0501战德臣《大学计算机-计算思维导论》大学计算机第1讲-计算机-计算-计算思维共71页

《大学计算机基础与计算思维》课后习题参考答案第1章计算、计算机与计算思维............................. 第2章数据的计算基础计算机硬件系统第4章操作系统基础 (11)第5章算法与数据结构 (13)第6章程序设计及软件工程基础 (17)第7章数据库技术 (19)第8章计算机网络 (22)第9章信息安全与职业道德 (24)第10章计算软件第11章办公软件Office 2010算机科学与技术学院计算机基础教学部28 292015年9月第1章计算、计算机与计算思维1.1举例说明可计算性和计算复杂性的概念。

答：对于给定的一个输入，如果计算机器能在有限的步骤内给出答案，这个问题就是可计算的。

数值计算、能够转化为数值计算的非数值问题（如语咅、图形、图像等）都是可计算的。

汁算复杂性从数学上提出计算问题难度大小的模型，判断哪些问题的讣算是简单的，哪些是困难的，研究计算过程屮时间和空间等资源的耗费情况，从而寻求更为优越的求解复杂问题的有效规则，例如著名的汉诺塔问题。

1.2列举3种电子计算机岀现之前的计算工具，并简述其主要特点。

答:（1）算盘通过算法口诀化，加快了计算速度。

（2）帕斯卡加法器通过齿轮旋转解决了自动进位的问题。

（3）机电式计算机Z・l,全部采用继电器，第一次实现了浮点记数法、二进制运算、带存储地址的指令等设计思想。

1.3简述电子计算机的发展历程及各时代的主要特征。

答：第一代一一电子管计算机（1946—1954年）。

这个时期的计算机主要釆用电子管作为运算和逻辑元件。

主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁芯，外存储器采用磁带。

在软件方面，用机器语言和汇编语言编写程序。

程序的编写与修改都非常繁琐。

计算机主要用于科学和工程计算。

第二代一一晶体管计算机（1954—1964年）。

计算机逻辑元件逐步由电子管改为晶体管, 体积与功耗都有所降低。

主存储器采用铁脸氧磁芯器，外存储器釆用先进的磁盘，汁算机的速度和可靠性有所提高。

大学计算机基础-01-计算机与计算思维在当今的数字化时代，计算机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

无论是工作、学习还是娱乐，我们几乎每天都会与计算机打交道。

而要真正理解计算机的运行原理和应用，就必须掌握计算思维。

接下来，让我们一起走进计算机与计算思维的奇妙世界。

计算机，这个看似复杂的设备，实际上是由一系列硬件和软件组成的。

硬件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器、键盘等组件，它们协同工作，使得计算机能够执行各种任务。

软件则是指安装在计算机上的程序和操作系统，如 Windows、Mac OS、Linux 等。

这些软件为我们提供了与计算机交互的界面和工具，让我们能够轻松地完成文档编辑、图像处理、游戏娱乐等各种活动。

计算机的发展经历了几个重要的阶段。

从最初的大型机到个人电脑的普及，再到如今的智能手机和平板电脑，计算机的体积越来越小，性能却越来越强大。

早期的计算机主要用于科学计算和军事领域，而随着技术的进步，计算机逐渐走进了千家万户，成为了人们日常生活和工作的得力助手。

那么，什么是计算思维呢？简单来说，计算思维是一种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。

它不仅仅是关于编程和算法，更是一种解决问题的方式和思维模式。

计算思维具有几个重要的特点。

首先是抽象。

在面对复杂的问题时，我们需要将其抽象为简单的模型，以便更好地理解和解决。

例如，在设计一个在线购物系统时，我们可以将用户、商品、订单等元素抽象为数据结构，并通过算法来处理这些数据。

其次是逻辑。

计算思维要求我们遵循严格的逻辑规则，确保我们的解决方案是正确和有效的。

无论是编写程序还是设计系统，逻辑的严密性都是至关重要的。

此外，计算思维还强调分解和组合。

我们可以将一个大问题分解成若干个小问题，分别解决后再将它们组合起来，形成最终的解决方案。

计算思维在各个领域都有着广泛的应用。

在科学研究中，科学家们利用计算思维来模拟自然现象、分析实验数据，从而推动科学的进步。

大学计算机—计算思维导论CAP教学大纲计算手段已发展为科学研究第三种手段，研制和应用各学科相关计算系统，计算+、互联网+、大数据+，智能+，最本质就是计算思维，计算思维已成为各专业学生都应掌握的思维方式，与计算思维融合，是各学科学生创新的源泉。

本课程为你介绍计算学科所蕴含的经典的计算思维，是所有本科生必修的通识教育课程。

本课程是大学先修课，即你在高中阶段或上大学之前完成本课程的学习并获得结课认证证书后，在入学时参加必要的测试考核（主要确认你确实学习过），通过后则你可在大学阶段免修该课程直接获得学分，这样为你大学的学习节省时间和精力，使你在大学期间可做更多自己想要做的事情。

《大学计算机》是一门什么课程呢？(1)大学计算机是面向大学一年级学生开设的，与大学数学、大学物理有一样地位的通识类思维教育课程。

它不是讲授计算机及其软件(如Office，Access，IE等)如何使用的课程；它也不是仅仅训练学生程序设计内容的课程；它是讲授每个大学生都应具备的计算思维的课程，大学生创造性思维培养离不开计算思维的培养。

(2)计算思维是互联网与信息时代每个人都应具备的一种思维方式。

互联网公司(如阿里巴巴、Facebook、Apple、腾讯等)的成功应归属于计算思维运用的成功；1998年诺贝尔化学奖授予一个量子化学计算手段的研究者说明：计算思维对非计算机学科人才实现复合性跨学科创新是非常重要的。

(3)大学阶段应更多地训练“思维”，而不应仅着眼于“知识”即事实的学习。

计算机学科知识的膨胀速度是非常快的，“知识”的学习必须有所选择，因此应学习计算机学科经典的、对人们现在和未来有深刻影响的思维模式；“知识”随着“思维”讲解而介绍,“思维”随着“知识”的贯通而形成，“能力”随着“思维”的理解而提高。

《大学计算机》课程应围绕着大学计算思维教育空间-计算之树，进行内容的组织和学习。

(I)计算与程序，主要讲授计算与计算思维，符号化、计算化和自动化，计算系统与程序构造，程序构造方法：递归与迭代，这些是由社会/自然到计算的、最基本的抽象和自动化机制；--理解计算机最本质的内容。

《大学计算机》教学大纲Introduction to Computer Science课程编码：12A09012学分： 2.0 课程类别：通识必修课计划学时：40 其中讲课：24 实验或实践：16适用专业：全校各专业推荐教材：刘明军等著，《大学计算机》，高等教育出版社，2015年。

参考书目：1.战德臣等著，《大学计算机-计算思维导论》，电子工业出版社，2013年。

2.郝兴伟著，《大学计算机-计算思维的视角》，高等教育出版社，2014年。

3.唐培和等著，《计算思维-计算学科导论》，电子工业出版社，2015年。

课程的教学目的与任务本课程的教学目的是培养学生利用计算机来分析问题、求解问题的能力，培养学生的创新能力，更好地为各学科的科研和各项工作服务，进一步实现计算机与各学科的交叉融合。

课程的主要任务是介绍介绍计算机的基础知识、基本原理和经典的算法设计及常用的一些工具，让学生学会并熟练掌握文字图像处理等常规工具的使用，并学会计算机解决问题的思维方法。

其教学目标是全面培养学生的信息素养，提高学生的计算机应用水平，培养学生的计算思维能力。

课程的基本要求1、使学生了解计算机一步步解决实际问题的过程，了解任何学科与计算机都有密切的关系，养成用计算机解决问题的思维习惯。

2、让学生掌握计算机的基本结构和工作原理，掌握计算机解决问题的具体步骤，需要完成数据的表示和组织、算法设计及常用算法、程序编写等。

3、要求学生提高对文字、表格、图像处理等软件的应用能力，将知识进行整合，提高其对各类应用软件的操作水平。

各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）第一章绪论建议学时：2[教学目的与要求]了解信息技术、计算机对本专业和人类生活的影响，介绍学习方法。

[教学重点与难点]计算机与学科融合；思维与计算思维的概念。

[授课方法]多媒体课堂教学与模拟演示，以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授课内容]第一节计算、计算工具的历史沿革第二节计算与学科渗透一、人工智能二、生物信息学三、计算机辅助制造第三节当前热点计算一、云计算二、物联网三、大数据、可穿戴计算四、智慧城市第四节思维与计算思维第二章计算机组成原理建议学时：4[教学目的与要求]掌握计算机的组成与工作原理，掌握操作系统的使用，了解如何使用计算机知识进行问题求解的思维方法。

参考文献[1] 战德臣，聂兰顺. 大学计算机——计算思维导论[M]. 北京：电子工业出版社，2013.[2] 孔令德，刘刚. 计算机公共基础实训指导（第2版）[M]. 北京：高等教育出版社，2011.[3] 文光斌. 计算机组装、维护与维修（第2版）[M]. 北京：电子工业出版社，2014.[4] 眭碧霞. 计算机应用基础任务化教程（Windows 7+Office 2010）[M]. 北京：高等教育出版社，2013.[5] 高林，陈承欢. 计算机应用基础（Windows 7+Office 2010）[M]. 北京：高等教育出版社，2014.[6] 张爱民，陈炯. 计算机应用基础（Windows 7+Office 2010）[M]. 北京：电子工业出版社，2013.[7] 胡小盈，李文玉. 百炼成钢Excel函数高级技巧与黄金案例[M]. 北京：电子工业出版社，2008.[8] 刘鹏. 大数据[M]. 北京：电子工业出版社，2017.[9] 中科普开. 大数据技术基础[M]. 北京：清华大学出版社，2016.[10] 统信软件技术有限公司著.统信UOS操作系统使用教程[M].北京：人民邮电出版社，2021.[11]张爱民，陈炯. 计算机应用基础（Windows 7+Office 2010）(第3版)[M]. 北京：电子工业出版社，2018.[12]段班祥，陈红玲，张广云.信息素养概论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2019.[13]黄如花.信息检索[M].武汉：武汉大学出版社，2019.[14]柯平.信息检索与信息素养概论[M].北京：高等教育出版社，2015.[15]刘鹏，张玉宏.人工智能[M].北京：高等教育出版社，2020.[16]眭碧霞,张静.信息技术基础[M].北京：高等教育出版社，2019.[17]林豪慧.大学生信息素养[M]. 北京：电子工业出版社，2017.[18]（美）埃尔（Erl，T.）等. 云计算概念、技术与架构[M]. 北京：机械工业出版社，2014.[19]刘思成，刘鹏，朱慧.小天才学Python[M].北京：清华大学出版社，2019.249。

大学计算机课程教学大纲College Computer课程编号：适用专业：总学分：3学分总学时：64学时其中：讲授32学时；实验32学时课程性质：通修课先修课程：后续课程：程序设计语言教学目的与要求：通过“大学计算机”课程的教学，使学生对计算机的发展、应用形成较具体的认识，建立起计算机应用意识，掌握计算机的基本知识，培养计算思维，具备操作和使用计算机的初步能力。

“大学计算机”是一门理论与实践并重的课程，要求学生既要掌握一些计算机的基本知识，又要具备操作使用计算机的基本技能。

本课程的内容包括以下几个方面：计算机与计算思维概述、数据编码、数据存储、数据结构、算法设计与分析、数据库、软件开发、网络与信息安全等。

（一）理论教学教学内容与学时安排第一章计算机与计算思维概述第一节计算机系统组成一、硬件系统计算机系统通常由硬件系统和软件系统两大部分组成。

现代计算机采用冯若依曼结构，由五大部件组成，其工作原理是存储程序和程序控制。

CPU的构成、性能指标及常见产品。

存储器的功能及其性能指标。

常见的输入输出设备。

常见的I/O接口。

二、软件系统软件的定义及分类。

操作系统的功能及分类。

常见的操作系统。

第二节计算机的应用一、计算机在商业中的应用电子数据交换。

电子商务。

二、计算机在制造业中的应用计算机辅助设计。

计算机辅助制造。

计算机集成制造系统。

三、计算机在交通运输业中的应用计算机辅助设计。

计算机辅助制造。

计算机集成制造系统。

四、计算机在制农业上的应用农情监测。

专家系统。

农业生产实时控制系统。

农产品质量检测。

农业数据库的建立和使用。

五、计算机在医学中的应用医学专家系统。

远程医疗系统。

数字化医疗仪器。

医院监护与健康护理。

医药研究。

第三节计算模式一、高性能计算模式高性能计算机。

超级计算机及我国超级计算中心。

高性能计算的应用领域。

二、分布式计算模式分布式计算。

分布式计算的应用领域。

三、普适计算普适计算。

普适计算的应用领域。

四、网格计算网格计算。