北京大學(xué)計(jì)算概論課件：0101 課程介紹

1、計(jì)計(jì) 算算 概概 論論北京大學(xué)北京大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院20132013年年9 9月月公共必修課公共必修課祝賀同學(xué)們成為北京大學(xué)的一員！祝賀同學(xué)們成為北京大學(xué)的一員！一一 塔塔 湖湖 圖圖用功讀書，努力玩樂用功讀書，努力玩樂-小布什小布什大學(xué)中的學(xué)習(xí)大學(xué)中的學(xué)習(xí)n課程多課程多n類別多類別多n進(jìn)度快進(jìn)度快n自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)n當(dāng)家作主當(dāng)家作主n自我學(xué)習(xí)自我學(xué)習(xí)n講座講座n作息規(guī)律作息規(guī)律計(jì)計(jì) 算算 概概 論論計(jì)算概論計(jì)算概論課程介紹課程介紹n內(nèi)容概要內(nèi)容概要n課程目標(biāo)課程目標(biāo)n教材及參考書教材及參考書n教學(xué)方式教學(xué)方式n考核方式考核方式n教學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)輔導(dǎo)n教學(xué)要求教學(xué)要求n課程進(jìn)度

2、課程進(jìn)度n上機(jī)進(jìn)度上機(jī)進(jìn)度內(nèi)容概要內(nèi)容概要1 1、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)n計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成： 輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、處理器輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、處理器n計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的組成：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的組成：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件n計(jì)算機(jī)內(nèi)信息的表示與處理、信息的輸入輸出、信息的存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)內(nèi)信息的表示與處理、信息的輸入輸出、信息的存儲(chǔ)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)2 2、程序設(shè)計(jì)初步、程序設(shè)計(jì)初步n程序設(shè)計(jì)語言及環(huán)境（程序設(shè)計(jì)語言及環(huán)境（c c語言，語言，visual c visual c 編程環(huán)境）編程環(huán)境）n

3、程序設(shè)計(jì)方法程序設(shè)計(jì)方法3 3、上機(jī)操作上機(jī)操作nwindows xpwindows xp操作系統(tǒng)及其附屬軟件操作系統(tǒng)及其附屬軟件ninternet explorerinternet explorer，ftpftp，搜索引擎，搜索引擎，e-maile-mailn辦公軟件：辦公軟件：microsoft word/powerpoint/excelmicrosoft word/powerpoint/excelnvisual c visual c 編程環(huán)境編程環(huán)境課程目標(biāo)課程目標(biāo)n 在在 理論理論 方面方面n 初步掌握初步掌握 計(jì)算思維計(jì)算思維n 了解了解 個(gè)人計(jì)算機(jī)的基本組成及各部件的功能個(gè)人計(jì)算機(jī)

4、的基本組成及各部件的功能n 了解了解 操作系統(tǒng)及其主要功能操作系統(tǒng)及其主要功能n 了解了解 信息的表示、處理、存儲(chǔ)的基本原理信息的表示、處理、存儲(chǔ)的基本原理n 了解了解 互聯(lián)網(wǎng)的基本功能和原理互聯(lián)網(wǎng)的基本功能和原理n 了解了解 計(jì)算機(jī)程序的工作原理及開發(fā)過程計(jì)算機(jī)程序的工作原理及開發(fā)過程n 在在 實(shí)踐實(shí)踐 方面方面n 熟練使用熟練使用 windows windows 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)n 熟練使用熟練使用 一些常用軟件一些常用軟件p電子郵件、搜索引擎、辦公軟件、電子郵件、搜索引擎、辦公軟件、n 熟練使用熟練使用 vcvc編程環(huán)境編程環(huán)境 進(jìn)行進(jìn)行 c c語言編程語言編程教材及參考書教材及參考書n

5、 教材教材n計(jì)算概論（第二版）計(jì)算概論（第二版） 許卓群、李文新、羅英偉、汪小林，清華大學(xué)出版社，2009年.n 參考書參考書n計(jì)算概論計(jì)算概論- -程序設(shè)計(jì)閱讀題解程序設(shè)計(jì)閱讀題解 汪小林，羅英偉，李文新，清華大學(xué)出版社，2011年.n程序設(shè)計(jì)導(dǎo)引及在線實(shí)踐程序設(shè)計(jì)導(dǎo)引及在線實(shí)踐 李文新、郭煒、余華山，清華大學(xué)出版社，2007年.以以 課件課件 為為 提綱提綱，以，以 教材教材 和和 參考書參考書 為主，為主， 充分利用各種圖書館、在線資源和幫助系統(tǒng)充分利用各種圖書館、在線資源和幫助系統(tǒng)10/17教材及參考書教材及參考書教材參考書之一課堂講授，每周課堂講授，每周2 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)醫(yī)學(xué)部醫(yī)學(xué)部2班

6、班 ：周一下午周一下午5 56 6節(jié)，二教節(jié)，二教307307上機(jī)實(shí)習(xí)，每周上機(jī)實(shí)習(xí)，每周2 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) （從第（從第3 3周開始）周開始）醫(yī)學(xué)部醫(yī)學(xué)部 4班：班：周五上午周五上午3 34 4節(jié)，計(jì)算中心機(jī)房節(jié)，計(jì)算中心機(jī)房課堂講授課堂講授：20132013年年9 9月月20132013年年1212月，共月，共1515次課。次課。上機(jī)實(shí)習(xí)上機(jī)實(shí)習(xí)：9 9月月2323日起日起，計(jì)算中心機(jī)房，共計(jì)算中心機(jī)房，共1414次，有次，有助教助教參加。參加。教學(xué)方式教學(xué)方式考核方式考核方式考核方式分值比例 平時(shí)：隨堂小測驗(yàn)、每周一牛（平時(shí)：隨堂小測驗(yàn)、每周一牛（newnew）上機(jī)作業(yè)和書面作業(yè)（上機(jī)作業(yè)和

7、書面作業(yè)（助教判分助教判分）、點(diǎn)名）、點(diǎn)名40% 期中考試（期中考試（1111月中旬，月中旬，2323日）日） （閉卷筆試：基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)閉卷筆試：基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)）20% 期末考試期末考試 （上機(jī)考試：程序設(shè)計(jì)上機(jī)考試：程序設(shè)計(jì)）40%考核方式考核方式平時(shí)分值每周一牛（每周一牛（newnew）1 1、準(zhǔn)備內(nèi)容、準(zhǔn)備內(nèi)容2 2、發(fā)送、發(fā)送pptppt到郵箱到郵箱3 3、審核、選擇、指定講演日期、審核、選擇、指定講演日期4 4、課堂上講述、課堂上講述5 5、同學(xué)們提問、老師打分、同學(xué)們提問、老師打分每次3分大約5分鐘日常交流日常交流：大家可以利用教學(xué)網(wǎng)教學(xué)網(wǎng)課程網(wǎng)站課程網(wǎng)站進(jìn)行交流、討論，

8、或向助教發(fā)送向助教發(fā)送e-maile-mail詢問問題。有關(guān)課程的講義、作業(yè)、通知等都將在網(wǎng)上發(fā)布。教學(xué)網(wǎng)：http:/ 課堂講稿課堂講稿 為為 復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱n上機(jī)準(zhǔn)備上機(jī)準(zhǔn)備n明確上機(jī)的目的和內(nèi)容，并做好相關(guān)的準(zhǔn)備明確上機(jī)的目的和內(nèi)容，并做好相關(guān)的準(zhǔn)備n上機(jī)練習(xí)上機(jī)練習(xí)n大膽試驗(yàn)，善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)大膽試驗(yàn)，善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)n可以討論，但不要抄襲可以討論，但不要抄襲n把手機(jī)調(diào)成靜音！把手機(jī)調(diào)成靜音！課程進(jìn)度課程進(jìn)度（1/41/4）共共 15講講第一講第一講 引言引言課程介紹、計(jì)算機(jī)與醫(yī)學(xué)第二講第二講 計(jì)算機(jī)應(yīng)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用如何購買計(jì)算機(jī)windows操作系統(tǒng)的使用設(shè)備與互聯(lián)；網(wǎng)上服務(wù)與交流瀏覽器、搜

9、索引擎、ftp、e-mail第三講計(jì)算機(jī)系統(tǒng)第三講計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的硬件組成及性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成、操作系統(tǒng)課程進(jìn)度課程進(jìn)度（2/42/4）第四第四講講 信息的編碼、存儲(chǔ)與管理信息的編碼、存儲(chǔ)與管理數(shù)字化原理：二進(jìn)制及信息編碼存儲(chǔ)設(shè)備及計(jì)算機(jī)的分層存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫第五講第五講 計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)與處理計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)與處理圖靈機(jī)；cpu及存儲(chǔ)程序原理指令系統(tǒng)第六第六講講 html與網(wǎng)頁設(shè)計(jì)與網(wǎng)頁設(shè)計(jì)html；靜態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)；動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁初步課程進(jìn)度課程進(jìn)度（3/43/4）第七講第七講 問題求解與算法問題求解與算法問題求解、算法設(shè)計(jì)編程語言、visual c+編程環(huán)境第八講第八講 程序設(shè)計(jì)

10、導(dǎo)引（程序設(shè)計(jì)導(dǎo)引（i）：）：程序基本框架；變量、常量、數(shù)據(jù)類型；輸入和輸出第九講第九講 程序設(shè)計(jì)導(dǎo)引（程序設(shè)計(jì)導(dǎo)引（ii）表達(dá)式、語句、控制流、程序風(fēng)格第十講第十講 高級(jí)程序設(shè)計(jì)（高級(jí)程序設(shè)計(jì)（i）：數(shù)組與結(jié)構(gòu)）：數(shù)組與結(jié)構(gòu)一維數(shù)組、結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫初步課程進(jìn)度課程進(jìn)度（4/44/4）第十一第十一講講 高級(jí)程序設(shè)計(jì)（高級(jí)程序設(shè)計(jì)（ii）：二維）：二維數(shù)組數(shù)組二維數(shù)組、圖像處理第十二第十二講講 高級(jí)程序設(shè)計(jì)（高級(jí)程序設(shè)計(jì)（iii）：）：函數(shù)函數(shù)函數(shù)、參數(shù)、全局變量、局部變量、遞歸方法調(diào)用第十三第十三講講 高級(jí)程序設(shè)計(jì)（高級(jí)程序設(shè)計(jì)（iv）：字符數(shù)組與）：字符數(shù)組與字符串字符串字符數(shù)組、字符串、字符

11、串的應(yīng)用第十四講第十四講 習(xí)題課習(xí)題課數(shù)組、結(jié)構(gòu)、函數(shù)、字符串第十五講第十五講 課程總結(jié)課程總結(jié)及復(fù)習(xí)及復(fù)習(xí)習(xí)題講解、編程問題分析上機(jī)進(jìn)度上機(jī)進(jìn)度n第1次-第4次nwindows xp及互聯(lián)網(wǎng)的使用n辦公軟件( word、powerpoint、excel)的使用n第5次-第6次nhtml設(shè)計(jì)n第7次-第14次nc 程序設(shè)計(jì)（包括2次模擬考試）22/20計(jì)算概論計(jì)算概論n計(jì)算導(dǎo)論、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論n簡單：操作、培訓(xùn)班vs困難：編程、用不著n導(dǎo)什么？n技術(shù)：后期計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的引導(dǎo)n背景文化：發(fā)展歷史、現(xiàn)代技術(shù)n思想：計(jì)算思維23/20提到這些學(xué)科提到這些學(xué)科, , 你會(huì)想到誰你會(huì)想到誰?

12、?數(shù)學(xué)數(shù)學(xué) 物理學(xué)物理學(xué)天文學(xué)天文學(xué)生物學(xué)生物學(xué)化學(xué)化學(xué)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)科學(xué)科學(xué)比爾.蓋茨?喬布斯?其實(shí), 這些大多數(shù)是商標(biāo)名稱, 這些成功的商標(biāo)背后往往有著“偉大的”思想。你聽說過這些人嗎？你聽說過這些人嗎？alan turingjohn von neumannhammingmccarthydijstraknuthcoddlitchiebrooks姚期智n1930年，一位英國的天才開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)科學(xué)這個(gè)領(lǐng)域，并證明有些問題是任何計(jì)算機(jī)都不可能解的。n1948年，一位在電話公司工作的科學(xué)家發(fā)表的成果，使得計(jì)算機(jī)即使在受干擾的信道中也能正確傳輸數(shù)據(jù)。n1956年，一群學(xué)者開創(chuàng)了人工智能的研究工作，迄今

13、為止，盡管取得了顯著成就，我們?nèi)匀辉谄诖罢嬲钡闹悄芟到y(tǒng)出現(xiàn)。n1959年，在ibm工作的一群科學(xué)家提出一種方法將數(shù)據(jù)組成特殊的結(jié)構(gòu)，成為我們今天事務(wù)處理的基礎(chǔ)。n1974年，為英國政府通信實(shí)驗(yàn)室工作的一群科學(xué)家發(fā)明了一種非常聰明的方法，成為我們今天保密通信的基礎(chǔ)。n1996年，斯坦福大學(xué)的兩個(gè)博士生設(shè)計(jì)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)搜索引擎。幾年后在此基礎(chǔ)上成立了google公司，今天它是互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的巨人。計(jì)算機(jī)科學(xué)歷史上一些偉大的時(shí)刻計(jì)算機(jī)科學(xué)歷史上一些偉大的時(shí)刻為什么要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的知識(shí)？為什么要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的知識(shí)？n 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 模擬人模擬人 進(jìn)行工作，它的構(gòu)造和運(yùn)行都吸取進(jìn)行工作，它的構(gòu)造和運(yùn)行

14、都吸?。ɡ茫┝巳祟愃枷氲木A（利用）了人類思想的精華 n學(xué)習(xí)人類智慧的機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)人類智慧的機(jī)會(huì)n大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程n槍桿里出政權(quán)槍桿里出政權(quán)vs標(biāo)準(zhǔn)之爭。經(jīng)濟(jì)增長標(biāo)準(zhǔn)之爭。經(jīng)濟(jì)增長速度、效益、速度、效益、和諧和諧 vs 計(jì)算機(jī)發(fā)展：運(yùn)行速度、成本、可靠性。計(jì)算機(jī)發(fā)展：運(yùn)行速度、成本、可靠性。n 計(jì)算機(jī)是一個(gè)基礎(chǔ)工具，要學(xué)會(huì)使用計(jì)算機(jī)是一個(gè)基礎(chǔ)工具，要學(xué)會(huì)使用-初級(jí)階段初級(jí)階段為什么要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的知識(shí)？為什么要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的知識(shí)？n 學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的知識(shí)，掌握一種新的思維方式學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的知識(shí)，掌握一種新的思維方式-計(jì)算思維計(jì)算思維，能夠讓人變得更加聰明，能

15、夠讓人變得更加聰明n新時(shí)期的要求新時(shí)期的要求-基礎(chǔ)操作已熟悉基礎(chǔ)操作已熟悉n教育部大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育改革試點(diǎn)教育部大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育改革試點(diǎn)計(jì)算思維計(jì)算思維是什么？是什么？n 三大科學(xué)思維：三大科學(xué)思維：實(shí)證、邏輯、計(jì)算實(shí)證、邏輯、計(jì)算n 以觀察和總結(jié)（歸納的方式，不是數(shù)學(xué)歸納）自然規(guī)律以觀察和總結(jié)（歸納的方式，不是數(shù)學(xué)歸納）自然規(guī)律（包括人類社會(huì)活動(dòng)）為特征的（包括人類社會(huì)活動(dòng)）為特征的實(shí)證思維實(shí)證思維，以物理學(xué)科為，以物理學(xué)科為代表，思維結(jié)論要符合三點(diǎn)：代表，思維結(jié)論要符合三點(diǎn)：p可以解釋以往的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以解釋以往的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象p邏輯上自洽邏輯上自洽p是能夠預(yù)見新的現(xiàn)象是能夠預(yù)見新的現(xiàn)象n

16、 以推理和演繹為特征的以推理和演繹為特征的邏輯思維邏輯思維，以數(shù)學(xué)學(xué)科為代表，思，以數(shù)學(xué)學(xué)科為代表，思維結(jié)論要符合以下原則：維結(jié)論要符合以下原則：p有作為推理基礎(chǔ)的公理集合有作為推理基礎(chǔ)的公理集合p有一個(gè)可靠和協(xié)調(diào)的推演系統(tǒng)（推演規(guī)則）有一個(gè)可靠和協(xié)調(diào)的推演系統(tǒng)（推演規(guī)則）p結(jié)論只能從公理集合出發(fā)，經(jīng)過推演系統(tǒng)的合法推理，達(dá)到結(jié)論結(jié)論只能從公理集合出發(fā)，經(jīng)過推演系統(tǒng)的合法推理，達(dá)到結(jié)論計(jì)算思維計(jì)算思維是什么？是什么？n 以設(shè)計(jì)和構(gòu)造為特征的一種思維方式：以設(shè)計(jì)和構(gòu)造為特征的一種思維方式：n 計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念，進(jìn)行計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念，進(jìn)行問題問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以

17、及人類行為理解求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解jeannette m. wing (周周以真、以真、2006p 像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考、表達(dá)像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考、表達(dá)n 中國人的樸素表達(dá)中國人的樸素表達(dá)p 算計(jì)、合計(jì)算計(jì)、合計(jì)p 大象裝進(jìn)冰箱大象裝進(jìn)冰箱計(jì)算思維具體形式：計(jì)算思維具體形式：n 計(jì)算思維是通過計(jì)算思維是通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和和仿真仿真等方法，等方法，把一個(gè)困難的問題闡釋成如何求解它的思維方法。把一個(gè)困難的問題闡釋成如何求解它的思維方法。n 計(jì)算思維是一種計(jì)算思維是一種遞歸思維遞歸思維，是一種，是一種并行處理并行處理，是一，是一種把代碼譯成數(shù)據(jù)又能把數(shù)據(jù)譯成代碼，是

18、一種多種把代碼譯成數(shù)據(jù)又能把數(shù)據(jù)譯成代碼，是一種多維分析推廣的類型檢查方法。維分析推廣的類型檢查方法。n 計(jì)算思維是一種采用計(jì)算思維是一種采用抽象和分解抽象和分解的方法來控制龐雜的方法來控制龐雜的任務(wù)或進(jìn)行巨型復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是基于關(guān)注點(diǎn)的任務(wù)或進(jìn)行巨型復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是基于關(guān)注點(diǎn)分離的方法分離的方法 。n 計(jì)算思維是一種選擇合適的方式計(jì)算思維是一種選擇合適的方式陳述陳述一個(gè)問題，或一個(gè)問題，或?qū)σ粋€(gè)問題的相關(guān)方面對一個(gè)問題的相關(guān)方面建模建模，使其易于處理的思維，使其易于處理的思維方法。方法。認(rèn)識(shí)計(jì)算思維認(rèn)識(shí)計(jì)算思維計(jì)算思維的具體形式：計(jì)算思維的具體形式：n 計(jì)算思維是按照計(jì)算思維是按照預(yù)防、保護(hù)及通過冗余、容錯(cuò)、預(yù)防、保護(hù)及通過冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)糾錯(cuò)的方式，并從最壞情況進(jìn)行的方式，并從最壞情況進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)系統(tǒng)恢復(fù)的一的一種思維方法。種思維方法。n 計(jì)算思維是利用計(jì)算思維是利用啟發(fā)式推理啟發(fā)式推理尋求解答，即在不尋求解答，即在不確定情況下的確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度的思維方法。的思維方法。n 計(jì)算思維是利用海量數(shù)據(jù)來加快計(jì)算，在時(shí)間計(jì)算思維是利用海量數(shù)據(jù)來加快計(jì)算，在時(shí)間和空間之間、在處理能力和存儲(chǔ)容量之間等方和空間之間、在處理能力和存儲(chǔ)容量之間等方面進(jìn)行面進(jìn)行折衷折衷的思維方法的思維方法認(rèn)識(shí)計(jì)算思維認(rèn)識(shí)計(jì)算思維認(rèn)識(shí)計(jì)算