计算机科学与计算思维导论
俯瞰计算机学科概貌,充分体现“导”与“论”的真实内涵,以计算思维为引导、以学科形态为纽带、以能力培养为目标。提供课件、大纲,咨询QQ:2301891038(仅限教师)。

作者:李云峰、李婷、丁红梅

丛书名:普通高校本科计算机专业特色教材·计算机基础

定价:59.8元

印次:1-3

ISBN:9787302625919

出版日期:2023.03.01

印刷日期:2024.08.28

图书责编:袁勤勇

图书分类:教材

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本书参照国际电气与电子工程师学会计算机协会和美国计算机协会(IEEE-CS&ACM)计算学科教程(CC2005)和中国计算机科学与技术学科教程(CCC2002)编写,并按照“新工科”(新概念、新体系、新结构、新模式、新质量)建设思想,构建体现计算机学科基础特性(基本概念、基本方法、基本技术),凸显计算机学科方法(典型方法、学科形态、计算思维),突出计算机新技术(人工智能、虚拟现实、移动互联网、物联网、云计算、大数据)应用的课程知识体系。本书共10章,涵盖了计算机学科知识主领域的全部内容。   本书从学科认知科学化、系统化和逻辑化出发,站在学科的高度阐述计算机科学与技术知识,注重学科知识体系的完整性、逻辑性、创新性和时代性,具有结构新颖、层次分明、由浅入深、循序渐进的特点。   本书可作为高等院校计算机类、电子信息类和电气信息类“计算机(科学)导论”课程教材,也可作为相关专业的教师和从事计算机科学与技术工作的工程技术人员的参考书。

李云峰,单位:湖南开放大学职务、职称:系主任,教授性别:男年龄:69个人简历(50字左右):1981年毕业于中南大学信息工程系工业自动化专业,毕业后留校任教,多年来一直从事计算机专业教学工作。

前 言   “计算机科学与计算思维导论”是计算机科学、计算机工程、软件工程、信息技术等分支学科的学生全面了解计算机学科基本概貌的引导性课程,也是电子信息类专业重要的基础课程。   在计算机教育史上,有关学科综述性引导课程的构建一直受到各国计算机学界的高度重视。IEEE-CS&ACM计算学科教程(Computing Curricula 2001,CC2001)报告指出:整个学科综述性引导课程的构建有助于推动学科的发展,鼓励各学术团体及教师个人从事这方面的研究,以适应计算机科学技术飞速发展的需要。因此,自CC2001发布以来,世界各国高校都非常重视计算机学科“引导”课程的构建,纷纷开设了“计算机(科学)导论”“计算机(科学)概论”一类的课程。为此,笔者经历了漫长而不懈的探索,编写且多次再版了《计算机科学导论》。   随着计算机学科教育研究探索的深入,人们提出了“计算思维”(computational thinking),它是人类求解问题的一条有效途径,是一种分析问题、解决问题的过程和思想。如何将计算思维融入计算机学科体系中,不仅受到计算机相关专业从教者的高度关注,而且得到学术团体和教育部门的高度重视。2007年,美国国家科学基金会(National Science Foundation of America,NSF)将“计算思维能力”(computational thinking ability)培养列为“大学计算机教育重生的途径计划”的核心。2012年,我国教育部要求大学计算机教育的总体建设目标应该定位在“普及计算机文化,培养专业应用能力,训练计算思维能力”上,并明确...

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绪论——课程导学 1

0.1  课程教学定位 1

0.2  课程教学思维 2

0.3  课程知识结构 4

0.4  课程教学辅导 6

基本概念——计算机与计算思维

第1章  计算机科学概述 10

1.1  人类计算工具的进步 10

1.1.1  手工时代 10

1.1.2  机械时代 12

1.1.3  机电时代 15

1.1.4  电子时代 16

1.2  计算机科学体系的形成 19

1.2.1  布尔提出的逻辑代数 19

1.2.2  香农提出的逻辑电路 19

1.2.3  维纳提出的计算机设计原则 20

1.2.4  图灵提出的图灵机和图灵测试 20

1.2.5  冯·诺依曼提出的EDVAC 23

1.3  基于Neumann结构的现代计算机 25

1.3.1  计算机的结构组成 25

1.3.2  计算机的主要特点 26

1.3.3  计算机的基本性能 27

1.3.4  计算机的主要应用 28

1.4  突破与超越Neumann结构 31

1.4.1  突破Neumann的体系结构 31

1.4.2  突破Neumann的组成结构 34

1.4.3  超越Neumann的体系结构 35

本章小结 37

习题1 37

第2章  计算机学科体系 39

2.1  计算机学科体系的构建 39

2.1.1  科学与学科的概念 39

2.1.2  计算作为一门学科 40

2.1.3  CC2005学科体系 42

2.1.4  CCC2002学科体系 45

2.2  计算机学科方法论 47

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"本书是将教学研究、课程建设与能力培养相结合的具体体现,也是作者多年来探索课程教学改革与人才培养的结晶。本教材按照“新工科”建设思想,构建体现计算机学科基础特性、凸显计算机学科方法、突出计算机新技术应用,形成本书特色,实现以下教学目标。
(1)抓住实质,突出导论课程内涵:以计算机科学的形成发展和前沿技术为课程视野,全面描述计算机学科的知识体系、学科形态、学科方法、经典问题等,并将学科形态和计算思维贯穿于课程教学的全过程。
(2)创新结构,构建计算思维体系:以计算思维为引导,以学科形态为纽带,以能力培养为目标,创新性地构建体现学科基础特性、突出计算思维方法、形成涵盖计算学科主领域的进阶式-模块化知识体系结构。
(3)问题引导,激发学生求知欲望:以“问题引出”导入所要探讨的问题,使学生在学习过程中带着问题寻找答案,怀着好奇去探索奥秘,从而消除学习中的畏难情绪,调动学习的积极性,激发学习的创造性。
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