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計算機專業

計算機專業是計算機硬件與軟件相結合、面向系統、側重應用的寬口徑的一個專業。

簡介

本專業是計算機硬件與軟件相結合、面向系統、側重應用的寬口徑專業。通過基礎教學與專業訓練,培養基礎知識紮實、知識面寬、工程實踐能力強,具有開拓創新意識,在計算機科學與技術領域從事科學研究、教育、開發和應用的高級人才。本專業開設的主要課程有:電子技術、離散數學​​、程序設計、數據結構、操作系統、計算機組成原理、微機系統、計算機系統結構、編譯原理、計算機網絡、數據庫系統、軟件工程、人工智能、計算機圖形學、數字圖像處理、計算機通訊原理、多媒體信息處理技術、數字信號處理、計算機控制、網絡計算、算法設計與分析、信息安全、應用密​​碼學基礎、信息對抗、移動計算、數論與有限域基礎、人機界面設計、面向對象程序設計等。學科

計算機科學與另外的一些學科緊密相關。這些學科之間有明顯的交叉領域,但也有明顯的差異。

信息科學—信息科學是指以信息為主要研究對象,以信息的運動規律和應用方法為主要研究內容,以計算機等技術為主要研究工具,以擴展人類的信息功能為主要目標的一門新興的綜合性學科。托普仕留學顧問表示,信息科學由信息論、控制論、計算機科學、仿生學、系統工程與人工智能等學科互相滲透、互相結合而形成的。

軟件工程–(Software Engineering,簡稱為SE)是一門研究用工程化方法構建和維護有效的、實用的和高質量的軟件的學科。它涉及到程序設計語言,數據庫,軟件開發工具,系統平台,標準,設計模式等方面。在現代社會中,軟件應用於多個方面。典型的軟件比如有電子郵件,嵌入式系統,人機界面,辦公套件,操作系統,編譯器,數據庫,遊戲等。同時,各個行業幾乎都有計算機軟件的應用,比如工業,農業,銀行,航空,政府部門等。這些應用促進了經濟和社會的發展,使得人們的工作更加高效,同時提高了生活質量。

信息系統–所謂MIS(信息系統--Management Information System)系統,是一個由人、計算機及其他外圍設備等組成的能進行信息的收集、傳遞、存貯、加工、維護和使用的系統。它是一門新興的科學,其主要任務是最大限度的利用現代計算機及網絡通訊技術加強企業的信息管理,通過對企業擁有的人力、物力、財力、設備、技術等資源的調查了解,建立正確的數據,加工處理並編制成各種信息資料及時提供給管理人員,以便進行正確的決策,不斷提高企業的管理水平和經濟效益。目前,企業的計算機網絡已成為企業進行技術改造及提高企業管理水平的重要手段。

計算機工程–(也稱為電子和計算機工程或計算機系統工程)是一門學科,結合內容都電氣工程和計算機科學。計算機工程師正電氣工程師有更多的培訓領域的軟件設計和硬件,軟件一體化。反過來,他們注重減少對電力電子學和物理學。電腦工程師都參與了許多方面的計算,從設計的個別處理器,個人電腦,和超級計算機,以電路設計。這一工程的許多子系統監控機動車輛。

信息安全–本專業是計算機、通信、數學、物理、法律、管理等學科的交叉學科,主要研究確保信息安全的科學與技術。培養能夠從事計算機、通信、電子商務、電子政務、電子金融等領域的信息安全高級專門人才。密碼學-是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。研究密碼變化的客觀規律,應用於編制密碼以保守通信秘密的,稱為編碼學;應用於破譯密碼以獲取通信情報的,稱為破譯學。

專業特色

計算機學科的特色主要體現在:理論性強,實踐性強,發展迅速。

按一級學科培養基礎紮實的寬口徑人才,體現在重視數學、邏輯、數據結構、算法、電子設計、計算機體系結構和系統軟件等方面的理論基礎和專業技術基礎,前兩年半注重自然科學基礎課程和專業基礎課程,拓寬麵向。後一年半主要是專業課程的設置,增加可選性、多樣性、靈活性和方向性,突出學科方向特色,體現最新技術發展動向。至今已覆蓋所有二級學科課程。加強數學基礎和分析能力,高等數學改上數學分析,增加計算機數學基礎課程,體現在假設組合數學,增加離散數學的課時,並在計算機後續課程(如算法與數據結構、編譯等課程)中體現數學應用不斷線。更重視實踐性教學環節,增加實驗課程、課程設計比重,注重自主性實踐環節,上機實踐貫穿於四年的學習中,加強知識綜合運用能力的培養。

計算機學科的特點主要體現在以下方面:

運算速度快。計算機內部的運算是由數字邏輯電路組成的,可以高速準確地完成各種算術運算。當今計算機系統的運算速度已達到每秒萬億次,微機也可達每秒億次以上,使大量複雜的科學計算問題得以解決。例如:衛星軌道的計算、大型水壩的計算、2 4小時天氣預報的計算等,過去人工計算需要幾年、幾十年,如今用計算機只需幾天甚至幾分鐘就可完成。

計算精確度高。科學技術的發展特別是尖端科學技術的發展,需要高度精確的計算。計算機控制的導彈之所以能準確地擊中預定的目標,是與計算機的精確計算分不開的。一般計算機可以有十幾位甚至幾十位(二進制)有效數字,計算精度可由千分之幾到百萬分之幾,是任何計算工具所望塵莫及的。

邏輯運算能力強。計算機不僅能進行計算,還具有邏輯運算功能,能對信息進行比較和判斷。計算機能把參加運算的數據、程序以及中間結果和最後結果保存起來,並能根據判斷的結果自動執行下一條指令以供用戶隨時調用。用戶可以根據需要,事先設計好運行步驟與程序,計算機十分嚴格地按程序規定的步驟操作,整個過程不需人工干預。

存儲容量大。計算機內部的存儲器具有記憶特性,可以存儲大量的信息。這些信息,不僅包括各類數據信息,還包括加工這些數據的程序。

發展歷史

發展歷史

計算工具的演化經歷了由簡單到復雜、從低級到高級的不同階段,例如從“結繩記事”中的繩結到算籌、算盤計算尺、機械計算機等。它們在不同的歷史時期發揮了各自的歷史作用,同時也孕育了電子計算機的雛形和設計思路。

1946年2月14日,由美國軍方定制的世界上第一台電子計算機“電子數字積分計算機”(ENIAC Eletronic Numerical Integrator And Calculator)在美國賓夕法尼亞大學問世了。 ENIAC是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研製成的。其主要發明人是電氣工程師普雷斯波·埃克特(J.Prespen Eckert)和物理學家約翰·莫奇勒(John W.Mauchly)博士。這台計算器使用了17840支電子管,大小為80英尺×8英尺,重達28t(噸),功耗為170kW,其運算速度為每秒5000次的加法運算,造價為487000美元。 ENIAC的問世具有劃時代的意義,表明電子計算機時代的到來。在以後60多年裡,計算機技術以驚人的速度發展,在人類科技史上還沒有哪一個學科可以與電子計算機技術的發展速度相提並論。如2006年上市的Intel雙核心移動處理器Core 2 Duo,原件密度為150萬支晶體管,大小為90.3m㎡,重量幾乎可以忽略,功耗最多為31W,其運算速度為每秒216億次,造價僅為637美元。單從性能一項看就比ENIAC提高了約4000萬倍。難怪著名計算機科學家費里德里克·布魯克說:人類文明迄今,除計算機技術外,沒有任何一門技術的性能價格比能在30年內增長6個數量級。

計算機的發展

1.第1代計算機:電子管數字計算機(1946—1958年)

硬件方面,

邏輯元件採用真空電子管,主存儲器採用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯;外存儲器採用磁帶。軟件方面採用機器語言、彙編語言。應用領域以軍事和科學計算為主。特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般為每秒數千次至數万次)、價格昂貴,但為以後的計算機發展奠定了基礎。

2.第2代計算機:晶體管數字計算機(1958—1964年)

硬件方面,邏輯元件採用晶體管,主存儲器採用磁芯,外存儲器採用磁盤。軟件方面出現了以批處理為主的操作系統、高級語言及其編譯程序。應用領域以科學計算和事務處理為主,並開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高(一般為每秒數十萬次,可高達300萬次)、性能比第1代計算機有很大的提高。

3.第3代計算機:集成電路數字計算機(1964—1970年)

硬件方面,邏輯元件採用中、小規模集成電路(MSI、SSI),主存儲器仍採用磁芯。軟件方面出現了分時操作系統以及結構化、規模化程序設計方法。特點是速度更快(一般為每秒數百萬次至數千萬次),而且可靠性有​​了顯著提高,價格進一步下降,產品走向了通用化、系列化和標準化。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。


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