1、【他山之石】美國(guó)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的知識(shí)體系因?yàn)楦杏X(jué)到人們對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)有著太多的誤區(qū)，在 這里給出美國(guó)CC2001（關(guān)于計(jì)算機(jī)科學(xué)的教學(xué)大綱2001）, 看看計(jì)算機(jī)科學(xué)究竟應(yīng)該學(xué)些什么.把計(jì)算學(xué)科分成14 個(gè)主要領(lǐng)域： 一、離散結(jié)構(gòu)（DS=Discrete Structures）離散數(shù)學(xué)DS1. Functions, relations, and sets （函數(shù)、關(guān)系、集合） DS2. Basic logic （基本邏輯） DS3. Proof techniques （證明技巧） DS4. Basics of counting DS5.Graphs and trees （圖與樹(shù)） DS6.

2、Discrete probability （離散概率）介紹：主要內(nèi)容包括集合論，數(shù)理邏輯，近世代數(shù)，圖論以及組合數(shù)學(xué)等。該領(lǐng)域與計(jì)算學(xué)科各主領(lǐng)域有著緊密的聯(lián)系，為了強(qiáng)調(diào)它的重要性， 特意將它列為計(jì)算學(xué)科的第一個(gè)主領(lǐng)域。該主領(lǐng)域以抽象 和理論兩個(gè)學(xué)科形態(tài)出現(xiàn)在計(jì)算學(xué)科中，它為計(jì)算學(xué)科各 分支領(lǐng)域解決其基本問(wèn)題提供了強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)工具. 二、編程原理（PF=Programming FundamentalsC+ 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)PF1.Fundamental programming constructs （編程構(gòu)造原理） PF2. Algorithms and problem-solvin

3、g （算法和問(wèn)題解決法） PF3. Object-oriented programming （對(duì)象編程方式）PF4. Fundamental data structures （數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原理） PF5. Recursion （遞歸） PF6. Event-driven and concurrent programming （事件驅(qū)動(dòng)和并行編程） PF7. Using APIs （接口使用）介紹： 主要內(nèi)容包括程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，算法，問(wèn)題求解和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。它考慮的是如何對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象。它屬于學(xué)科抽象形態(tài)方面的內(nèi)容， 并為計(jì)算學(xué)科各分支領(lǐng)域基本問(wèn)題的感性認(rèn)識(shí)（抽象）提供方 法.基本問(wèn)題主要包括：1.對(duì)給

4、定的問(wèn)題如何進(jìn)行有效的描述并給出算法？2.如何正確選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？3.如何進(jìn)行設(shè)計(jì)，編碼，測(cè)試和調(diào)試程序？ 三、算法和復(fù)雜度 （AL=Algorithms and Complexity）計(jì) 算方法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)AL1. Basic algorithmicanalysis （基本算法分析）AL2. Algorithmic strategies（算法策略） AL3. Fundamental computing algorithms （計(jì)算機(jī)算法原理）AL4. Distributed algorithms （分布式算法） AL5. Basic computability theory AL6. The co

5、mplexity classes P and NP AL7. Automata theory （自動(dòng)化理論）AL8. Advanced algorithmicanalysis （高階算法分析） AL9. Cryptographic algorithms AL10. Geometric algorithms AL11. Parallel algorithms （并行算法）介紹：主要內(nèi)容包括算法的復(fù)雜度分析，典型的算法策略，分布式算法，并行算法，可計(jì)算理論，P類(lèi)和NP類(lèi)問(wèn)題,自動(dòng)機(jī)理 論,密碼算法以及幾何算法等.1.抽象形態(tài)的主要內(nèi)容：包括算法分析，算法策略（如蠻干算法，貪婪算法，啟發(fā) 式算法，分

6、治法等），并行和分布式算法等.2.理論形態(tài)的主要內(nèi)容：包括可計(jì)算性理論，計(jì)算復(fù)雜性理論，P和NP 類(lèi)問(wèn)題，并行計(jì)算理論，密碼學(xué)等.3.設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容：包括對(duì)重要問(wèn)題類(lèi)的算法的選擇，實(shí)現(xiàn)和測(cè)試，對(duì)通用 算法的實(shí)現(xiàn)和測(cè)試，（如哈希表，圖和樹(shù)的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試），對(duì)并 行和分布式算法的實(shí)現(xiàn)和測(cè)試，對(duì)組合問(wèn)題啟發(fā)式算法的大 量實(shí)驗(yàn)測(cè)試密碼協(xié)議等。基本問(wèn)題主要包括：1.對(duì)于給定的問(wèn)題類(lèi),最好的算法是什么？要求的存儲(chǔ)空間和計(jì) 算時(shí)間有多少？空間和時(shí)間如何折衷？2.訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)的最好方法是什么？3.算法最好和最壞的情況是什么？4.算法的平均性能如何？5.算法的通用性如何？四、編程語(yǔ)言（PL=Programming

7、 Languages ）編譯原理 PL1. Overview of programming languages （編程語(yǔ)言大觀(guān)） PL2. Fundamental issues in language design PL3. Virtual machines（虛擬機(jī)）PL4. Introduction tolanguage translation （編譯介紹）PL5. Languagetranslation systems （語(yǔ)言編譯系統(tǒng)）PL6. Typesystems （類(lèi)型系統(tǒng)） PL7. Models of execution control （典型的運(yùn)行控制）PL8. Declara

8、tion, modularity, andstorage management PL9. Programming language semantics （語(yǔ)義化編程語(yǔ)言）PL10. Programmingparadigms （編程范例） PL11. Language-based constructs for parallelism 介紹： 主要內(nèi)容包 括程序設(shè)計(jì)模式，虛擬機(jī)，類(lèi)型系統(tǒng)，執(zhí)行控制模型，語(yǔ)言 編譯系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)義學(xué)，基于語(yǔ)言的并行構(gòu)件等。 抽象形態(tài)的主要內(nèi)容:包括基于語(yǔ)法和動(dòng)態(tài)語(yǔ)義模型的語(yǔ)言 分類(lèi)（如靜態(tài)型，動(dòng)態(tài)型，函數(shù)式，過(guò)程式，面向?qū)ο蟮模?輯，規(guī)格說(shuō)明，報(bào)文傳遞和數(shù)

9、據(jù)流），按照目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域的 語(yǔ)言分類(lèi)（如商業(yè)數(shù)據(jù)處理，仿真，表處理和圖形），程序結(jié)構(gòu) 的主要語(yǔ)法和語(yǔ)義模型的分類(lèi)（如過(guò)程分層，函數(shù)合成,抽象數(shù) 據(jù)類(lèi)型和通信的并行處理），語(yǔ)言的每一種主要類(lèi)型的抽象實(shí) 現(xiàn)模型，詞法分析，編譯，解釋和代碼優(yōu)化的方法，詞法分析器, 掃描器，編譯器組件和編譯器的自動(dòng)生成方法等.理論形態(tài)的主要內(nèi)容：包括形式語(yǔ)言和自動(dòng)機(jī),圖靈機(jī)（過(guò)程式 語(yǔ)言的基礎(chǔ)）,POST系統(tǒng)（字符串處理語(yǔ)言的基礎(chǔ)），lamda- 演算（函數(shù)式語(yǔ)言的基礎(chǔ)），形式語(yǔ)義學(xué)，謂詞邏輯，時(shí)態(tài)邏輯，近 世代數(shù)等.設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容:包括把一個(gè)特殊的抽象機(jī)器（語(yǔ)法）和語(yǔ)義結(jié)合在一起形成的統(tǒng)一的可實(shí)現(xiàn)的 整體特定語(yǔ)

10、言（如過(guò)程式的 （COBOL,FORTURN,ALGOL,Pascal,Ada,C），函數(shù)式的 （LISP），數(shù)據(jù)流的（SISAL,VAL），面向?qū)ο蟮模⊿malltalk，CLU,C+），邏輯的（Prolog），字符串（5110801_）和并發(fā) （CSP,Concurrent Pascal,Modula 2）,特定類(lèi)型語(yǔ)言的指定 實(shí)現(xiàn)方法，程序設(shè)計(jì)環(huán)境，詞法分析器和掃描器的產(chǎn)生器（如 YACC,LEX），編譯器產(chǎn)生器，語(yǔ)法和語(yǔ)義檢查，成型，調(diào)試 和追蹤程序，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言方法在文件處理方面的應(yīng)用（如制 表，圖，化學(xué)公司，統(tǒng)計(jì)處理等。基本問(wèn)題主要包括：1.語(yǔ)言（數(shù)據(jù)類(lèi)型才操作，控制結(jié)構(gòu),引進(jìn)新類(lèi)

11、型和操作 的機(jī)制）表示的虛擬機(jī)的可能組織結(jié)構(gòu)是什么？2.語(yǔ)言如何定義機(jī)器?機(jī)器如何定義語(yǔ)言？3.什么樣的表示法（語(yǔ)義）可以有效地用于描述計(jì)算機(jī)應(yīng)該做什么？五、硬件配置結(jié)構(gòu)和體系（AR= Architecture and Organization）微機(jī) 原理計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)AR1. Digital logic anddigital systems （數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)）AR2. Machinelevel representation of data（硬件層面的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式）AR3. Assembly level machine organization （匯編層次的機(jī) 器系統(tǒng)）AR4. Memor

12、y system organization andarchitecture（內(nèi)存系統(tǒng)的體系和結(jié)構(gòu)）AR5. Interfacingand communication AR6. Functional organization（功 能組合）AR7. Multiprocessing and alternativearchitectures （多進(jìn)程和可替換結(jié)構(gòu)）AR8.Performance enhancements （性能提升） AR9.Architecture for networks and distributed systems （網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)） 介紹： 主要內(nèi)容包括數(shù)字邏 輯，數(shù)

13、據(jù)的機(jī)器表示，匯編級(jí)機(jī)器組織，存儲(chǔ)技術(shù)，接口和通信， 多道處理和預(yù)備體系結(jié)構(gòu)，性能優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)的體 系結(jié)構(gòu)等.抽象形態(tài)的主要內(nèi)容:包括布爾代數(shù)模型，基本組件合成系統(tǒng)的通用方法，電路模型和在有限領(lǐng)域內(nèi)計(jì) 算算術(shù)函數(shù)的有限狀態(tài)機(jī)，數(shù)據(jù)路徑和控制結(jié)構(gòu)模型,不同的 模型和工作負(fù)載的優(yōu)化指令集，硬件可靠性（如冗余，錯(cuò)誤檢測(cè), 恢復(fù)與測(cè)試）,VLSI裝置設(shè)計(jì)中的空間,時(shí)間和組織的折衷,不 同的計(jì)算模型的機(jī)器組織（如時(shí)序的,數(shù)據(jù)流，表處理,陣列處 理晌量處理和報(bào)文傳遞），分級(jí)設(shè)計(jì)的確定，即系統(tǒng)級(jí)，程序級(jí)， 指令級(jí)，寄存器級(jí)和門(mén)級(jí)等.理論形態(tài)的主要內(nèi)容:包括布爾代數(shù)，開(kāi)關(guān)理論，編碼理論,有限自動(dòng)機(jī)理

14、論等.設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容:包括快速計(jì)算的硬件單元（如算術(shù)功能 單元，高速緩沖存儲(chǔ)器），馮諾依曼機(jī)（單指令順序存儲(chǔ)程序式 計(jì)算機(jī)）,RISC和CISC的實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)和記錄信息，以及檢測(cè)與 糾正錯(cuò)誤的有效方法，對(duì)差錯(cuò)處理的具體方法（如恢復(fù),診斷， 重構(gòu)和備份過(guò)程），為VLSI電路設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 系統(tǒng)和邏輯模擬，故障診斷，硅編譯器等，在不同計(jì)算模型上的 機(jī)器實(shí)現(xiàn)（如數(shù)據(jù)流，樹(shù),LISP,超立方結(jié)構(gòu),向量和多處理器）， 超級(jí)計(jì)算機(jī)等.基本問(wèn)題主要包括：1.實(shí)現(xiàn)處理器內(nèi)存和機(jī)內(nèi)通信的方法是什么？2.如何設(shè)計(jì)和控制大型計(jì)算系統(tǒng)，而且使其令人相信，盡管存在錯(cuò)誤和失敗,但它仍 然是按照我們的意圖

15、工作的？ 3.哪種類(lèi)型的體系結(jié)構(gòu)能 夠有效地包含許多在一個(gè)計(jì)算中能夠并行工作的處理元素？ 4.如何度量性能？六、操作系統(tǒng)（OS=Operating Systems）操作系統(tǒng)OS1. Overview of operating systems（操作系統(tǒng)大觀(guān)）OS2. Operating system principles （操作系統(tǒng)概念）OS3. Concurrency （并行處理）OS4.Scheduling and dispatch （日程和調(diào)度） OS5. Memory management （內(nèi)存管理）OS6. Device management（設(shè)備管理）OS7. Security a

16、nd protection （安全和防護(hù)） OS8. File systems （文件系統(tǒng)）OS9. Real-timeand embedded systems （實(shí)時(shí)和嵌入式系統(tǒng)）OS10.Fault tolerance （容錯(cuò)性）OS11. System performanceevaluation （系統(tǒng)運(yùn)行效率評(píng)估）OS12. Scripting （自動(dòng)化處理腳本）介紹：主要內(nèi)容包括操作系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，并發(fā)處理，資源分配與調(diào)度，存儲(chǔ)管理，設(shè)備管 理，文件系統(tǒng)等。抽象形態(tài)的主要內(nèi)容:包括不考慮物理細(xì)節(jié)（如面向進(jìn)程而不是處理器，面向文件而不是磁盤(pán)） 而對(duì)同一類(lèi)資源上進(jìn)行操作的抽象原則，用戶(hù)接

17、口可以察覺(jué) 的對(duì)象與內(nèi)部計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的綁定（Binding），重要的子問(wèn)題模 型（如進(jìn)程管理，內(nèi)存管理，作業(yè)調(diào)度,兩級(jí)存儲(chǔ)管理，和性能分 析）,安全計(jì)算模型（如訪(fǎng)問(wèn)控制和驗(yàn)證）等.理論形態(tài)的主要內(nèi)容:包括并發(fā)理論，調(diào)度理論（特別是處理機(jī)調(diào)度），程序行為和存儲(chǔ)管理的理論，（如存儲(chǔ)分配的優(yōu)化策略”性能模 型化與分析等設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容:包括分時(shí)系統(tǒng)，自動(dòng)存儲(chǔ)分配器，多級(jí)調(diào)度器，內(nèi)存管理器，分層文件系統(tǒng)和其 他作為商業(yè)系統(tǒng)基礎(chǔ)的重要系統(tǒng)組件，構(gòu)建操作系統(tǒng)（如 UNIX,DOS,Windows）的技術(shù)，建立實(shí)用程序庫(kù)的技術(shù)（如編 輯器，文件形式程序,編譯器，連接器和設(shè)備驅(qū)動(dòng)器），文件和文 件系統(tǒng)等內(nèi)容.

18、基本問(wèn)題主要包括：1.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作的每一個(gè)級(jí)別上,可見(jiàn)的對(duì)象和允許進(jìn)行的操作各 是什么？2.對(duì)于每一類(lèi)資源,能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效利用的最小操作集是什么？3.如何組織接口才能使得用戶(hù)只需與抽象的資源而非硬件的物理細(xì)節(jié)打交道？4.作業(yè)調(diào)度,內(nèi)存管理，通信，軟件資源訪(fǎng)問(wèn)，并發(fā)任務(wù)間的通信以及可靠性與 安全的控制策略是什么？5.通過(guò)少數(shù)構(gòu)造規(guī)則的重復(fù)使用進(jìn)行系統(tǒng)功能擴(kuò)展的原則是什么？七、網(wǎng)絡(luò)中心計(jì)算（NC=Net-Centric Computing）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 工程 NC1. Introduction to net-centric computing （云 計(jì)算介紹）NC2. Communi

19、cation and networking （溝通和網(wǎng)絡(luò)） NC3. Network security（網(wǎng)絡(luò)安全） NC4. The web as an example of client-server computing （服/ 客計(jì)算模式的實(shí)例網(wǎng)絡(luò)）NC5. Building webapplications （建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用） NC6. Network management （網(wǎng)絡(luò)管理）NC7. Compression anddecompression （壓縮和解壓）NC8. Multimedia datatechnologies （多媒體數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)）NC9. Wirelessand mo

20、bile computing （無(wú)線(xiàn)和移動(dòng)計(jì)算）介紹：主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)安全，網(wǎng)絡(luò)管理，無(wú) 線(xiàn)和移動(dòng)計(jì)算以及多媒體數(shù)據(jù)技術(shù)等.抽象形態(tài)的主要內(nèi)容:包括分布式計(jì)算模型（如C/S模式，合作時(shí)序進(jìn)程， 消息傳遞和遠(yuǎn)方過(guò)程調(diào)用），組網(wǎng)（分層協(xié)議.命名.遠(yuǎn)程資源利 用,幫助服務(wù)和局域網(wǎng)協(xié)議）,網(wǎng)絡(luò)安全模型（如通信，訪(fǎng)問(wèn)控制 和驗(yàn)證）等.理論形態(tài)的主要內(nèi)容:包括數(shù)據(jù)通信理論,排隊(duì)理論,密碼學(xué)，協(xié)議的形式化驗(yàn)證等.設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容:包括排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)建模和實(shí)際系統(tǒng)性能評(píng)估的模擬程 序包,網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（如以太網(wǎng).FDDI.令牌網(wǎng)）,包含在TCP/IP 中的協(xié)議技術(shù)虛擬電路協(xié)議Internet,

21、實(shí)時(shí)會(huì)議等. 基本問(wèn)題主要包括：1.網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)如何進(jìn)行交換？ 2.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如何驗(yàn)證？3.如何保證網(wǎng)絡(luò)的安全？4.分布式計(jì)算的性能如何評(píng)價(jià)？5.分布式計(jì)算，如何組織才能夠使通過(guò)通信網(wǎng)連接在一起的自主計(jì)算機(jī)參加到一項(xiàng)計(jì)算 中而網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主機(jī)地址，帶寬和資源則具有透明性？八、人機(jī)交互（HC=Human-Computer Interaction）（Windows 編程 HC1. Foundations of human-computer interaction （人機(jī)交互基礎(chǔ)）HC2. Human-centeredsoftware evaluation （人本軟件評(píng)估）HC3.Human-cente

22、red software development （人本軟件開(kāi)發(fā)） HC4. Graphical user-interface design （圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)） HC5. Graphical user-interface programming （圖形用戶(hù)界 面編程） HC6. HCI aspects of multimedia systems （多 媒體系統(tǒng)中的人機(jī)交互大觀(guān)）HC7. HCI aspects ofcollaboration and communication （協(xié)作和交互的人機(jī)交互 大觀(guān)） 介紹：主要內(nèi)容包括以人為中心的軟件開(kāi)發(fā)和評(píng)價(jià)，圖形用戶(hù)接口設(shè)計(jì)，多媒體系統(tǒng)的人機(jī)接口

23、等. 抽象形態(tài)的主要內(nèi)容:包括人的表現(xiàn)模型（如理解,運(yùn)動(dòng),認(rèn)知， 文件,通信和組織），原型化,交互對(duì)象的描述,人機(jī)通信（含減少 人為錯(cuò)誤和提高人的生產(chǎn)力的交互模式心理學(xué)研究）等. 理論形態(tài)的主要內(nèi)容:包括認(rèn)知心理學(xué)，社會(huì)交互科學(xué)等. 設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容:交互設(shè)備（如鍵盤(pán),語(yǔ)音識(shí)別器），有關(guān)人 機(jī)交互的常用子程序庫(kù)，圖形專(zhuān)用語(yǔ)言，原形工具，用戶(hù)接口 的主要形式（如子程序庫(kù)，專(zhuān)用語(yǔ)言和交互命令），交互技術(shù)（如 選擇，定位，定向，拖動(dòng)等技術(shù)）,圖形拾取技術(shù)，以“人為中心”的 人機(jī)交互軟件的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等.基本問(wèn)題主要包括：1.表示物體和自動(dòng)產(chǎn)生供閱覽的照片的有效方法是什么？ 2.接受輸入和給出輸出的有效

24、方法是什么？3.怎樣才能減小產(chǎn)生誤解和由此產(chǎn)生的人為錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)？4.圖表和其他工具怎樣才能通過(guò)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)集中的信息去理解物理 現(xiàn)象？ 八、圖形和可視化計(jì)算（GV=Graphics and VisualGV1.Computing圖形設(shè)計(jì)多媒體技術(shù) Fundamental techniques in graphics GV2. Graphic systems （圖形系統(tǒng)） GV3. Graphic communication （圖形通訊）GV4. Geometric modelingGV5.GV1.Basic rendering （基礎(chǔ)渲染） GV6. Advanced rendering （高階

25、渲染）GV7. Advanced techniquesGV8.Computer animation （計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)）GV9. Visualization（可視化）GV10. Virtual reality （虛擬現(xiàn)實(shí)） GV11.Computer vision介紹： 主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，可視化,虛擬現(xiàn)實(shí),計(jì)算機(jī)視覺(jué)等4個(gè)學(xué)科子領(lǐng)域的研 究?jī)?nèi)容.抽象形態(tài)的主要內(nèi)容:包括顯示圖像的算法,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）模型,實(shí)體對(duì)象的計(jì)算機(jī)表示，圖像處 理和加強(qiáng)的方法.理論形態(tài)的主要內(nèi)容:包括二維和高維幾何（包括解析，投影，仿射和計(jì)算幾何），顏色理論，認(rèn)知心 理學(xué)，傅立葉分析，線(xiàn)性代數(shù),圖論等設(shè)計(jì)形態(tài)

26、的主要內(nèi)容:包括不同的圖形設(shè)備上圖形算法的實(shí)現(xiàn),不斷增多的 模型和現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)性圖形算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，在顯示中彩色 圖的恰當(dāng)使用，在顯示器和硬拷貝設(shè)備上彩色的精確再現(xiàn)，圖 形標(biāo)準(zhǔn)圖形語(yǔ)言和特殊的圖形包,不同用戶(hù)接口技術(shù)的實(shí)現(xiàn) （含位圖設(shè)備上的直接操作和字符設(shè)備的屏幕技術(shù)），用于不 同的系統(tǒng)和機(jī)器之間信息轉(zhuǎn)換的各種標(biāo)準(zhǔn)文件互換格式的 實(shí)現(xiàn),CAD系統(tǒng)，圖像增強(qiáng)系統(tǒng)等.基本問(wèn)題主要包 括：1.支撐圖像產(chǎn)生以及信息瀏覽的更好模型？ 2.如 何提取科學(xué)的（計(jì)算和醫(yī)學(xué)）和更抽象的相關(guān)數(shù)據(jù)？ 3.圖 像形成過(guò)程的解釋和分析方法？十、智能系統(tǒng)（IS=Intelligent Systems）人工智能IS1.Fu

27、ndamental issues in intelligent systems IS2. Search and constraint satisfaction （查找和條件的滿(mǎn)足） IS3. Knowledge representation and reasoning （知識(shí)表達(dá) 和推理） IS4. Advanced search （高階搜索） IS5. Advanced knowledge representation and reasoning （高階 知識(shí)表達(dá)和推理）IS6. Agents （？） IS7. Naturallanguage processing（自然語(yǔ)言處理）IS8. M

28、achinelearning and neural networks （機(jī)器學(xué)習(xí)和中樞網(wǎng)絡(luò)） IS9. AI planning systems （人工智能任務(wù)系統(tǒng)）IS10.Robotics （機(jī)器人） 介紹： 主要內(nèi)容包括約束 可滿(mǎn)足性問(wèn)題，知識(shí)表示和推理,Agent,自然語(yǔ)言處理,機(jī)器學(xué) 習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，人工智能規(guī)劃系統(tǒng)和機(jī)器人學(xué)等.抽象形態(tài)的主要內(nèi)容:包括知識(shí)表示（如規(guī)則,框架和邏輯）以及 處理知識(shí)的方法（如演繹,推理）,自然語(yǔ)言理解和自然語(yǔ)言表 示的模型（包括音素表示和機(jī)器翻譯），語(yǔ)音識(shí)別與合成，從文 本到語(yǔ)音的翻譯，推理與學(xué)習(xí)模型（如不確定，非單調(diào)邏 輯,Bayesian推理），啟發(fā)式

29、搜索方法,分支界限法脛制搜索， 模仿生物系統(tǒng)的機(jī)器體系結(jié)構(gòu)（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）,人類(lèi)的記憶模型以及自動(dòng)學(xué)習(xí)和機(jī)器人系統(tǒng)的其他元素等.理論形態(tài)的主要內(nèi)容:包括邏輯（如單調(diào)，非單調(diào)和模糊邏輯）,概念依 賴(lài)性,認(rèn)知,自然語(yǔ)言理解的語(yǔ)法和語(yǔ)義模型，機(jī)器人動(dòng)作和機(jī) 器人使用的外部世界模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)原理，以及相關(guān)支 持領(lǐng)域（如結(jié)構(gòu)力學(xué)，圖論，形式語(yǔ)法,語(yǔ)言學(xué)哲學(xué)與心理學(xué)）等. 設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容:包括邏輯程序設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技 巧，定理證明，規(guī)則評(píng)估，在小范圍領(lǐng)域中使用專(zhuān)家系統(tǒng)的技術(shù), 專(zhuān)家系統(tǒng)外殼程序,邏輯程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)（如PROLOG）,自然 語(yǔ)言理解系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，國(guó)際象棋和其他策略性游戲 的

30、程序，語(yǔ)音合成器，識(shí)別器，機(jī)器人等.基本問(wèn)題主要有：1.基本的行為模型是什么？如何建造模擬它們的機(jī) 器？2.規(guī)則評(píng)估，推理，演繹和模式計(jì)算在多大程度上描述了智能？3.通過(guò)這些方法模擬行為的機(jī)器的最終性能如何？4.傳感數(shù)據(jù)如何編碼才使得相似的模式有相似的代碼？5.電機(jī)編碼如何與傳感編碼相關(guān)聯(lián)？6.學(xué)習(xí)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)怎樣？7.這些系統(tǒng)是如何表示它們對(duì)這個(gè)世界的理解的？ 十一、信息管理（IM=Information Management數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)IM1.Information models and systems IM2. Database systems （數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）IM3. Dat

31、a modeling （數(shù)據(jù)建模） IM4. Relational databases （關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)） IM5. Database query languages （數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)語(yǔ)言）IM6. Relational database design （關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)） IM7. Transaction processing （事務(wù)處理）IM8.Distributed databases （分布式數(shù)據(jù)庫(kù)）IM9. Physicaldatabase design （硬件級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)）IM10. Datamining （數(shù)據(jù)挖掘） IM11. Information storage and retri

32、eval IM12. Hypertext and hypermedia （超文本和 超媒體）IM13. Multimedia information and systems（多媒體信息和系統(tǒng)）IM14. Digital libraries （數(shù)字圖書(shū)館） 介紹：主要內(nèi)容包括信息模型與信息系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)建模，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)語(yǔ)言,關(guān)系數(shù) 據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，事務(wù)處理,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)挖掘,信息存儲(chǔ)與檢 索，超文本和超媒體，多媒體信息與多媒體系統(tǒng)，數(shù)字圖書(shū)館等. 抽象形態(tài)的主要內(nèi)容:包括表示數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)元素 之間關(guān)系的模型（如E-R模型，關(guān)系模型,面向?qū)ο蟮哪Ｐ停瑸?快速檢索的文件

33、表示（如索弓I）,保證更新時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)完整性（一 致性）的方法，防止非授權(quán)泄露或更改數(shù)據(jù)的方法,對(duì)不同類(lèi)信 息檢索系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)（如超文本,文本,空間的，圖像，規(guī)則集）進(jìn) 行查詢(xún)的語(yǔ)言，允許文檔在多個(gè)層次上包含文本，視頻，圖像和 聲音的模型（如超文本）,人的因素和接口問(wèn)題等.理論形態(tài)的主要內(nèi)容:包括關(guān)系代數(shù)，關(guān)系演算，數(shù)據(jù)依賴(lài)?yán)碚摚?并發(fā)理論，統(tǒng)計(jì)推理榔序與搜索,性能分析以及支持理論的密 碼學(xué).設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容:包括關(guān)系，層次，網(wǎng)絡(luò)，分布式和并行數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)技術(shù)，信息檢索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，安 全數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，超文本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，把大型數(shù) 據(jù)庫(kù)映射到磁盤(pán)存儲(chǔ)器的技術(shù),把大型的只讀數(shù)據(jù)庫(kù)映射到

34、 光存儲(chǔ)介質(zhì)上的技術(shù)等.基本問(wèn)題主要包括：1.使用什么樣的建模概念來(lái)表示數(shù)據(jù)元素及其相互關(guān)系？ 2.怎樣把基本操作（如存儲(chǔ)，定位，匹配和恢復(fù)）組合成有效的 事務(wù)？3.這些事務(wù)怎樣才能與用戶(hù)有效地進(jìn)行交互？4.高級(jí)查詢(xún)?nèi)绾畏g成高質(zhì)量的程序？5.哪種機(jī)器體系結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行有效的恢復(fù)和更新？6.怎樣保護(hù)數(shù)據(jù)，以避免非授權(quán)訪(fǎng)問(wèn)，泄露和破壞？7.如何保護(hù)大型的數(shù)據(jù)庫(kù)，以避免由于同時(shí)更新引起的不一致性？8.當(dāng)數(shù)據(jù)分布在許多機(jī)器上時(shí)如何保護(hù)數(shù)據(jù)，保證性能？9.文本如何索引和分類(lèi)才能夠進(jìn)行有效的恢復(fù)？十二、軟件工程 TOC o 1-5 h z （SE=Software Engineering）軟件工程SE1.

35、Software processes SE2. Software requirements and specifications （軟件要求） SE3. Software design （軟 件設(shè)計(jì)）SE4. Software validation（軟件認(rèn)證）SE5.Software evolution （軟件進(jìn)化）SE6. Software projectmanagement （軟件項(xiàng)目管理） SE7. Software tools and environments （軟件開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境）SE8.Component-based computing SE9. Formal methodsS

36、E11.SE10. Software reliability （軟件穩(wěn)健性）SE11.Specialized systems development （特定系統(tǒng)開(kāi)發(fā)） 介紹：主要內(nèi)容包括軟件過(guò)程，軟件需求與規(guī)格說(shuō)明，軟件設(shè)計(jì)，軟件驗(yàn)證，軟件演化，軟件項(xiàng)目管理，軟件開(kāi)發(fā)工 具與環(huán)境，基于構(gòu)件的計(jì)算，形式化方法，軟件可靠性，專(zhuān) 用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等.抽象形態(tài)的主要內(nèi)容:包括規(guī)約方法（如謂詞轉(zhuǎn)換器,程序設(shè)計(jì)演算，抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型和Floyd-Hoare 公理化思想），方法學(xué)（如逐步求精法,模塊化設(shè)計(jì)），程序開(kāi)發(fā)自 動(dòng)化方法（如文本編輯器，面向語(yǔ)法的編輯器和屏幕編輯器）, 可靠計(jì)算的方法學(xué)（如容錯(cuò)，安全，可靠性,

37、恢復(fù)，多路冗余），軟 件工具與程序設(shè)計(jì)環(huán)境，程序和系統(tǒng)的測(cè)度與評(píng)價(jià)，軟件系統(tǒng) 到特定機(jī)器的相匹配問(wèn)題域，軟件研制的生命周期模型等. 理論形態(tài)的主要內(nèi)容:包括程序驗(yàn)證與證明，時(shí)態(tài)邏輯,可靠性 理論以及支持領(lǐng)域:謂詞演算，公理語(yǔ)義學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)等. 設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容:包括歸約語(yǔ)言,配置管理系統(tǒng)，版本修改 系統(tǒng)，面向語(yǔ)法的編輯器，行編輯器，屏幕編輯器和字處理系統(tǒng), 實(shí)際使用并受到支持的特定軟件開(kāi)發(fā)方法（如 HDM,Dijkstra,Jockson,Mills 和 Yourdon 倡導(dǎo)的方法），測(cè)試的 過(guò)程與實(shí)踐（如遍歷，手工仿真，模塊間接口的檢查），質(zhì)量保證 與工程管理，程序開(kāi)發(fā)和調(diào)試，成型，文本

38、格式化和數(shù)據(jù)庫(kù)操作 的軟件工具，安全計(jì)算系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)與確認(rèn)過(guò)程的描述理 戶(hù)接口設(shè)計(jì)，可靠容錯(cuò)的大型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以公眾利益為 中心的“軟件從業(yè)人員認(rèn)證體系.基本問(wèn)題主要包括:1.程序和程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展背后的原理是什么？2.如何證明一個(gè)程序或系統(tǒng)滿(mǎn)足其規(guī)格說(shuō)明？3.如何編寫(xiě)不忽略重要情況且能用于安全分析的規(guī)格說(shuō)明？4.軟件系統(tǒng)是如何歷經(jīng)不同的各代進(jìn)行演化的？5.如何從可理解性和易修改性著手設(shè)計(jì)軟件？十三.社會(huì)和專(zhuān)業(yè)爭(zhēng)議（SP=Social and Professional Issues法律公共關(guān)系SP1. History of computing SP2. Social context of computing SP3. Methods and tools of anal