計算機科學(xué)與技術(shù)(計算機科學(xué)方向)專業(yè)規(guī)范

計算機科學(xué)與技術(shù)（計算機科學(xué)方向）專業(yè)規(guī)范教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會2005年10月17日近十年來，計算機學(xué)科發(fā)生了巨大的變化，這一變化對計算機專業(yè)的教育產(chǎn)生了深遠的影響。從歷史上看，在計算機學(xué)科發(fā)展的早期，數(shù)學(xué)、邏輯、電子學(xué)、程序語言和程序設(shè)計是支撐學(xué)科發(fā)展的主要專業(yè)基礎(chǔ)知識。到了20世紀60—70年代，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、計算機原理、編譯技術(shù)、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計與程序語言、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理等成為學(xué)科的主要專業(yè)基礎(chǔ)知識。從20世紀80年代開始，并行與分布計算、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件工程等開始成為新的學(xué)科內(nèi)容，突破了計算機學(xué)科原有的專業(yè)設(shè)置框架，逐漸形成了在“計算機科學(xué)與技術(shù)”一個專業(yè)之下分為計算機科學(xué)、計算機工程、軟件工程、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)等多個專業(yè)方向的新格局。本規(guī)范分為五個部分：一、歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展方向；二、培養(yǎng)目標與規(guī)格；三、教育內(nèi)容和知識體系；四、辦學(xué)條件；五、主要參考指標。第三部分的專業(yè)教育內(nèi)容和知識體系僅闡明了知識體系、課程設(shè)置的總體描述與指導(dǎo)原則，詳細內(nèi)容見附錄1與附錄2。在歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展方向這部分中，規(guī)范從整個專業(yè)，即計算機科學(xué)與技術(shù)的角度進行了闡述，而沒有局限在計算機科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)。一、歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展方向1.主干學(xué)科概況計算機科學(xué)是計算機科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域最早出現(xiàn)的學(xué)科。從1956我國高校開辦“計算裝置與儀器”專業(yè)算起，到現(xiàn)在采用的“計算機科學(xué)與技術(shù)”一級學(xué)科的稱謂，計算機專業(yè)教育在中國已經(jīng)走過了近50年的歷程。(1)發(fā)展初期（1956—1977年）1956年，國務(wù)院制定了新中國第一個科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，即《1956—1967年十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠景規(guī)劃》。這個規(guī)劃除確定了56項重大研究任務(wù)以外，還確定了發(fā)展電子計算機、半導(dǎo)體、無線電電子學(xué)和自動化技術(shù)等6項緊急措施，從而促使我國計算機教育事業(yè)發(fā)展第一個高潮的到來。到1958年，共有15所高校開辦了計算機專業(yè)。該階段的計算機教育有以下特點：1)專業(yè)創(chuàng)始人從國外學(xué)習(xí)歸來，帶回計算機新技術(shù)。2)大多采取“以任務(wù)帶學(xué)科，以科研帶隊伍”的發(fā)展模式，人才培養(yǎng)面向國防和科學(xué)研究。這一發(fā)展模式一直持續(xù)到70年代中期，形成了中國計算機教育發(fā)展的獨特模式。3)當時新建的計算機專業(yè)大多稱為“計算裝置”，強調(diào)從基本元器件開始的計算機硬件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，大多設(shè)置在自動控制系，形成了與應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的計算機教育。同時，一些重點大學(xué)在數(shù)學(xué)系新建了計算數(shù)學(xué)專業(yè)，從事算法設(shè)計人才的培養(yǎng)，這是我國早期培養(yǎng)的軟件人才具有堅實數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的一個重要原因。1966年至1976年期間，大學(xué)教育處于一個特殊的歷史時期，計算機專業(yè)的教育基本上處于停滯狀態(tài)，沒有正規(guī)的專業(yè)教學(xué)計劃，缺乏專業(yè)教材。這使得我國計算機人才培養(yǎng)與教育的發(fā)展與國外產(chǎn)生了極大的差距。(2)發(fā)展時期（1978—1993年）

隨著十年動亂的結(jié)束，國家的工作重點逐步轉(zhuǎn)移到四個現(xiàn)代化建設(shè)上。在國家科委主持起草的《1978—1985年全國科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，又把電子計算機列為8個影響全局的綜合性課題，放在突出的地位，我國計算機教育迎來了第二個發(fā)展高潮。在1978—1986年之間共有74所院校開辦了計算機專業(yè)。在70年代末和80年代，計算機專業(yè)基本上限定在重點理工科院校里。90年代開始，隨著計算機應(yīng)用的越來越廣泛，社會對計算機人才的需求量高速增長，很多大學(xué)都開辦起計算機、計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)。研究生教育隨著學(xué)位制的恢復(fù)開始走上正軌，并逐漸地擴大規(guī)模。碩士研究生教育、博士研究生教育開始在探索中逐漸完善和提高。該階段的計算機教育有以下特點：1)改革開放促進了計算機新技術(shù)、新課程的引進。例如，80年代初，在向西方先進國家大量派出進修教師、訪問學(xué)者的同時，一些重點大學(xué)邀請美國大學(xué)教授來講課與講學(xué)，對外交流逐步展開。2)計算機軟件開始得到普遍重視，計算機應(yīng)用技術(shù)教育開始普及。隨著微處理器技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)管理、信息處理、工業(yè)控制、人工智能、數(shù)字圖像等應(yīng)用技術(shù)教育在計算機教育中增強。3)高層次人才培養(yǎng)開始起步。1978年，我國恢復(fù)研究生招生。經(jīng)國務(wù)院學(xué)位委員會審定，在部分重點大學(xué)建立了計算機學(xué)科碩士點和博士點，多層次的計算機人才教育體系基本形成。(3)高速發(fā)展時期（1994年至今）

90年代，萬維網(wǎng)（WorldWideWeb）在世界范圍的蓬勃興起使“計算”的概念發(fā)生了深刻的變化，社會對于計算機人才的需求急劇增長。這種變化不可避免地反映到教育中，一方面，若干相關(guān)課程被引入到計算機專業(yè)的教學(xué)計劃中，另一方面，一些學(xué)校辦起了網(wǎng)絡(luò)工程、軟件工程、電子商務(wù)、信息安全等新專業(yè)。1995年全國科學(xué)技術(shù)大會的召開，“科教興國”發(fā)展戰(zhàn)略的實施，使我國計算機教育進入一個快速發(fā)展期，現(xiàn)在開設(shè)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的505所高校中，有368所是在1994年后開辦的。該階段的計算機教育特點是：1)計算機專業(yè)的內(nèi)涵和外延發(fā)生較大變化。計算機專業(yè)的教育內(nèi)容已不再局限于傳統(tǒng)的計算理論、計算機組織與體系結(jié)構(gòu)，而計算機軟件、計算機網(wǎng)絡(luò)、多媒體及其應(yīng)用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與信息安全等教育內(nèi)容得以強化。2)辦學(xué)單位和在校生人數(shù)迅速增加，一大批青年人補充進教師隊伍，在數(shù)量上逐步完成教學(xué)第一線人員的新老交替。3)教材內(nèi)容逐步與國際接軌。2000年前后，我國高等教育出版社、清華大學(xué)出版社、機械工業(yè)出版社等從國外著名出版公司引進了成套的計算機專業(yè)教材?；仡櫸覈嬎銠C教育歷史，可以得到一些計算機教育發(fā)展規(guī)律的啟迪。1)計算機教育發(fā)展要以國家需求為目標我國計算機教育發(fā)展的三次高潮均是在國家提出科技進步、經(jīng)濟發(fā)展的階段目標前提下形成的。進入21世紀，黨的十六大提出“加快信息化進程，用信息化帶動工業(yè)化”，我國的計算機教育必須服務(wù)于這一宏偉目標。2)發(fā)展中國家必須注重學(xué)習(xí)國際先進技術(shù)我國計算機教育發(fā)展的三個重要階段，均與從國外引進和學(xué)習(xí)先進的計算機技術(shù)、學(xué)習(xí)先進的教育思想與內(nèi)容密不可分。在當今信息時代，我們必須在堅持自主教育創(chuàng)新的同時，注重與國際計算機教育接軌。3)充分認識計算機專業(yè)的實踐性特點我國計算機專業(yè)的初建歷程本身就是一部計算機教育與實踐相結(jié)合的創(chuàng)業(yè)史，許多優(yōu)秀學(xué)生的成長歷程也說明計算機實踐教育之重要性。因此，新世紀的計算機教育不僅要重視扎實的專業(yè)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，更要強調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)能力的培養(yǎng)。4)師資隊伍是保證教育質(zhì)量的關(guān)鍵歷史證明了高質(zhì)量的計算機教育必須依賴于高素質(zhì)的師資隊伍，目前的當務(wù)之急是要提高青年教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和教學(xué)水平。5)計算機教育內(nèi)容必須與時俱進48年來，我國計算機教育歷程就是不斷完善和更新的過程。因此，計算機教育內(nèi)容必須與時俱進，應(yīng)該在吸收國際先進的計算機教育理念、模式、體系的同時，提出適合我國國情的計算機教育發(fā)展思路和創(chuàng)新模式，以促進我國計算機教育的健康發(fā)展。2.主干學(xué)科的方法論介紹在計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育中，學(xué)科方法論的內(nèi)容占有非常重要的地位。計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科方法論系統(tǒng)研究該領(lǐng)域認識和實踐過程中使用的一般方法，研究這些方法及其性質(zhì)、特點、內(nèi)在聯(lián)系、變化與發(fā)展，它主要包含三個方面：學(xué)科方法論的三個過程（又稱為學(xué)科的三個形態(tài)）、重復(fù)出現(xiàn)的12個基本概念、典型的學(xué)科方法。前者描述了認識和實踐的過程，后兩者分別描述了貫穿于認識和實踐過程中問題求解的基本方面與要點。(1)三個過程學(xué)科方法論的三個過程為：理論、抽象、設(shè)計。理論：它與數(shù)學(xué)所用方法類似，主要要素為定義和公理、定理、證明、結(jié)果的解釋。用這一過程來建立和理解計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科所依據(jù)的數(shù)學(xué)原理。其研究內(nèi)容的基本特征是構(gòu)造性數(shù)學(xué)特征。抽象（模型化）：源于實驗科學(xué)，主要要素為數(shù)據(jù)采集方法和假設(shè)的形式說明、模型的構(gòu)造與預(yù)測、實驗分析、結(jié)果分析。在為可能的算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等構(gòu)造模型時使用此過程。然后對所建立的模型的假設(shè)、不同的設(shè)計策略，以及所依據(jù)的理論進行實驗。用于和實驗相關(guān)的研究，包括分析和探索計算的局限性、有效性、新計算模型的特性，以及對未加以證明的理論的預(yù)測的驗證。抽象的結(jié)果為概念、符號、模型。設(shè)計：源于工程學(xué)，用來開發(fā)求解給定問題的系統(tǒng)和設(shè)備。主要要素為需求說明、規(guī)格說明、設(shè)計和實現(xiàn)方法、測試和分析，用來開發(fā)求解給定問題的系統(tǒng)。(2)重復(fù)出現(xiàn)的12個基本概念蘊含學(xué)科基本思想的重要概念是計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科方法論的第二個方面。作為問題求解過程中要考慮的一些要點，對它們的深入了解，并在實際工作中使用這些概念，是畢業(yè)生成為成熟的計算機科學(xué)家和工程師的重要標志之一。這些概念包括：綁定：通過把一個抽象的概念和附加特性相聯(lián)系使得抽象的概念具體化的過程。也就是具體問題的合理抽象描述和抽象描述對具體問題的恰當表示。大問題的復(fù)雜性：隨著問題規(guī)模的增長，復(fù)雜性呈非線性增加的效應(yīng)。這是區(qū)分和選擇各種方法的重要因素。依此來度量不同的數(shù)據(jù)規(guī)模、問題空間和程序規(guī)模。概念和形式模型：對一個想法或問題進行形式化、特征化、可視化和思維的各種方法。這是實現(xiàn)計算機問題求解的最典型、最有效的途徑。一致性和完備性：包括正確性、健壯性和可靠性這類相關(guān)概念。從某種意義上說，這是一個計算機系統(tǒng)所追求的。效率：關(guān)于諸如空間、時間、人力、財力等資源消耗的度量，要求人們在設(shè)計和實現(xiàn)系統(tǒng)時，要對相應(yīng)的因素給予強烈的關(guān)注。演化：變更的實施和它的意義。變更時對整個系統(tǒng)的各個層次所造成的影響，以及面對變更的事實，抽象、技術(shù)和系統(tǒng)的適應(yīng)性及充分性。抽象層次：計算中抽象的本質(zhì)和使用。在處理復(fù)雜事物、構(gòu)造系統(tǒng)、隱藏細節(jié)和獲取重復(fù)模式方面使用抽象，通過具有不同層次的細節(jié)和指標的抽象，能夠表達一個實體和系統(tǒng)。按空間排序：在計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中局部性和近鄰性的概念。除物理上的定位外（如在網(wǎng)絡(luò)和存儲中），還包括組織方式的定位（如：處理機進程、類型定義和有關(guān)操作的定位），即概念上的定位（如：軟件的轄域、耦合、內(nèi)聚）。按時間排序：事件排序的時間概念。包括在形式概念中把時間作為參數(shù)，把時間作為分布于空間的進程同步的手段，作為算法執(zhí)行的基本要素。重用：在新的情況或環(huán)境下，特定的技術(shù)概念和系統(tǒng)成分可被再次使用的能力。安全性：軟件和硬件系統(tǒng)對合適的請求給予響應(yīng)，并抗拒不合適的、非預(yù)期的請求以保護自己的能力；系統(tǒng)承受災(zāi)難事件的能力。折衷與決策：計算中折衷的現(xiàn)實和這種折衷的處理意見。選擇一種設(shè)計來代替另一種設(shè)計所產(chǎn)生的技術(shù)、經(jīng)濟、文化及方面的影響。折衷是存在于所有知識領(lǐng)域各層次上的基本事實。例如：算法研究中時間和空間的折衷，對于矛盾的設(shè)計目標的折衷，硬件設(shè)計折衷，在各種制約下優(yōu)化計算能力所蘊含的折衷。(3)典型的學(xué)科方法典型的學(xué)科方法是計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科方法論的第三部分。包括數(shù)學(xué)方法和系統(tǒng)科學(xué)方法。1)數(shù)學(xué)方法數(shù)學(xué)方法是指以數(shù)學(xué)為工具進行科學(xué)研究的方法,該方法用數(shù)學(xué)語言表達事物的狀態(tài)、關(guān)系和過程，經(jīng)推導(dǎo)形成解釋和判斷。包括問題的描述、變換。如：公理化方法、構(gòu)造性方法（以遞歸、歸納和迭代為代表）、內(nèi)涵與外延方法、模型化與具體化方法等。其基本特征是：高度抽象、高精確、具有普遍意義。它是科學(xué)技術(shù)研究簡潔精確的形式化語言、數(shù)量分析和計算方法、邏輯推理工具。2)系統(tǒng)科學(xué)方法系統(tǒng)科學(xué)方法的核心是將研究的對象看成一個整體，以使思維對應(yīng)于適當?shù)某橄蠹墑e上，并力爭系統(tǒng)的整體優(yōu)化。一般遵循如下原則：整體性、動態(tài)、最優(yōu)化、模型化。具體方法有：系統(tǒng)分析法（如：結(jié)構(gòu)化方法、原型法、面向?qū)ο蟮姆椒ǖ龋⒑谙浞椒?、功能模擬方法、整體優(yōu)化方法、信息分析方法等。我們在系統(tǒng)設(shè)計中常用的具體方法還有：自底向上、自頂向下、分治法、模塊化、逐步求精等。對不同類型的學(xué)生，在教學(xué)中可以突出不同的方法要求。一般地，要求掌握系統(tǒng)設(shè)計中的典型設(shè)計方法。3.相關(guān)學(xué)科及影響本專業(yè)教育的因素計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科正在成為基礎(chǔ)技術(shù)學(xué)科，它正在加速向其他學(xué)科滲透，不僅成為信息科學(xué)的基礎(chǔ)，而且還在同其他學(xué)科的結(jié)合中形成新的研究領(lǐng)域。因此，一方面，計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科在其他學(xué)科的改造中扮演著重要的角色，另一方面，不斷增長的應(yīng)用需求和學(xué)科本身研究的進展推動著計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科迅速地發(fā)展和延伸，以至于人們認為計算機科學(xué)已經(jīng)難以涵蓋所有的內(nèi)容，因此開始將擴展后的學(xué)科稱為計算學(xué)科（ComputingDiscipline），其他經(jīng)過擴展和發(fā)展形成的新學(xué)科被稱為計算學(xué)科的分支學(xué)科。(1)計算學(xué)科20世紀60年代至70年代這段期間，計算機專業(yè)的課程體系大多數(shù)都是基于ACM68課程體系（后來發(fā)展為ACM78課程體系）。到了20世紀70年代末，教學(xué)計劃的多樣性局面開始出現(xiàn)，但那時的計算機科學(xué)學(xué)科仍然是計算學(xué)科的主流。即使是今天，在計算學(xué)科的眾多分支中，計算機科學(xué)仍然是基礎(chǔ)。計算學(xué)科仍然是一個年輕的學(xué)科，學(xué)科的高速發(fā)展決定了它的內(nèi)容的加速增長，要想在四年的有限課程內(nèi)涵蓋所有的內(nèi)容已不可能。所以，相應(yīng)的教育需各有偏重，從而就有了計算機科學(xué)（CS）、計算機工程（CE）、軟件工程（SE）、信息系統(tǒng)（IS）、信息技術(shù)（IT）。甚至還有網(wǎng)絡(luò)工程、電子商務(wù)、信息安全等新派生的分支。這些分支擁有共同的核心。(2)技術(shù)的變化影響計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科變化的大部分因素來自于技術(shù)的進步。Intel公司創(chuàng)始人戈登·摩爾在1965年預(yù)測：微處理器芯片的密度將每18個月翻一番。我們稱之為摩爾定律。該定律目前繼續(xù)成立?？梢钥吹剑捎玫挠嬎銠C能力是以指數(shù)速度增加的，這使得幾年前還無法解決的問題在近期得到解決成為可能。學(xué)科其他方面的變化更大，例如萬維網(wǎng)出現(xiàn)后，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展，它給人們的工作和生活提供了新的方式。所有這些，都要求計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教育所需的知識體系能夠緊跟技術(shù)的進步。近期在技術(shù)方面變化比較大的主要有：1)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括基于TCP/IP的技術(shù)、萬維網(wǎng)及其應(yīng)用2)圖形學(xué)和多媒體技術(shù)3)嵌入式系統(tǒng)4)數(shù)據(jù)庫技術(shù)5)互操作性6)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計7)復(fù)雜的應(yīng)用程序接口的使用8)人機交互9)軟件安全10)保密與密碼學(xué)11)應(yīng)用領(lǐng)域這些變化迫使我們以不斷進步的、系統(tǒng)的觀點去調(diào)整教學(xué)計劃，在保持基本內(nèi)容穩(wěn)定的前提下，用新的內(nèi)容去取代一些相對比較陳舊的內(nèi)容。(2)文化的變化計算機科學(xué)與技術(shù)的教育還受到文化與社會發(fā)展的影響。尤其是下面所列的各種變化對教育的影響更大。1)新技術(shù)帶來的教學(xué)法的改變。2)全世界計算機數(shù)量和用戶直接可用的計算功能增加。隨著人們使用計算機獲取信息和處理事務(wù)的機會增多，使得人們對計算機技術(shù)有了更多更新的認識。在學(xué)生對計算機及其應(yīng)用的熟悉程度普遍提高的同時，我們不僅需要考慮到學(xué)生的起步基礎(chǔ)，還要考慮到發(fā)展的不平衡問題。3)計算機技術(shù)增長的經(jīng)濟影響。高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展勢頭，社會的極大需求所導(dǎo)致的極具吸引力的高待遇的良好就業(yè)前景，吸引了一大批人熱切地希望走入計算機領(lǐng)域。同時，企業(yè)界與大多教學(xué)機構(gòu)之間的人才競爭更加激烈。4)學(xué)科的拓寬。這些年以來，計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科已變得更寬廣、內(nèi)容更豐富，計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育必須對此有所體現(xiàn)。(4)教育觀念的變化教育觀念也在不斷地發(fā)生變化。哲學(xué)家費希特曾經(jīng)指出：教育必須培養(yǎng)人的自我決定能力，而不是培養(yǎng)人們?nèi)ミm應(yīng)傳統(tǒng)世界；教育重要的不是著眼于實用性、傳播知識和技能，而是要喚醒學(xué)生的力量，培養(yǎng)其自我性、主動性、抽象的歸納力和理解力。目前，教育正在擺脫單一的知識傳授功能，聯(lián)合國教科文組織給出的教育定義已經(jīng)從“有組織有目的的知識傳授活動”變化為“是能夠?qū)е聦W(xué)習(xí)的交流活動”。在本學(xué)科的教育中，首先需要加強基礎(chǔ)理論的教育，強化學(xué)生“計算思維能力”的培養(yǎng)；其次是選擇最佳的知識載體，循序漸進地向?qū)W生傳授包括基本問題求解過程和基本思路在內(nèi)的學(xué)科方法學(xué)的內(nèi)容，而將一些流行系統(tǒng)和工具作為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的實踐環(huán)境和學(xué)生自我擴展的內(nèi)容來處理；第三，在強調(diào)基礎(chǔ)的同時，也要注意隨著學(xué)科的發(fā)展，適時、適當?shù)靥嵘虒W(xué)中的一些基礎(chǔ)內(nèi)容，以滿足學(xué)科發(fā)展的要求。二、培養(yǎng)目標和規(guī)格1.人才培養(yǎng)目標培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，掌握自然科學(xué)基礎(chǔ)知識，系統(tǒng)地掌握計算機科學(xué)理論、計算機軟硬件系統(tǒng)及應(yīng)用知識，基本具備本領(lǐng)域分析問題解決問題的能力，具備實踐技能，并具備良好外語運用能力的計算機專業(yè)高級專門人才。2.人才培養(yǎng)規(guī)格計算機科學(xué)專業(yè)方向的學(xué)制一般為四年，授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。(1)素質(zhì)結(jié)構(gòu)要求思想道德素質(zhì)：熱愛祖國，擁護中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)，樹立科學(xué)的世界觀、人生觀和價值觀；具有責任心和社會責任感；具有法律意識，自覺遵紀守法；熱愛本專業(yè)、注重職業(yè)道德修養(yǎng)；具有誠信意識和團隊精神。文化素質(zhì)：具有一定的文學(xué)藝術(shù)修養(yǎng)、人際溝通修養(yǎng)和現(xiàn)代意識。專業(yè)素質(zhì)：掌握科學(xué)思維方法和科學(xué)研究方法；具備求實創(chuàng)新意識和嚴謹?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)；具有一定的工程意識和效益意識。身心素質(zhì)：具有較好的身體素質(zhì)和心理素質(zhì)。(2)能力結(jié)構(gòu)要求獲取知識的能力：自學(xué)能力、信息獲取與表達能力等。應(yīng)用知識能力：系統(tǒng)級的認知能力和理論與實踐能力，掌握自底向上和自頂向下的問題分析方法，既能把握系統(tǒng)各層次的細節(jié)，又能認識系統(tǒng)總體；既掌握本學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識，又能利用理論指導(dǎo)實踐。創(chuàng)新能力：創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)新實驗?zāi)芰?、科技開發(fā)能力、科學(xué)研究能力以及對新知識、新技術(shù)的敏銳性。(3)知識結(jié)構(gòu)要求工具性知識：外語、文獻檢索、科技寫作等。人文社會科學(xué)知識：文學(xué)、哲學(xué)、政治學(xué)、社會學(xué)、法學(xué)、心理學(xué)、思想道德、職業(yè)道德、藝術(shù)等。自然科學(xué)知識：數(shù)學(xué)、物理學(xué)等。專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識：電工電子學(xué)、離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計等。專業(yè)知識：算法與復(fù)雜性、計算機組織與體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及其計算、程序設(shè)計語言、人機交互、圖形學(xué)與可視化計算、智能系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、軟件工程和數(shù)值計算科學(xué)等。經(jīng)濟管理知識：經(jīng)濟學(xué)、管理學(xué)等。三、教育內(nèi)容和知識體系1.人才培養(yǎng)的教育內(nèi)容及知識結(jié)構(gòu)的總體框架(1)理論依據(jù)“計算機科學(xué)”是一門研究計算機和可計算系統(tǒng)的學(xué)科，包括它們的理論、設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)。主要的領(lǐng)域包括算法與復(fù)雜性、程序設(shè)計語言、軟件設(shè)計與理論、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、人工智能、計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、人機交互、計算科學(xué)等。涉及數(shù)學(xué)、概率、邏輯、心理學(xué)等方面。著重于理論知識的教學(xué)和分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。本規(guī)范重視知識單元的設(shè)計和課程體系建設(shè)。通過具體定義一個較小的核心課程體系及典型課程，為各高等學(xué)校專業(yè)教學(xué)計劃的制定提供個性化發(fā)展的空間，以適應(yīng)不同學(xué)校的學(xué)生來源、教育資源，以及培養(yǎng)目標上的差異。(2)總體框架理工科本科專業(yè)教育內(nèi)容的總體框架由普通教育（通識教育）、專業(yè)教育和綜合教育三大部分構(gòu)成：普通教育：①人文社會科學(xué)，②自然科學(xué)，③經(jīng)濟管理，④外語，⑤體育，⑥實踐訓(xùn)練等。專業(yè)教育：①本學(xué)科基礎(chǔ)，②本學(xué)科專業(yè)，③專業(yè)實踐訓(xùn)練等。綜合教育：①思想教育，②學(xué)術(shù)與科技活動，③文藝活動，④體育活動，⑤自選活動等知識體系。對于以上三部分內(nèi)容，本規(guī)范側(cè)重說明第二部分的專業(yè)教育的內(nèi)容：它由專業(yè)知識體系與對應(yīng)的課程設(shè)置兩部分組成，下面分別介紹。2.知識體系(1)知識體系概述計算機科學(xué)專業(yè)方向知識體系劃分為知識領(lǐng)域、知識單元和知識點三個層次，共有14個知識領(lǐng)域，132個知識單元，共計560個核心學(xué)時。知識領(lǐng)域（Area）代表一個特定的學(xué)科子領(lǐng)域。每個領(lǐng)域由英文的縮寫詞表示，為了與計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)其他專業(yè)方向的知識領(lǐng)域相區(qū)別，加上前綴CS-。比如CS-OS代表操作系統(tǒng)，CS-PL代表程序設(shè)計語言，知識領(lǐng)域又被分割成知識單元（Unit）,代表各個知識領(lǐng)域中的不同方向，用知識領(lǐng)域縮寫詞后面加一個數(shù)字后綴來表示。例如，CS-AR4表示知識領(lǐng)域CS-AR中的知識單元“存儲系統(tǒng)組織和結(jié)構(gòu)”。知識單元分為核心和選修兩種，核心知識單元是所有計算機專業(yè)學(xué)生都應(yīng)該學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)內(nèi)容。知識點（Topic）：整個體系結(jié)構(gòu)中的最底層。代表知識單元中單獨的主題模塊。(2)知識體系的知識領(lǐng)域CS-AR計算機體系結(jié)構(gòu)與組織CS-AL算法與復(fù)雜性CS-HC人機交互CS-OS操作系統(tǒng)CS-PF程序設(shè)計基礎(chǔ)CS-SP社會與職業(yè)問題CS-SE軟件工程CS-DS離散結(jié)構(gòu)CS-NC以網(wǎng)絡(luò)為中心的計算CS-PL程序設(shè)計語言CS-GV圖形學(xué)與可視化計算CS-IS智能系統(tǒng)CS-IM信息管理CS-CN數(shù)值計算科學(xué)(3)知識單元知識體系各部分的詳細情況列在表1中。表內(nèi)各知識單元、知識點后面的括弧內(nèi)給出了它們各自的核心學(xué)時數(shù)。有關(guān)知識領(lǐng)域、知識單元、知識點的詳細描述見附錄1。表1知識領(lǐng)域和知識單元知識領(lǐng)域知識單元（560核心學(xué)時）知識單元（選修）CS-AR計算機體系結(jié)構(gòu)與組織（82）AR1數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)（16）AR2數(shù)據(jù)的機器級表示（6）AR3匯編級機器組織（18）AR4存儲系統(tǒng)組織和結(jié)構(gòu)（10）AR5接口和通信（12）AR6功能組織（14）AR7多處理和體系結(jié)構(gòu)（6）AR8性能提高技術(shù)AR9網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)CS-AL算法與復(fù)雜性（54）AL1算法分析基礎(chǔ)（6）AL2算法策略（12）AL3基本算法（24）AL4分布式算法（4）AL5可計算性理論基礎(chǔ)（8）AL6P和NP復(fù)雜類AL7自動機理論AL8高級算法分析AL9加密算法AL10幾何算法AL11并行算法CS-HC人機交互（12）HC1人機交互基礎(chǔ)（8）HC2簡單圖形用戶界面的創(chuàng)建（4）HC3以人為中心的軟件評價HC4以人為中心的軟件開發(fā)HC5圖形用戶界面的設(shè)計HC6圖形用戶界面的程序設(shè)計HC7多媒體系統(tǒng)的人機交互HC8協(xié)作和通信的人機交互CS-OS操作系統(tǒng)（40）OS1操作系統(tǒng)概述（2）OS2操作系統(tǒng)原理（4）OS3并發(fā)性（12）OS4調(diào)度與分派（6）OS5內(nèi)存管理（10）OS6設(shè)備管理（2）OS7安全與保護（2）OS8文件系統(tǒng)（2）OS9此同時實時和嵌入式系統(tǒng)OS10容錯OS11系統(tǒng)性能評價OS12腳本CS-PF程序設(shè)計基礎(chǔ)（69）PF1程序設(shè)計基本結(jié)構(gòu)（15）PF2算法與問題求解（8）PF3基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（30）PF4遞歸（10）PF5事件驅(qū)動程序設(shè)計（6）CS-SP社會與職業(yè)問題（11）SP1信息技術(shù)史（1）SP2信息技術(shù)的社會環(huán)境（2）SP3分析方法和分析工具（2）SP4職業(yè)責任和道德責任（1）SP5基于計算機系統(tǒng)的風險與責任（1）SP6知識產(chǎn)權(quán)（3）SP7隱私與公民自由（1）SP8計算機犯罪SP9與信息技術(shù)相磁的經(jīng)濟問題SP10哲學(xué)框架CS-SE軟件工程（54）SE1軟件設(shè)計（12）SE2使用APIS（8）SE3軟件工具與環(huán)境（4）SE4軟件過程（4）SE5軟件需求與規(guī)格說明（8）SE6軟件確認（8）SE7軟件進化（5）SE8軟件項目管理（5）SE9基于構(gòu)件的計算SE10形式化方法SE11軟件可靠性SE12特定系統(tǒng)開發(fā)CS-DS離散結(jié)構(gòu)（72）DS1函數(shù)、關(guān)系與集合（12）DS2基本邏輯（18）DS3證明技巧（24）DS4計數(shù)基礎(chǔ)（12）DS5圖和樹（6）DS6離散概率CS-NC以網(wǎng)絡(luò)為中心的計算（48）NC1網(wǎng)絡(luò)及其計算介紹（4）NC2通信與網(wǎng)絡(luò)（20）NC3網(wǎng)絡(luò)安全（8）NC4客戶/服務(wù)器計算舉例：Web（8）NC5構(gòu)建Web應(yīng)用（4）NC6網(wǎng)絡(luò)管理（4）NC7壓縮與解壓縮NC8多媒體數(shù)據(jù)技術(shù)NC9無線和移動計算CS-PL程序設(shè)計語言（54）PL1程序設(shè)計語言概論（4）PL2虛擬機（2）PL3語言翻譯簡介（6）PL4聲明和類型（6）PL5抽象機制（6）PL6面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（30）PL7函數(shù)程序設(shè)計PL8語言翻譯系統(tǒng)PL9類型系統(tǒng)PL10程序設(shè)計語言的語義PL11程序設(shè)計語言的設(shè)計CS-GV圖形學(xué)與可視化計算（8）GV1圖形學(xué)的基本技術(shù)（6）GV2圖形系統(tǒng)（2）GV3圖形通信GV4幾何建模GV5基本圖形繪制方法GV6高級圖形繪制方法GV7先進技術(shù)GV8計算機動畫GV9可視化GV10虛擬現(xiàn)實GV11計算機視覺CS-IS智能系統(tǒng)（22）IS1智能系統(tǒng)的基本問題（2）IS2搜索和約束滿足（8）IS3知識表示與知識推理（12）IS4高級搜索IS5高級知識表示與知識推理IS6代理IS7自然語言處理技術(shù)IS8機器學(xué)習(xí)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IS9人工智能規(guī)劃系統(tǒng)IS10機器人學(xué)CS-IM信息管理（34）IM1信息模型與信息系統(tǒng)（4）IM2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（4）IM3數(shù)據(jù)建模（6）IM4關(guān)系數(shù)據(jù)庫（2）IM5數(shù)據(jù)庫查詢語言（6）IM6關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計（6）IM7事務(wù)處理（6）IM8分布式數(shù)據(jù)庫IM9物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計IM10數(shù)據(jù)挖掘IM11信息存儲與信息檢索IM12超文本和超媒體IM13多媒體信息與多媒體系統(tǒng)IM14數(shù)字圖書館CS-CN數(shù)值計算科學(xué)CN1數(shù)值分析CN2運籌學(xué)CN3建模與仿真CN4高性能計算本規(guī)范給出的課程建議規(guī)定了每門課程的最小核心，包括的這些單元是要獲得學(xué)位必須具備的相應(yīng)知識。對于以上建議，規(guī)范強調(diào)以下兩點：1)核心單元不是課程的全部。因為核心單元是課程最小的部分，所以它不能構(gòu)成完整的本科課程，每門課程應(yīng)當包括來自知識體系中的附加選修單元。2)核心單元不能僅僅安排在本科階段的入門性課程中。許多核心單元屬于入門的導(dǎo)論性知識，但這不意味著它們必須安排在低年級的入門性課程中，因為有些導(dǎo)論性的知識，只有當學(xué)生具有必需的基礎(chǔ)知識后才能接受。另外，引論性課程也可以包括選修單元。所以核心這一說法只是意味著必須具備的含義，而并沒有限制它必須安排在那些課程里。表1使用學(xué)時作為課時單位，表示以傳統(tǒng)方式在課堂上授課的時間，應(yīng)注意以下三點：1)不限定授課方式。除了傳統(tǒng)的課堂授課方式，還有其他更好的方式，特別是近年來教育技術(shù)與手段的進步為我們提供了很多這樣的方式。對這些教學(xué)方式來說，也許難以用小時來衡量。但為了便于統(tǒng)一與比較，規(guī)范仍然采用學(xué)時作為單位。從這個意義上說，學(xué)時與教學(xué)方式無關(guān)。2)課時數(shù)不包含課外的時間，即不包含教師的準備時間和學(xué)生花在課堂外的時間。通常，課堂外花費的時間約為課內(nèi)時間的3倍。3)規(guī)范中列出的每個單元的課時數(shù)為最小課時數(shù)。即要達到教學(xué)目標可能花費的最小課時數(shù)，教學(xué)單位可以根據(jù)需要適當調(diào)整。3.課程體系知識體系給出了計算機科學(xué)專業(yè)方向的知識框架，但這些知識要通過課程教學(xué)來傳授給學(xué)生。規(guī)范以舉例或推薦的方式描述它們，各個學(xué)?？梢源俗鳛閰⒄眨瑯?gòu)建具有本校特色的課程與課程體系。課程教學(xué)包括理論教學(xué)和實驗教學(xué)。課程可以按知識領(lǐng)域進行設(shè)置，也可以由若干知識領(lǐng)域構(gòu)成一門課程，還可以從各知識領(lǐng)域中抽取相關(guān)的知識單元組成課程。計算機科學(xué)專業(yè)方向課程體系由核心課程和選修課程組成，核心課程應(yīng)該覆蓋知識體系中的全部核心單元及部分選修知識單元。同時，各高?？蛇x擇一些選修知識單元、反映學(xué)科前沿和反映學(xué)校特色的知識單元放入選修課程中。(1)課程設(shè)置為了便于教學(xué)計劃的排定，我們把課程分為基礎(chǔ)課程、主干課程、高級課程三個層次?；A(chǔ)課程用以奠定專業(yè)基礎(chǔ)，主干課程涵蓋知識體系中的大部分核心知識單元，高級課程超出核心知識單元的范圍，包括一些特色或先進的專業(yè)知識。基礎(chǔ)課程在一、二年級開設(shè)；主干課程在二、三年級開設(shè)?；A(chǔ)課程和主干課程應(yīng)該覆蓋知識體系中的全部核心單元，也可以包括一些選修內(nèi)容。如果某個核心單元未能包括在前兩層的課程中，則應(yīng)將其加入到高級課程中。下面給出這樣一種安排的示例?；A(chǔ)課程：程序設(shè)計基礎(chǔ)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、計算機導(dǎo)論、離散結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成等。主干課程：算法設(shè)計與分析、計算機體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)計算、編譯原理、人機交互、計算機圖形學(xué)、人工智能、數(shù)據(jù)庫、社會與職業(yè)問題、軟件開發(fā)等。高級課程：可以選擇編碼與信息理論、數(shù)值分析、計算生物學(xué)、并行算法、高等計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、VLSI開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)安全、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、軟件設(shè)計等，也可以是旨在培養(yǎng)學(xué)生動手能力和團隊合作能力的實踐性課程。以上示例不是唯一的選擇，各?？梢栽诿總€層次選擇不同知識領(lǐng)域的知識單元組成課程，采用不同的策略安排教學(xué)計劃。提倡這種課程選擇與安排的靈活性是為了使各高校的專業(yè)教育辦出特色，避免千人一面、過于雷同的弊病。(2)核心課程根據(jù)知識單元的分布，以及我們學(xué)制的學(xué)時，選取其中部分知識單元，組成如下15門核心課程。這些課程主要涉及到基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程這兩個層次，所列學(xué)時包括理論學(xué)習(xí)和實踐兩部分，表2列出了這些課程及所含的知識單元，建議的學(xué)時數(shù)等，附錄2給出了這些課程的詳細描述供各校制定本校的教學(xué)計劃時參考。表2計算機科學(xué)專業(yè)方向的核心課程序號課程名稱理論學(xué)習(xí)學(xué)時實踐學(xué)時涵蓋知識單元非核心知識單元1計算機導(dǎo)論248SP1，PL1，SE3，PL3，HC1，SE7，NC22程序設(shè)計基礎(chǔ)4816PL1，PF1，PF2，PF5，AL2，AL3，PL63離散結(jié)構(gòu)720DS1，DS2，DS3，DS4，DS54算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4816AL1，AL2，AL3，AL4，AL5，PF2，PF3，PF45計算機組成基礎(chǔ)4816AR2，AR3，AR4，AR56計算機體系結(jié)構(gòu)328AR5，AR6，AR7AR8，AR9，7操作系統(tǒng)3216AL4，OS1，OS2，OS3，OS4，OS5OS6，OS7，OS8，OS118數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理3216IM1，IM2，IM3，IM4，IM5，IM6IM7，IM8，IM9，IM10，IM11，IM13，IM149編譯原理4016PL1，PL2，PL3，PL4，PL5，PL6PL7，PL810軟件工程3216SE1，SE2，SE3，SE4，SE5，SE6，SE7，SE8SE9，SE1011計算機圖形學(xué)248HC1，HC2，GV1，GV2HC5，GV3，GV4，GV5，GV6，GV7，GV8，GV912計算機網(wǎng)絡(luò)3216NC1，NC2，NC3，NC4NC5，NC6，NC8，NC9，AR913人工智能328IS1，IS2，IS3IS4，IS5，IS6，IS714數(shù)字邏輯3216AR1，AR2，AR315社會與職業(yè)道德248SP1，SP2，SP3，SP4，SP5，SP6，SP7SP8，SP9，SP104.實踐教學(xué)內(nèi)容及體系計算機科學(xué)專業(yè)方向培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具有扎實的計算機基礎(chǔ)理論知識，良好的科學(xué)素質(zhì)和實踐能力，具備從事計算機系統(tǒng)的分析、設(shè)計、應(yīng)用和集成能力，能從事軟件的開發(fā)和研究。實踐教學(xué)包括課程實驗、綜合設(shè)計、教學(xué)實習(xí)、社會實踐、畢業(yè)設(shè)計等，是實現(xiàn)這一培養(yǎng)目標的重要保證。(1)課程實驗課程實驗和課堂理論教學(xué)相輔相成。課程實驗是實現(xiàn)教師和學(xué)生不斷交流過程的橋梁，可以彌補課堂教學(xué)的不足，加深對理論知識的理解，啟發(fā)學(xué)生深入思考，敢于創(chuàng)新，達到理論聯(lián)系實際的教學(xué)效果。應(yīng)開放性實驗，以進一步培養(yǎng)學(xué)生實驗技能與創(chuàng)新能力。在實驗教學(xué)中，一方面向?qū)W生傳授實驗基礎(chǔ)理論知識，包括儀器儀表的原理、測量方法、誤差分析、設(shè)計原理和相關(guān)理論等，另一方面要訓(xùn)練學(xué)生的基本實驗技能。包括儀器設(shè)備的操作使用、維護，儀器設(shè)備的連接與組合，實驗環(huán)境和條件的設(shè)計，實驗過程中一般故障的排除，實驗結(jié)果的分析和解釋?？梢愿鶕?jù)性質(zhì)將實驗分為觀察性實驗、驗證性實驗、設(shè)計性實驗、研究性實驗。應(yīng)該包括以下典型實驗（其中所列內(nèi)容可根據(jù)情況進行選擇）：1)公共基礎(chǔ)系列實驗：主要包括物理實驗、化學(xué)實驗、計算機基本操作實驗等。2)基礎(chǔ)理論系列實驗：主要包括數(shù)值分析實驗、離散數(shù)學(xué)實驗、算法設(shè)計與分析實驗等。3)軟件技術(shù)系列實驗：主要包括匯編語言程序設(shè)計實驗、高級語言程序設(shè)計實驗、人工智能語言實驗、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗、編譯原理實驗、操作系統(tǒng)實驗、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用實驗、軟件工程實驗、圖形學(xué)實驗等。還可以包括人機界面實驗、多媒體技術(shù)實驗等。4)硬件技術(shù)系列實驗：主要包括電路分析實驗、計算機原理實驗、計算機網(wǎng)絡(luò)實驗等。(2)綜合性課程設(shè)計除與課程相結(jié)合的基本實驗外，從提高綜合能力出發(fā)，還應(yīng)該作為單獨課程開設(shè)綜合性課程設(shè)計。考慮到綜合課程設(shè)計對學(xué)生實踐教學(xué)能力培養(yǎng)的重要性，下面作為范例給出6個綜合課程設(shè)計（每個本科學(xué)生可以選修其中3～4個）。1)數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計：使學(xué)生基本掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試的方法，增加集成電路知識。要求學(xué)生獨立完成選題的設(shè)計，完成系統(tǒng)的裝配及調(diào)試。2)計算機原理課程設(shè)計：加深對計算機原理和相關(guān)課程的理解，實踐和鍛煉計算機硬件的設(shè)計能力、工程實現(xiàn)和調(diào)試能力。要求了解HDL語言的設(shè)計過程與方法，用HDL語言進行邏輯設(shè)計和實現(xiàn)CPU。通過邏輯模擬和綜合，將CPU硬核下載到FPGA中并運行。3)微機控制系統(tǒng)設(shè)計：使學(xué)生掌握有關(guān)微機接口、微機通訊的基礎(chǔ)知識、使用嵌入式微處理器構(gòu)成控制系統(tǒng)的實際知識，培養(yǎng)學(xué)生硬件方面的綜合設(shè)計能力和動手能力。4)程序設(shè)計綜合設(shè)計：使學(xué)生能更進一步地理解程序設(shè)計方法，熟練掌握常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，培養(yǎng)學(xué)生的實際設(shè)計能力和分析解決問題的能力，保持良好的程序設(shè)計風格。5)操作系統(tǒng)課程設(shè)計：要求學(xué)生掌握Linux系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)機理和各種典型算法，系統(tǒng)地了解操作系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)思路，運用內(nèi)核開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)對內(nèi)核源代碼的分析與修改。6)軟件工程課程設(shè)計：使學(xué)生系統(tǒng)地掌握軟件工程及軟件管理的過程、方法和工具，針對一個適度的軟件開發(fā)課題，完成需求分析、軟件設(shè)計、軟件測試和軟件維護，要求學(xué)生在開發(fā)小組中以分工協(xié)作的方式完成指定的任務(wù)。(3)特別課程在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)上，特別要設(shè)立一些幫助學(xué)生增強交流能力、解決問題能力和技術(shù)技能，以及有關(guān)道德規(guī)范教育的課程。例如：1)大作業(yè)：這些課程需要持續(xù)一到兩個學(xué)期。通常學(xué)生必須成立一個小組，共同設(shè)計并實現(xiàn)幾個大的作業(yè)。2)專業(yè)道德規(guī)范和法律：這些課程讓學(xué)生清楚計算機所涉及到的道德規(guī)范和法律上的有關(guān)問題，并知道應(yīng)該采取什么樣的正確對策。3)團隊開發(fā)：涉及的項目應(yīng)該覆蓋軟件開發(fā)過程、軟件管理、經(jīng)濟、風險管理、需求工程、設(shè)計、實現(xiàn)、維護、軟件退役回收、軟件質(zhì)量保證、軟件標準以及協(xié)同工作等。很多計算機科學(xué)專業(yè)方向以外的課程同樣也可以幫助學(xué)生進行更高層次的實踐教學(xué)，這些課程包括哲學(xué)、心理學(xué)、商業(yè)管理、經(jīng)濟學(xué)以及技術(shù)交流等。(4)畢業(yè)設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計是一個科研和教學(xué)結(jié)合最為密切的實踐環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計可以從科研任務(wù)中選擇規(guī)模適當、相對獨立的題目，還可以通過與企業(yè)緊密合作的實踐教學(xué)活動來進行。優(yōu)秀的學(xué)生可以在大學(xué)三年級或更早就參與到教師的科研工作中，以獲得更多的實踐機會。鼓勵有能力和有精力的學(xué)生積極參與數(shù)模競賽、電子設(shè)計大賽等重要的科技競賽活動。教師應(yīng)該通過評估體制對實踐教學(xué)提供合理的評估，從而起到有效的促進作用。四、辦學(xué)條件1.師資力量師資指學(xué)校中在編的具有教師專業(yè)技術(shù)職務(wù)的全部工作人員和長期外聘的教師。師資隊伍是學(xué)科、專業(yè)發(fā)展和教學(xué)工作的核心資源。師資隊伍的質(zhì)量對學(xué)科、專業(yè)的長遠發(fā)展和教學(xué)質(zhì)量的提高有直接影響。根據(jù)高等院校理工科本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式，專業(yè)人才的培養(yǎng)要體現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則。這就要求構(gòu)建一支整體素質(zhì)高、結(jié)構(gòu)合理、業(yè)務(wù)過硬、具有創(chuàng)新精神的師資隊伍，以適應(yīng)專業(yè)人才培養(yǎng)及自身發(fā)展的需要。學(xué)校應(yīng)有師資隊伍建設(shè)長遠規(guī)劃和近期目標，有吸引人才、培養(yǎng)人才、穩(wěn)定人才的良性機制，以學(xué)科建設(shè)和課程建設(shè)推動師資隊伍建設(shè)，以提高教學(xué)質(zhì)量和科研水平為中心，以改善教師知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)為原則，通過科學(xué)規(guī)劃，制定激勵措施，促進師資隊伍整體水平的提高。(1)師資隊伍的數(shù)量與結(jié)構(gòu)①生師比適宜，滿足本專業(yè)本科教學(xué)工作的需要，一般不高于16∶1。生師比=本科學(xué)生總數(shù)/教師總數(shù)。其中，教師總數(shù)=專任教師數(shù)+聘請校外教師數(shù)/2。②師資隊伍整體結(jié)構(gòu)合理，發(fā)展趨勢良好，符合專業(yè)目標定位要求，適應(yīng)學(xué)科、專業(yè)長遠發(fā)展的需要和教學(xué)需要。③年齡結(jié)構(gòu)合理。年齡在50歲以下的教授及35歲以下的副教授分別占教授總數(shù)和副教授總數(shù)的比例適宜，中青年骨干教師所占比例較高。④學(xué)歷（學(xué)位）和職稱結(jié)構(gòu)合理。具有碩士以上學(xué)歷（學(xué)位）和講師以上職稱的教師占專職教師的比例不低于85%。(2)對教師隊伍的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求思想政治素質(zhì)：堅持四項基本原則，用唯物主義的立場、觀點和方法觀察事物、分析問題，具有良好的道德修養(yǎng)，為人師表、教書育人，善于團結(jié)合作，謙虛謹慎、嚴謹治學(xué)，對國家和社會具有強烈責任感和使命感。學(xué)術(shù)水平：根據(jù)專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)和學(xué)科發(fā)展的需要，教師隊伍尤其是專任教師應(yīng)加速知識更新，拓寬相關(guān)學(xué)科知識，具有較高的教學(xué)、科研和技術(shù)開發(fā)能力。外語能力：具有較強的外語能力，基本具備國際學(xué)術(shù)交流能力。現(xiàn)代教學(xué)手段應(yīng)用能力：教師能夠熟練地運用現(xiàn)代教學(xué)手段，并與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合，提高課堂教學(xué)效果；重視對教學(xué)法的研究，提高授課水平。(3)助教崗位的設(shè)置建立健全助教制度，根據(jù)課程特點和學(xué)生人數(shù)配備適量的助教，協(xié)助主講教師指導(dǎo)實驗、批改作業(yè)、進行答疑，以獲得更好的教學(xué)效果。(4)設(shè)置教學(xué)質(zhì)量保證和監(jiān)控體系，促進教學(xué)管理的科學(xué)化和規(guī)范化。2.教材教材選用應(yīng)注重三基（基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能）、五性（思想性、科學(xué)性、啟發(fā)性、先進性、適用性），充分考慮寬口徑人才培養(yǎng)原則，使教材符合不同層次人才培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式，體現(xiàn)三個特定（特定對象、特定要求、特定限制）的要求。有計劃、有選擇地使用有影響、有特色的高質(zhì)量中、英文教材。包括獲省部級以上獎勵或水平較高的教材，鼓勵有條件的學(xué)校選用適用的的英文原版教材等。加快教材的更新?lián)Q代，縮短使用周期。考慮到計算機和相關(guān)學(xué)科知識更新周期短的特點，使用近三年出版新教材的比例應(yīng)不低于50%。應(yīng)有科學(xué)的教材評介和選用制度，定期進行審核和評測。對于首次使用的教材，尤其是新編教材，任課教師應(yīng)進行質(zhì)量追蹤調(diào)查，收集反映，作為今后教材修訂、補充、評介的參考。有條件的學(xué)校應(yīng)該積極組織高水平教師編寫教材。教材編寫要適應(yīng)計算機專業(yè)發(fā)展和社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，研究新思路、新機制和新方法，注重質(zhì)量，發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，搞好重點規(guī)劃。在重視和加強文字教材建設(shè)的同時，加強聲像教材及電子教材的建設(shè)。鼓勵教師自主開發(fā)與文字教材相配套的多媒體教材。3.圖書資料根據(jù)專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)和學(xué)科發(fā)展的需要，加強圖書館服務(wù)設(shè)施建設(shè)。注重制度建設(shè)和規(guī)范管理，保證圖書資料采購經(jīng)費的投入，使之更好地為教學(xué)科研工作服務(wù)。圖書資料應(yīng)包括文字、光盤、聲像等各種載體的中外文獻資料。(1)圖書館應(yīng)具有的軟硬件條件應(yīng)具備一定數(shù)量的與專業(yè)有關(guān)的圖書資料，種類齊全，滿足教學(xué)和科研工作的需要。生均面積和閱覽座位數(shù)應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定。充分利用計算機網(wǎng)絡(luò)，加強圖書館的信息化建設(shè)，為讀者提供網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多種多樣的信息服務(wù)。(2)圖書資料采集經(jīng)費應(yīng)保證一定數(shù)額的年度圖書資料采集經(jīng)費，使圖書資料每年能保持一定的更新比例。4.實驗室實驗室建設(shè)須有長遠建設(shè)規(guī)劃和近期工作計劃，既要注重專業(yè)基礎(chǔ)實驗，又要注重新方向、新技術(shù)的發(fā)展，還要結(jié)合本專業(yè)特長和地方經(jīng)濟發(fā)展需求，建設(shè)專業(yè)實驗室。實驗室應(yīng)提供開放服務(wù)以提高設(shè)備利用率。(1)實驗室設(shè)備和經(jīng)費計算機是基本實驗設(shè)備，在校本科生總數(shù)與實驗室計算機總數(shù)比不應(yīng)低于4∶1。有滿足實踐教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、實驗箱、輔助設(shè)備等實驗室設(shè)備?，F(xiàn)有儀器設(shè)備完好率不低于95%，處于維修狀態(tài)一個月以上的儀器設(shè)備不超過本實驗室儀器設(shè)備總數(shù)的3%。儀器設(shè)備的更新率達到以下標準：G=×100%>80%(2)實驗室管理應(yīng)具備教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、任務(wù)書、教學(xué)日志、課表、實驗指導(dǎo)書等規(guī)范材料，基礎(chǔ)課實驗室的教學(xué)任務(wù)要達到每臺每周30小時以上，專業(yè)課實驗室承擔的教學(xué)任務(wù)要達到每周20小時以上。為提高學(xué)生的獨立思考及獨立操作能力，基礎(chǔ)課實驗室應(yīng)提倡單人單機，特殊情況下每組實驗人數(shù)不超過2人。5.實習(xí)基地建設(shè)作為實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，實習(xí)基地的建設(shè)起著重要的作用。實習(xí)基地的建設(shè)應(yīng)本著服務(wù)地方經(jīng)濟，發(fā)揮本專業(yè)特長的原則，使學(xué)生在實踐過程中既能達到提高個人能力的目的，同時滿足服務(wù)社會的要求。社會實踐的形式可以多種多樣，包括到實踐單位解決科研和開發(fā)中的技術(shù)或管理問題，結(jié)合經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展開展專題調(diào)查，深入實習(xí)基地參與實際課題或項目的開發(fā)等。學(xué)校應(yīng)定期對實習(xí)基地進行評估，包括接收學(xué)生的數(shù)量、提供實習(xí)題目的質(zhì)量、管理學(xué)生實踐過程的情況、學(xué)生的實踐效果等。(1)校內(nèi)實習(xí)基地建設(shè)校內(nèi)實習(xí)基地應(yīng)能為參加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)生提供平均每人每周30小時以上的獨立設(shè)備使用時間，并設(shè)有專門的指導(dǎo)教師對學(xué)生的實踐內(nèi)容、實踐過程等進行全面跟蹤和控制。(2)校外實習(xí)基地建設(shè)有條件的學(xué)校應(yīng)本著“就地就近、互惠互利、專業(yè)對口、相對穩(wěn)定”的原則，在有關(guān)部門的協(xié)調(diào)下，積極與相關(guān)單位建立校外實習(xí)基地。學(xué)校應(yīng)指定有實踐經(jīng)驗、責任心強的教師擔任實習(xí)指導(dǎo)教師，并聘請實習(xí)基地中政治思想好、業(yè)務(wù)水平高、責任心強的人員，擔任校外指導(dǎo)教師。6.教學(xué)經(jīng)費對于新建專業(yè)，教學(xué)經(jīng)費應(yīng)包括實驗室建設(shè)經(jīng)費、圖書資料經(jīng)費和人員工資費用等。應(yīng)保證較充足的專業(yè)開辦經(jīng)費（不包括固定資產(chǎn)）。對于已建專業(yè)，每年正常的教學(xué)經(jīng)費應(yīng)包含師資隊伍建設(shè)經(jīng)費、人員工資費用、實驗室維護更新費用、圖書資料經(jīng)費、實習(xí)基地建設(shè)經(jīng)費等。五、主要參考指標1.培養(yǎng)方案(1)本科學(xué)制：學(xué)制四年，實行學(xué)分制的學(xué)校采用彈性學(xué)制，一般為3～8年。(2)每學(xué)年學(xué)習(xí)時間（學(xué)生在校時間，含集中實踐環(huán)節(jié)）不低于40周。(3)學(xué)生需修的總學(xué)分應(yīng)不低于150學(xué)分，一般在180學(xué)分以內(nèi)?？倢W(xué)分包括普通教育、專業(yè)教育和綜合教育等不同類型的學(xué)分。(4)普通教育（通識教育）類的學(xué)分占總學(xué)分的30%左右。主要包括：①政治思想教育和人文社會科學(xué)，②經(jīng)濟管理，③自然科學(xué)，④外語，⑤體育，⑥實踐訓(xùn)練等。計算機科學(xué)專業(yè)方向的學(xué)生不進行計算機信息技術(shù)類知識體系的普通教育。普通教育類學(xué)分為必修學(xué)分。(5)專業(yè)教育類的學(xué)分占總學(xué)分的60%左右。包括：①計算機科學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)，②計算機科學(xué)方向的專業(yè)內(nèi)容，③專業(yè)實踐訓(xùn)練等。(6)綜合教育類的學(xué)分占總學(xué)分的10%左右。主要包括：①思想品德教育，②學(xué)術(shù)與科技活動，③文體活動，④跨專業(yè)選修課，⑤社會實踐及自選活動等。(7)學(xué)時與學(xué)分的折算辦法：未實行學(xué)分制的學(xué)校，學(xué)時與學(xué)分的折算由各校根據(jù)學(xué)校實際情況自行決定。本規(guī)范建議課程教學(xué)16學(xué)時折算1學(xué)分，集中實踐性環(huán)節(jié)每周折算為1學(xué)分。在特殊情況下，某些課程的學(xué)時學(xué)分折算辦法可自行調(diào)整（例如，體育課）。2.師資隊伍(1)教師數(shù)量：生師比不高于16：1。(2)35歲以下的青年教師中博士、碩士比例應(yīng)在50%以上。(3)主講教師中具有碩士以上學(xué)位或講師以上職稱，并通過崗前培訓(xùn)取得合格證的教師應(yīng)占85%以上。3.教學(xué)條件(1)計算機數(shù)量不少于每4人1臺，具有技術(shù)先進的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并同Internet連接。(2)具有滿足教學(xué)需要的教學(xué)儀器設(shè)備，生均教學(xué)儀器設(shè)備值不低于6000元。(3)具有滿足教學(xué)需要的圖書資料（含校圖書館和院、系資料室的文字、光盤、聲像等各種文獻資料）和多媒體教學(xué)環(huán)境。4.實踐教學(xué)(1)實踐教學(xué)學(xué)分約占30學(xué)分，占總學(xué)分的比例不低于20%。(2)有開放的機房，學(xué)生在校期間上機時數(shù)不低于600小時。(3)畢業(yè)論文（設(shè)計）環(huán)節(jié)不低于12周，選題應(yīng)結(jié)合科學(xué)研究或應(yīng)用需求。附錄1計算機科學(xué)專業(yè)方向知識體系1.離散結(jié)構(gòu)（CS-DS）（72核心學(xué)時）CS-DS1函數(shù)、關(guān)系與集合（核心）CS-DS2基本邏輯（核心）CS-DS3證明技巧（核心）CS-DS4計數(shù)基礎(chǔ)（核心）CS-DS5圖與樹（核心）CS-DS6離散概率（這部分內(nèi)容由基礎(chǔ)課“概率統(tǒng)計”完成）離散結(jié)構(gòu)是計算機科學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，可以為計算機系統(tǒng)提供其處理對象的狀態(tài)及其變換的有效描述。所以，計算機科學(xué)與技術(shù)有關(guān)的許多領(lǐng)域都要用到離散結(jié)構(gòu)中的概念。離散結(jié)構(gòu)包括集合論、邏輯學(xué)、圖論和組合學(xué)等重要內(nèi)容。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法分析與設(shè)計中含有大量離散結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。例如：在形式證明、驗證、密碼學(xué)的研究與學(xué)習(xí)中要有理解形式證明的能力。圖論中的概念被用于計算機網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和編譯系統(tǒng)等領(lǐng)域。集合論的概念被用在軟件工程和數(shù)據(jù)庫中。隨著計算機科學(xué)與技術(shù)的日益成熟，越來越完善的分析技術(shù)被用于實踐，為了理解將來的計算機科學(xué)技術(shù)，學(xué)生需要對離散結(jié)構(gòu)有深入的理解。CS-DS1函數(shù)、關(guān)系與集合（核心）最少時間：12學(xué)時知識點函數(shù)（滿射，到內(nèi)的映射，逆函數(shù)，復(fù)合函數(shù)）關(guān)系（自反，對稱，傳遞，等價關(guān)系）集合（文氏圖，補集，笛卡兒集，冪集）鴿籠原理基數(shù)性和可數(shù)性學(xué)習(xí)目標(1)舉例解釋集合、關(guān)系和函數(shù)的基本術(shù)語；(2)舉例說明集合、關(guān)系和函數(shù)的有關(guān)運算；(3)將實例與合適的集合、函數(shù)和關(guān)系模型關(guān)聯(lián)，并解釋有關(guān)的運算和術(shù)語；(4)舉例說明：基本計數(shù)原理，包括對角線原理和鴿籠原理的用法。CS-DS2基本邏輯（核心）最少時間：18學(xué)時知識點命題邏輯邏輯連接詞真值表范式（合取式和析取式）永真性謂詞邏輯全稱量詞和存在量詞假言推理、否定式推理謂詞邏輯的局限性學(xué)習(xí)目標(1)使用命題邏輯與謂詞邏輯的形式化方法；(2)說明符號邏輯的形式化工具如何給算法和實際問題建模；(3)用形式邏輯證明和邏輯推理法解決問題；(4)說明謂詞邏輯的重要性和局限性。CS-DS3證明技巧（核心）最少時間：24學(xué)時知識點蘊涵、逆、逆反、置換、非、永假等概念形式證明結(jié)構(gòu)直接證明反例證法逆反式證明法反證法數(shù)學(xué)歸納法強歸納法遞歸數(shù)學(xué)定義良序?qū)W習(xí)目標(1)以實例給出本單元所列的每種證明技巧的基本結(jié)構(gòu)；(2)論述對給定的問題哪一種證明是最好的；(3)將數(shù)學(xué)歸納法思想與遞歸及遞歸定義結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來；(4)指出數(shù)學(xué)歸納法與強歸納法的差異，并給出相應(yīng)的應(yīng)用實例。CS-DS4計數(shù)基礎(chǔ)（核心）最少時間：12學(xué)時知識點計數(shù)變元求和與相乘的規(guī)則包含排斥算術(shù)和幾何級數(shù)斐波那契（Fibonacci）數(shù)列排列組合基本定義恒等式二項式定理遞歸關(guān)系實例Master原理學(xué)習(xí)目標(1)計算一個集合的排列和組合，并解釋在特定應(yīng)用中的意義；(2)敘述Master原理的定義；(3)給出各種遞歸方程的解法；(4)分析問題以建立相關(guān)的遞歸方程，或指出重要的計數(shù)問題。CS-DS5圖與樹（核心）最少時間：6學(xué)時知識點樹無向圖有向圖生成樹遍歷策略學(xué)習(xí)目標(1)用實例解釋圖論基本術(shù)語、特性和每種特殊情況；(2)用實例說明樹和圖遍歷方法的差異；(3)用圖和樹給計算機科學(xué)中的問題建模；(4)圖和樹與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法和計數(shù)之間的關(guān)系。CS-DS6離散概率（這部分內(nèi)容由基礎(chǔ)課“概率統(tǒng)計”完成，為使學(xué)習(xí)具有針對性，此處仍列出其知識點和學(xué)習(xí)目標）知識點有限概率空間、概率度量、事件條件概率、獨立性、貝葉斯規(guī)則整型隨機變量、期望學(xué)習(xí)目標(1)對于如偶然性游戲的基本問題計算事件概率和隨機變量的期望值；(2)依賴事件與獨立事件的差異；(3)二項式定理應(yīng)用于獨立事件和貝葉斯規(guī)則應(yīng)用于依賴事件；(4)將概率工具應(yīng)用于問題的求解，包括如MonteCarlo隨機方法、算法平均情況分析和散列法。2.程序設(shè)計基礎(chǔ)（CS-PF）（69核心學(xué)時）CS-PF1程序設(shè)計基本結(jié)構(gòu)（核心）CS-PF2算法與問題求解（核心）CS-PF3基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（核心）CS-PF4遞歸（核心）CS-PF5事件驅(qū)動程序設(shè)計（核心）熟練掌握程序設(shè)計語言是學(xué)習(xí)計算機科學(xué)大多數(shù)內(nèi)容的前提，教學(xué)大綱應(yīng)要求學(xué)生掌握如何使用一種程序設(shè)計語言。建議學(xué)生至少應(yīng)熟練掌握兩種程序設(shè)計范例。程序設(shè)計基礎(chǔ)領(lǐng)域的知識由程序設(shè)計基本概念和程序設(shè)計技巧組成，這些概念和技巧對于獨立于基本范例的程序設(shè)計實踐十分重要。這一領(lǐng)域包括的知識單元有程序設(shè)計基本概念、基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法等，它們很好地覆蓋了計算機科學(xué)專業(yè)本科生必須了解和掌握的整個程序設(shè)計的知識范圍。其他知識領(lǐng)域如程序設(shè)計語言（PL）和軟件工程（SE）——也包含有和程序設(shè)計相關(guān)的知識單元，這些知識單元也是本專業(yè)本科教學(xué)大綱中的核心課程。一般來說，這些知識單元可以劃歸程序設(shè)計基礎(chǔ)，也可以劃歸其他的知識領(lǐng)域。CS-PF1程序設(shè)計基本結(jié)構(gòu)（核心）最少時間：15學(xué)時知識點變量、類型、表達式和語句高級語言的基本語法和語義輸入和輸出基礎(chǔ)順序、條件和循環(huán)控制結(jié)構(gòu)函數(shù)定義、函數(shù)調(diào)用和參數(shù)傳遞程序結(jié)構(gòu)分解基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標(1)分析解釋由基本程序結(jié)構(gòu)組成的簡單程序（含基本計算、簡單輸入輸出、條件與重復(fù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)）；(2)修改和擴充簡單程序；(3)設(shè)計、實現(xiàn)、測試和查錯；(4)按給定的程序設(shè)計任務(wù)，選擇相應(yīng)的條件和重復(fù)結(jié)構(gòu)；(5)應(yīng)用結(jié)構(gòu)化技術(shù)分解程序；(6)掌握參數(shù)的傳遞過程。CS-PF2算法與問題求解（核心）最少時間：8學(xué)時知識點問題求解策略問題求解算法算法實現(xiàn)策略調(diào)試策略算法的概念和特性學(xué)習(xí)目標(1)了解算法在問題求解中的重要性；(2)了解一個好算法的必要特性；(3)給簡單問題設(shè)計算法；(4)解決簡單問題，能用偽代碼或程序設(shè)計語言實現(xiàn)算法，并對該算法作測試和查錯；(5)掌握查錯策略。CS-PF3基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（核心）最少時間：30學(xué)時知識點基本類型數(shù)組記錄字符串和字符串處理數(shù)據(jù)在存儲器中的表示靜態(tài)分配、棧式分配和堆式分配運行時的存儲器管理指針和引用鏈式結(jié)構(gòu)棧、隊列和哈希表的實現(xiàn)策略樹和圖的實現(xiàn)策略數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和選擇策略學(xué)習(xí)目標(1)了解基本數(shù)據(jù)和復(fù)合數(shù)據(jù)的表示和用法；(2)了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在存儲器中的分配和使用；(3)掌握各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的常見應(yīng)用；(4)掌握高級語言實現(xiàn)用戶定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法；(5)了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方法的差異；(6)能用數(shù)組、記錄、字符串、鏈表、棧、隊列和哈希表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編寫程序；(7)了解動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的差異；(8)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在問題建模中的應(yīng)用。CS-PF4遞歸（核心）最少時間：10學(xué)時知識點遞歸的概念遞歸數(shù)學(xué)函數(shù)遞歸過程分治法回溯法遞歸的實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(1)解釋遞歸的概念和遞歸應(yīng)用實例；(2)識別遞歸定義問題的基本情況和一般情況；(3)以類似階乘問題為例，比較循環(huán)和遞歸求解方法的差異；(4)解釋分治法；(5)編寫、測試、調(diào)試簡單的遞歸函數(shù)和遞歸過程；(6)解釋如何利用棧實現(xiàn)遞歸；(7)通過實例解釋回溯法的求解過程；(8)能確定何時用遞歸求解。CS-PF5事件驅(qū)動程序設(shè)計（核心）最少時間：6學(xué)時知識點事件處理方法事件傳播異常處理學(xué)習(xí)目標(1)解釋事件驅(qū)動程序設(shè)計與命令行程序設(shè)計的差異；(2)設(shè)計、測試、調(diào)試簡單的響應(yīng)用戶事件的事件驅(qū)動程序；(3)編寫能響應(yīng)執(zhí)行中異常情況的代碼。3.算法與復(fù)雜性（CS-AL）（54核心學(xué)時）CS-AL1算法分析基礎(chǔ)（核心）CS-AL2算法策略（核心）CS-AL3基本算法（核心）CS-AL4分布式算法（核心）CS-AL5可計算性理論基礎(chǔ)（核心）CS-AL6復(fù)雜性類：P類和NP類（選修）CS-AL7自動機理論（選修）CS-AL8高級算法分析（選修）CS-AL9加密算法（選修）CS-AL10幾何算法（選修）CS-AL11并行算法（選修）CS-AL1算法分析基礎(chǔ)（核心）最少時間：6學(xué)時知識點復(fù)雜性上界和平均復(fù)雜性的漸近分析最佳、最差和平均情況下的復(fù)雜性差異大O，小o，Ω和θ符號標準復(fù)雜性類性能的經(jīng)驗度量算法時間、空間復(fù)雜性的權(quán)衡用遞歸關(guān)系分析遞歸算法學(xué)習(xí)目標(1)解釋記號大O、小o、Ω和θ的用法，以描述算法所做的工作量；(2)用大O、Ω和θ記號表示算法的時間和空間復(fù)雜性的漸近上界、下界和嚴格界；(3)確定簡單算法的時間和空間復(fù)雜性；(4)推導(dǎo)遞歸關(guān)系以描述由遞歸定義的算法的時間復(fù)雜性；(5)解決簡單的遞歸關(guān)系。CS-AL2算法策略（核心）最少時間：12學(xué)時知識點窮舉算法貪心算法分治算法回溯法分支界限法試探法模式匹配和字符串/文本匹配算法數(shù)值逼近算法學(xué)習(xí)目標(1)描述窮舉法的缺點；(2)用人們?nèi)粘Ｐ袨橹械睦訉Ω鞣N算法（窮舉算法，貪心算法，分治算法，回溯法，分支界限法和試探法）加以說明；(3)實現(xiàn)解決一個合適問題的貪心算法；(4)實現(xiàn)解決一個合適問題的分治算法；(5)用回溯法解決諸如走迷宮這樣的問題；(6)描述各種試探法的解題方法；(7)用模式匹配算法分析子字符串；(8)用數(shù)值逼近方法解決如求解多項式根這樣的數(shù)學(xué)問題。CS-AL3基本算法（核心）最少時間：24學(xué)時知識點簡單數(shù)值算法順序查找算法和折半查找算法二次排序算法（選擇排序，插入排序）復(fù)雜度為O（NlogN）排序算法（快速排序，堆排序，歸并排序）Hash表，包括沖突消解策略二叉查找樹圖的表示（鄰接表，鄰接矩陣）深度優(yōu)先遍歷、廣度優(yōu)先遍歷最短路徑算法（Dijkstra和Floyd算法）傳遞閉包（Floyd算法）最小生成樹（Prim算法和Kruskal算法）拓撲排序?qū)W習(xí)目標(1)實現(xiàn)最常用的二次排序和O（NlogN）算法；(2)對一個應(yīng)用問題設(shè)計一個合適的Hash函數(shù)并加以實現(xiàn)；(3)對Hash表設(shè)計一個解決沖突的算法并加以實現(xiàn)；(4)討論排序、搜索和Hash的主要算法的計算效率；(5)討論那些與計算效率不同的影響算法選擇的其他因素，如編程時間、維護和輸入數(shù)據(jù)中的特殊應(yīng)用模式；(6)用基本的圖算法解決問題，包括深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷，單源最短路徑和所有的最近點對間路徑，傳遞閉包，拓撲排序和至少一種最小生成樹算法；(7)具有算法評價、選擇合適的算法且給出理由，以及在指定程序設(shè)計環(huán)境下實現(xiàn)算法的能力。CS-AL4分布式算法（核心）最少時間：4學(xué)時知識點一致性和選擇終止探測容錯穩(wěn)定性學(xué)習(xí)目標(1)解釋分布式范例；(2)解釋一個簡單分布式算法；(3)確定何時使用一致性算法或選擇算法；(4)區(qū)分邏輯時鐘和物理時鐘；(5)描述分布式算法中的事件相對順序。CS-AL5可計算性理論基礎(chǔ)（核心）最少時間：8學(xué)時知識點有限狀態(tài)自動機上下文無關(guān)文法易解問題和難解問題不可計算函數(shù)停機問題不可計算性的含義學(xué)習(xí)目標(1)討論有限自動機概念；(2)解釋上下文無關(guān)文法；(3)設(shè)計一個確定的有限狀態(tài)自動機接受指定語言；(4)解釋什么叫“一些問題算法不可解”；(5)舉例說明不可計算性的概念。CS-AL6復(fù)雜性類：P類和NP類（選修）知識點P類和NP類的定義NP完全性基本的NP完全問題歸約技術(shù)學(xué)習(xí)目標(1)定義P類，NP類；(2)解釋NP完全性的意義；(3)通過把已知的NP完全問題歸約成要研究的問題來證明要研究的問題是NP完全的。CS-AL7自動機理論（選修）知識點確定的有限自動機（DFA）非確定的有限自動機（NFA）DFA和NFA的等價性正則表達式正則表達式的泵引理下推自動機（PDA）PDA和上下文無關(guān)文法的關(guān)系上下文無關(guān)文法的特性圖靈機非確定的圖靈機集合和語言Chomsky文法分類ChurchTuring論題學(xué)習(xí)目標(1)確定一個語言Chomsky分類（正則集，上下文無關(guān)語言、上下文有關(guān)語言和遞歸可列枚舉語言）；(2)證明一個語言在一個特定的類中并且不能在低層的類中；(3)語言的轉(zhuǎn)換，包括在DFA、NFA和正則表達式間以及PDA和CFG之間的相互轉(zhuǎn)換；(4)解釋自頂向下分析和自底向上分析算法（至少各解釋一種）；(5)解釋ChurchTuring論題及其重要性。CS-AL8高級算法分析（選修）知識點退火算法分析聯(lián)機算法和脫機算法隨機算法動態(tài)程序設(shè)計組合優(yōu)化學(xué)習(xí)目標(1)為未定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的退火分析算法提供一種方法及其相應(yīng)的函數(shù)；(2)解釋為何競爭分析是聯(lián)機算法的合適度量標準；(3)解釋隨機算法在難以用確定算法或確定的算法更難的設(shè)計問題中的作用；(4)用動態(tài)程序設(shè)計方法實現(xiàn)問題求解。CS-AL9加密算法（選修）知識點密碼學(xué)史回顧私鑰密碼和密鑰交換問題公鑰密碼數(shù)字簽名安全協(xié)議應(yīng)用（零知識證明，認證系統(tǒng)等等）學(xué)習(xí)目標(1)描述有效的基本數(shù)論算法，包括最大公約數(shù)算法，模n的乘法逆元算法和數(shù)的冪次算法；(2)描述至少一種公鑰密碼系統(tǒng)，包括對安全必需的復(fù)雜性理論的假設(shè)；(3)使用現(xiàn)有的協(xié)議和密碼原語，作密碼協(xié)議的簡單擴充。CS-AL10幾何算法（選修）知識點線段的性質(zhì)和線段相交性求凸包算法學(xué)習(xí)目標(1)描述和給出至少兩個求凸包算法的時間分析；(2)驗證求凸包算法的復(fù)雜度下界是Ω（NlogN）；(3)描述至少一種其他的有效幾何算法，如找最近點對算法，求凸層算法，求最大層算法。CS-AL11并行算法（選修）知識點PRAM模型互斥讀寫與并發(fā)讀寫指針跳轉(zhuǎn)Brent定理和工作效率學(xué)習(xí)目標(1)描述PRAM上鏈表的實現(xiàn)；(2)用前置并行操作進行簡單的有效并行計算；(3)解釋Brent定理和有關(guān)方面。4.計算機體系結(jié)構(gòu)與組織（CS-AR）（82核心學(xué)時）CS-AR1數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)（核心）CS-AR2數(shù)據(jù)的機器級表示（核心）CS-AR3匯編級機器組織（核心）CS-AR4存儲系統(tǒng)組織和結(jié)構(gòu)（核心）CS-AR5接口和通信（核心）CS-AR6功能組織（核心）CS-AR7多處理和其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（核心）CS-AR8性能提高技術(shù)（選修）CS-AR9網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（選修）本課程介紹計算機系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，以馮·諾依曼模型作為教學(xué)起點，進而介紹較新的計算機組織結(jié)構(gòu)體系。作為本專業(yè)的本科生，應(yīng)當對計算機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能部件、功能特征、性能以及交互方式有所了解，而不應(yīng)當把它看作一個執(zhí)行程序的黑盒子。學(xué)生還應(yīng)當了解計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以便在編寫程序時能根據(jù)計算機的特征編寫出更加高效的程序。在選擇計算機產(chǎn)品方面，應(yīng)當能夠理解各種部件選擇之間的權(quán)衡，如CPU、時鐘頻率和存儲器容量等。CS-AR1數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)（核心）最少時間：16學(xué)時知識點計算機發(fā)展歷史回顧基本的組成元件（邏輯門，觸發(fā)器，計數(shù)器，寄存器，PLA）邏輯表達式，最小化，寄存器傳輸?shù)谋硎?，物理特性（門延遲，扇入，扇出）計算機的基本組成，硬件結(jié)構(gòu)，軟件的概念，計算機語言及其編譯計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念，性能評價學(xué)習(xí)目標(1)描述計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從電子管到超大規(guī)模集成電路的發(fā)展過程；(2)展示計算機基本模塊的工作原理及其在計算機系統(tǒng)發(fā)展中的歷史作用；(3)使用數(shù)學(xué)表達式描述簡單的組合電路和時序電路的功能；(4)解釋典型的馮·諾依曼機器的結(jié)構(gòu)及其主要功能模塊；(5)用功能模塊設(shè)計一個簡單的電路。CS-AR2數(shù)據(jù)的機器級表示（核心）最少時間：6學(xué)時知識點數(shù)值表示和數(shù)制定點數(shù)和浮點數(shù)系統(tǒng)有符號數(shù)的表示方法和基本運算方法非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（如字符代碼和圖像數(shù)據(jù)）系統(tǒng)可靠性與糾錯碼數(shù)據(jù)運算器的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(1)解釋使用不同數(shù)據(jù)表示方式的理由；(2)解釋原碼和補碼是如何表示負數(shù)的；(3)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換的原理；(4)討論定長數(shù)據(jù)表示如何影響數(shù)據(jù)表示的精度；(5)描述非數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)部的表示方法；(6)描述字符、字符串、記錄和數(shù)組在計算機內(nèi)部的表示方法。CS-AR3匯編級機器組織（核心）最少時間：18學(xué)時知識點指令格式數(shù)據(jù)的存儲方式與尋址方式指令集及其分類（數(shù)據(jù)操作，控制，輸入輸出）子程序調(diào)用和返回機制匯編語言和機器語言編程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標(1)概述機器指令和匯編指令的表示方式；(2)解釋不同的指令格式，如不同的地址碼數(shù)量和不同的指令長度；(3)編寫簡單的匯編語言程序段；(4)解釋高級語言的結(jié)構(gòu)如何在機器語言層次上表示；(5)解釋在匯編層次上如何實現(xiàn)子程序的調(diào)用。CS-AR4存儲系統(tǒng)組織和結(jié)構(gòu)（核心）最少時間：10學(xué)時知識點存儲器件類型及其工作原理主存儲器的組織和操作存儲器的延遲，工作周期，帶寬提高和交叉存儲技術(shù)層次化存儲系統(tǒng)高速緩沖存儲器（地址映射，塊大小，替換和更新機制）虛擬存儲器（頁表，TLB快表）學(xué)習(xí)目標(1)識別存儲技術(shù)的主要類型；(2)解釋訪問存儲的時間延遲效應(yīng)；(3)解釋層次化存儲器在減少實際訪存延遲上的應(yīng)用；(4)描述存儲管理的原理；(5)描述cache和虛擬存儲器的作用；(6)解釋具有虛擬存儲器管理的系統(tǒng)的工作原理。CS-AR5接口和通信（核心）最少時間：12學(xué)時知識點輸入輸出基本原理，信號交換，緩沖存儲程序控制I/O，中斷驅(qū)動I/O，DMA中斷結(jié)構(gòu)，向量化和優(yōu)先級化，中斷識別外部存儲器的物理組織及驅(qū)動總線和總線協(xié)議，仲裁機構(gòu)和直接存儲器存取（DMA）多媒體支持RAID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(1)解釋中斷是如何用于實現(xiàn)I/O控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)模?2)認識計算機系統(tǒng)中各種類型的總線；(3)描述從磁盤上進行數(shù)據(jù)訪問的過程；(4)描述RAID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點及其實現(xiàn)方法；(5)描述接口中如何支持多媒體數(shù)據(jù)的傳輸。CS-AR6功能組織（核心）最少時間：14學(xué)時知識點簡單的數(shù)據(jù)通路實現(xiàn)控制單元，硬連線實現(xiàn)和微程序?qū)崿F(xiàn)指令讀取、解碼和執(zhí)行異常與中斷指令流水技術(shù)，指令級并行（ILP）技術(shù)與循環(huán)級并行技術(shù)學(xué)習(xí)目標(1)解釋指令在典型的馮·諾依曼計算機上的指令過程；(2)解釋中斷的基本概念；(3)比較各種數(shù)據(jù)通路的構(gòu)成；(4)討論控制點的概念，以及用硬連線和微程序生成控制信號的方法；(5)解釋基本的指令級并行性，及其數(shù)據(jù)相關(guān)性。CS-AR7多處理和其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（核心）最少時間：6學(xué)時知識點SIMD，MIMD，VLIW和EPIC網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)（超立方體，混洗交換，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，交叉開關(guān)結(jié)構(gòu)）共享存儲系統(tǒng)cache一致性存儲模型和存儲一致性學(xué)習(xí)目標(1)討論在典型的馮·諾依曼機上進行并行處理的概念；(2)描述其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如SIMD、MIMD和超長指令字；(3)解釋互連網(wǎng)絡(luò)的概念以及各種互連網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點；(4)討論多處理機系統(tǒng)的特殊問題，包括存儲器管理，描述如何解決這些問題。CS-AR8性能提高技術(shù)（選修）知識點超標量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分支預(yù)測指令預(yù)取推測執(zhí)行多線程學(xué)習(xí)目標(1)描述超標量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點；(2)解釋分支預(yù)測的概念及其效果；(3)描述指令預(yù)取的代價及其好處；(4)解釋推測執(zhí)行的原理；(5)討論多線程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)勢及其實現(xiàn)上的困難。CS-AR9網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（選修）知識點LAN與WAN網(wǎng)絡(luò)的分層協(xié)議分布式算法對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響網(wǎng)絡(luò)計算分布式多媒體學(xué)習(xí)目標(1)解釋基本的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成原理，以及LAN與WAN的區(qū)別；(2)討論網(wǎng)絡(luò)層次化協(xié)議的設(shè)計問題；(3)解釋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與分布式系統(tǒng)的區(qū)別；(4)討論與網(wǎng)絡(luò)計算和分布式多媒體有關(guān)的問題。5.操作系統(tǒng)（CS-OS）（40核心學(xué)時）CS-OS1操作系統(tǒng)概述（核心）CS-OS2操作系統(tǒng)原理（核心）CS-OS3并發(fā)性（核心）CS-OS4調(diào)度與分派（核心）CS-OS5內(nèi)存管理（核心）CS-OS6設(shè)備管理（核心）CS-OS7安全與保護（核心）CS-OS8文件系統(tǒng)（核心）CS-OS9實時和嵌入式系統(tǒng)（選修）CS-OS10容錯（選修）CS-OS11系統(tǒng)性能評價（選修）CS-OS12腳本（選修）操作系統(tǒng)是硬件性能的抽象，進行計算機用戶間的資源分配工作，人們通過它來控制硬件。這門課主要講述影響現(xiàn)代操作系統(tǒng)設(shè)計的各種因素及實際操作。近些年來操作系統(tǒng)和其抽象機制相對于應(yīng)用軟件變得更加復(fù)雜，這就要求學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)內(nèi)部算法實現(xiàn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之前對操作系統(tǒng)有比較深入的理解。因而課程設(shè)置不僅強調(diào)了操作系統(tǒng)的使用（外部特性），更強調(diào)它的設(shè)計和實現(xiàn)（內(nèi)部特性）。操作系統(tǒng)中的許多思想也可用于計算機的其他領(lǐng)域，如并發(fā)程序設(shè)計、算法設(shè)計和實現(xiàn)、虛擬環(huán)境的創(chuàng)建、安全系統(tǒng)的創(chuàng)建及網(wǎng)絡(luò)管理等。CS-OS1操作系統(tǒng)概述（核心）最少時間：2學(xué)時知識點操作系統(tǒng)的作用和目的操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史操作系統(tǒng)的特征和功能支持客戶／服務(wù)器模型和手提設(shè)備的機制有關(guān)有效性、健壯性、靈活性、可移植性、安全性、兼容性的設(shè)計問題安全性、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體、視窗所帶來的影響學(xué)習(xí)目標(1)闡述現(xiàn)代操作系統(tǒng)的目標和功能；(2)介紹操作系統(tǒng)如何從最早的批處理系統(tǒng)發(fā)展成為復(fù)雜的多用戶系統(tǒng)；(3)分析操作系統(tǒng)設(shè)計中存在的平衡問題；(4)介紹最新操作系統(tǒng)在使用方便、運算效率、演化能力方面的功能；(5)分析討論網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、客戶／服務(wù)器操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)及它們與單用戶操作系統(tǒng)的不同之處；(6)充分認識操作系統(tǒng)的潛在威脅，以及所需采取的安全防范措施；(7)介紹公開源程序和Internet的廣泛使用等方面對操作系統(tǒng)設(shè)計帶來的影響。CS-OS2操作系統(tǒng)原理（核心）最少時間：4學(xué)時知識點結(jié)構(gòu)化方法（整體的、分層的、模塊化的、微內(nèi)核模型）抽象、進程、資源應(yīng)用程序接口（API）的基本概念應(yīng)用的需求以及軟、硬件技術(shù)的發(fā)展設(shè)備的組織中斷的方法和實現(xiàn)用戶／系統(tǒng)狀態(tài)及其保護，以及用戶/系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到核心態(tài)的原理學(xué)習(xí)目標(1)闡述邏輯層的概念；(2)闡述在分層模式下建立抽象層的好處；(3)說明應(yīng)用程序接口（API）和中間件的需求；(4)解釋計算機資源是如何被應(yīng)用軟件使用，被系統(tǒng)軟件管理的；(5)比較操作系統(tǒng)中的用戶態(tài)和核心態(tài)；(6)論述使用中斷處理的優(yōu)缺點；(7)比較幾種構(gòu)造操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法，如：面向?qū)ο?、模塊化、微內(nèi)核、分層；(8)論述設(shè)備隊列和輸入輸出驅(qū)動隊列的用途。CS-OS3并發(fā)性（核心）最少時間：12學(xué)時知識點狀態(tài)和狀態(tài)圖就緒隊