计算机技术前沿总结

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六大科学理论的突破
• 量子力学 • 相对论 • 宇宙大爆炸模型 • DNA双螺旋结构 • 板块构造理论 • 计算机科学
计算机科学是现代科学体系的主要基石之一
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究和对社会作用的法制化管理与监督
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计算机科学（Computer Science）
• 计算机科学与技术学科，简称计算机科学 • ACM/IEEE-CS 的专家们认为，目前已经无法继续
用计算机学科来称谓它，而改称其为计算学科（ Computing Discipline）
——Charles Darwin
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知识概要
• 计算机科学面临的问题 • 计算机学科概述
–计算机学科的特点 –基本学科能力 –计算机学科发展和分支学科的划分 –计算机科学与其他学科之间的关系
• 计算机科学发展的趋势
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发明（Invention）
合成（Synthesis）
构造（Construction）
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1.1 计算机科学面临的问题
• 计算机科学教育缺乏创新，计算机课程体系的陈旧
– 针对学生特别是本科学生的培养上，充分强调以兴趣为主 – 大学提供的是一种机会，让学生自己做真正喜欢的事情
• 计算机学科的特点 • 基本学科能力 • 计算机学科发展和分支学科的划分 • 计算机科学与其他学科之间的关系
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1.2.1 计算机学科的特点
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• 根本问题
– Nicklaus Wirth：在较高的认识层次上，硬件和软件是一样的。 – 计算机学科的根本问题：什么能、且如何被有效地自动计算。
• 第8章 人工智能前沿 • 第9章 搜索引擎技术 • 第10章 集体智慧与Web 2.0 • 第11章 云计算 • 第12章 物联网技术 • 第13章 服务科学与服务计算 • 第14章 智慧地球
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第1章 概述
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科学Science
原理（Principles）
基本原理的重复性（Fundamental recurrences）
解释说明（Explanation）
发现（Discovery）
分析（Analysis）
剖析（Dissection）
艺术Art
实践（Practice）
熟练运用（Skilled performance） 行动（Action）
在1895年出版的Darwin（达尔文）名著《物种起源》（The Origin of Species）第一版扉页上写道：“作为生物进化论的完整理论体系，《物种 起源》主要讨论两个问题：一个是形形色色的生命是否由进化而来，二是 进化的主要机理是什么”。达尔文对第一个问题的回答是肯定的，对第二 个问题的回答是“自然选择”。
计算思维
• 计算思维强调一切皆可计算，从物理世界到人类社会模拟， 从人类社会再到智能活动，都可认为是计算的某种形式。
• 计算思维是概念化思维，是人的思维，是数学和工程互补融 合的思维，是面向所有人的思维。
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1.2 计算机科学概述
• 美国的网络和信息技术研究与发展国家办公室：计算系统和 计算的语义研究。
• 美国计算机学会（ACM）：计算机和算法过程的研究，包括 它们的原理、它们的硬件和软件设计、它们的应用以及它们 对社会的影响。
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计算机科学怎样成为一种科学？
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21世纪计算机科学和信息技术发展的新取向
• 更加重视技术的多样性、开放性和个性化 • 更加重视计算机技术惠及大众 • 更加重视生态和环境影响 • 更加重视医学及与人类健康有关的科学技术 • 将更加重视计算机科学的交叉研究 • 更加重视与人文艺术的结合 • 更加重视计算机科学与信息技术伦理道德方面的研
• 从狭义工具论到计算思维的转变
– 计算机和信息科技的普及实际上是在全社会传播一种计算思维 – 计算思维是一种普适的思维，是每个人的基本技能
• 计算机科学人才的匮乏
– 企业、政府等部门都需要计算机人才 – 德智体合格，在团队精神、敬业态度、工作能力等方面都能胜任
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• 基本特征
– 计算机学科具有“理论、抽象、设计”三个学科形态
形式化、模型化
符号
符号变换
抽象思维、逻辑思维
描述手段
表示形式
求解方式
思维方式
“程序”的非物理特征
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计算机科学前沿技术
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知识框架ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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• 第1章 概述 • 第2章 计算机硬件的发展 • 第3章 高性能计算 • 第4章 现代操作系统 • 第5章 计算机网络新技术 • 第6章 数据库技术的发展 • 第7章 数据挖掘及其应用
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计算机科学（Computer Science）
• Wikipedia：与计算相关的多种学科的集合，包括理论和实际 两方面：涉及信息和计算的理论基础、语言理论、算法分析 和开发、计算系统的实现、计算机图形学、数据库、数据通 信等。