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1、计算机科学与技术专业导论第四讲第四讲 Lecture Four学科形态和知识结构学科形态和知识结构多学科融合多学科融合-认知心理学认知心理学计算机科学与技术专业导论内容提要内容提要(outline)o计算学科中的三个学科形态计算学科中的三个学科形态o计算学科的二维定义矩阵计算学科的二维定义矩阵o计算机语言的发展及其三个学科形态内在计算机语言的发展及其三个学科形态内在联系联系o计算学科知算学科知识体及其演体及其演变计算机科学与技术专业导论计算学科中的三个学科形态计算学科中的三个学科形态o认识过程认识过程n感性感性认识( (抽象抽象)-)-理性理性认识（理理论）-实践（践（设计）o科学技术方法论科
2、学技术方法论n抽象、理论抽象、理论和和设计设计 3 3个过程称为学科形态个过程称为学科形态( (Paradigm)Paradigm)n抽象、理论抽象、理论和和设计设计是其研究的主要内容是其研究的主要内容o计算机科学与技术方法论计算机科学与技术方法论n是对计算领域认识和实践过程中一般方法及其性质、特是对计算领域认识和实践过程中一般方法及其性质、特点、内在联系和变化发展进行系统研究的学问。点、内在联系和变化发展进行系统研究的学问。n计算学科中的三个学科形态计算学科中的三个学科形态概括了计算学科的基本内容概括了计算学科的基本内容计算机科学与技术专业导论一个关于一个关于“学生选课学生选课”的例子的例子
3、o现实问题现实问题: : n现给出现给出“学生学生”和和“课程课程”二个实体，它们的二个实体，它们的联系为：一个学生可以选修若干门课程，每门联系为：一个学生可以选修若干门课程，每门课程可以被任意学生所选修。建立一个信息管课程可以被任意学生所选修。建立一个信息管理系统，以实现对理系统，以实现对“学生选课学生选课”这一信息的管这一信息的管理。理。o解题步骤解题步骤:n感性认识感性认识( (抽象抽象):):学生选课学生选课E-RE-R图图n理性认识（理论）理性认识（理论）: :关系模型的形式化关系模型的形式化n实践（设计）实践（设计）: :关系数据库、编程关系数据库、编程计算机科学与技术专业导论学生
4、姓名年龄性别成绩课程号课程名选修学生课程mn学生选课学生选课E-RE-R图图计算机科学与技术专业导论“学生选课学生选课”的例子的感性认识、理性认识和系统的工程的例子的感性认识、理性认识和系统的工程设计设计( (附件附件2-22-2) )o“学生选课学生选课”的例子的的例子的感性认识感性认识n概念模型概念模型n实体实体- -关系（关系（E-R)E-R)模型模型n关系模型关系模型o“学生选课学生选课”的例子的的例子的理性认识理性认识n感性认识中存在的问题感性认识中存在的问题n关系模型的形式化定义关系模型的形式化定义n对例子问题的理性认识对例子问题的理性认识o“学生选课学生选课”系统的系统的工程设计
5、工程设计n实现以上关系模型实现以上关系模型, , 数据库、编程等数据库、编程等计算机科学与技术专业导论三个学科形态及其内在联系三个学科形态及其内在联系o“学生选课学生选课”例子中三个学科形态的内在联系例子中三个学科形态的内在联系n抽象形态：源于现实世界、经验。从科学的角度分析建抽象形态：源于现实世界、经验。从科学的角度分析建模模, ,例如：例如：oA=A=学生，属性，码学生，属性，码, ,E-R,E-R图，关系模型图，关系模型 n理论形态：源于数学，是抽象的抽象。如：理论形态：源于数学，是抽象的抽象。如：oT=T=关系代数，关系演算，数据依赖理论关系代数，关系演算，数据依赖理论 n设计形态：源
6、于工程，并用于系统和设备的开发，以实设计形态：源于工程，并用于系统和设备的开发，以实现给定的任务。例如：现给定的任务。例如：oD=D=“学生选课学生选课”应用软件，应用软件， “学生选课学生选课”需求说明书需求说明书 o各主领域中的三个学科形态各主领域中的三个学科形态 ( (附表附表) )o主领域中三个学科形态的主要内容主领域中三个学科形态的主要内容(3.8)(3.8)计算机科学与技术专业导论 三个过程三个过程学科主领域学科主领域抽象抽象理论理论设计设计1离散结构（离散结构（DS）xx2程序设计基础（程序设计基础（PF）x3算法与复杂性（算法与复杂性（AL）xxx4体系结构（体系结构（AR）x
7、xx5操作系统操作系统 (OS)xxx6网络计算网络计算(NC)xxx7程序设计语言程序设计语言(PL)xxx8人机交互人机交互(HC)xxx9图形学和可视化计算图形学和可视化计算(GV)xxx10智能系统智能系统(IS)xxx11信息管理信息管理(IM)xxx12软件工程软件工程(SE)xxx13社会和职业的问题社会和职业的问题(SP)x14科学计算科学计算(CN)xxx计算学科的二维定义矩阵计算学科的二维定义矩阵计算机科学与技术专业导论二维定义矩阵与计算学科二维定义矩阵与计算学科本质问题本质问题o“横向横向”关系的内容关系的内容n抽象、理论和设计抽象、理论和设计 3 3个过程的内在联系与发
8、展规律的内容。个过程的内在联系与发展规律的内容。o“纵向纵向”关系的内容关系的内容n即各分支领域中所具有的共同能反映学科某一方面本质特征的内即各分支领域中所具有的共同能反映学科某一方面本质特征的内容。容。o形成计算学科认知领域的理论体系形成计算学科认知领域的理论体系-计算机科学与计算机科学与技术方法论技术方法论n矩阵中的科学问题，矩阵中的科学问题，3 3个形态与核心概念、数学方法、系统科学个形态与核心概念、数学方法、系统科学方法、形式化技术、社会和职业问题构成了方法论的主要内容。方法、形式化技术、社会和职业问题构成了方法论的主要内容。o把握计算学科的本质问题归约为把握二维定义把握计算学科的本质
9、问题归约为把握二维定义矩阵矩阵的本质问题的本质问题 ( (附表附表) )计算机科学与技术专业导论科学科学,工程和技术人才的知识空间定位工程和技术人才的知识空间定位理论原理创新应用部署配置技术倾向理论倾向应用组织系统行为应用技术开发系统平台结构硬件体系工程学术设计系统开发计算机科学与技术专业导论计算机科学的知识空间计算机科学的知识空间理论原理创新应用部署配置开发倾向理论倾向应用组织系统行为应用技术软件开发系统平台结构计算机硬件体系计算机科学与技术专业导论软件工程的软件工程的知识空间知识空间计算机科学与技术专业导论信息技术的知识空间信息技术的知识空间理论原理创新应用部署配置开发倾向理论倾向应用组织
10、系统行为应用技术软件开发系统平台结构计算机硬件体系计算机科学与技术专业导论信息工程服务信息工程服务 (ITO(ITO 信息技术外包信息技术外包,BPO,BPO 业务流程外包）业务流程外包）http:/ CC1991 定义了定义了9+29+2个主领域个主领域oCC2001 CC2001 增加到增加到1414个主领域个主领域oCC2004 CC2004 确定了确定了5 5个专业个专业( (方向方向) )n计算机科学计算机科学(Computer Science-CS)(Computer Science-CS)n计算机工程计算机工程(Computer Engineering-CE)(Computer
11、Engineering-CE)n软件工程软件工程(Software Engineering-SE)(Software Engineering-SE)n信息技术信息技术(Information Technology-IT)(Information Technology-IT)n信息系统信息系统 (Information System-IS)(Information System-IS)o信息服务工程信息服务工程（Information Service Information Service engineeringengineering) )o计算机专业各方向的计算机专业各方向的核心课程核心课程( Core ( Core ) )比较比较计算机科学与技术专业导论第四、五讲第四、五讲 任务任务(Assignment)(Assignment)o导读导读 n整理笔记，整理笔记，n阅读阅读T1: 3, 1.3T1: 3, 1.3n预习第预习第4 4、5 5、6 6章章o作业作业n习题习题三三 3.13.1、任选任选2 2道题道题
