第1章緒論1.1計算機概述

1.2計算機學科概述

1.3計算機學科的專業概述1.4計算機學科畢業生的基本要求1.5社會信息化概述1.1計算機概述公認的第一臺電子計算機ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)是1946年2月15日在美國賓夕法尼亞大學莫爾學院研制成功的，每秒能進行5000次加法運算。1958年8月1日，我國第一臺數字電子計算機——103機誕生，平均運算速度為每秒30次。計算機的定義什么是計算機

計算機是一種能按照事先存儲的程序，自動地、高速地、精確地進行大量數值計算，并且具有記憶（存儲）能力、邏輯判斷能力和可靠性能的數字化信息處理能力的現代化智能電子設備。計算機的發展與作用計算機的發展代別年代使用的主要元器件使用的軟件類型主要應用領域第1代20世紀40年代中期?50年代末期CPU:電子管內存:磁鼓使用機器語言和匯編語言編寫程序科學和工程計算第2代20世紀50年代中、后期?60年代中期CPU:晶體管內存:磁芯使用FORTRAN等高級程序設計語言開始廣泛應用于數據處理領域第3代20世紀60年代中期?70年代初期CPU:中、小規模集成電路(SSI,MSI)內存：SSI,MSI的半導體存儲器操作系統、數據庫管理系統等普遍使用在科學計算、數據處理、工業控制等領域得到廣泛應用第4代20世紀70年代中期以來CPU:大、超大規模集成電路(LSI、VLSI)內存：LSI、VLSI的半導體存儲器軟件開發工具和平臺、分布式計算軟件等開始廣泛使用深入到各行各業，家庭和個人普遍使用計算機計算機的發展與作用計算機的作用使用計算機進行信息處理的優勢：①速度快、通用性強。②具有多種多樣的信息處理能力，不僅能進行復雜的數學運算，而且能對文字、圖像和聲音等多種形式的信息進行獲取、編輯、轉換、存儲、展現等處理。③信息存儲容量大、存取速度高。④具有互連、互通和互操作的特性，計算機網絡不僅能進行信息的交流與共享，還可借助網絡上的其他計算機協同完成復雜的信息處理任務。計算機的發展與作用具體應用計算機應用于工農業生產，大大提高了人類物質生產水平和社會勞動生產率，促進了經濟的飛躍發展。計算機應用于教育文化，為人類傳承并創造知識與文化提供了現代化工具，改變了人們創造和傳播文化的方式和方法。計算機進入辦公室和家庭，正改變著人們的工作方式和生活方式。計算機科學技術應用于經濟、科技、文化、軍事、國防等，使國家變得為更加強大。計算機的分類

最常見的有兩種方法：一是按其內部邏輯結構進行分類,如16位、32位或64位計算機等；二是按計算機的規模以及性能指標（如運算速度等）進行分類，通常把計算機分成下面五大類。巨型計算機也稱為超級計算機，它采用大規模并行處理的體系結構，通常包含數以千萬計的CPU。它有極強的運算處理能力，運算速度達到每秒千萬億次浮點運算。大型計算機速度快、存儲容量大、通信聯網功能完善、可靠性高、安全性好、有豐富的系統軟件和應用軟件的計算機，通常含有幾十個甚至更多個CPU，它可以同時運行多個操作系統。計算機的分類服務器服務器原本只是一個邏輯上的概念，指的是網絡中專門為其他計算機提供資源和服務的那些計算機及相關軟件，巨、大、中、小、微各種計算機原理上都可以作為服務器使用。但后來計算機生產廠商專門開發了用作服務器的一類計算機產品。個人計算機個人計算機（PersonalComputer）也稱個人電腦、PC機或微型計算機。個人計算機分成臺式機和便攜機（筆記本、平板式電腦）兩大類。計算機的分類嵌入式計算機嵌入式計算機通常嵌入在單個微處理器芯片上，程序固化在ROM中，而且把存儲器、輸入/輸出控制與接口電路等也都集成在芯片中，甚至把電子系統的模擬電路、數字/模擬混合電路和無線通信使用的射頻電路等也都集成在單個芯片中，這樣的超大規模集成電路稱為SoC(SystemonChip)，國內稱為片上系統或系統級芯片。艾訊sbc84620嵌入式單板電腦線路圖計算機的特點運算速度快。目前，超級計算機的運算速度已經達到千萬億次每秒。計算精度高。計算機的字長從8位、16位增加到32位、64位甚至更長。存儲容量大。計算機具有內存儲器和外存儲器，內存儲器用來存儲正在運行的程序和數據，外存儲器用來存儲需要長期保存的數據。計算自動化。由于計算機可以存儲程序，從而使得計算機可以在程序的控制下自動地完成各種操作。連接與網絡化。計算機設置了各種接口，可以實現網絡連接，從而方便地進行資源共享與信息交流。通用性強。各種系統軟件和應用軟件的迅速發展，不僅使計算機易于操作，而且大大擴展了計算機的功能。計算機的發展趨勢計算機的發展將趨向超高速、超小型、并行處理和智能化。智能化的超級計算機。新型高性能計算機量子計算機光子計算機分子計算機納米計算機1.2計算機學科概述計算機學科是對描述和變換信息的算法過程，包括對其理論、分析、設計、效率、實現和應用等進行的系統研究。它來源于對算法理論、數理邏輯、計算模型、自動計算機器的研究，并與存儲式電子計算機的發明一同形成于20世紀40年代初期。計算機學科的定義計算機學科包括科學和技術兩個方面：科學側重于研究現象、揭示規律；技術則側重于研制計算機、研究使用計算機進行信息處理的方法與技術手段。計算機學科除了具有較強的科學性外，還具有較強的工程性，因此，它是一門科學性與工程性并重的學科，表現為理論和實踐緊密結合的特征。在構建和測試自然現象的模型時，計算機學科屬于科學范疇，采用的是科學研究的方法；在設計和構建越來越復雜的計算系統時，計算機學科屬于工程范疇，采用的則是工程學的技術。計算機學科的根本問題

計算機學科所有分支領域的根本任務就是進行計算，其實質就是字符串的變換。

抽象思維邏輯思維描述問題求解問題形式化描述自動化運行符號符號變換問題1.3計算機學科的專業概述

教育部計算機學科教學指導委員會先是在2000年設置了計算機科學與技術專業，于2006年在進行廣泛調查的基礎上設置了計算機科學與技術方向、軟件工程方向、計算機工程方向、信息技術方向這四個計算機科學與技術本科專業規范，有效地指導不同辦學單位的定位，并鼓勵按多規格發展思路辦學。2011年將原來的計算機科學與技術專業的軟件工程方向改為軟件工程專業，又于2012年設置了物聯網工程專業，2013年設置了網絡工程專業。人才培養計劃的體系架構辦學定位

計算機應用型本科專業以培養從事計算機系統集成的應用人才為主，注重培養學生軟硬件系統的研發能力，強調學生對非計算機學科（專業）知識的融會貫通。所培養的學生應具備扎實的計算機基礎理論知識和較強的實踐能力，能根據用戶需求，設計系統建設方案，完成系統的配置和產品選型，為客戶構建開放性的、先進適用的集成系統，并承擔用戶培訓和系統的升級及維護工作。人才培養計劃的體系架構人才應具備的知識結構和能力

面向21世紀的計算機專業應用型人才，不僅要具有合理的知識結構，而且還應具有合理的能力結構。具備能力基礎技能人文社科（人文課程）基礎理論專業技能專業理論知識綜合應用及創新能力實踐動手能力計算機學科專業內容

計算機工程

是一門關于設計和構造計算機以及基于計算機的系統的學科。它所涉及的研究包括軟件、硬件、通信以及它們之間的相互作用等方面。它的課程關注傳統的電子工程及數學方面的理論、原理及實踐，還包括如何應用它們解決設計計算機和基于計算機的設備等問題。

網絡工程

是為適應新世紀的信息化、網絡化的發展趨勢，為計算機網絡工程建設、安裝、運行、管理和維護而設置的專業。該專業培養掌握計算機網絡工程技術的基本理論、方法與應用，從事計算機網絡工程及相關領域中的系統研究、設計、運行、維護和管理的高級工程技術人才。計算機學科專業內容

計算機科學與技術

該學科范圍跨度很大，包括從理論基礎、算法基礎到最前沿的學科發展，比如機器人學、計算機視覺、智能系統、仿生信息學等許多非常活躍的學科。

數字媒體技術

該專業數字媒體技術畢業生適合到新聞媒體機構、文化傳播機構、影視制作公司、游戲軟件公司、動漫設計與制作公司、廣告公司、政府機構、教育與培訓機構、大型企事業等相關行業，從事動畫制作設計與開發、游戲軟件設計與開發、影視制作、廣告設計、網絡媒體設計與開發等相關工作。

計算機學科專業內容軟件工程本專業培養具有良好的科學素養，系統地掌握計算機科學與技術基礎知識、規范的軟件設計與開發能力、良好的組織與交流能力，能在科研部門、教育單位、企業、事業和行政管理部門等單位從事復合型、實用型軟件設計、系統分析和工程應用的專門技術人才。

1.4計算機學科畢業生的基本要求

21世紀的高等教育將從大學一次性教育轉變為終身教育，培養模式將由過去的單純重視知識向“知識、能力、素質、創新”的轉變，這就要求計算機專業畢業生的檢驗主要體現在專業能力和綜合素質兩個方面。計算機學科畢業生的基本要求專業能力

面向計算機學科的思維能力。一是面向計算機學科方法論的思維能力；二是面向計算機學科的數學思維能力。運用知識、使用工具的能力。掌握計算機學科知識體系中的核心知識，具備對工具及技巧進行選擇與應用的能力，從而解決問題的能力，把算法思想和數據表示組織在計算機軟件中，使軟件滿足某種用途的能力；硬件設計、數字邏輯系統設計及其實現、維護的能力等。掌握新知識的能力。必須要有學習、儲存新知識的能力和迅速適應社會職業轉換的能力，這就要求能夠較快地掌握本領域的新知識、新技術、新方法和新工具。作為項目組成員富有成效地開展工作的能力。善于表達自己對項目的理解以及開發過程中的問題，具有作為團隊成員和其他成員進行合作的能力，同時也要具備在適當的指導下進行獨立工作的能力。創新能力。在基礎研發、工程設計和實踐等方面具有一定的創新意識和創新能力，即在前人工作的基礎上，能夠提出新思想、新概念、新方法、新技術和新理論，并能通過設計與實驗驗證。計算機學科畢業生的基本要求

綜合素質品德素質。熱愛祖國，熱愛人民，擁護中國共產黨的領導；具有責任心和社會責任感；具有法律意識，嚴于律己，寬以待人；熱愛本專業，注重職業道德修養。心理素質。樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，能適應順境和逆境環境下的自我調整，既不為一時的成功而沾沾自喜，也不為一時的挫折而灰心喪氣。人文素質。從人類一切優秀文化中汲取營養，陶冶情操，提高自身的文學素質、科學素質、美學素質。身體素質。注意鍛煉身體，具備良好的身體素質，以應對日常工作及超強度工作的需要。敬業精神。科技成就是智慧和勤奮的結晶，沒有持之以恒的努力很難有大的作為。從IT行業的現狀分析，企業需要的是踏踏實實工作、勤奮敬業的員工。團隊精神。在計算機領域，無論是學術研究、技術開發還是商業經營，都不是一兩個人所能勝任的，需要一個團隊的共同努力。善于看到別人，尤其是同事的長處，是具有良好的團隊精神的基礎。1.5社會信息化概述

社會信息化，是指以計算機信息處理技術和傳輸手段的廣泛應用為基礎和標志的新技術革命，影響和改造社會生活方式與管理方式的過程。社會信息的過程是指在經濟生活全面信息化的進程中，人類社會生活的其他領域也逐步利用先進的信息技術，建立起各種信息網絡；同時，大力開發有關人們日常生活內容，不斷豐富人們的精神文化生活，提升生活質量的過程。社會信息化的主要內容社會信息化的主要內容是信息傳輸手段的現代化，以現代信息網絡建設為核心。現代信息網絡以其速度快、容量大等特征，被稱之為信息高速公路，并成為信息化建設中的重點工程。現代信息網絡的建設與使用，使信息傳輸手段有了質的改變，帶動了信息產業化，提高了社會信息化的程度。

社會信息化的發展概況信息系統的發展系統功能的強化和擴大化。系統的網絡化。系統利用的高速化和高效化。

信息產業的發展電子信息技術和設備制造業的迅速發展。電子信息服務業的迅速發展。信息產業政策的制定。信息產業的具體內容信息產業是指信息設備生產制造，以及利用這些設備進行信息采集、儲存、傳遞、處理、制作與服務的所有行業與部門的總和。信息產業信息技術產業信息內容產業信息服務產業芯片,計算機,手機,通信設備,數字電視,軟件,電子器件等內容數字化,數字文化,教育科技,知識產業,數字娛樂,電子游戲等信息基礎設施電子政務,商務,金融,物流,教育,醫療,社區,認證,娛樂,游戲等電信網絡,廣播電視網絡,互聯網絡等信息產業已是全球第一大產業

（數據來源：2010.1.28《中國電源博覽》第107期2007年：世界總產值達49.88萬億美元,同比增長3.6％；電子信息產業總產值達4.65萬億美元,同比增長9.5％,占世界總產值的9.3％,居各產業之首；2008年：世界總產值達51.73萬億美元，同比增長3.7％；電子信息產業總產值達4.96萬億美元，同比增長6.6％,占世界總產值的9.6％；2009年：世界總產值達52.86萬億美元,同比增長2.2％，電子信息產業達5.15萬億美元，同比增長3.8％,占世界總產值的9.7％。我國信息產業情況如何？（數據來源：2013.2.3工信部發布）

2012年，我國電子信息產業銷售收入突破十萬億元大關，達到11.0萬億元，增幅超過15%；其中，規模以上制造業實現收入84619億元，同比增長13.0%；軟件業實現收入25022億元(快報數據)，比上年增長28.5%。我國IT產業在國民經濟中的地位我國ICT產業占GDP比例2008年：GDP總值中6.52%來自信息產業；GDP增速中8.92%（即0.8個百分點）來自信息產業ICT產業對GDP增長率的貢獻

2009年電子信息產業收入占全部工業收入的10.0%，利潤占全部工業的

6.0%，稅金占全部工業的

8.4%，從業人員占全部工業的

9.0%(755萬)，進出口占全