【導讀】近十年來，計算機學科發(fā)生了巨大的變化，這一變化對計算機專業(yè)的教育產(chǎn)生了深遠的影響。到了20世紀60—70年代，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、計算機原理、編譯技術(shù)、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計與。從20世紀80年代開始，并行與分布計算、第三部分的專業(yè)教育內(nèi)容和知識體系僅闡明了知識體系、課程設(shè)置的。即計算機科學與技術(shù)的角度進行了闡述，而沒有局限在計算機科學領(lǐng)域內(nèi)。計算機科學是計算機科學與技術(shù)領(lǐng)域最早出現(xiàn)的學科。從1956我國高校開辦“計算裝置與儀器”專。項緊急措施，從而促使我國計算機教育事業(yè)發(fā)展第一個高潮的到來。1)專業(yè)創(chuàng)始人從國外學習歸來，帶回計算機新技術(shù)。實現(xiàn)，大多設(shè)置在自動控制系，形成了與應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的計算機教育。1)改革開放促進了計算機新技術(shù)、新課程的引進。據(jù)管理、信息處理、工業(yè)控制、人工智能、數(shù)字圖像等應(yīng)用技術(shù)教育在計算機教育中增強。在計算機科學與技術(shù)學科的教育中，學科方法論的內(nèi)容占有非常重要的地位。

　　

【正文】 單程序 ； (3) 設(shè)計、實現(xiàn)、測試和查錯 ； (4) 按給定的程序設(shè)計任務(wù)，選擇相應(yīng)的條件和重復結(jié)構(gòu) ； (5) 應(yīng)用結(jié)構(gòu)化技術(shù)分解程序 ； (6) 掌握參數(shù)的傳遞過程。 CSPF2 算法與問題求解（核心） 最少時間： 8 學時 35 知識點 問題求解策略 問題求解算法 算法實現(xiàn)策略 調(diào)試策略 算法的概念和特性 學習目標 (1) 了解算法在問題求解中的重要性 ； (2) 了解一個好算法的必要特性 ； (3) 給簡單問題設(shè)計算法 ； (4) 解決簡單問題，能用偽代碼或程序設(shè)計語言實現(xiàn)算法，并對該算法作測試和查錯 ； (5) 掌握查錯策 略。 CSPF3 基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（核心） 最少時間： 30 學時 知識點 基本類型 數(shù)組 記錄 字符串和字符串處理 數(shù)據(jù)在存儲器中的表示 靜態(tài)分配、棧式分配和堆式分配 運行時的存儲器管理 指針和引用 鏈式結(jié)構(gòu) 棧、隊列和哈希表的實現(xiàn)策略 樹和圖的實現(xiàn)策略 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和選擇策略 學習目標 (1) 了解基本數(shù)據(jù)和復合數(shù)據(jù)的表示和用法 ； (2) 了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在存儲器中的分配和使用 ； (3) 掌握各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的常見應(yīng)用 ； (4) 掌握高級語言實現(xiàn)用戶定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法 ； (5) 了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方法的差異 ； (6) 能用數(shù)組、記錄、字符串、鏈表、棧、隊列和哈希表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編寫程序 ； (7) 了解動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的差異 ； (8) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在問題建模中的應(yīng)用。 CSPF4 遞歸（核心） 最少時間： 10 學時 知識點 遞歸的概念 36 遞歸數(shù)學函數(shù) 遞歸過程 分治法 回溯法 遞歸的實現(xiàn) 學習目標 (1) 解釋遞歸的概念和遞歸應(yīng)用實例 ； (2) 識別遞歸定義問題的基本情況和一般情況 ； (3) 以類似階乘問題為例，比較循環(huán)和遞歸求解方法的差異 ； (4) 解釋分治法 ； (5) 編寫、測試、調(diào)試簡單的遞歸函數(shù)和遞歸過程 ； (6) 解釋如何利用棧實現(xiàn)遞歸 ； (7) 通過實例解釋回溯法的求解過程 ； (8) 能確定何時用遞歸求解。 CSPF5 事件驅(qū)動程序設(shè)計（核心） 最少時間： 6 學時 知識點 事件處理方法 事件傳播 異常處理 學習目標 (1) 解釋事件驅(qū)動程序設(shè)計與命令行程序設(shè)計的差異 ； (2) 設(shè)計、測試、調(diào)試簡單的響應(yīng)用戶事件的事件驅(qū)動程序 ； (3) 編寫能響應(yīng)執(zhí)行中異常情況的代碼。 3. 算法與復雜性（ CSAL）（ 54 核心學時） CSAL1 算法分析基礎(chǔ)（核心） CSAL2 算法策略（核心） CSAL3 基本算法 （核心） CSAL4 分布式算法（核心） CSAL5 可計算性理論基礎(chǔ)（核心） CSAL6 復雜性類： P 類和 NP 類（選修） CSAL7 自動機理論（選修） CSAL8 高級算法分析（選修） CSAL9 加密算法（選修） CSAL10 幾何算法（選修） CSAL11 并行算法（選修） CSAL1 算法分析基礎(chǔ)（核心） 最少時間： 6 學時 37 知識點 復雜性上界和平均復雜性的漸近分析 最佳、最差和平均情況下的復雜性差異 大 O，小 o， Ω和 θ符號 標準復雜性類 性能的經(jīng)驗度量 算法時間、空間復雜性的 權(quán)衡 用遞歸關(guān)系分析遞歸算法 學習目標 (1) 解釋記號大 O、小 o、 Ω和 θ的用法，以描述算法所做的工作量 ； (2) 用大 O、 Ω和 θ記號表示算法的時間和空間復雜性的漸近上界、下界和嚴格界 ； (3) 確定簡單算法的時間和空間復雜性 ； (4) 推導遞歸關(guān)系以描述由遞歸定義的算法的時間復雜性 ； (5) 解決簡單的遞歸關(guān)系。 CSAL2 算法策略（核心） 最少時間： 12 學時 知識點 窮舉算法 貪心算法 分治算法 回溯法 分支界限法 試探法 模式匹配和字符串 /文本匹配算法 數(shù)值逼近算法 學習目標 (1) 描述窮舉法的 缺點 ； (2) 用人們?nèi)粘Ｐ袨橹械睦訉Ω鞣N算法（窮舉算法，貪心算法，分治算法，回溯法，分支界限法和試探法）加以說明 ； (3) 實現(xiàn)解決一個合適問題的貪心算法 ； (4) 實現(xiàn)解決一個合適問題的分治算法 ； (5) 用回溯法解決諸如走迷宮這樣的問題 ； (6) 描述各種試探法的解題方法 ； (7) 用模式匹配算法分析子字符串 ； (8) 用數(shù)值逼近方法解決如求解多項式根這樣的數(shù)學問題。 CSAL3 基本算法（核心） 最少時間： 24 學時 知識點 簡單數(shù)值算法 順序查找算法和折半查找算法 二次排序算法（選擇排序，插入排 序） 38 復雜度為 O（ N log N）排序算法（快速排序，堆排序，歸并排序） Hash 表，包括沖突消解策略 二叉查找樹 圖的表示（鄰接表，鄰接矩陣） 深度優(yōu)先遍歷、廣度優(yōu)先遍歷 最短路徑算法（ Dijkstra 和 Floyd 算法） 傳遞閉包（ Floyd 算法） 最小生成樹（ Prim 算法和 Kruskal 算法） 拓撲排序 學習目標 (1) 實現(xiàn)最常用的二次排序和 O（ N log N）算法 ； (2) 對一個應(yīng)用問題設(shè)計一個合適的 Hash 函數(shù)并加以實現(xiàn) ； (3) 對 Hash 表設(shè)計一個解決沖突的算法并加以實現(xiàn) ； (4) 討論排序 、搜索和 Hash 的主要算法的計算效率 ； (5) 討論那些與計算效率不同的影響算法選擇的其他因素，如編程時間、維護和輸入數(shù)據(jù)中的特殊應(yīng)用模式 ； (6) 用基本的圖算法解決問題，包括深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷，單源最短路徑和所有的最近點對間路徑，傳遞閉包，拓撲排序和至少一種最小生成樹算法 ； (7) 具有算法評價、選擇合適的算法且給出理由，以及在指定程序設(shè)計環(huán)境下實現(xiàn)算法的能力。 CSAL4 分布式算法（核心） 最少時間： 4 學時 知識點 一致性和選擇 終止探測 容錯 穩(wěn)定性 學習目標 (1) 解釋分布式范例 ； (2) 解釋一個簡單分布式算法 ； (3) 確定何時使用一致性算法或選擇算法 ； (4) 區(qū)分邏輯時鐘和物理時鐘 ； (5) 描述分布式算法中的事件相對順序。 CSAL5 可計算性理論基礎(chǔ)（核心） 最少時間： 8 學時 知識點 有限狀態(tài)自動機 上下文無關(guān)文法 易解問題和難解問題 不可計算函數(shù) 停機問題 不可計算性的含義 39 學習目標 (1) 討論有限自動機概念 ； (2) 解釋上下文無關(guān)文法 ； (3) 設(shè)計一個確定的有限狀態(tài)自動機接受指定語言 ； (4) 解釋什么叫“一些問題算法不可解” ； (5) 舉例說明不可計算性的概念 。 CSAL6 復雜性類： P 類和 NP 類 （ 選修 ） 知識點 P 類和 NP 類的定義 NP 完全性 基本的 NP 完全問題 歸約技術(shù) 學習目標 (1) 定義 P 類， NP 類 ； (2) 解釋 NP 完全性的意義 ； (3) 通過把已知的 NP 完全問題歸約成要研究的問題來證明要研究的問題是 NP 完全的。 CSAL7 自動機理論 （ 選修 ） 知識點 確定的有限自動機（ DFA） 非確定的有限自動機（ NFA） DFA 和 NFA 的等價性 正則表達式 正則表達式的泵引理 下推自動機（ PDA） PDA 和上下文無關(guān)文法的關(guān)系 上下文無關(guān)文法的特性 圖靈機 非確定的圖靈機 集合和語言 Chomsky 文法分類 Church Turing 論題 學習目標 (1) 確定一個語言 Chomsky 分類（正則集，上下文無關(guān)語言、上下文有關(guān)語言和遞歸可列枚舉語言） ； (2) 證明一個語言在一個特定的類中并且不能在低層的類中 ； (3) 語言的轉(zhuǎn)換，包括在 DFA、 NFA 和正則表達式間以及 PDA 和 CFG 之間的相互轉(zhuǎn)換 ； (4) 解釋自頂向下分析和自底向上分析算法（至少各解釋一種） ； (5) 解釋 Church Turing 論題及其重要性。 CSAL8 高級算法分析 （ 選修 ） 知識點 退火算法分析 40 聯(lián)機算法和脫機算法 隨機算法 動態(tài)程序設(shè)計 組合優(yōu)化 學習目標 (1) 為未定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的退火分析算法提供一種方法及其相應(yīng)的函數(shù) ； (2) 解釋為何競爭分析是聯(lián)機算法的合適度量標準 ； (3) 解釋隨機算法在難以用確定算法或確定的算法更難的設(shè)計問題中的作用 ； (4) 用動態(tài)程序設(shè)計方法實現(xiàn)問題求解。 CSAL9 加密算法 （ 選修 ） 知識點 密碼學史回顧 私鑰密碼和密鑰交換問題 公鑰密碼 數(shù)字簽名 安全協(xié)議 應(yīng)用（零知識證明，認證系統(tǒng)等等） 學習目標 (1) 描述有效的基本數(shù)論算法，包括最大公約數(shù)算 法，模 n 的乘法逆元算法和數(shù)的冪次算法 ； (2) 描述至少一種公鑰密碼系統(tǒng)，包括對安全必需的復雜性理論的假設(shè) ； (3) 使用現(xiàn)有的協(xié)議和密碼原語，作密碼協(xié)議的簡單擴充。 CSAL10 幾何算法 （ 選修 ） 知識點 線段的性質(zhì)和線段相交性 求凸包算法 學習目標 (1) 描述和給出至少兩個求凸包算法的時間分析 ； (2) 驗證求凸包算法的復雜度下界是 Ω（ N log N） ； (3) 描述至少一種其他的有效幾何算法，如找最近點對算法，求凸層算法，求最大層算法。 CSAL11 并行算法 （ 選修 ） 知識點 PRAM 模型 互斥 讀寫與并發(fā)讀寫 指針跳轉(zhuǎn) Brent 定理和工作效率 學習目標 (1) 描述 PRAM 上鏈表的實現(xiàn) ； (2) 用前置并行操作進行簡單的有效并行計算 ； (3) 解釋 Brent 定理和有關(guān)方面。 41 4. 計算機體系結(jié)構(gòu)與組織（ CSAR）（ 82 核心學時） CSAR1 數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)（核心） CSAR2 數(shù)據(jù)的機器級表示（核心） CSAR3 匯編級機器組織（核心） CSAR4 存儲系統(tǒng)組織和結(jié)構(gòu)（核心） CSAR5 接口和通信（核心） CSAR6 功能組織（核心） CSAR7 多處理和其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（核心 ） CSAR8 性能提高技術(shù)（選修） CSAR9 網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（選修） 本課程介紹計算機系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，以馮諾依曼模型作為教學起點，進而介紹較新的計算機組織結(jié)構(gòu)體系。作為本專業(yè)的本科生，應(yīng)當對計算機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能部件、功能特征、性能以及交互方式有所了解，而不應(yīng)當把它看作一個執(zhí)行程序的黑盒子。學生還應(yīng)當了解計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以便在編寫程序時能根據(jù)計算機的特征編寫出更加高效的程序。在選擇計算機產(chǎn)品方面，應(yīng)當能夠理解各種部件選擇之間的權(quán)衡，如 CPU、時鐘頻率和存儲器容量等。 CSAR1 數(shù)字邏輯 與數(shù)字系統(tǒng) （ 核心 ） 最少時間： 16 學時 知識點 計算機發(fā)展歷史回顧 基本的組成元件（邏輯門，觸發(fā)器，計數(shù)器，寄存器， PLA） 邏輯表達式，最小化，寄存器傳輸?shù)谋硎?，物理特性（門延遲，扇入，扇出） 計算機的基本組成，硬件結(jié)構(gòu)，軟件的概念，計算機語言及其編譯 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念，性能評價 學習目標 (1) 描述計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從電子管到超大規(guī)模集成電路的發(fā)展過程 ； (2) 展示計算機基本模塊的工作原理及其在計算機系統(tǒng)發(fā)展中的歷史作用 ； (3) 使用數(shù)學表達式描述簡單的組合電路和時序電路的功能 ； (4) 解釋典型 的馮諾依曼機器的結(jié)構(gòu)及其主要功能模塊 ； (5) 用功能模塊設(shè)計一個簡單的電路。 CSAR2 數(shù)據(jù)的機器級表示 （ 核心 ） 最少時間： 6 學時 知識點 數(shù)值表示和數(shù)制 定點數(shù)和浮點數(shù)系統(tǒng) 有符號數(shù)的表示方法和基本運算方法 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（如字符代碼和圖像數(shù)據(jù)） 系統(tǒng)可靠性與糾錯碼 數(shù)據(jù)運算器的結(jié)構(gòu) 學習目標 (1) 解釋使用不同數(shù)據(jù)表示方式的理由 ； 42 (2) 解釋原碼和補碼是如何表示負數(shù)的 ； (3) 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換的原理 ； (4) 討論定長數(shù)據(jù)表示如何影響數(shù)據(jù)表示的精度 ； (5) 描述非數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)部的表示 方法 ； (6) 描述字符、字符串、記錄和數(shù)組在計算機內(nèi)部的表示方法。 CSAR3 匯編級機器組織 （ 核心 ） 最少時間： 18 學時 知識點 指令格式 數(shù)據(jù)的存儲方式與尋址方式 指令集及其分類（數(shù)據(jù)操作，控制，輸入輸出） 子程序調(diào)用和返回機制 匯編語言和機器語言編程基礎(chǔ) 學習目標 (1) 概述機器指令和匯編指令的表示方式 ； (2) 解釋不同的