計算機科學(xué)與技術(shù)是硬件/軟件結合,應用的基本理論、基本知識和基本技能與方法,培養能在科研部門(mén)、技術(shù)部門(mén)從事科學(xué)研究和技術(shù)學(xué)科開(kāi)發(fā)的高級科學(xué)技術(shù)人才。
專(zhuān)業(yè)培養要求:本專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要學(xué)習計算機科學(xué)與技術(shù)方面的基本理論和基本知識,接受從事研究與應用計算機的基本訓練,具有研究和開(kāi)發(fā)計算機系統的基本能力。
本科畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1.掌握計算機科學(xué)與技術(shù)的基本理論、基本知識;
2.掌握計算機系統的分析和設計的基本方法;
3.具有研究開(kāi)發(fā)計算機軟、硬件的基本能力;
4.了解與計算機有關(guān)的法規;
5.了解計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài);
6.掌握文獻檢索、資料查詢(xún)的基本方法,具有獲取信息的能力。
主干學(xué)科:計算機科學(xué)與技術(shù)
主要課程:電路原理、模擬電子技術(shù)、數字邏輯、數字分析、計算機原理、微型計算機技術(shù)、計算機系統結構、計算機網(wǎng)絡(luò )、高級語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、數據結構、操作系統、計算方法、離散數學(xué)、概率統計、線(xiàn)性代數以及算法設計與分析等。
計算機的基本知識有操作系統原理、數據結構、網(wǎng)絡(luò )原理是比較重要的計算機基礎知識,另外還包括數據庫原理、算法設計、編譯原理、電子電路、編程語(yǔ)言等知識。
1、操作系統原理。
操作系統是學(xué)習計算機技術(shù)的重要基礎,通過(guò)學(xué)習操作系統體系結構、操作指令、任務(wù)調度、并發(fā)管理、資源管理、權限管理、安全管理等內容,能夠對計算機形成一個(gè)較為系統的理解,為后續的學(xué)習打下一個(gè)扎實(shí)的基礎。
2、網(wǎng)絡(luò )原理。
當今是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,計算機網(wǎng)絡(luò )知識的重要程度不言而喻。網(wǎng)絡(luò )原理涉及到網(wǎng)絡(luò )體系結構、協(xié)議、數據通信管理、安全等內容,另外還涉及到如何操作交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò )設備。學(xué)習計算機網(wǎng)絡(luò )要注重實(shí)驗,通過(guò)實(shí)驗能夠建立數據通信過(guò)程等畫(huà)面感。
3、編程語(yǔ)言和數據結構。
編程語(yǔ)言是操作計算機的重要工具,是一定要掌握的重點(diǎn)內容,程序設計本質(zhì)上就是算法設計和數據結構的結合,所以在學(xué)習數據結構之前應該掌握編程語(yǔ)言的使用,對于初學(xué)者來(lái)說(shuō),C、Java、Python等語(yǔ)言都是不錯的選擇。
計算機中漢字的表示也是用二進(jìn)制編碼,同樣是人為編碼的。
根據應用目的的不 同,漢字編碼分為外碼、交換碼、機內碼和字形碼。 1.外碼(輸入碼)? 外碼也叫輸入碼,是用來(lái)將漢字輸入到計算機中的一組鍵盤(pán)符號。
英文字母只有26個(gè),可以把所有的字符都放到鍵盤(pán)上,而使用這種辦法把所有的漢字都放到鍵盤(pán)上,是不可能的。所以漢字系統需要有自己的輸入碼體系,使漢字與鍵盤(pán)能建立對應關(guān)系。
目前常用的輸入碼有拼音碼、五筆字型碼、自然碼、表形碼、認知碼、區位碼和電報碼等,一種好的編碼應有編碼規則簡(jiǎn)單、易學(xué)好記、操作方便、重碼率低、輸入速度快等優(yōu)點(diǎn),每個(gè)人可根據自己的需要進(jìn)行選擇。在后面的章節中,重點(diǎn)介紹智能全拼輸入法和五筆字型輸入法。
? 2.交換碼? 計算機內部處理的信息,都是用二進(jìn)制代碼表示的,漢字也不例外。而二進(jìn)制代碼使用起來(lái)是不方便的,于是需要采用信息交換碼。
我國標準總局1981年制定了中華人民共和國國家標準GB2312--80《信息交換用漢字編碼字符集--基本集》,即國標碼。國標碼字符集中收集了常用漢字和圖形符號7445個(gè),其中圖形符號682個(gè),漢字6763個(gè),按照漢字的使用頻度分為兩級,第一級為常用漢字3755個(gè),第二級為次常用漢字3008個(gè)。
為了避開(kāi)ASCII字符中的不可打印字符0100001--1111110(十六進(jìn)制為21-7E),國標碼表示漢字的范圍為2121--7E7E(十六進(jìn)制)。? 區位碼是國標碼的另一種表現形式,把國標GB2312--80中的漢字、圖形符號組成一個(gè)94*94的方陣,分為94個(gè)“區”,每區包含94個(gè)“位”,其中“區”的序號由01至94,“位”的序號也是從01至94。
94個(gè)區中位置總數=94*94=8836個(gè),其中7445個(gè)漢字和圖形字符中的每一個(gè)占一個(gè)位置后,還剩下1391個(gè)空位,這1391個(gè)位置空下來(lái)保留備用。所以給定“區”值和“位”值,用四位數字就可以確定一個(gè)漢字或圖形符號,其中前兩位是“區”號。
后兩位是“位”號,如“普”字的區位碼是“3853”,“通”字的區位碼是“4508”。區位碼編碼的最大優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有重碼,但由于編碼缺少規律,很難記憶。
使用區位碼的主要目的是為了輸入一些中文符號或無(wú)法用其它輸入法輸入的漢字、制表符以及日語(yǔ)字母、俄語(yǔ)字母、希臘字母等。94個(gè)區可以分為五組:? 01--15區:是各種圖形符號、制表符和一些主要國家的語(yǔ)言字母,其中01--09區為標準符號區,共有682個(gè)常用符號。
? 10--15區:為自定義符號區,可留作用戶(hù)自己定義。? 16--55區:是一級漢字區,共有3755個(gè)常用漢字,以拼音為序排列。
? 56--87區:是二級漢字區,共有3008個(gè)次常用漢字,以部首為序排列。? 88--94區:自定義漢字區,可留作用戶(hù)自己定義。
? 3.機內碼? 根據國標碼的規定,每一個(gè)漢字都有了確定的二進(jìn)制代碼,但是這個(gè)代碼在計算機內部處理時(shí)會(huì )與ASCII碼發(fā)生沖突,為解決這個(gè)問(wèn)題,把國標碼的每一個(gè)字節的首位上加1。由于A(yíng)SCII碼只用7位,所以,這個(gè)首位上的“1”就可以作為識別漢字代碼的標志,計算機在處理到首位是“1”的代碼時(shí)把它理解為是漢字的信息,在處理到首位是“0”的代碼時(shí)把它理解為是ASCII碼。
經(jīng)過(guò)這樣處理后的國標碼就是機內碼。? 漢字的機內碼、國際碼和區位碼之間的關(guān)系是:? (漢字機內碼前兩位)16=(國標碼前兩位)16+80H=(區碼)16+A0H? (漢字機內碼后兩位)16=(國標碼后兩位)16+80H=(區碼)16+A0H? 把用十六進(jìn)制表示的機內碼的前兩位和機內碼的后兩位連起來(lái),就得到完整的用十六進(jìn)制表示的機內碼。
在微機內部漢字代碼都用機內碼,在磁盤(pán)上記錄漢字代碼也使用機內碼。? 4.漢字的字形碼? 字形碼是漢字的輸出碼,輸出漢字時(shí)都采用圖形方式,無(wú)論漢字的筆畫(huà)多少,每個(gè)漢字都可以寫(xiě)在同樣大小的方塊中。
為了能準確地表達漢字的字形,對于每一個(gè)漢字都有相應的字形碼,目前大多數漢字系統中都是以點(diǎn)陣的方式來(lái)存儲和輸出漢字的字形。所謂點(diǎn)陣就是將字符(包括漢字圖形)看成一個(gè)矩形框內一些橫豎排列的點(diǎn)的集合,有筆畫(huà)的位置用黑點(diǎn)表示,沒(méi)筆畫(huà)的位置用白點(diǎn)表示。
在計算機中用一組二進(jìn)制數表示點(diǎn)陣,用0表示白點(diǎn),用1表示黑點(diǎn)。一般的漢字系統中漢字字形點(diǎn)陣有16*16、24*24、48*48幾種,點(diǎn)陣越大對每個(gè)漢字的修飾作用就越強,打印質(zhì)量也就越高。
通常用16*16點(diǎn)陣來(lái)顯示漢字,每一行上的16個(gè)點(diǎn)需用兩個(gè)字節表示,一個(gè)16*16點(diǎn)陣的漢字字形碼需要2*16=32個(gè)字節表示,這32個(gè)字節中的信息是漢字的數字化信息,即漢字字模。下面以“口”為例看看16*16點(diǎn)陣字形是怎樣存放的(如圖3--1)。
? 如果我們把這個(gè)“口”字圖形的“.”處用“0”代替,就可以很形象地得到“口”的字形碼:0000H 0004H 3FFAH 2004H 2004H 2004H 2004H 2004H 2004H 2004H 2004H 2004H 3FFAH 2004H 0000H 0000H。計算機要輸出“口”時(shí),先找到顯示字庫的首址,根據“口”的機內碼經(jīng)過(guò)計算,再去找到“口”的字形碼,然后根據字形碼(要用二進(jìn)制)通過(guò)字符發(fā)生器的控制在屏幕上進(jìn)行依次掃描,其中二進(jìn)制代碼中是“0”的地方空掃,是“1”的地方掃出亮點(diǎn),于是就可以得到“口”的字符圖。
軟件方面:
1、硬件驅動(dòng)程序;
有硬件,電腦是并不能工作的。必須要有能驅使硬件工作的軟件才能讓硬件工作,這種軟件就是我們平常說(shuō)的驅動(dòng)程序。
任何電腦硬件都必須要有對應的驅動(dòng)程序才能正常工作。驅動(dòng)程序是電腦軟件之中最基本的軟件,也是保障電腦順利工作的基礎。
從WINOWS98以后的操作系統中,都收集了很多常見(jiàn)設備的驅動(dòng)程序。比如USB鼠標,顯卡等。不過(guò)有些設備必須單獨裝對應的驅動(dòng)。各個(gè)驅動(dòng)程序之間極有可能產(chǎn)生不兼容的情況。驅動(dòng)版本也不是越新越好,穩定最重要。
2、操作系統;
操作系統是大家聽(tīng)的最多的一種軟件,它為電腦中其他應用程序提供的操作平臺,就像我們吃飯的桌子一樣,為我們提供一種可以操作的平臺。
目前最常見(jiàn)的系統為WINDOWS XP ,WIN7 ,LINUX,其中WIN7將逐漸變成主流。
3、應用軟件;
應用軟件就是我們日常用到的軟件程序,這些程序可以幫助我們完成生活中的很多工作,也就是真正體現電腦用途的東西。如辦公軟件OFFICE。電腦發(fā)展到現在,應用軟件業(yè)涉及到社會(huì )的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,幾乎在能用到電腦工作的地方,都能對應一種以上的應用軟件。
硬件方面:
1、電腦的基本組成;
2、電腦設備的連接;
3、常見(jiàn)外設的使用;
4、常見(jiàn)硬件問(wèn)題的判斷與解決。
1、信息技術(shù)的內涵與外延 信息技術(shù)(Information Technology)是在信息科學(xué)的基本原理和方法的指導下擴展人類(lèi)信息功能的技術(shù)。
一般說(shuō),信息技術(shù)是以電子計算機和現代通信為主要手段實(shí)現信息的獲取,加工,傳遞和利用等功能的技術(shù)總和。人的信息功能包括:感覺(jué)器官承擔的信息獲取功能,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )承擔的信息傳遞功能,思維器官承擔的信息認知功能和信息再生功能,效應器官承擔的信息執行功能。
按擴展人的信息器官功能分類(lèi),信息技術(shù)可分為以下幾方面技術(shù): ⑴ 傳感技術(shù)——信息的采集技術(shù),對應于人的感覺(jué)器官。 傳感技術(shù)它的作用是擴展人獲取信息的感覺(jué)器官功能。
它包括信息識別、信息提取、信息檢測等技術(shù)。它幾乎可以擴展人類(lèi)所有感覺(jué)器官的傳感功能。
信息識別包括文字識別、語(yǔ)音識別和圖形識別等。通常是采用一種叫做“模式識別”的方法。
傳感技術(shù)、測量技術(shù)與通信技術(shù)相結合而產(chǎn)生的遙感技術(shù),更使人感知信息的能力得到進(jìn)一步的加強。 ⑵ 通信技術(shù)——信息的傳遞技術(shù),對應于人的神經(jīng)系統的功能。
通信技術(shù)它的主要功能是實(shí)現信息快速、可靠、安全的轉移。各種通信技術(shù)都屬于這個(gè)范疇。
廣播技術(shù)也是一種傳遞信息的技術(shù)。由于存儲、記錄可以看成是從“現在”向“未來(lái)”或從“過(guò)去”向“現在”傳遞信息的一種活動(dòng),因而也可將它看作是信息傳遞技術(shù)的一種。
⑶ 計算機技術(shù)——信息的處理和存儲技術(shù),對應于人的思維器官。 計算機信息處理技術(shù)主要包括對信息的編碼、壓縮、加密和再生等技術(shù)。
計算機存儲技術(shù)主要包括著(zhù)眼于計算機存儲器的讀寫(xiě)速度、存儲容量及穩定性的內存儲技術(shù)和外存儲技術(shù)。 ⑷ 控制技術(shù)——信息的使用技術(shù),對應于人的效應器官。
控制技術(shù)即信息施用技術(shù)是信息過(guò)程的最后環(huán)節。它包括調控技術(shù)、顯示技術(shù)等。
由上可見(jiàn),傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)是信息技術(shù)的四大基本技術(shù), 其主要支柱是通訊(Communication)技術(shù)、計算機(Computer)技術(shù)和控制(Control)技術(shù),即“3C”技術(shù)。信息技術(shù)是實(shí)現信息化的核心手段。
信息技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科交叉綜合的技術(shù),計算機技術(shù)、通信技術(shù)和多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)互相滲透、互相作用、互相融合,將形成以智能多媒體信息服務(wù)為特征的時(shí)空的大規模信息網(wǎng)。信息科學(xué)、生命科學(xué)和材料科學(xué)一起構成了當代三種前沿科學(xué),信息技術(shù)是當代世界范圍內新的技術(shù)革命的核心。
信息科學(xué)和技術(shù)是現代科學(xué)技術(shù)的先導,是人類(lèi)進(jìn)行高效率、高效益、高速度社會(huì )活動(dòng)的理論、方法與技術(shù),是國家現代化的一個(gè)重要標志。
計算機的誕生醞釀了很長(cháng)一段時(shí)間。
1946年2月,第一臺電子計算機ENIAC在美國加州問(wèn)世,ENIAC用了18000個(gè)電子管和86000個(gè)其它電子元件,有兩個(gè)教室那么大,運算速度卻只有每秒300次各種運算或5000次加法,耗資100萬(wàn)美元以上。盡管ENIAC有許多不足之處,但它畢竟是計算機的始祖,揭開(kāi)了計算機時(shí)代的序幕。
計算機的發(fā)展到目前為止共經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)代,從1946年到1959年這段時(shí)期我們稱(chēng)之為“電子管計算機時(shí)代”。第一代計算機的內部元件使用的是電子管。
由于一部計算機需要幾千個(gè)電子管,每個(gè)電子管都會(huì )散發(fā)大量的熱量,因此,如何散熱是一個(gè)令人頭痛的問(wèn)題。電子管的壽命最長(cháng)只有3000小時(shí),計算機運行時(shí)常常發(fā)生由于電子管被燒壞而使計算機死機的現象。
第一代計算機主要用于科學(xué)研究和工程計算。 從1960年到1964年,由于在計算機中采用了比電子管更先進(jìn)的晶體管,所以我們將這段時(shí)期稱(chēng)為“晶體管計算機時(shí)代”。
晶體管比電子管小得多,不需要暖機時(shí)間,消耗能量較少,處理更迅速、更可靠。第二代計算機的程序語(yǔ)言從機器語(yǔ)言發(fā)展到匯編語(yǔ)言。
接著(zhù),高級語(yǔ)言FORTRAN語(yǔ)言和cOBOL語(yǔ)言相繼開(kāi)發(fā)出來(lái)并被廣泛使用。這時(shí),開(kāi)始使用磁盤(pán)和磁帶作為輔助存儲器。
第二代計算機的體積和價(jià)格都下降了,使用的人也多起來(lái)了,計算機工業(yè)迅速發(fā)展。第二代計算機主要用于商業(yè)、大學(xué)教學(xué)和政府機關(guān)。
從1965年到1970年,集成電路被應用到計算機中來(lái),因此這段時(shí)期被稱(chēng)為“中小規模集成電路計算機時(shí)代”。集成電路(Integrated Circuit,簡(jiǎn)稱(chēng)r)是做在晶片上的一個(gè)完整的電子電路,這個(gè)晶片比手指甲還小,卻包含了幾千個(gè)晶體管元件。
第三代計算機的特點(diǎn)是體積更小、價(jià)格更低、可靠性更高、計算速度更快。第三代計算機的代表是IBM公司花了50億美元開(kāi)發(fā)的IBM 360系列。
從1971年到現在,被稱(chēng)之為“大規模集成電路計算機時(shí)代”。第四代計算機使用的元件依然是集成電路,不過(guò),這種集成電路已經(jīng)大大改善,它包含著(zhù)幾十萬(wàn)到上百萬(wàn)個(gè)晶體管,人們稱(chēng)之為大規模集成電路(LargeScale lntegrated Circuit,簡(jiǎn)稱(chēng)LSI)和超大規模集成電路(Very Large Scale lntegrated Circuit,簡(jiǎn)稱(chēng)VLSI)。
1975年,美國1BM公司推出了個(gè)人計算機PC(PersonaI Computer),從此,人們對計算機不再陌生,計算機開(kāi)始深入到人類(lèi)生活的各個(gè)方面。
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