fā)展國家辦公室：計(jì)算系統(tǒng)和計(jì)算的語義研究。 美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（ACM）：計(jì)算機(jī)和算法過程的研究，包括它們的原理、它們的硬件和軟件設(shè)計(jì)、它們的應(yīng)用以及它們對社會(huì)的影響。,計(jì)算機(jī)科學(xué)怎樣成為一種科學(xué)？,1.1 計(jì)算機(jī)科學(xué)面臨的問題,計(jì)算機(jī)科學(xué)教育缺乏創(chuàng)新，計(jì)算機(jī)課程體系的陳舊 針對學(xué)生特別是本科學(xué)生的培養(yǎng)上，充分強(qiáng)調(diào)以興趣為主 大學(xué)提供的是一種機(jī)會(huì)，讓學(xué)生自己做真正喜歡的事情 從狹義工具論到計(jì)算思維的轉(zhuǎn)變 計(jì)算機(jī)和信息科技的普及實(shí)際上是在全社會(huì)傳播一種計(jì)算思維 計(jì)算思維是一種普適的思維，是每個(gè)人的基本技能 計(jì)算機(jī)科學(xué)人才的匱乏 企業(yè)、政府等部門都需要計(jì)算機(jī)人才 德智

5、體合格，在團(tuán)隊(duì)精神、敬業(yè)態(tài)度、工作能力等方面都能勝任,計(jì)算思維,計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)一切皆可計(jì)算，從物理世界到人類社會(huì)模擬，從人類社會(huì)再到智能活動(dòng)，都可認(rèn)為是計(jì)算的某種形式。 計(jì)算思維是概念化思維，是人的思維，是數(shù)學(xué)和工程互補(bǔ)融合的思維，是面向所有人的思維。,1.2 計(jì)算機(jī)科學(xué)概述,計(jì)算機(jī)學(xué)科的特點(diǎn) 基本學(xué)科能力 計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展和分支學(xué)科的劃分 計(jì)算機(jī)科學(xué)與其他學(xué)科之間的關(guān)系,1.2.1 計(jì)算機(jī)學(xué)科的特點(diǎn),根本問題 Nicklaus Wirth：在較高的認(rèn)識(shí)層次上，硬件和軟件是一樣的。 計(jì)算機(jī)學(xué)科的根本問題：什么能、且如何被有效地自動(dòng)計(jì)算。 基本特征 計(jì)算機(jī)學(xué)科具有“理論、抽象、設(shè)計(jì)”三個(gè)學(xué)科形態(tài),1

6、.2.2 基本學(xué)科能力,計(jì)算思維能力 算法設(shè)計(jì)與分析能力 程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力 系統(tǒng)分析、開發(fā)與應(yīng)用能力,1.2.3 計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展和分支學(xué)科的劃分,計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science） 計(jì)算機(jī)工程（Computer Engineering） 軟件工程（Software Engineering） 信息技術(shù)（Information Technology） 信息系統(tǒng)（Information System）,1計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science）,計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的范圍很廣，從理論和算法基礎(chǔ)到機(jī)器人開發(fā)、計(jì)算機(jī)視覺、智能系統(tǒng)、生物信息等。主要包括： 尋找求解計(jì)算問題的有效方法 構(gòu)建使

7、用計(jì)算機(jī)的新方法 軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),2計(jì)算機(jī)工程（Computer Engineering）,設(shè)計(jì)和構(gòu)建計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，包括研究硬件、軟件、通信以及它們之間的交互。 學(xué)科內(nèi)容集中在傳統(tǒng)的電子工程、數(shù)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的理論、原理和實(shí)踐。 強(qiáng)調(diào)的是硬件而不是軟件，而且具有很強(qiáng)的工程特性。,3軟件工程（Software Engineering）,軟件工程的主要目標(biāo)是開發(fā)系統(tǒng)模型和按時(shí)并在有限預(yù)算下生產(chǎn)高質(zhì)量軟件的可靠技術(shù)。 軟件工程尋找計(jì)算機(jī)科學(xué)中科學(xué)與工程原理的結(jié)合，探討以工程的規(guī)范有效地開發(fā)和管理軟件系統(tǒng)。,4信息技術(shù)（Information Technology）,信息技術(shù)主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。 它主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計(jì)、開發(fā)、安裝和實(shí)施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。 與信息系統(tǒng)學(xué)科的重點(diǎn)在于“信息”相對，信息技術(shù)學(xué)科的重點(diǎn)在于“技術(shù)”。,5信息系統(tǒng)（Information System）,信息系統(tǒng)學(xué)科可以理解為是基于技術(shù)的商務(wù)開發(fā) 該學(xué)科強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)中的“信息”，而將“技術(shù)”看成是產(chǎn)生、處理和分發(fā)所需的工具。 他們面對的信息系統(tǒng)一般都是龐大和復(fù)雜的，既要懂技術(shù)，又要明白組織因素，知道如何有效地利用這類系統(tǒng)。,1.3