计算机科学与技术的应用领域简述1文档格式.docx

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计算思维的提出与美国总统信息技术咨询委员会2005年6月提交的报告《计算机科学：

确保美国竞争力》密切相关。

《计算科学：

确保美国竞争力》报告不仅对美国的科技与教育发展具有十分重要的战略意义，对中国而言，也有相当的借鉴作用。

报告开篇写道，大约在半个世纪前，苏联成功地发射了世界第一颗人造卫星，撼动了美国在政治与科技上的领导地位，促使美国在科学、工程和技术领域进行全面的改革。

报告认为，如今美国又一次面临着挑战，这一次的挑战比以往更加广泛、复杂，也更具长期性。

报告认为，美国买没有认识到计算科学在社会科学、生物医学、工程研究、国际安全，以及工业改革中的中心位置。

报告认为，这种认识不足以将危及美国的科学领导地位、经济竞争力以及国家的安全。

报告建议，将计算科学长期置于国家科学与技术领域的中心领导地位。

报告给出了两个重要结论：

（1）虽然计算本身也是一门学科，但是其具有促进其他学科发展的作用。

（2）21世纪科学上最重要的、经济上最有前途的研究前沿都有可能通过熟练地掌握先进的计算技术和运用计算机而得到解决。

计算思维就是在这个背景下提出，并成为被美国CPATH计划、美国国家科学基金“计算是能的科学发现与技术创新”国家重大计划采用的一个重要的核心概念。

（3）计算思维的概念？

2006年3月，周以真教授在国际著名计算机杂志上发表了"

计算思维"

一文，给出了计算思维一个总的定义，该定义被国际学术界广泛采用。

计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解.系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

为便于理解，文中有给出了计算思维更详细的7种描述和六大特征。

（1）计算思维是通过约简，嵌入，转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎么解决的思维方法。

（2）计算思维是一种递归思维，是一种把代码译成数据又能将数据译成代码的方法，是一种多维分析推广的类型检查方法。

（3）计算思维是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法，是基于关注点分离的方法。

（4）计算思维是一种选择适合的方式去陈述一个问题，或对一个问题的相关问题建模使其易于处理的思维方法。

（5）计算思维是按照预防，保护及通过亢余，容错，纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复样的一种思维方式。

（6）计算思维是利用启发式推理寻求解答，既在不确定情况下的规划，学习和调度的思维方式。

（7）计算思维是利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行折中的思维方式。

6大特征

（1）概念化，不是程序化。

计算机科学不是计算机编程。

像计算机科学家那样去思维以为着远远不仅局限于能为计算机编程，还要求能够在抽象的多个层次上思维。

（2）根本的，不是刻板的功能。

根本技能是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。

（3）人的，不是计算机的思维。

（4）数学和工程思维的互补与融合。

（5）是思想，不是人造品。

（6）面向所有的人，所有地方。

计算机科学与技术专业介绍

（1）计算机科学与技术的背景

从1956年我国高校开办“计算装置与仪器”专业算起，到现在的“计算机科学与技术”

专业，计算机专业教育在中国已经走过了近50年的历程。

1956年，国务院制定了新中国第一个科学技术发展规划，即《1956—1967年十二年科

学技术发展远景规划》。

这个规划除确定了56项重大研究任务以外，还确定了发展电子计

算机、半导体、无线电电子学和自动化技术等6项紧急措施，从而促使我国计算机教育事业

发展第一个高潮的到来。

到1958年，共有15所高校开办了计算机专业。

1966年至1976年期间，大学教育处于一个特殊的历史时期，计算机专业的教育基本上

处于停滞状态，没有正规的专业教学计划，缺乏专业教材。

这使得我国计算机人才培养与教

育的发展与国外产生了极大的差距。

随着十年动乱的结束，国家的工作重点逐步转移到四个

现代化建设上。

在国家科委主持起草的《1978—1985年全国科学技术发展规划纲要》中，

又把电子计算机列为8个影响全局的综合性课题，放在突出的地位，我国计算机教育迎来了

第二个发展高潮。

在1978—1986年之间共有74所院校开办了计算机专业。

在70年代末和80年代，计算机专业基本上限定在重点理工科院校里。

90年代开始，

随着计算机应用的越来越广泛，社会对计算机人才的需求量高速增长，很多大学都开办起计

算机软件、计算机应用专业。

随着我国社会主义市场经济体制的建立和完善，对我国高等教育人才提出了更高的要

求，国家教育委员会1997年4月的教育[1997]13号文发出《关于进行普通高等学校本科专

业目录修订工作的通知》，并开始第四次对普通高等学校本科专业目录进行全面的修订，1998

年颁布了普通高等学校本科专业目录和专业介绍，把原计算机专业（包括计算机应用、计算

机软件、计算机科学教育、软件工具、计算机器件及设备、计算机科学与技术等）归并为工

学电气信息类的计算机科学与技术专业。

回顾我国计算机教育历史，可以得到一些计算机教育发展规律的启迪。

计算机教育发展要以国家需求为目标。

我国计算机教育发展的三次高潮均是在国家提出

科技进步、经济发展的阶段目标前提下形成的。

进入21世纪，党的十六大提出“加快信息

化进程，用信息化带动工业化”，我国的计算机教育必须服务于这一宏伟目标。

发展中国家必须注重学习国际先进技术。

我国计算机教育发展的三个重要阶段，均与从

国外引进和学习先进的计算机技术、学习先进的教育思想与内容密不可分。

在当今信息时代，

我们必须在坚持自主教育创新的同时，注重与国际计算机教育接轨。

充分认识计算机专业的实践性特点。

我国计算机专业的初建历程本身就是一部计算机教

育与实践相结合的创业史，许多优秀学生的成长历程也说明计算机实践教育之重要性。

因此，

新世纪的计算机教育不仅要重视扎实的专业基础理论学习，更要强调系统设计与开发能力的

培养。

计算机教育内容必须与时俱进。

我国计算机教育历程就是不断完善和更新的过程。

计算机教育内容必须与时俱进，应该在吸收国际先进的计算机教育理念、模式、体系的同时，

提出适合我国国情的计算机教育发展思路和创新模式，以促进我国计算机教育的健康发展。

（2）计算机科学与技术的课程

①工具性知识

比较系统地掌握一门外语，能够进行中外文文献检索；

掌握中外文科技写作知识；

掌握

计算机软、硬件技术的基本知识，具有在本专业与相关领域的计算机应用与开发能力；

通过网络获取信息的知识、方法与工具。

②人文社会科学知识

基本掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想等基本原理，

具备一定的文学、历史、哲学、艺术、法律等方面的知识，有良好的思想品德修养和健康的

心理。

③经济管理知识

掌握现代企业管理、技术经济等方面的知识。

④自然科学知识

掌握高等数学、大学物理、工科化学等方面的知识。

⑤学科基础知识

掌握离散数学、计算机科学引论、程序设计基础、面向对象程序设计、电路电子技术、

数字逻辑电路、数据结构与算法、操作系统、数据库系统原理、计算机组成与结构、专业外

语、计算机网络、微型计算机技术等方面的知识。

计算机科学与技术专业的主干课程包括：

离散数学、程序设计基础、数据结构与算法、

操作系统、数据库系统原理、计算机组成与结构、计算机网络、编译原理、软件工程、面向

对象程序设计、嵌入式系统、数据库应用、Web程序设计、网络工程实践、面向对象程序设

计课程设计、计算机组成与结构课程设计、操作系统课程设计、应用软件综合设计、嵌入式

系统综合设计。

（3）计算机科学与技术的培养目标

学科代码：

0812，下属三个二级学科，本专业培养具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学技术人才。

本专业学生主要学习计算机科学与技术方面的基本理论和基本知识，接受从事研究与应用计算机的基本训练，具有研究和开发计算机系统的基本能力。

本科毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

1．掌握科学与技术基本理论、基本知识；

2．掌握计算机系统的分析和设计的基本方法；

3．具有研究开发计算机软、硬件的基本能力；

4．了解与计算机有关的法规

本培养模式培养学生掌握扎实的计算机科学与技术专业相关基础和专业知识。

毕业生应

能够从事与计算机硬件、软件、应用相关的分析设计、开发及管理工作。

本专业毕业生应具有如下知识和能力：

（1）具有较扎实的自然科学基础，熟练掌握高等数学、大学物理等基础性课程的基本

理论和应用方法；

具有较好的人文、艺术和社会科学基础及正确应用本国语言、文字的表达

能力；

（2）掌握一门外国语，具有较好的听、说、读、写能力，能较顺利地阅读本专业的外

文书籍和资料；

（3）系统地掌握本专业必需的技术基础理论，具备从事计算机应用工程实践所需的专

业能力；

（4）熟悉本专业领域内有关方面的专业知识，了解其学科前沿和发展趋势；

（5）具有本专业必需的计算、编程、测试、调研、查阅文献和基本分析、操作、设计

等基本实践技能；

（6）具有较强的计算机应用能力，能够熟练使用计算机及软硬件工具解决实际工作中

的有关问题；

（7）具有较强的终身学习能力、信息获取能力、分析能力和创新意识，适应学科发展

的需要。

（1）素质结构要求

①思想素质

热爱祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和

“三

个代表”的重要思想等基本原理；

树立辨证唯物主义和历史唯物主义的世界观；

具有为祖国

和人类发展贡献力量的意识和精神；

具有良好的道德和健全的法制意识。

②专业素质

有扎实的自然科学基础知识、本专业所需的技术基础和专业知识，掌握分析问题、解

决问题的科学思维方法、工程设计方法，具备良好的工程素养；

具有创新、创业精神；

具有

严谨的科学态度和务实的工作作风；

具有现代社会的竞争意识，能从事本专业的技术工作。

③文化素质

有正确的社会历史观和人生价值观。

具有较好的人文、艺术修养、审美情趣及文字、

语言表达能力，积极参加社会实践。

④身心素质

积极参加体育锻炼，达到大学生体育锻炼标准。

接受必要的军事训练。

身体健康，心

理状态良好。

有较强的适应能力、承受能力和人际交往能力。

具有较好的身体素质和心理素

质。

（2）能力结构要求

①获取知识的能力

有独立获取本专业知识、更新知识和应用知识的能力，良好的表达能力、社交能力和

计算机应用能力。

具有一定的终身学习能力、信息获取能力、适应学科发展的能力等。

②应用知识的能力

能将所学的基础理论与专业知识融会贯通，灵活地综合应用于科学研究或工程实践，

能独立分析和解决计算机科学与技术专业领域的工程实际问题。

具有一定的工程设计和计算

机应用能力，以及工程实践、工程综合能力。

③创新精神

有创新意识，对科学技术最新发展动态及本学科领域的国内外研究现状有一定了解。

掌握进行创造活动的思维方法，能开展科学研究和科技开发工作，具备一定的创新性思维和

探索能力。

（老师，在查找该方面的问题中，分别查看了XX百科，及老师上传的计算机科学与技术的专业培养方案）

计算机的应用领域

（1）根据前两部分的介绍可以看出该专业同学的实际技能

掌握计算机软、硬件技术的基本知识，具有在本专业与相关领域的计算机应用与开发能力；

掌握通过网络获取信息的知识、方法与工具。

基本掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想等基本原理，具备一定的文学、历史、哲学、艺术、法律等方面的知识，有良好的思想品德修养和健康的心理。

掌握离散数学、计算机科学引论、程序设计基础、面向对象程序设计、电路电子技术、数字逻辑电路、数据结构与算法、操作系统、数据库系统原理、计算机组成与结构、专业外语、计算机网络、微型计算机技术等方面的知识。

掌握嵌入式系统、编译原理、软件工程、人工智能、多媒体技术、单片机技术、数据库应用、网络工程实践、Web程序设计等方面的知识。

（2）具体的计算机应用领域

可以分为5大类：

1.科学计算（或称为数值计算）

体验中

　　早期的计算机主要用于科学计算。

目前，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。

如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。

由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力，因此出现了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等新的学科。

2.过程检测与控制

　　利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据存入计算机，再根据需要对这些数据进行处理，这样的系统称为计算机检测系统。

特别是仪器仪表引进计算机技术后所构成的智能化仪器仪表，将工业自动化推向了一个更高的水平。

3.信息管理（数据处理）

　　信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域。

利用计算机来加工、管理与操作任何形式的数据资料，如企业管理、物资管理、报表统计、帐目计算、信息情报检索等。

近年来，国内许多机构纷纷建设自己的管理信息系统（MIS）；

生产企业也开始采用制造资源规划软件（MRP），商业流通领域则逐步使用电子信息交换系统（EDI），即所谓无纸贸易。

4.计算机辅助系统

　　计算机辅助设计、制造、测试（CAD/CAM/CAT）。

用计算机辅助进行工程设计、产品制造、性能测试。

②办公自动化：

用计算机处理各种业务、商务；

处理数据报表文件；

进行各类办公业务的统计、分析和辅助决策。

③经济管理：

国民经济管理，公司企业经济信息管理，计划与规划，分析统计，预测，决策；

物资、财务、劳资、人事等管理。

④情报检索：

图书资料、历史档案、科技资源、环境等信息检索自动化；

建立各种信息系统。

⑤自动控制：

工业生产过程综合自动化，工艺过程最优控制，武器控制，通信控制，交通信号控制。

⑥模式识别：

应用计算机对一组事件或过程进行鉴别和分类，它们可以是文字、声音、图像等具体对象，也可以是状态、程度等抽象对象。

编辑本段5.人工智能。

开发一些具有人类某些智能的应用系统，用计算机来模拟人的思维判断、推理等智能活动，使计算机具有自学习适应和逻辑推理的功能，如计算机推理、智能学习系统、专家系统、机器人等，帮助人们学习和完成某些推理工作。

（以上根据XX百科搜索）

（3）根据科幻电影的情节设想的未来的应用领域

例如：

《环太平洋》中的交互技术，令人如同身临其景的感受外界的感觉。

其包括：

。

语音控制技术其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列。

与说话人识别及说话人确认不同，后者尝试识别或确认发出语音的说话人而非其中所包含的词汇内容。

指纹控制技术。

网络指纹验证技术是一种基于指纹的网络登陆/验证技术，是一项较为复杂安全控制技术，它的流程大约分为14个步骤，由用户完成“ID输入”和“指纹信息输入”，剩余的安全控制技术由后台完成。

虚拟现实技术虚拟现实（VirtualReality，简称VR，又译作灵境、幻真）是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。

虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。

在《钢铁侠》中主人公用眼球来观察机体状态。

利用了

现实与眼球跟踪技术。

利用可见光谱成像通过捕捉眼睛的反射光。

利用红外光谱成像通过一种无法感知的红外线控制，来消除镜面反射。

展望未来，计算机不只是台式，手提式的应该是在生活中的各个东西都是计算机。

《星球大战》中的光剑可以说是一种小型的电脑，通过电脑控制光剑的功率。

《阿凡达》《特种部队*眼镜蛇的崛起》《钢铁侠》《异形大战铁血战士》中的盔甲

都采用了以上的电脑技术。

在《超凡蜘蛛侠》中其中基因公司实验室电脑能够虚拟现实的事件，主人公将零零公式输入到电脑中，电脑能够模拟基因的组合。

在现实中中国正在建设海洋虚拟现实空间，人们可以利用这一平台，进行虚拟的现实中想打算做的事，可已经看出结果。

你想在那一片区域养鱼，你可以在平台输入信息，养什么鱼，服务器会根据收集到的数据进行模拟，给出你一个答案。

《极乐空间》中的第三代盔甲，利用电脑将自己的脑子变成储存数据的移动U盘。

能够取出与输入。

《我，机器人》中的制造机器人公司的主电脑，可以说是这家公司的管理器。

可以假想利用电脑来控制各种事情。

例如，美国的农业，在很大的土地上只有一个人操作，利用电脑来进行浇水，撒农药等活动。

如果有一个新型电脑能够根据土地的湿度，温度，太阳的光线等数据，进行综合处理之后，按照规定进行操作，这样就不需要人了，全部都是电脑操作

虽然这只是猜想，但是我相信，总有一天能够成功的。

真的好想在有生之年，能够戴上一个进入游戏世界的头盔。

嘻嘻。

（以上根据XX搜索，以及看科幻电影的猜想）

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；

学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；

学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；

在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

日期：

导师签名：

日期：

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

3）其它

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