计算机科学与技术专业本科课程教学大纲

计算机科学与技术专业本科课程教学大纲内容摘要：

关专业本科学生 三、课堂授课学时与学分 课堂授课学时： 72 学时 学分： 4 四、先修课程 计算机应用基础、数字逻辑等 五、教学目的 本课程是计算机科学与技术、信息安全专业的专业基础必修课课。 本课程的学习将使学生了解计算机系统的硬件和软件构成方法，了解其硬件系统中运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备和总线系统的构成原理。 为后续专业课程的学习打下扎实的理论基础。 六、主要内容、 基本要求及学时分配 主要内容： 计算机系统概论：包括计算机的语言，计算机的硬件，计算机系统的层次结构和电子计算机的发展简史及计算机的应用。 运算方法和运算器：包括数据表示方法和转换，带符号数的表示及加减运算，二进制乘法运算，二进制除法运算，浮点数的运算方法，运算部件和数据校验码。 主存储器：包括主存储器处于全机中心地位，主存储器分类，主存储器的主要技术指标，主存储器的基本操作，随机存储器 RAM，非易失性半导体存储器， DRAM 的研究与发展，半导体存储器的组成与控制和多体交叉存储器。 指令系统： 包括指令系统的发展，指令格式，数据表示，寻址方式，指令类型，指令系统的兼容性， RISC 和 CISC 和指令系统举例。 中央处理部件 CPU：包括计算机的硬件系统，控制器的组成，微程序控制器计算机的工作原理，微程序设计技术，硬布线控制的计算机，控制器的控制方式，流水线工作原理，CPU 举例和计算机的加电及控制过程。 存储系统：包括存储系统的层次结构，高速缓冲存储器 Cache，虚拟存储器，相联存储器和存储保护。 辅助存储器：包括辅助存储器的种类与技术指标，磁记录原理与记录方式， 硬磁盘存储器，软磁盘存储器， 磁带存储器和光盘存储器。 输入输出设备：包括外部设备概述，输入设备，输出设备 — 显示器和输出设备 — 打印机。 输入输出系统：包括系统概述，程序中断输入输出方式， DMA 输入输出方式，通道控制方式和外围处理机方式，总线结构和外设接口。 计算机系统：包括计算机系统概述，微机系统，工作站和服务器和多媒体计算机。 基本要求： 本课程要求学生掌握编码数据的运算方法和运算器的构成，掌握随机存取存储器中的SRAM 和 DRAM 存储单元电路、存储结构、读写时序、 ROM、 EPROM、 EEPROM 和 Flash Memory 的相关技术特性；掌握主存储器的组成与控制以及重叠交叉存取控制的方法；掌握控制器的控制方式、微程序控制器和组合逻辑控制器的工作原理和设计方法；掌握磁表面存储器的工作原理、硬磁盘存储器的种类及结构、记录格式、硬盘控制器以及磁盘阵列存储器；理解 CPU 与外部设备交换数据的方式、数据传输的控制方式、中断的概念、 DMA 以及输入输出通道的原理；掌握计算机系统的概念、分类方法、评测方法；能够区分微机系统、工作站系统、服务器系统和多媒体计算机系统，掌握其系统的相应性能。 学时分配： 课堂教学内容 学时分配 实验内容 学时分配 计算机系统概论 2 运算方法和运算器 16 运算器设计 6 主存储器 6 主存储器调用 4 指令系统 6 中央处理部件 16 微程序控制器设计 8 存储系统 6 外存储器调用 4 辅助存储器 8 输入输出设备 2 输入输出系统 6 输入输出系统调用 6 计算机系统 4 整机系统设计 8 总 计 72 36 七、教材及主要教学参考用书 《计算机组成与结构》第三版，王爱英主编，清华大学出版社。 《计算机组成原 理》第三版，白中英主编，科学出版社。 《 Structured Computer Organization》 (Fourth Edition)， Andrew S. Tanenbaum。 《 Computer Organization and Architecture— Designing for Performance》（ Fifth Edition），William Stallings。 大纲执笔者： 许先斌 汇编语言程序设计教学大纲 一、课程名称 汇编语言程序设计（ Assembly Language Programming） 二、授课对象 计算机科学与技术、信息安全及相关专业本科学生 三、课堂授课学时与学分 课堂授课学时： 5４ 学分： 3 四、先修课程 高级语言程序设计等 五、教学目的 本课程是计算机科学与技术专业的专业基础必修课，信息安全专业的专业选修课。 汇编语言程序设计的内容与计算机硬件特性密切相关，是一门软件和硬件紧密结合的课程。 通过教学使学生掌握新一代汇编语言程序设计的基本原理、方法与技术，具有从事用汇编语言开发软件和应用的能力，同时为学生学习后续课程的打下重要的专业基础。 六、主要内容、 基本要求、上机要求及学时分配 主要内容： 程序设计概述： Pentium 系列微机实模式、保护模式与虚拟模式的概念，数据处理类型，汇编语言新特征和程序例示。 程序设计环境： 32位可编程寄存器体系，实模式存储器存取机制，堆栈存储操作技术，程序汇编调试方法与事例。 实模式指令寻址与指令系统：操作数和程序转移的基本寻址方式，实模式 32 位的指令寻址及指令集，字符设备 I/O功能调用。 高级汇编语法：汇编语句的表达式，伪指令定义与存储分配、分段语句，宏指令，条件汇编，模块符号通信，多段、多模块的连接。 程序设计基本方法：运算指令与顺序程序，条件转移指令和分支程序，循环控制指令与循环程序， 16位 /32位代码变换算法与程序。 子程序设计技术：主子程序参数传递方法，过程定义与调用返回，递归程序设计，堆栈动态变化， .COM文件特征及程序。 实用程序设计：表处理概念，检索程序，排序算法与排序程序，折半查找方法与查找程序，串操作指令与加密解密程序。 高级调用开发程序设计：扩展的磁盘文件管理概念、常用功能调用、程序实例，时钟程序，仿节能型程序，驻留程序机制与实现。 屏幕窗口色彩控制设计： BIOS中断调用 ，单色、彩色显示控制程序，屏幕写彩色程序，图形动画的图形显示与动态机器人设计技术。 输入输出程序设计： I/O指令寻址与数据传送方式， I/O接口程序设计，与高级语言连接例示。 基本要求： 本课程侧重讲授实地址模式下 16/32 位汇编语言程序设计的原理、方法与技术，实例丰富。 由于汇编概念多而细，指令系统复杂，学习理解与记忆仍有一定的困难，因此要求学生认真听讲，经常上机，勤学多练。 本门课程要求做 4 个基本知识训练题和 2 个设计的应用课题，包括程序输入输出调试，分支程序，循环程序，子程序，加密解密应用，图形动画设 计等。 要求写出上机实习报告。 上机要求： 熟悉在网络环境中汇编语言的设计方法，能熟练掌握 NE(或 EDIT)编辑器编写汇编语言程序、汇编程序的编译、连接，并且掌握用 debug 调试汇编程序的方法。 通过上机编程的方法，熟练掌握汇编语言程序的指令系统和寻址方式，以及高级汇编语言的概念及语法。 通过上机编程的方法，熟练掌握程序设计常用的基本方法，即顺序程序、分支程序、循环程序等。 熟练掌握模块化与子程序的设计技术，即子程序的设计方法。 熟练掌握表处理与加解密实用程序设计，即加密解密应用。 学时分 配： 课堂教学内容 学时分配 实验内容 学时分配 新一代汇编语言程序设计概述 3 新一代汇编语言程序设计环境 6 简单的输入输出程序与调试 6 实模式指令寻址与指令系统 6 高级汇编语言的概念及语法 6 程序设计常用的基本方法 9 分支程序，循环程序 8 模块化与子程序的设计技术 6 子程序 4 表处理与加解密实用程序设计 6 加密解密应用 8 高级调用开发程序设计技术 3 屏幕窗口色彩控制设计技术 6 输入输出指令与程序设计 方法 3 合 计 54 26 七、教材及主要教学参考用书 《新一代汇编语言程序设计》，曹加恒等著， 2020年，高等教育出版社。 《 80X86汇编语言程序设计教程》，杨季文等著，清华大学出版社。 《汇编语言程序设计》，钱晓捷著，电子工业出版社。 《 IBM PC 汇编语言程序设计》，沈美明著，清华大学出版社。 大纲执笔者： 苏光奎 离散数学教学大纲 一、课程名称 离散数学（ Discrete Mathematics） 二、授课对象 计算机科学与技术、信息安全及相关专业本科 学生 三、课堂授课学时与学分 课堂授课学时： 72 学分： 4 四、先修课程 高等数学、线性代数等 五、教学目的 本课程是计算机科学与技术、信息安全专业的专业基础必修课。 离散数学是现代数学的重要分支，是计算机科学的理论基础。 通过本课程的学习使学生掌握学习各专业课程必备的数学知识，培养学生的逻辑推论能力、抽象思维能力和形式化思维能力，提高学生的理论素质。 六、主要内容、基本要求及学时分配 主要内容： 数理逻辑：包括命题逻辑和谓词逻辑。 集合论：包括集合、关系、函数和集合的基数。 代数结构 图论 基本要求： 掌握并能灵活应用本课程的基本概念和方法，具有一定的 逻辑推论能力、抽象思维能力和形式化思维能力，为后续课程的学习打下良好的基础。 学时分配： 课堂教学内容 学时分配 数理逻辑 16 集合论 20 代数结构 20 图论 16 合 计 72 七、教材及主要教学参考用书 《离散数学》，刘玉珍等，武汉大学出版社。 《离散数学》，方世昌，西安电子科技大学出版社。 《 Discrete Mathematical Structure》 ,、 amp。 著。 大纲执笔者： 刘玉珍 数据结构 教学大纲 一、课程名称 数据结构 （ Data Structures） 二、授课对象 计算机科学与技术、信息安全及相关专业本科学生 三、课堂授课学时与学分 课堂授课学时： 72 学分： 4 四、先修课程 高级语言程序设计、离散数学等 五、教学目的 数据结构是计算机科学与技术、信息安全专业的专业基础必修课。 学好该课程不仅对后续课程的学习有很大帮助，而且在实际中有广泛的用途，同时也是考研的重要课程之一。 突出抽象数据类型概念、应用和实践，具有先进性。 六、主要内容、基本要求及学时分配 主要内容： 数据结构和算法：学习数据结构的必要性，问题、算法和程序，抽象数据类型的表示和实现。 链表：单链表，双向链表，循环链表，应用 (一元多项式的表示及相加 ,存储器管理 )。 栈与递归：栈的数组表示法，栈的链表表示法，应用（后缀表达式求值，表达式的转换）。 队列：队列的数组表示法，队列的链表表示法，循环队列，应用 (离散事件模拟 ) 数组和广义表：数组的定义，数组的顺序表示和实现，特殊数组，稀疏矩阵，广义表的定义，广义表的存储。 树和二叉树：树的定义与 术语，树的表示法和遍历，二叉树的定义与表示法， 二叉树的性质，二叉树的建立和遍历，线索二叉树， Huffman 编码树。 图：图的定义与术语，图的表示法，图的遍历，拓扑排序，生成树问题，最小生成树，Prim 算法， Kruskai 算法，最短路径问题，关键路径。 查找：线性查找，折半查找，插值查找，分块查找，哈希表查找，二叉排序树，平衡二叉树，最佳二叉排序树， B树和 B+树，模式匹配。 内部排序：概述，插入排序，选择排序， shell 排序，快速排序，归并排序，堆排序和优先队列，基数排序，各种内部排序方 法的比较。 外部排序：外部排序的方法，多路平衡归并的实现，置换选择排序，最佳归并树。 1文件：文件的基本概念，顺序文件， 索引文件， ISAM文件和 VSAM文件， 直接存取文件，多关键字文件 基本要求： 在熟悉每种数据结构的逻辑结构和存储结构的基础上，重点掌握每种数据结构的各种操作算法。 一定要尽可能多地上机实习。 学时分配： 课堂教学内容 学时分配 实验内容 学时分配 数据结构和算法 2 链表 8 链 表 4 栈与递归 4 栈的应用 4 队列 2 队列 应用 4 数 组和广义表 6 稀疏矩阵 4 树和二叉树 12 哈夫曼编 /译码器设计 4 图 10 最短路径问题 4 查找 14 平衡二叉排序树操作的演示 4 内部排序 8 内部排序算法比较 4 外部排序 4 1文件 2 文件的定义、操作 总 计 72 32 七、教材及主要教学参考用书 《数据结构（ C语言）》，严蔚敏等，清华大学出版社。 《数据结构》，许卓群等，高等教育出版社。 《 Sortin。