课程与知识体系 南京大学计算机科学与技术系黄宜华 yhuang@ 了解本学科体系的重要性和作用 ACM/IEEE在2005计算机课程报告中明确指出 •计算机分支学科和内容不断增加，试图精通本学科的所有方面对任何人来说都是一件不可能的事情； •计算机分支学科的增加要求我们明确清晰地描述出各分支学科所具有的共性特征，以及各自不同的特征，以便帮助学生、教师及社区进行恰当的专业规划和选择； •我们必须在本科层面上，从每个分支学科的知识体系和技能的角度，清晰明确地描述每个分支学科。
了解本学科体系的重要性和作用 作用 •帮助同学们了解本学科的整体概貌和特征•帮助同学们了解本学科下的专业领域，以便同学 们能根据自己兴趣特长和未来的职业发展规划进行恰当的课程规划和选择•帮助同学们了解本学科下的课程和知识体系，以便同学们了解相应的学习内容、学习方法和学习目标 什么是计算机学科？ •计算学科、计算机学科ComputingDiscipline计算机科学与工程ComputerScience&Engineering计算机科学与技术ComputerScience&Technology •笼统定义：计算学科是一种需要使用、从中受益、或者创建计算机的一门学科Inageneralway,wecanputingtomeananygoal-orientedactivityrequiring,benefitingfrom,orputers. •综合性学科：计算机学科是一个广泛涉及到如数学、物理、电子工程、信息学、语言学、认知科学、艺术、哲学、心理学等基础性学科的综合性学科。
难以穷举的计算机学科内容 •设计与构建计算机硬件和软件系统designingandbuildinghardwareandsoftwaresystemsforawiderangeofpurposes. •处理、组织和管理各种各样的信息,processing,structuring,andmanagingvariouskindsofinformation. •进行科学研究,Doingscientificstudiesputers.•使计算机系统具有智能putersystemsbehave intelligently.•制作与使用通信媒体和娱乐媒体,creatingandusing communicationsandentertainmentmedia.•为某个特定目的查找与收集相关信息,findingandgathering informationrelevanttoanyparticularpurpose.•更多…… 计算机学科的特点 •基础性：需要掌握一些数学理论基础，以及计算机专业的基础理论、原理和技术方法。
•实践和应用性：把发现新的科学知识与应用这些知识去解决实际问题紧密结合，理论上或者方法上的创新往往很快就在产品和应用中得到体现。
•工程性：不仅研究计算机硬件和软件的原理，更侧重于它们的实现，即如何将计算机硬件和软件具体构造出来。
•多样性：知识面宽，宽度大，它与数学、电子、通信、工程、管理等多种学科相关。
•发展变化的快速性：知识和技术发展变化速度快。
•就业方面的优点： –就业面比较宽，毕业生在许多行业里都可以找到合适的工作；–在诸多专业里，计算机专业人员的平均起步收入应该是很高的；–具有挑战性和创造性，容易找到自己喜欢的领域和岗位。
计算机学科的观察角度 理论 技术 应用 一般学科内容性质划分 教育部规定的计算机分支学科 教育部本科专业目录规定，大学计算机系本科学生一般不再划分专业(?
)，以打好基础为主。
研究生教育阶段，计算机学科分为3个二级学科(专业)计算机系统结构专业计算机软件与理论专业计算机应用技术专业 ACM/IEEE计算机分支学科 ACM/IEEECC2005计算机技术内容划分 ACM/IEEE计算机分支学科 CC2005建议的主要分支学科划分 ACM/IEEE计算机分支学科 CC2005建议的主要计算机分支学科 •计算机科学(ComputerScience,CS)•计算机工程(ComputerEngineering,CE)•软件工程(SoftwareEngineering,SE)•信息系统(InformationSystem,IS)•信息技术(InformationTechnology,IT)密切相关的基础或热点学科•数学等基础学科•电子工程（ElectricalEngineering,EE） 主要计算机分支学科 教育部计算机学科教学指导委员会 2005年在进行广泛调查研究的基础上建议，我国本科计算机专业应以“培养规格分类”，不同学校根据社会的需求和自身情况，为学生提供如下3种类型(4个专业)的教学计划和培养方案：研究型(与CC2005的“计算机科学”专业对应)工程型(与CC2005的“计算机工程”专业和“软 件工程”专业对应)应用型(与CC2005的“信息技术”专业对应) ACM/IEEE计算机分支学科 计算机科学(ComputerScience,CS) 关于计算机学科的理论、算法基础,到最前沿的如机器人、计算机视觉、智能系统、生物信息学等应用领域的理论和基础研究;着重于信息和计算的理论基础问题研究,也包括计算机系统实现和应用中的基础理论和方法研究。
企业组织和信息系统应用技术 软件技术 系统平台构架 计算机硬件体系 理论原理创新 理论 技术工程系统 技术 应用部署配置 应用 ACM/IEEE计算机分支学科 计算机科学(ComputerScience,CS) 主要研究领域包括：•理论计算科学：经典的计算理论以及其它一些关于计算技 术中较为抽象、逻辑和数学化方面的主题。
–可计算理论：研究什么可以被自动计算的问题;–计算复杂性理论：研究完成一个可计算问题需要的计算 时间和空间资源的代价问题•算法和数据结构：研究解决可计算问题的具体方法、步骤 和过程，及其所需要的数据表示和操作方法•程序设计方法学和程序设计语言：主要研究解决各种计算 问题和软件系统设计所需要采用的程序设计原理和方法，以及相关的程序设计语言的设计实现原理和方法 ACM/IEEE计算机分支学科 计算机科学(ComputerScience,CS) •计算机系统的组成和结构：主要研究计算机系统的基本硬件元素、软件元素和利用软硬件元素设计和构建计算机系统的原理和方法。
•计算机应用基础理论和方法研究：主要研究各种应用系统中偏向于基本理论和基础技术方法的问题，应用可包括：计算机图形学，计算机视觉，数据库，人工智能，机器人，人机交互，嵌入式系统，计算机网络通信，信息安全，普适计算等等，以及在生物、物理、化学、天文、气象、经济等各学科的数值或符号计算问题。
ACM/IEEE计算机分支学科 计算机工程(ComputerEngineering,CE) 着重研究计算机以及计算机系统的设计和构建，涉及软件、硬件、通信以及它们之间相互作用的研究；侧重于传统的电子工程、数学以及用它们解决计算机和计算机系统设计方面的理论、原理与工程实践。
企业组织和信息系统应用技术 软件技术 系统平台构架 计算机硬件体系 理论原理创新 理论 技术工程系统 技术 应用部署配置 应用 ACM/IEEE计算机分支学科 计算机工程(ComputerEngineering,CE) 主要研究领域包括：•计算机体系结构技术：主要研究单处理器的指令集体系结 构、指令级和运算部件级高级流水线技术•多核/多处理器并行处理技术：研究基于多核/多处理器的 并行处理构架和并行计算技术,包括对称多处理器(SMP)、集群计算(Clustering)、网格计算(Grid)等并行处理体系结构和计算机技术•嵌入式系统：研究开发内嵌专用处理器和软件的各种设备和系统,如手机、数字音频播放器、数字摄像机等娱乐设备、家用电器、汽车、制造设备与装备、医疗设备、武器装备等。
ACM/IEEE计算机分支学科 软件工程(SoftwareEngineering,SE) 研究开发和维护可靠、有效、满足用户需求的软件系统相 关的理论、工程技术方法和工具平台。
软件工程将数学和 计算机科学的理论与开发特定软件系统的工程实践相结合 ，因而计算机科学和软件工程有很多课程相同。
但软件工 程专业向学生 提供具体的工企业组织和信息系统 程知识和经验， 应用技术 要求学生参加 软件技术 有实用意义的 系统平台构架 软件开发。
计算机硬件体系 理论原理创新 技术 应用 工程 部署 系统 配置 理论 技术 应用 ACM/IEEE计算机分支学科 软件工程(SoftwareEngineering,SE) 主要研究内容包括：•软件开发过程：研究软件开发生命周期中的需求分析、软件 设计、软件编码实现、软件调试与测试、软件实施与维护等基本过程，开发过程中需求和开发方各类人员的支持活动过程，以及人员、进度、质量、成本等管理活动过程•软件开发方法：研究实现系统分析和设计的途径、原则、方法、技术和步骤。
典型的软件开发方法有：结构化方法，面向数据结构方法、以及面向对象方法等•软件开发工具：辅助计算机软件开发、运行、维护、管理、支持等过程的各种软件工具，以节省开发时间和费用，提高软件生产率和质量,如需求分析工具、概要设计工具、详细设计工具、编码工具、测试工具和维护理解工具、项目管理工具、配置管理工具、软件质量工具以及文档表格工具等。
ACM/IEEE计算机分支学科 信息系统(InformationSystem,IS) 当今各行业都依靠信息技术，使用自己的信息系统。
信息 系统关注如何将信息技术解决方案与企业和机构的业务过 程相结合，通过开发和使用信息系统，帮助企业和机构完 成日常的生产经 营和事务管理，企业组织和信息系统 满足企业和机构 应用技术 的信息需求，有 软件技术 效地达到企业的目标，提高企业 系统平台构架 的生产和管理效率。
计算机硬件体系 理论原理 创新 技术 应用 工程 部署 系统 配置 理论 技术 应用 ACM/IEEE计算机分支学科 信息技术(InformationTechnology,IT) 这里指计算机学科下的一个专业，培养的学生能满足商业 、政府、医疗、教育等各种机构对计算技术的需求。
信息 技术主要是研究在企业机构内规划、部署、设计、构建、 安装、使用和维护计算机基础设施所需要的各种支撑和平 台技术,如组建网络,管理网络及其安全,设计网页,开发多媒 企业组织和信息系统应用技术软件技术 体资源,安装通 系统平台构架 信设备,管理电 计算机硬件体系 子邮件系统,以及规划和管理 理论 技术 应用 原理 工程 部署 创新 系统 配置 信息系统等。
理论 技术 应用 ACM/IEEE计算机分支学科 分支学科之间的关系 计算机工程 软件工程 信息系统 电子工程 计算机科学数学 信息技术 计算机学科知识体系 计算机学科知识体系分为14个知识领域 离散结构DS:DiscreteStructures(DS)程序设计基础PF:ProgrammingFundamentals(PF)算法和复杂性AL:AlgorithmsandComplexity(AL)体系结构和组织AR:ArchitectureandOrganization(AR)操作系统OS:OperatingSystems(OS)网络计算NC:Net-CentricComputing(NC)程序设计语言PL:ProgrammingLanguages(PL)人机交互HC:Human-ComputerInteraction(HC)图形和可视化计算GV:GraphicsandVisualComputing(GV)智能系统IS:IntelligentSystems(IS)信息管理IM:InformationManagement(IM)社会和职业问题SP:SocialandProfessionalIssues(SP)软件工程SE:SoftwareEngineering(SE)计算科学和数值计算CN:ComputationalScience andNumericalMethods(CN) 计算机学科知识体系 不同专业公共的核心知识 计算机计算机软件信息信息科学工程工程系统技术 不同专业公共的核心知识 计算机学科知识体系 所有专业必修的核心知识(一)(下划线部分) 数字为相应核心知识需要的最小课堂学习时间ACM/IEEE建议课外学习时间通常是核心时间的3倍 计算机学科知识体系 所有专业必修的核心知识(二)(下划线部分) 计算机学科知识体系 所有专业必修的核心知识(三)(下划线部分) 计算机学科知识体系 计算机科学专业的知识体系 CS-AR体系结构与组织CS-AL算法与复杂性CS-HC人机交互CS-OS操作系统CS-PF程序设计基础CS-SP社会与职业问题CS-SE软件工程 CS-DS离散结构CS-NC以网络为中心的计算CS-PL程序设计语言CS-GV图形学与可视化计算CS-IS智能系统CS-IM信息管理CS-CN数值计算科学 计算机学科知识体系 计算机工程专业的知识体系 CE-ALG算法与复杂度CE-CAO体系结构和组织CE-CSE计算机系统工程CE-CSG电路和信号CE-DBS数据库系统CE-DIG数字逻辑CE-DSP数字信号处理CE-ELE电子学CE-ESY嵌入式系统 CE-HCI人机交互CE-NWK计算机网络CE-OPS操作系统CE-PRF程序设计基础CE-SPR社会和职业问题CE-SWE软件工程CE-VLSVLSI设计与构造CE-DSC离散结构CE-PRS概率和统计 计算机学科知识体系 软件工程专业的知识体系 SE-CMP计算基础SE-FND数学和工程基础SE-PRF职业实践SE-MAA软件建模与分析SE-DES软件设计 SE-VAV软件验证与确认SE-EVO软件进化SE-PRO软件过程SE-QUA软件质量SE-MGT软件管理 计算机学科知识体系 各知识点在不同专业中的权重和要求（一） 知识点 程序设计基础算法与复杂性计算机组织结构操作系统原理与设计操作系统配置与使用以网络为中心的资源配置与使用程序设计语言理论人机交互图形与可视化理论智能系统信息管理(数据库)理论信息管理(数据库)实践法律/职业/伦理/社会信息系统开发项目管理技术需求分析软件模型与分析软件设计软件验证与测评 CS 最少最多
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4 5 计算机学科知识体系 各知识点在不同专业中的权重和要求（二） 知识点 计算机系统工程嵌入式系统电路与系统电子工程数字电路分布式系统数字信号处理大规模集成电路设计硬件测试与维护信息安全:实现与管理系统管理系统集成与体系结构数字媒体开发－Web系统与技术技术支持数学基础人际沟通 CS 最少最多
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3 4 计算机学科课程体系 从计算机系统的构成看课程体系设置 软件软件技工程术 计算 硬机件工技程术 应用软件 系统软件 体系结构 应用程序 软件开发工具数据库系统编程语言 操作系统 计算机硬件 计算机学科课程体系 本系主要课程设置 应用技术 管理信息系统电子商务……图形学图像处理多媒体数据通信人工智能计算机安全 系统软件技术 软件工程软件体系结构编译原理高级程序设计 专业必选课数据库 单考的考研课程 组合的专业考研课程(150分)： 组成原理45分数据结构45分操作系统30分网络技术30分 本系加试课程离散数学80分编译原理70分 操作系统数据结构算法分析 计算机硬件技术 网络技术专业核心课I/O接口嵌入式系统计算机组成与结构计算机组成与结构实验数字逻辑电路数字逻辑实验专业平台课 概率统计数理逻辑 计算机概论程序设计基础离散数学 数学 大类ABC类课程 培养 阶段数学第一层次 大学外语、大学体育大学物理（实验） 64 通识 （59/5）通修 计算机系统概论 专业准入18学科 专业 离散数学程序设计基础数字逻辑电路（实验）平台 培养 阶段 数据结构计算机组成原理（实验）专业准出24专业 算法设计与分析计算机网络（实验）操作系统 核心 多元高级程序设计编译原理 数据库概论12必选 培养 阶段概率与数理统计多媒体技术软件工程嵌入式系统 指选 数理逻辑8数据挖掘初步Java程序设计9软件体系结构 计算方法人工智能19数据通信数字图像处理18面向对象设计方法 并行处理技术计算机图形学数学建模计算机安全数字信号处理微机原理与接口 计算机程序设计语言随机算法管理信息系统电子商务LINUX系统分析 形式语言与自动机软件新技术网络安全试验软件测试计算机网络编35程 计算机学科课程体系 •通修课程：–全校公共课：大学数学、外语、政治、体育等–50-70学分 •专业（学科）核心课–重要的专业基础和主干课程–40-50学分 •选修课程–公共选修和文化素质课：书法、影视欣赏…–专业选修课：大致分方向，软件与理论、应用技术、工程等–50-60学分 计算机学科课程体系 学校“三三”本科培养体系 课程分模块 –平台课（必修）、准出课（必修）、限选课（必修）–专业指选课、专业任选课 培养分阶段 –通识阶段、专业阶段、多元阶段 出口分类型 –科研型、创业/就业型、交叉融合型 计算机学科课程体系 学分 •必修和选修的区别•不一定学习所有课程，但课程之间有“序”关系•课程持续一个学期甚至更短•合格即获得相应“学分” -必修课学分不可缺少-某些类型的学分必须达标-四年期满，学分“足够”才可毕业•学分绩和平均学分绩•学科交叉培养预留学分空间：26-32学分•完成准出课程后，可以在此空间内去外系选修课程，直到完成总学分 计算机学科课程体系 毕业、结业和肄业 –毕业：德、体合格，按时完成学籍管理规定的通修课程和学科课程，总学分数达到毕业要求 –结业：规定学制内学分要求没有达标、体育不合格、留校察看处分未终止 –肄业：未完成学制，终止学业 学位 –正常毕业且学位英语过关，学士学位–学位证书和毕业证书，是走向市场、走向社会的基本 装备！ 计算机学科课程体系 常见违规及其处罚和后续影响 –考试作弊：•0分计算•记过及以上处分，不授予学位•两次作弊，开除学籍 –代考或利用通讯工具作弊：•开除学籍 –旷课•10-30学时：警告处分；31-49学时：记过；超过50学时，退学 计算机学科课程体系 学分数不够 –第一学年不足28学分–前两年累计不足56学分–前三年累计不足84学分–前4年累计不足112学分–退学试读（无学位证书）或者退学 计算机技术学习内容和层次 理论基础/研究能力 实践能力 博士 前沿理论技术研究创新 高级理论技术 硕士 基本理论技术研究能力 中高级理论技术 本科 基本理论/原理/技术 大中专、职业学校社会大众 业业界产 界品/工 技具/平 术台 高级的系统设计开发能力高级编程技术 基本的系统设计开发能力中级编程技术 基本编程技术 基本制作技术操作使用技术 问题与讨论 欢迎同学们发送邮件提出问题电子邮件:yhuang@