计算机科学导论课件

,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,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,2019年10月23,谢谢你的阅读,*,计算机科学导论,Introduction to Computer,Science,1,谢谢你的阅读,2019年10月23,计算机科学导论Introduction to Compute,教师信息,华蓓（前,5周,）：,办公室电话：,63607043,邮箱：,教学主页：http:/ Essentials）（2017英文精编版）,，机械工业出版社,教材特点：,内容浅显，不深奥,技术脉络清晰：历史、现状、未来,内容丰富：基本概念和术语，计算机使用技能及技巧，就业岗位，伦理及环境问题等,原版教材，可读性好,4,谢谢你的阅读,2019年10月23,教材计算机科学引论（Computing Essentia,课程作业,思考题,（不用交）,：,每一章有小结和思考题，答案在书上都能找到,小实践,（自已做）,：,Making IT work for you,Tips,课程报告,（要交！）,：,从各章给出的,DISCUSSION中选择一个感兴趣的问题，做一个5分钟左右的介绍，要求有PPT，用手机录成视频后提交到课程网站,5,谢谢你的阅读,2019年10月23,课程作业思考题（不用交）：5谢谢你的阅读2019年10月23,课程报告训练的能力,从网上查找资料，筛选有用的素材,理解材料的内容，归纳要点，形成自己的观点,做,PPT,（基本要求）,：,每一张片子有一个中心内容,，,语句组织有条理，文字表述简明扼要，字体及图表大小合适,片子之间过渡自然,演讲（基本要求）：,声音响亮，咬字清楚，语言不拖沓,论点明确，叙述有条理，时间掌握好,制作符合要求的作业，从网上提交,6,谢谢你的阅读,2019年10月23,课程报告训练的能力从网上查找资料，筛选有用的素材6谢谢你的阅,计算机科学与技术学科,7,谢谢你的阅读,2019年10月23,计算机科学与技术学科7谢谢你的阅读2019年10月23,计算机科学是,算法,的科学,现代计算机产生的基础：,数理逻辑学家发现，,任何一个计算问题都可以变成一个逻辑推导问题，,而且逻辑推导只需要“与”、“或”、“非”三种基本操作,物理学家发明了半导体技术，可以用非常可靠的电子线路实现这三种基本操作，进而生产出晶体管和集成电路,20,世纪,60,年代确定了“计算机科学”的概念，即,计算机科学是算法的科学：,计算机科学是跟,思维,相关的科学,：,算法,本身,是一个思维的过程,，程序只是用来实现了算法,8,谢谢你的阅读,2019年10月23,计算机科学是算法的科学现代计算机产生的基础：8谢谢你的阅读2,计算机科学与技术,学科,计算机科学与技术学科：,涉及计算理论、计算机系统结构、计算机应用的学科,计算理论,：,研究算法及计算复杂性，将计算问题分成,P,问题,（有多项式时间的算法）和,NP,问题,（无多项式时间的算法）,计算机系统结构,：,研究高效的计算机系统的软、硬件实现,计算机应用,：,将计算机应用于各个领域的理论、方法和技术,9,谢谢你的阅读,2019年10月23,计算机科学与技术学科计算机科学与技术学科：9谢谢你的阅读20,计算机学科正处于历史最佳发展期,计算机学科正处,在,一个前所未有的发展机遇期,：,超级计算机,：,每秒百亿亿次的,E,级计算机,5G,网络,：,整部超高画质电影可在,1,秒之内下载完成,移动互联网,：,一部手机走天下,互联网,+,物联网,：,万物互联,人工智能,：,机器人战胜人类棋手、,无人超市、自动驾驶、,10,谢谢你的阅读,2019年10月23,计算机学科正处于历史最佳发展期计算机学科正处在一个前所未有的,IT,产业的发展前景,11,谢谢你的阅读,2019年10月23,IT产业的发展前景11谢谢你的阅读2019年10月23,前一代信息技术正站在风口上,中国制造,2025,战略和,“互联网”,，都离不开电子信息产业的支撑,“云大物移智”（云计算、大数据、物联网、移动互联网、智能控制）,等新一代信息技术的发展，与传统产业的融合，正把人们带到一个智能化时代，新一代信息技术产业已经站在“风口”上,只要站在风口，猪都能飞起来,-,雷军,12,谢谢你的阅读,2019年10月23,前一代信息技术正站在风口上中国制造2025战略和“互联网,计算机科学与技术专业,年轻而又成熟的专业,70,年,朝阳专业,日新月异、前途无量,引领时代潮流的专业,开辟了一个新时代,信息时代,形成了一个新产业,信息产业,开创了一种新的研究方法,计算方法,孕育了一种新的文化,计算机文化,你选择了正确的专业！,13,谢谢你的阅读,2019年10月23,计算机科学与技术专业年轻而又成熟的专业70年13谢谢你的,为什么要上那么多的,数学课和物理课？,14,谢谢你的阅读,2019年10月23,为什么要上那么多的数学课和物理课？14谢谢你的阅读2019,数学是一切科学的基础,数学是研究,现实世界中,数量关系,和,空间形式,的科学：,数学忽略了物质的具体形态和属性，具有超越具体学科、普遍适用的特征,（,和哲学类似,）,数学是一切科学的基础：,“宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之变、生活之迷、日月之繁，无处不用数学”,-,华罗庚,数学是一,门关键的技术：,数学的思想和方法与高度发展的计算技术,相,结合,，形成 了一,种关键性的、可实现的技术，称为“数学技术”,“,高技术本质上是一种数学技,术”,的说法已,被越来越多的人,所认同,15,谢谢你的阅读,2019年10月23,数学是一切科学的基础 数学是研究现实世界中数量关系和空间形式,数学教育本质上是一种素质教育,数学学习的目的：,接受一大堆数学知识（,）,掌握数学的思想方法和精神实质,（,）,培养数学素养（,）,通过认真的数学学习和严格的数学训练，可具备一些特有的素,质,和能力,，比如：,自觉的数量观念，,严密的逻辑思维能力,，高度的抽象思维能力，,认真细致的作风和习惯,，精益求精的习惯和风格，,运用数学知识解决复杂问题的能力,，等等,数学教育看起来只是一种知识教育，但本质上是一种素质教育,16,谢谢你的阅读,2019年10月23,数学教育本质上是一种素质教育数学学习的目的：16谢谢你的阅读,数学是计算机学科的主要基础,要将一个现实中的问题交给计算机处理：,建立数学模型：,将一个现实问题转化成可以被计算的任务（数学建模）,设计算法：,准确而完整地描述可在计算机上执行的一个求解方案,编写程序或设计硬件逻辑：,通过软件或硬件实现求解方案,可见，软件程序和硬件逻辑都是建立在数学模型基础上的,17,谢谢你的阅读,2019年10月23,数学是计算机学科的主要基础要将一个现实中的问题交给计算机处理,计算机科学的数学理论体系,数值计算,：,主要包括数值分析、数学分析、线性代数、计算几何、概率论与数理统计,离散数学,：,一般认为包含集合论、逻辑学、代数学、图论、组合学,数论,：,包括初等数论、解析数论、代数数论、几何数论,计算理论,：,主要包括算法学、计算复杂性理论、程序理论,18,谢谢你的阅读,2019年10月23,计算机科学的数学理论体系数值计算：18谢谢你的阅读2019年,离散数学,离散数学是,研究离散量的结构及其相互关系,的数学,学科,离散数学在计算机科学与技术领域有着广泛应用：,计算机是一个离散结构，它只能处理离散量,需要针对离散结构建立相应的数学模型,需要,将已用连续数量关系建立起来的数学模型离散化,离散数学是,描述计算机学科理论、方法和技术的主要工具,离散数学是许多计算机专业课程的先行课程，如：,程序设计语言、数据结构、操作系统、编译技术、人工智能、数据库、算法设计与分析,，等等,19,谢谢你的阅读,2019年10月23,离散数学 离散数学是研究离散量的结构及其相互关系的数学学科1,数学思维决定编程水平,从学科特点和学科方法论的角度，,软件编程的主要基础是数学思维，特别是以代数、逻辑为代表的离散数学：,软件编程最重要的是算法，,而算法建立在数学思维上,程序只是外衣，算法才是灵魂,软件编程的思维定式决定一个人的编程水平：,数学思维清晰，,则,编写出来的程序逻辑严密、简洁、优化,大型,IT,公司,都,会在程序设计题中考察应聘者的数学思维能力,20,谢谢你的阅读,2019年10月23,数学思维决定编程水平从学科特点和学科方法论的角度，软件编程的,数学在计算机科学中的应用,计算机三维动画：,几何学，分形理论和技术,游戏、图形软件：,线性代数（坐标变换、矩阵运算等）,数据挖掘：,线性代数，统计学，多元微积分，泛函分析，测度理论，拓扑学，图论,深度学习：,线性代数，概率论，信息论，数值计算,人工智能、程序验证、硬件设计：,数理逻辑,数据库：,集合论,编译器,：计算模型,数据通信、密码学：,代数系统,21,谢谢你的阅读,2019年10月23,数学在计算机科学中的应用计算机三维动画：几何学，分形理论和技,如何学好数学？,关注数学的来龙去脉,，知道数学概念、方法和理论的产生,渊源,和发展过程,：,它们为什么提出来？,要,解决什么问题？,理解数学的精神实质和思想方法,：,注重思考和理解，不要死记硬背数学知识，要活学要用,对于实际问题要能建立正确的数,学模型,，然后,运用,已知的,数学,工具加以解决,严格训练，培养抽象思维、逻辑推理和归纳构造能力,：,多,练习,，,但不要死做题,要特别,注重数学原理,的,理解、,正确的,解题思路、科学,的论证,方法、严密的逻辑推理过程等,22,谢谢你的阅读,2019年10月23,如何学好数学？关注数学的来龙去脉，知道数学概念、方法和理论的,学好,物理,很重要！,理工科学生必须具备物理学素养,：,物理学是自然科学的基础，也是当代工程技术的基础,物理学是计算机硬件的基础：,电路设计、芯片设计,等需要解决抗电磁干扰、降低功耗、散热等诸多问题,计算机学科需要支撑其它学科的发展：,科学计算、工程计算等工业软件的开发需要物理学知识,物联网,、,信息物理系统（,CSP,）需要物理学知识,量子计算需要物理学知识,总之，现代社会要求通才型、交叉型、综合型人才,23,谢谢你的阅读,2019年10月23,学好物理很重要！理工科学生必须具备物理学素养：23谢谢你的阅,三大科学思维,推动人类文明进步和科技发展的三大科学：,理论科学，实验科学，计算科学,与三大科学相对应的是三大科学思维：,理论思维：,又称推理思维，以推理和演绎为特征，,以数学学科为代表,实验思维：,又称实