信息学科导论-5.7.ppt

1、信息科学导论 Introduction of Information Subject 第 5 章 : 计算机科学与技术 5.1 计算机科学与技术学科的概念 5.2 计算机科学与技术的主要内容 5.3 计算机科学与技术的发展历史 5.4 计算机科学与技术的发展趋势 5.5 计算机科学与技术专业 Introduction of Science SubjectDongjun Huang 1.2 Fall in 2010 5.1 计算机科学与技术学科的概念 1. 什么是学科 学科是用于对学术进行分类的概念，指一定的科 学领域或一门科学的分支（分支学科），如自然科学 中的数学、物理学、化学，人文社会科学

2、中的文学、 语言学、法学、社会学等。 学科的出现反映了自然与社会运动的复杂多样性 ，也反映人类认识世界的规律与方法。 Introduction of Science SubjectDongjun Huang 1.3 Fall in 2010 5.1 计算机科学与技术学科的概念 2 、什么是计算机科学与技术学科 计算机科学与技术是一个一级学科的名称，是指 研究计算机的设计、制造以及利用计算机进行信息获 取、表示、存储、处理、控制和应用等的理论、原则 、方法和技术的学科。 计算机科学与技术学科是一门朝气蓬勃、发展 迅速、博大精神、影响深远的学科。 Introduction of Science S

3、ubjectDongjun Huang 1.4 Fall in 2010 5.1 计算机科学与技术学科的概念 3 、主要内容 通常认为，计算机科学与技术包括六个分支学科 ，即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织 与实现、计算机软件、计算机应用技术和人工智能。 计算机 科学与技术 理论计算机科学 计算机体系结构 计算机组织与 实现 计算机软件 人工智能 Introduction of Science SubjectDongjun Huang 1.5 Fall in 2010 5.2 计算机科学与技术的主要内容 1. 理论计算机科学 理论计算机科学是研究计算机基本理论的学科。 理论计算机科学

4、包括自动机理论、形式语言理论、程 序理论、算法分析，以及计算复杂性理论等。 位于英国曼彻斯特街头的图灵塑像。 图灵机模型的艺术展现 图灵是理论计算机科学的创立人。 Introduction of Science SubjectDongjun Huang 1.6 Fall in 2010 5.2 计算机科学与技术的主要内容（续） 2. 计算机系统结构 计算机系统结构是研究机器语言程序员或编译程 序编写者所看到的计算机外特性的学科。 程序设计者所见的计算机属性，着重于计算机的 概念结构和功能特性，硬件、软件和固件子系统的功 能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者 所见到的计算机属性，主要是

5、软件子系统的属性。使 用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性，则是 硬件子系统的概念结构（硬件子系统结构）及其功能 特性，包括指令系统（机器语言），以及寄存器定义 、中断机构、输入输出方式、机器工作状态等。 Introduction of Science SubjectDongjun Huang 1.7 Fall in 2010 5.2 计算机科学与技术的主要内容（续） 3. 计算机组织与实现 计算机组织与实现是研究组成计算机的功能、部 件间的相互连接和相互作用，以及有关计算机实现的 技术。在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能 及其概念结构之后，计算机组织的任务就是研究各组 成部分的内部

6、构造和相互联系，以实现机器指令级的 各种功能和特性。 微控制器集成电路 Intel 双核处理器 Intel CPU 内部连接 E6750 Introduction of Science SubjectDongjun Huang 1.8 Fall in 2010 5.2 计算机科学与技术的主要内容（续） 随着计算机功能的扩展和性能的提高，计算机包 含的功能部件也日益增多，其间的互连结构日趋复杂 。现代已有三类互连方式，分别以中央处理器、存储 器或通信子系统为中心，与其他部件互连。 “ 天河一号 ” 采用了全新的 多阵列可配置协同并行的 组织结构 , 从而实现了系 统性能的提升。这种系统 结构具备

7、构建下一个量级 即万万亿次计算机的能力 , 将会成为下一代高新计算 机的主流结构。 我国 2009 年 11 月发布的超级计算机 “ 天河一号 ” Introduction of Science SubjectDongjun Huang 1.9 Fall in 2010 5.2 计算机科学与技术的主要内容（续） 4. 计算机软件 什么是计算机软件： 软件是计算机程序及其文档的总和。程序总是要 通过某种物理介质来存储和表示的，它们是磁盘、磁 带、程序纸、穿孔卡等，但程序并不是指这些物理介 质，而是指那些看不见、摸不着的指令序列。注意， 软件还包括与程序相关的文档部分。 计算机软件作为一门学科，研究各类软件的设计 、开发、实现、维护的理论、原则、方法和技术。 Introduction of Science SubjectDongjun Huang 1.10 Fall in 2010