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1、WELCOME,第3章 计算机专业知识体系,作为计算机专业的学生，在4年的学习中应具备什么样的知识结构和能力才能成为一名合格的大学毕业生，才能适应工作的需要。本章在这些方面作些介绍，使学生在大学生活的开始就知道构建一个什么样的知识体系及如何构建这个知识体系。同时对高级语言程序设计、数据结构、编译原理、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库原理、软件工程等核心专业课程的内容作了简要介绍。帮助学生尽早建立一个完整的计算机概念。,第3章 计算机专业知识体系目录,3.1 素质培养与知识体系 3.2 学科基础知识,3.1 素质培养与知识体系,为了适应21世纪经济建设、社会发展对人才的需要，各高等学
2、校都及时的修订、完善了培养方案、教学计划。虽然各学校根据自身的特点各有不同，但大体上都遵循了一个基本原则。简要描述为：在现代教育理念指导下，以素质教育为基础，以创新教育为核心，贯彻以学生为主体、教师为主导的教育思想；加强基础，拓宽专业，强化能力，注重创新；,由“重专业、轻素质”向全面推进素质教育转变，由单纯传授知识向促进学生全面素质的提高转变。为经济建设和社会发展培养基础理论扎实、知识面宽、素质高、能力强、富有创新精神和创业能力的高素质人才。 一个人事业的成功，特别是从事计算机事业的成功，只靠专业知识是远远不够的。,王选特别强调了情商的重要性。国外的研究表明，一个人的成就只有20%来自智商，而
3、80%都取决于情商，其中就包括团队精神。他举例说，他的一位大学同学当时成绩很一般，智商并不突出，但情商很好，为人大度、坦诚，对人友善，同学们都乐于和他交往。后来那位同学在核技术领域奋斗了40余年后，最终被选为中国工程院院士。,获得2000年国家最高科学技术奖的吴文俊和2002年国家最高科学技术奖的金怡濂所取得的成就都是几十年持之以恒、艰苦奋斗的结果。中国科学院数学研究所的一位研究员曾亲眼目睹，20世纪80年代末的一个农历除夕晚上8点多钟，吴文俊还在计算机房上机。那时计算机尚未进入家庭，上机条件也是比较苦的，而年近古稀的吴文俊在大年三十晚上还在继续钻研课题。,从以上事例可以看出，综合素质对于一个
4、人事业成功的重要性，这也是教育领域一再强调素质教育的原因所在。 综合素质应体现在如下几个方面： （1）品德素质：热爱祖国，热爱人民；具有远大理想和抱负；尊纪守法，严以律己，宽以待人，团结合作，勤奋努力。 （2）文化素质：从人类一切优秀文化中汲取营养，陶冶情操，提高自身的文学素质、科学素质、美学素质。,（3）心理素质：树立科学的世界观和人生观，能适应顺境和逆境环境下的自我调整，既不为一时的成功而沾沾自喜，也不为一时的挫折而灰心丧气。 （4）专业素质：具备扎实的基础理论，掌握计算机学科的基本概念和方法，较强的实践能力，了解计算机学科的发展方向和应用前景，具备较强的独立分析问题、解决问题的能力。,（
5、5）身体素质：注意锻炼身体，具备良好的身体素质，应对日常工作及超强度工作的需要。 具备如下几个方面的能力： （1）自学能力：从小学到中学主要是以教师传授知识为主，进入大学后，要逐步由以教师传授知识为主向自主获取知识为主过渡，掌握必要的文献检索、资料查询的基本方法鹤能力，掌握从图书馆、资料室、互连网等重要的信息源获取信息的能力，注重自学能力的提高，为日后走向社会独立的创造性工作打下基础。,（2）自控能力：自我控制约束能力是一 个人基本素质的体现，进入大学，个人自 由空间变大了、自由时间变多了，更需要 自我约束控制能力。作为一个大学生，应 该知道目前的主要任务是什么，应该知道 该作什么、不该作什么
6、，注意锻炼自己的 意志力和自我控制能力，强化社会责任感 和历史使命感，这也是日后事业有成的重 要基础。,（3）创新能力：现在的社会是一个竞争 的社会，要想在竞争中处于有利地位，创 新是基础。理论创新、技术创新、制度创 新、管理创新、教育创新，无论日后从事 什么工作都需要创新，没有创新思维和创 新能力就不具备竞争力。,（4）表达能力：包括文字表达能力和口头表达能力，作为社会中的人，总是要和其他人交流的，特别是在日益走进信息化社会的今天，表达能力更显重要。特别要说明的是，从事计算机领域的工作（不管是科学研究、技术开发还是商业经营），英语表达能力尤为重要，要注重英语的听、说、读、写、译能力的提高，这
7、对于及时了解计算机学科的最新成果、正确把握计算机学科的发展趋势都是非常重要的。,（5）组织能力：大学毕业走向社 会，总是要工作在一个单位（团队） 中，总要涉及到合作问题，组织协 调能力对于充分调动成员的积极性， 高质量完成合作性工作是非常必要 的。,知识、能力、素质是相互联系、相互影响的，没有合理的知识体系支撑，就不可能有强能力和高素质，知识是能力和素质的基础，具备了较强的能力和较高的素质又可以更好、更快的获取知识。 根据素质和能力培养的要求，计算机专业知识体系主要应包括公共基础知识、学科基础知识和专业知识几个模块。,公共基础知识模块主要开设树立科学的世界观、培养高尚的道德情操和良好的心理素质
8、、增强法制观念等方面的课程，大学语文、大学英语、大学体育等课程也属于该模块。 学科基础知识模块主要开设数学和电子学方面的课程，在3.2节中列出了高等数学、线性代数、概率论与数理统计、离散数学，普通物理学、电路分析、模拟电路、数字电路等主要学科基础课程的知识点。,专业知识模块涉及到的课程比较多，包括计算机导论、高级语言程序设计、计算机组成原理、数据结构、操作系统、数据库原理、软件工程、编译原理、计算机网络、汇编语言程序设计、微机接口技术、计算机体系结构、计算机控制技术、网络安全及管理、人工智能、模式识别、数字图象处理、计算机图形学、面向对象程序设计、多媒体技术等。在第46章中分3个模块（软硬件系
9、统知识模块、程序设计知识模块、软件开发知识模块）分别对计算机组成原理、操作系统、计算机网络、高级语言程序设计、数据结构、编译原理、数据库原理、软件工程等核心专业课程的主要内容分别作了简要介绍。,3.2 学科基础知识目录,3.2.1 数学知识 3.2.2 物理学及电子学知识,3.2.1 数学知识,数学技巧和形式化的数学推理已在计算机学科领域中占有重要位置。计算机学科在基本的定义、公理、定理和证明技巧等很多方面都要依赖数学知识和数学方法。而且，数学提供了一门研究计算机学科相关思想的语言、一组用于分析与验证的特殊工具以及一个理解重要计算思想得理论框架。,一、高等数学,通过本课程的学习，系统的获得一元
10、函数微积分学、多元函数微积分学（包括向量代数和空间解析几何）、常微分方程、级数（包括常数项级数、幂级数和傅里叶级数）的基本知识、理论和方法。在学习过程中要对各部分内容的基本概念、基本理论必须透彻理解，基本方法必须熟练掌握。掌握熟练的运算能力、分析问题和解决问题的能力，同时还要逐步提高抽象思维、逻辑思维和自学能力，从而为学习其它课程和扩大数学知识面打好必要的基础。,课程主要内容如下： 1、函数与极限 主要包括：映射与函数、数列的极 限、函数的极限、无穷小 与无穷大、 极限运算法则、极限存在准则、无穷 小的比较、函数的连续性与间断点、 连续函数的运算与初等函数的连续性、 闭区间上连续函数的性质等内
11、容。,2、导数与微分 主要包括：导数概念、函数的求导法则、高阶导数、隐函数及由参数方程所确定的函数的导数、函数的微分等内容。 3、微分中值定理与导数的应用 主要包括：微分中值定理、洛必达定理、泰勒公式、函数的单调性与曲线的凹凸性、函数的极限与最大值最小值、函数图形的描绘、曲率、方程的近似解等内容,4、不定积分 主要包括：不定积分的概念与性质、换元积分法、分部积分法、有理函数的积分、积分表的使用等内容。 5、定积分及应用 主要包括：定积分的概念与性质、微积分基本公式、定积分的换元法和分部积分法、反常积分、定积分的元素法、定积分在几何学上的应用、定积分在物理学上的应用等内容。,6、空间解析几何与向
12、量代数 主要包括：向量及其线性运算、数量积-向量积-混合积、曲及其方程、空间曲线及其方程、平面及其方程、空间直线及其方程等内容。 7、多元函数微分法及其应用 主要包括：多元函数的基本概念、偏导数、全微分、多元复合函数的求导法则、隐函数的求导公式、多元函数微分学的几何应用、方向导数与梯度、多元函数的极值及其求法、二元函数的泰勒公式、最小二乘法等内容。,8、重积分 主要包括：二重积分的概念与性质、二重积分的计算法、三重积分、重积分的应用、含参变量的积分等内容。 9、曲线积分与曲面积分 主要包括：对弧长的曲面积分、对坐标的曲线积分、格林公式及其应用、对面积的曲面积分、对坐标的曲面积分、高斯公式等内容
13、。,10、无穷级数 主要包括：常数项级数的概念和性质、常数项级数的审敛法、幂级数、函数展开成幂级数、函数的幂级数展开式的应用、函数项级数的一致收敛性及一致收敛级数的基本性质、傅里叶级数、一般周期函数的傅里叶级数等内容。,11、微分方程 主要包括：微分方程的基本概念、可分离变量的微分方程、齐次方程、一阶线性微分方程、全微分方程、可降阶的高阶微分方程、高阶线性微分方程、常系数齐次线性微分方程、常系数非齐次线性微分方程、欧拉方程、微分方程的幂级数解法、常系数线性微分方程组解法举例等内容。,二、线性代数（Linear Algebra）,线性代数是一门基础数学课程，是在生产实践中产生发展起来的，广泛应用
14、于工程技术、物理、经济及其他领域。本课程的教学目的在于培养学生运用线性代数的内容解决实际问题的能力，适当训练其逻辑思维能力和推理能力。,课程主要内容如下： 1、行列式 主要包括：行列式的定义及性质、行列式的计算、克莱姆法则等内容。 2、矩阵 主要包括：高斯消元法、矩阵的加法-乘法、矩阵的转置-对称矩阵、可逆矩阵的逆矩阵、矩阵的初等变换和初等矩阵、分块矩阵等内容。,3、线性方程组 主要包括：n维向量及其线性相关性、矩阵的秩、齐次线性方程组有非零解的条件及其结构、非齐次线性方程组有非零解的条件及其解的结构等内容。 4、向量空间与线性变换 主要包括：n维向量空间的基与向量关于基的坐标、n维向量空间中
15、的内积、标准正交基和正交矩阵等内容。,5、特征值与特征向量 主要包括：矩阵的特征值与特征向量、相似矩阵、矩阵可对角化的条件、实对称矩阵的对角化等内容。 6、二次型 主要包括：二次型的定义和矩阵表示、合同矩阵、化二次型为标准形、正定二次型和正定矩阵等内容。,三、概率论与数理统计（probability theory and mathematical statistics）,介绍概率论和数理统计的基本知识和基本方法，培养学生运用概率论和数理统计基本知识和方法分析问题、解决问题的能力，培养学生的逻辑思维能力，为进一步学习打下坚实的基础。,课程主要内容如下： 1、随机事件与概率 主要包括：随机事件、概
16、率、条件概率与独立性、全概率公式与贝叶斯公式等内容。 2、随机变量的分布和数字特征 主要包括：随机变量及其分布、随机变量函数的分布、随机变量的数字特征、几种重要的随机变量等内容。,3、随机向量 主要包括：二维随机向量的分布、随机向量的数字特征、二维正态分布、中心极限定理、大数定律等内容。 4、抽样分布 主要包括：统计量、抽样分布等内容。 5、统计估计 主要包括：点估计、最大似然估计法、矩估计、正态总体参数的区间估计、比率的区间估计等内容。,6、假设检验 主要包括：一个正态总体的假设检验、比率的比较、非参数检验等内容。 7、回归分析 主要包括：一元线性回归的经验公式与最小二乘法、一元线性回归效果的显著性检验、一元线性回归的预测与控制、非线性问题的线性化、多元线性回归等内容。,四、离散数学（Discrete Mathematics）,通过本课程的学习，掌握离散数学的基本概念和基本原理，初步掌握处理离散结构所必须的描述工具和方法。同时，培养学生问题抽象
