計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論

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beefadvertisment不要將兩者混淆?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論計算機科學(xué)奠基人 阿倫·圖靈（AlanTuring，1912～1954），英國數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家圖靈機:種描述計算過程的數(shù)學(xué)模型 圖靈測試:證明機器有智慧的最佳測試方法圖靈獎:“計算機領(lǐng)域的諾貝爾獎” 約翰·馮·諾依曼（JohnvonNeumann，1903－1957），美藉匈牙利人，杰出的數(shù)學(xué)家 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)（存儲程序式計算機）:運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論計算機變遷?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論第一代計算機（1946年～1957年）真空管制造電子元件,利用穿孔卡作為主要的存儲介質(zhì)。 代表:UNIVAC－I是第一代計算機的,它是繼ENIAC之后由莫奇利和?？颂卦俣群献髟O(shè)計的。第二代計算機（1958年～1964年） 使用晶體管、利用磁芯制造內(nèi)存,利用磁鼓和磁盤取代穿孔卡作為主要的外部存儲設(shè)備。第三代計算機（1965年～1971年）用集成電路代替晶體管；使用硅半導(dǎo)體制造存儲器廣泛使用微程序技術(shù)簡化處理機設(shè)計操作系統(tǒng)開始出現(xiàn) 系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化是這一時期計算機設(shè)計的基本思想。計算機變遷（續(xù)）?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論第四代計算機（1972年至今） 采用了大規(guī)模（LSI）和超大規(guī)模（VLSI）集成電路；使用集成度更高的半導(dǎo)體元件做主存儲器。在此期間,微處理器產(chǎn)生并高速發(fā)展,個人微型計算機市場迅速擴大。第四代計算機在體系結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展引人注目,發(fā)展了并行處理機、分布式處理機和多處理機等計算機系統(tǒng)。同時巨型、大型、中型和小型機也取得了穩(wěn)步的進展。計算機發(fā)展呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化和智能化的趨勢。新一代計算機 知識信息處理系統(tǒng)是從外部功能方面模擬人腦的思維方式,使計算機具有人的某些智能,如學(xué)習(xí)和推理的能力。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機則從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng),其特點是具有大規(guī)模的分布并行處理、自適應(yīng)和高度容錯的能力。 生物計算機是使用以人工合成的蛋白質(zhì)分子為主要材料制成的生物芯片計算機。生物計算機具有生物體的某些機能,如自我調(diào)節(jié)和再生能力等。計算機與商業(yè) 商業(yè)信息化:商業(yè)貿(mào)易利用信息化設(shè)備和技術(shù),優(yōu)化商業(yè)經(jīng)營模式、管理和營銷。電子商務(wù)系統(tǒng)是由企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（Intranet）、企業(yè)外部網(wǎng)（Extranet）、Internet三部分組成。 要完成一個商務(wù)流程,通常需要供應(yīng)商、生產(chǎn)商及消費者三個角色共同完成。?計算機科學(xué)電與技子術(shù)商專業(yè)務(wù)概系論統(tǒng)計算機與教育?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 計算機在教育領(lǐng)域的典型應(yīng)用有現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育、計算機輔助教學(xué)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、數(shù)字圖書館等。 校園網(wǎng):在學(xué)校中組建校園網(wǎng)就是將校園內(nèi)各種信息資源，例如服務(wù)器、工作站等設(shè)備與其上運行的程序、數(shù)據(jù)庫等，通過高性能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來，使學(xué)校的教學(xué)、科研、管理能夠在網(wǎng)上運行。 計算機輔助教學(xué)CAI（Computer-AidedInstruction）:是在計算機輔助下進行的各種教學(xué)活動，以對話方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)進程、進行教學(xué)訓(xùn)練的方法與技術(shù)。 虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR（VirtualReality）:是利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨顯示技術(shù)，生成三維逼真的虛擬環(huán)境。計算機與政務(wù)電子政務(wù) 將政府的信息發(fā)布、管理、服務(wù)、溝通功能向國際互聯(lián)網(wǎng)上遷移的系統(tǒng)解決方案。電子政務(wù)相關(guān)的行為主體主要有三個:政府部門、企(事)業(yè)單位、社會公眾。三者通過公共政務(wù)辦公與電子政務(wù)平臺建立溝通。?電計算子機政科學(xué)務(wù)與業(yè)技術(shù)務(wù)專模業(yè)概型論計算機與醫(yī)療?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 醫(yī)學(xué)決策支持系統(tǒng)是利用計算機分析病人數(shù)據(jù),加以歸納、推論之后,向醫(yī)療人員提出診斷、治療或處置建議。 醫(yī)療信息系統(tǒng)的研究以建立計算機病歷(ComputerizedPatientRecord)及臨床工作站(PhysicianWorkstation)為主要方向,其目的在于使整個醫(yī)療流程與計算機緊密結(jié)合,使得病人的臨床數(shù)據(jù)能精確并完整地記錄在計算機中。 醫(yī)學(xué)影像處理牽涉到利用計算機來儲存、傳送、強化及分析X-ray、CT、MRI等各種醫(yī)學(xué)影像,使得這些醫(yī)學(xué)影像可以提供更高品質(zhì)的診斷價值。 遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)能遠(yuǎn)距離傳送醫(yī)療信息,并使專家和醫(yī)生能遠(yuǎn)距離對患者進行病情診斷、處理、治療及至手術(shù)和緊急救助。計算機與農(nóng)業(yè)?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 農(nóng)業(yè)信息化是指利用以計算機為主導(dǎo)的現(xiàn)代信息技術(shù)為農(nóng)業(yè)產(chǎn)供銷及相關(guān)的管理和服務(wù)提供有效的信息支持，并提高農(nóng)業(yè)的綜合生產(chǎn)力和經(jīng)營管理效率的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的總稱。農(nóng)業(yè)信息化大致可以劃分為三種類型:農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施裝備信息化，農(nóng)業(yè)技術(shù)操作全面自動化和農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理信息網(wǎng)絡(luò)化。 數(shù)字農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)信息化的核心和具體表現(xiàn)形式。其主要包括農(nóng)業(yè)要素（生物要素、環(huán)境要素、技術(shù)要素、社會經(jīng)濟要素）的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)過程的數(shù)字信息化（數(shù)字化實施，數(shù)字化設(shè)計）以及農(nóng)業(yè)管理的數(shù)字信息化。計算機與娛樂?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 藝術(shù)創(chuàng)作:音樂創(chuàng)作、舞蹈創(chuàng)作、美術(shù)創(chuàng)作、攝影創(chuàng)作等。 電影制作:驚險特技鏡頭、鏡頭的合并、人物的變形等降低了影片的制作成本。 視頻點播系統(tǒng):系統(tǒng)的中央計算機中的大型數(shù)據(jù)庫存儲了大量的影視節(jié)目，由專用軟件負(fù)責(zé)對影視節(jié)目數(shù)據(jù)庫進行維護，并實時地響應(yīng)用戶的點播請求。 多媒體娛樂:多媒體技術(shù)、動畫技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得計算機能夠以圖像與聲音的集成形式向人們提供最新的娛樂方式。計算機科學(xué)發(fā)展趨勢?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 “高”:計算機的性能越來越高，速度越來越快。將成千上萬個處理機連接到一起構(gòu)成一臺并行計算機，就如同組織成千上萬名工人生產(chǎn)一個產(chǎn)品一樣，是非常困難的，其關(guān)鍵技術(shù)是各處理機之間的通信和協(xié)調(diào)。管理計算機的關(guān)鍵就是操作系統(tǒng)，所以操作系統(tǒng)也在向更高的方向發(fā)展。 “廣”:計算機發(fā)展趨勢是無處不在，即在廣度上發(fā)展開拓。近年來更明顯的趨勢是網(wǎng)絡(luò)化及向各個領(lǐng)域的滲透，即人們研究的“普適計算”（PervasiveComputing）。有人預(yù)言:未來的計算機可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計算機將成為人們最常用的日用品。 “深”:信息的智能化方向發(fā)展，海量數(shù)據(jù)挖掘、自然語言處理、智能感知等。無處不在的計算普適計算大量計算機共享,其中數(shù)百臺計算機可以在幾分鐘的因特網(wǎng)瀏覽中被訪問,其它計算機則嵌入在墻壁、椅子、衣服、電燈開關(guān)、汽車等一切東西中?；咎卣魇巧疃鹊那度胗嬎恪＜夹g(shù)支撐√計算√通信√控制?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論物聯(lián)網(wǎng)概念物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofthings)的概念是在1999年由MIT提出的，它的定義為:把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論國際電信聯(lián)盟曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時代的圖景:當(dāng)司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。物聯(lián)網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論IT不再重要【美】尼古拉斯·卡爾著20082003年5月,美國《哈佛商業(yè)評論》刊載了本書作者尼古拉斯·卡爾題為《IT不再重要》的文章。這篇文章的問世在產(chǎn)業(yè)界引起了軒然大波,一場質(zhì)疑IT價值、觸及整個IT業(yè)命運的世紀(jì)論戰(zhàn)由此開火。核心觀點推動社會變革的技術(shù)不斷產(chǎn)生,信息技術(shù)正在主導(dǎo)當(dāng)前的變革信息技術(shù)本身正在發(fā)生變革,云計算是信息變革的制高點結(jié)論云計算的發(fā)展導(dǎo)致IT技術(shù)將成為普遍的廉價的公共資源,對于所有人都是一致的,因而IT不再具有（核心）競爭優(yōu)勢,正是從這個意義上講,“IT不再重要”。?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論愛迪生電廠v.s.公用電網(wǎng)愛迪生的思路:照明設(shè)備=發(fā)電機+燈泡+附件通過賣設(shè)備來賺錢。……愛迪生燈具公司負(fù)責(zé)制造燈泡，愛迪生電器公司負(fù)責(zé)制造發(fā)電機，愛迪生電線公司制造生產(chǎn)電線，還有另一家公司出售各種附件。工業(yè)公司會用他的設(shè)計和設(shè)備自建私人發(fā)電廠。電廠越多、設(shè)備銷售越多。英薩爾的理念:經(jīng)營公用電廠會最終成為比制造電力設(shè)備更重要的生意。電力可以滿足的需求遠(yuǎn)比當(dāng)時已達(dá)到的范圍要大。電可以成為一種真實的通用技術(shù)。制造商們獲益:廉價、節(jié)省勞力、避免技術(shù)過時和出故障的風(fēng)險。?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論信息的“公用電網(wǎng)”企業(yè)B企業(yè)A企業(yè)C企業(yè)A企業(yè)B企業(yè)C互聯(lián)網(wǎng)云平臺服務(wù)商企業(yè)自己部署發(fā)電設(shè)施?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論企業(yè)使用公共電力服務(wù)“下一場巨大的變革正等待著我們。”“軟件已經(jīng)不再是人們必定在自己電腦上安裝的東西了。軟件正在變成一種過互聯(lián)網(wǎng)提供的簡單服務(wù)。”—比爾電力傳蓋輸茨網(wǎng)（絡(luò)2005）發(fā)電廠云計算的定義一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式,通?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論云過計這算種是方一式種,更共友享好的的軟業(yè)硬務(wù)件運資行源模和式信,息在可這以種按模需式提中供,給用計戶算的機應(yīng)和用其程他序設(shè)運備行。在共享的數(shù)據(jù)中心中,用云戶計只算需是要一登種錄共和享個的性網(wǎng)化絡(luò)定交制付就信可息以服使務(wù)用的這模些式數(shù),據(jù)云中服心務(wù)的應(yīng)使用程者序看。到的只有服務(wù)本身,而不用關(guān)心…相…關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的具體實現(xiàn)。云計算特征基于網(wǎng)絡(luò)的計算可以通過互聯(lián)網(wǎng)獲取各種能力,通過標(biāo)準(zhǔn)方式訪問。供應(yīng)商的計算資源被集中,不同的物理和虛擬資源可以按需分配。資源共享服務(wù)的提供者與使用者分離,使用者無需擁有IT資產(chǎn)。計算能力以服務(wù)形式提供可以快速、彈性地提供計算能力?？焖偕炜s性用戶根據(jù)自身需求定制服務(wù),支付服務(wù)的多少取決于服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)形式的計量。按需服務(wù)按使用付費?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論云計算的形態(tài)公共云(提供商-互聯(lián)網(wǎng))私有云(數(shù)據(jù)中心–內(nèi)部網(wǎng))混合云(公共和私有)軟件即服務(wù)(SaaS)(行業(yè)應(yīng)用,CRM,ERP,OA等)平臺即服務(wù)(PaaS)(優(yōu)化的中間件–應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等)基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)(IaaS)(虛擬的服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò))一切皆服務(wù)（XaaS）市場例子?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論計算機科學(xué)與技術(shù)的含義?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 計算機科學(xué)與技術(shù)是研究計算機的設(shè)計與制造，以及利用計算機進行信息獲取、表示、儲存、處理和傳輸?shù)睦碚?、原則、方法和技術(shù)的學(xué)科。 計算機科學(xué)與技術(shù)的基本內(nèi)容可以概括為計算機科學(xué)理論、計算機軟件、計算機硬件、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機安全和計算機應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域。根據(jù)這些領(lǐng)域的相互關(guān)聯(lián)度，可以分為3個二級學(xué)科:計算機軟件與理論計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計算機應(yīng)用技術(shù)計算機軟件與理論?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 計算機軟件與理論主要研究軟件開發(fā)、維護以及使用過程中所涉及的理論、方法和技術(shù)，并探討計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展的理論基礎(chǔ)。主要研究方向包括計算機科學(xué)理論和計算機軟件，其中: 計算機科學(xué)理論包括:軟件理論、計算機系統(tǒng)理論、計算機應(yīng)用技術(shù)理論、計算復(fù)雜性理論、算法設(shè)計與分析等。 計算機軟件包括:系統(tǒng)軟件、軟件自動化、程序設(shè)計語言、分布式系統(tǒng)、軟件工程與軟件工程環(huán)境，軟件復(fù)用與軟件構(gòu)件技術(shù)、并行處理與高性能計算、智能軟件、網(wǎng)絡(luò)計算、信息安全、多媒體軟件技術(shù)等。計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究軟件與硬件的功能匹配，確定軟件與硬件間的界面；研究計算機系統(tǒng)的物理或硬件結(jié)構(gòu)、各組成部分的屬性以及各部分的相互聯(lián)系，包括計算機網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 其主要研究方向包括:高性能先進處理機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分布式和并行計算機系統(tǒng)、VLSI系統(tǒng)設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)與通信、RISC技術(shù)、多機系統(tǒng)、計算機仿真和性能評價、智能計算機系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)、容錯計算技術(shù)、計算機器件與設(shè)備制造、測試技術(shù)、存儲技術(shù)、計算機接口技術(shù)、多媒體系統(tǒng)技術(shù)等。計算機應(yīng)用技術(shù)?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 計算機應(yīng)用技術(shù)著重研究計算機用于各個領(lǐng)域所涉及的原理、方法與技術(shù)，它是計算機產(chǎn)業(yè)和本學(xué)科發(fā)展的動力和源泉。 其主要研究方向包括:數(shù)據(jù)庫與信息管理，人工智能、計算機圖形學(xué)、計算機輔助設(shè)計、模式識別、圖象處理及計算機視覺、多媒體技術(shù)、人機交互技術(shù)、計算機模擬與可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實、計算機輔助教學(xué)、語言信息處理、基于網(wǎng)絡(luò)的計算機應(yīng)用技術(shù)、智能控制、智能機器人學(xué)、復(fù)雜計算機系統(tǒng)、基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體應(yīng)用技術(shù)、多媒體信息處理等。計算機科學(xué)與技術(shù)計算機科學(xué)計算機硬件計算機軟件數(shù)學(xué)普通物理電子電路數(shù)字邏輯與數(shù)字電路計算機原理編譯原理體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)人工智能程序設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)高級程序設(shè)計操作系統(tǒng)算法研究微積分線性代數(shù)離散數(shù)學(xué)正則語言與自動機數(shù)理邏輯圖論概率與統(tǒng)計計算機科學(xué)的知識體系?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論學(xué)科形態(tài)與過程?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論?? 理論:定義、公理、定理、證明、結(jié)果的解釋。理論源于數(shù)學(xué)，它的研究內(nèi)容表現(xiàn)在兩個方面:一方面是建立完整的理論體系；另一方面是在現(xiàn)有理論的指導(dǎo)下，建立具體問題的數(shù)學(xué)模型，從而實現(xiàn)對客觀世界的理性認(rèn)識。抽象:數(shù)據(jù)采集方法和假設(shè)的形式說明、模型構(gòu)造與預(yù)測、實驗分析、結(jié)果分析。抽象源于現(xiàn)實世界，它的研究內(nèi)容表現(xiàn)在兩個方面:一方面是建立對客觀事物進行抽象描述的方法；另一方面是要采用現(xiàn)有的抽象方法，建立具體問題的概念模型，從而實現(xiàn)對客觀世界的感性認(rèn)識。設(shè)計:需求分析、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)。設(shè)計源于工程，它的研究內(nèi)容同抽象、理論一樣，也表現(xiàn)在兩個方面:一方面是在對客觀世界的感性認(rèn)識和理性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，完成一個具體的任務(wù)；另一方面是要對工程設(shè)計中所遇到的問題進行總結(jié)，提出問題，由理論界去解決它。同時，也要將工程設(shè)計中所積累的經(jīng)驗和教訓(xùn)進行總結(jié)，最后形成方法以便以后的工程設(shè)計。學(xué)科的基本工作流程?計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)概論 本學(xué)科的基本工作流程就是:對現(xiàn)實世界中被研究的對象進行抽象，建立必要的基本概念，運用數(shù)學(xué)工具和方法對其進行基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，研究（對象）概念的基本性質(zhì)、概念與概念之間的關(guān)系，由此揭示對象發(fā)展變化的內(nèi)在規(guī)律，為實驗設(shè)計和工程設(shè)計實現(xiàn)提供方法和技術(shù)，并開展實驗和工程設(shè)計與實現(xiàn)工作