《新生研讨课讲》PPT课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第三讲 计算学科的演变与专业人才培养,重庆大学计算机学院,曾一,计算学科的演变与专业人才培养,权威机构与早期学校专业,计算作为一门学科,CC1991CC2001CCC2002,高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）教育部课指委（CCC2005）,国家学科设置,学校的专业人才培养与就业,1.权威机构与早期学校专业,计算机界的权威国际组织,国际计算机协会ACM（Association for Computing Machinery）,国际电子电气工程师协会计算机学会IEEE-CS（Institute of Electrical and Electronics Engineers-Computer Society）：是计算机领域最大的国际组织，在国际学术界、产业界拥有十万余名会员。,世界上第一个计算机系,1962，美国的普渡大学,我国第一个计算机系,，哈尔滨工程学院。,世界上第一个计算机学院,1980，美国的东北大学,1.权威机构与早期学校专业,20世纪7080年代，计算技术得到了迅猛的发展并渗透到其它学科领域。,很多人还认为计算机从本质上说是一种职业而非学科。,主要问题,计算能否作为一门学科？,它的核心内容是什么？,如何组织其教学？,1.权威机构与早期学校专业,2.计算作为一门学科,Computing as a Discipline，1985-1989，ACM和IEEE-CS,第一次给出了计算学科一个透彻的定义,提出和解决了计算教育中,计算作为一门学科,的重大问题、核心课程,给出了计算学科二维定义矩阵的定义及相关研究内容,3.Computing Curricula,CC1991，1990，ACM和IEEE-CS,主要成果,提取了计算学科中反复出现的,12个核心概念,“社会的、道德的和职业的问题”主领域的提出，使计算学科方法论的研究更加完备,计算学科中反复出现的12个核心概念,邦定,大问题的复杂性,概念和形式模型,一致性和完备性,效率,演化,抽象层次,按空间排序,按时间排序,重用,安全性,折衷与结论,3.Computing Curricula,CC2001，1998-2001，ACM和IEEE-CS,成果,分析总结了CC1991以来计算学科的发展变化，提出了计算学科主题领域的新划分。,提出了计算机科学知识体（Computer Science body of Knowledge）的新概念，并从领域、单元和主题三个不同的层次给出了知识体的内容，为整个学科核心课程的详细设计奠定了基础。,3.Computing Curricula,计算学科主题领域,CC1991主题领域,CC2001主题领域,离散数学（预备知识）,离散结构（DS）,程序设计语言引论,程序设计基础（PF）,算法与数据结构,算法与复杂性（AL）,计算机体系结构,体系结构（AR）,操作系统,操作系统（OS）,网络计算（NC）,程序设计语言,程序设计语言（PL）,人机通信,人机交互（HC）,图形学和可视化计算（GV）,人工智能与机器人学,智能系统（IS）,数据库与信息检索,信息管理（IM）,软件方法学与工程,软件工程（SE）,社会、道德和职业的问题,社会和职业的问题（SP）,数值与符号计算,科学计算（CN）,知识框架,计算作为一门学科报告遵循了一般科学技术方法论的思想，它给出了计算学科二维定义矩阵（简称定义矩阵）的概念并细化了其内容。,定义矩阵的一维是“3个过程”（抽象、理论和设计），,另一维是主领域（三层：领域-单元-主题area-units-topics）,。,3.Computing Curricula,学科主领域,抽象,理论,设计,1离散结构（DS）,2程序设计基础（PF）,3算法与复杂性（AL）,4体系结构（AR）,5操作系统（OS）,6网络计算（NC）,7程序设计语言（PL）,8人机交互（HC）,9图形学和可视化计算（GV）,10智能系统（IS）,11信息管理（IM）,12软件工程（SE）,13社会和职业的问题（SP）,14科学计算（CN）,科学问题、3个过程,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,4.CCC2005,计算机技术是信息化的核心技术,信息化建设需要大量人才,计算机专业是,规模最大,的专业,专业点最多：2005年771个,学生数最多：2005年44万（675人/点）,计算机专业是,情况最复杂,的专业,学科涵盖面/应用面宽、应用层次跨度大,办学条件差异大、条件偏下的较多,学生跨度最大,学科内涵变化大、快,20年前和10年前：计算机毕业生知道,4.CCC2005,计算的概念在过去10年里发生了,巨大,变化，对教学计划的设计和教育方法具有,深刻,的影响。“计算”已经拓展到,难以,用一个学科来定义的境地。将CS、CE、SE融合成关于计算教育的一个统一文件的做法在十年前也许是合理的，但我们确信21世纪的计算蕴含有多个富有生命力的学科，它们分别有着,自己的完整性和教育学特色,CS、CE、SE、IT、IS,4.CCC2005,计算机应用深入、广泛,WWW的出现，将“计算”泛化、平民化了,“,会计算机,”已经不再是计算机专业学生独有的优势,基本的,优势正在失去,计算机专业的一种危机：学生专业自豪感下降，高考录取分数在校内相对排名下降！,计算机专业如何生存：“计算机专业还有几分天下？”、“什么叫我是搞计算机的？”,4.CCC2005,教育部本科招生目录中的计算机相关专业,计算机科学与技术,软件工程,计算机软件,网络工程,信息安全,电子商务,信息与计算科学,智能科学与技术,物联网,4.CCC2005,学科的发展与社会应用的宽泛化所导致人才需求的多样化，使人们感到“计算机科学与技术”这一个名称难以满足实际需要了，需要更多的、更具针对性的专业,年度,1993,2003,2004,2005,增量,368,147,119,总量,137,505,652,771,4.CCC2005,社会需求基本观点,国家和社会对计算机专业本科人才需求与信息化的目标、进程密切相关，计算机市场很大程度上决定着对计算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体要求。,计算机科学与技术,原有含义,相对于社会需求已经不能容纳目前的办学规模，而信息化社会有很大的、长远的对,信息化建设人才（信息技术人才）,的需求，还没有哪个专业在满足，而“计算机专业”应该是最靠近培养这方面人才的。,4.CCC2005,考虑三种不同的规格分类：科学型(CS)、工程型(CE和SE)、应用型(信息技术型IT),科学型：以知识创新为基本使命，研究计算机软件与理论、计算机系统结构、计算机应用技术,工程型：考虑基本理论和原理的综合应用，不仅要考虑系统的性能，还要考虑建造系统的代价以及可能带来的副作用；可以是以硬件为主的系统，也可以是软件系统(应用软件、系统软件),应用型：承当信息化建设的核心任务，掌握各种计算机软/硬件系统的功能和性能，善于系统的集成和配置，有能力管理和维护复杂信息系统的运行,4.CCC2005,国家根本利益：必有一支计算机基础理论与核心技术的创新研究队伍,科学型,人才,大部分IT企业：主要开发满足国家信息化需求的产品,工程型,人才,企事业、国家IS（信息系统）的建设与运行(主流需求),信息化技术型,人才,人才需求金字塔结构,应用型（目前无专业直接满足）,工 程 型,科学型,4.CCC2005,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,分类,不同规格分类所关注的问题空间,器件,理论,应用,组织与系统行为,CS,IS,IT,SE,CE,摘自CC2005,CS-,专业方向 特点,专业内容相对突出计算的理论和算法，在计算理论以及相关的数学领域为学生打下较好的基础，要求学生掌握求解计算问题的有效方法，擅长算法分析与设计，对于应用的实际问题具有理性分析的能力。,CS-,人才培养的基本定位,德、智、体、美全面发展,掌握自然科学基础知识,注重计算机科学基础理论，兼顾计算机系统及应用,CS,问题空间,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,CS,摘自CC2005,CS,知识结构(知识领域),CS-AR,计算机体系结构与组织（,82,）,CS-AL,算法与复杂性,（,54,）,CS-HC,人机交互（,12,）,CS-OS,操作系统（,40,）,CS-PF,程序设计基础,（,69,）,CS-SP,社会与职业问题（,11,）,CS-SE,软件工程,（,54,）,CS-DS,离散结构,（,72,）,CS-NC,网络计算（,48,）,CS-PL,程序设计语言,（,54,）,CS-GV,图形学与可视化计算,（,8,）,CS-IS,智能系统,（,22,）,CS-IM,信息管理（,34,）,CS-CN,数值计算,红色为计算机科学特有或者重点知识领域,注：（括弧内为每个领域核心学时数，全部领域共560学时）,CS,能力要求,具备在计算机科学领域里分析问题、解决问题的能力,具备实践能力,具备良好外语运用能力,团队精神与组织才能,沟通能力与良好的人际关系,表达能力,CS,课程体系示例(15门核心课程),序号,课程名称,理论学习学时,实践学时,涵盖核心知识单元,非核心知识单元,1,计算机导论,24,8,SP1,PL1,SE3,PL3,HC1,SE7,NC2,2,程序设计基础,48,16,PL1,PF1,PF2,PF5,AL2,AL3,PL6,3,离散结构,72,DS1,DS2,DS3,DS4,DS5,4,算法与数据结构,48,16,AL1,AL2,AL3,AL4,AL5,PF2,PF3,PF4,5,社会与职业道德,24,8,SP1,SP2,SP3,SP4,SP5,SP6,SP7,SP8,SP9,SP10,6,操作系统,32,16,AL4,OS1,OS2,OS3,OS4,OS5,OS6,OS7,OS8,OS11,7,数据库系统原理,32,16,IM1,IM2,IM3,IM4,IM5,IM6,IM7,IM8,IM9,IM10,IM11,IM13,IM14,CS,课程体系示例(15门核心课程)续,序号,课程名称,理论学习学时,实践学时,涵盖核心知识单元,非核心知识单元,8,编译原理,40,16,PL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6,PL7,PL8,9,软件工程,32,16,SE1,SE2,SE3,SE4,SE5,SE6,SE7,SE8,SE9,SE10,10,计算机图形学,24,8,HC1,HC2,GV1,GV2,HC5,GV3,GV4,GV5,GV6,GV7,GV8,GV9,11,计算机网络,32,16,NC1,NC2,NC3,NC4,NC5,NC6,NC8,NC9,AR9,12,人工智能,32,8,IS1,IS2,IS3,IS4,IS5,IS6,IS7,13,数字逻辑,32,16,AR1,AR2,AR3,14,计算机组成基础,48,16,AR2,AR3,AR4,AR5,15,计算机体系结构,32,8,AR5,AR6,AR7,AR8,AR9,CS,重视专业教育的实践教学,要高度重视，学生能力培养的重要环节。,建立实践教学体系,课程实验,综合设计,教学实习,社会实践,毕业设计等形式。,CS,课程实验,公共基础系列实验：主要包括物理实验、计算机基本操作实验等。,基础理论系列实验：主要包括,数值分析,、算法设计与分析实验等。,软件技术系列实验：主要包括汇编语言程序设计实验、高级语言程序设计实验、,人工智能语言,、数据结构实验、,编译原理实验,、操作系统实验、数据库原理及应用实验、,软件工程实验,、,图形学实验,等，还可以包括人机界面实验、多媒体技术实验等。,硬件技术系列实验：主要包括计算机原理实验、微机原理及应用实验、单片机应用实验、计算