计算机科学导论第1章 概述

本章小结 计算机科学是以计算机为研究对象的一门科学，它是一门研究范畴十分广泛、发展非常迅速的新兴学科。全面地了解计算机科学技术的学科内涵和研究范畴，对于读者而言是十分必要的。计算机科学的研究范畴包括了计算机理论、硬件、软件、网络及应用等。 通过本章的学习，读者应理解计算机的基本概念、信息化社会的特征以及信息化社会对计算机人才的需求，并初步了解计算机科学技术的研究范畴，明确今后学习的目标和内容。同时，读者应树立学好计算机课程的自信心和强烈的社会责任感，为计算机的发展和国家的繁荣贡献自己的力量。 台式计算机(Desktop) 通用计算机 通常是由一个用户来使用(单用户，Single-user) 配有文字、声音、图像等输入输出设备 可通过网络与其他计算机相连 高档台式机可充当服务器 1.3.2 计算机的发展趋势 微型计算机(微机，Microcomputer)膝上型电脑(Laptop)/ 笔记本计算机(Notebook) 功能与台式机类似 一体化结构 耗电更少，并配有电池，可在没有交流电源的场合使用 可装在文件包中 1.3.2 计算机的发展趋势 微型计算机(微机，Microcomputer)掌上型电脑(Palmtop)、个人数字助理(PDA, Personal Digital Assistant) 向用户提供专门的功能。 靠电池供电。 可装在衣袋中。 有些已具有无线通信能力。 是嵌入式计算机的一类。 1.3.2 计算机的发展趋势 工作站(Workstation) 以联网为标志。 计算能力比台式机更强，特别是在图形处理方面。 价格比台式机高得多。 随着台式机能力的不断提高，有可能被台式机所替代。 1.3.2 计算机的发展趋势 服务器(Server) 一种在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备。 可分为文件服务器、通信服务器、打印服务器等。 IBM z 系列z900 服务器 IBM z 系列z990 服务器 1.3.2 计算机的发展趋势 网络计算机(net computer) 一种在网络环境下使用的终端设备，其特点是内容量大、显示器的性能高、通信功能强，但本机中不一定配置外存，所需要的程序和数据存储在网络的服务器中。 1.3.2 计算机的发展趋势 1.4 计算机科学与技术学科概述1.4.1 计算学科的定义 计算学科是对描述和变换信息的算法过程，包括对理论分析、设计、效率、实现和应用等进行的系统研究。它来源于对算法理论、数理逻辑、计算模型、自动计算机器的研究，并与存储式电子计算机的发明一起形成于20世纪40年代初期。 计算学科的研究包括了从算法与可计算性的研究到根据可计算硬件和软件的实际实现问题的研究。这样，计算学科不但包括从总体上对算法和信息处理过程进行研究的内容，也包括满足给定规格要求的有效而可靠的软硬件设计—它包括所有科目的理论研究实验方法和工程设计。 1.4.2 计算学科的本质 计算学科的根本问题是“什么能被有效地自动进行？”。 计算学科的根本问题讨论的是能行性的有关内容，而凡是与能行性有关的讨论都是处理离散对象的。因为非离散对象(连续对象)是很难进行能行处理的，因此能行性这个计算学科的根本问题决定了计算机本身的结构和它处理的对象都是离散型的，许多连续型的问题也必须在转化为离散型问题以后，才能被计算机处理。例如计算定积分就是把它变成离散量，再用分段求和的方法来处理的。 1975年“图灵奖”的获得者赫伯特?亚历山大?西蒙(Herbert Alexander Simon，1916~2001)和艾伦?纽厄尔(Allen Newell，1927~1992)认为认知是一种符号处理过程，人类思维过程也可用某种符号来描述，即思维就是计算，认知就是计算的思想。除了思维认知之外，有关视觉认知理论的学者也把视觉看作是一种计算，其中以莫尔(D.Marr，1945~1980)的计算视觉理论最为著名。 1.4.2 计算学科的本质 美国计算机协会(ACM)和美国电气和电子工程学会计算机分会(Institute of Electrical and Electronics Engineers-Computer Society：IEEE-CS)发布了“计算学科2001教程(Computing Curricula 2001：CC2001)”，中国计算机学会和阿全国高等学校计算机教育研究会在学习和研究了CC2001教程后，发布了《中国计算机科学与技术学科教程2002》(China Computing Curricula 2002：CCC2002)，提取了计算学科中具有方法论性质的12个核心概念。 1.4.2 计算学科的本质 绑定(Binding)、大问题的复杂性(Complexity of Large Pro