信息与计算机科学专业导论

1引**言

在来大** 学前，我一直很疑

惑，我既不想成为一名数

学

家，又不想从事于**数

学有关的科学研究，那在大学中学习那么多的

（）（（

数学知识是为什么呢？带着这个疑惑，我来到了

广工大，在柏老师的专业导论课上我找到了答案。了解到到，原来信息与计算科学是在数学和电子***

科学基础上发展起来，以信息技术和计算技术的数学基础为研究对象的一门新兴学科。它以培养学生具有良好的***

数学基础和数学思维能力，掌握信息与计算科学基础理论、方法与技能，受到科学研究的训练，能解决信息技术和科学与工程计算中的实际问题的高级专***

门人才为目的，既是一门理论性很强的学科，又

是一门实践性很强的学科。明白了，数学教

学是实现学生思维方式的数学化和培养数学素养最便捷、可靠的途径，而思维

的数学化和良好的数学素养对我们以后的学习和工作很重要。

2我的认识

在专业导论的学习中，

我们了解到在大学的通才教育观下，第一流的人才应该具备下列三个条件：⑴具有高尚的品德和良好的人文素养；⑵具有坚实的专业基础和深厚的功底；⑶富有创新意识，具有科学的思想方法。

而作为一个理科人才，我们应具备有一个科学的认识，一套科学的方法和一套科学的程序，即能建立在对于事物性

质、特点和事物发展与变化规律的深入的认识基础之上；寻找、建立，或引用、发展解决这个问题的一套科学的方法，制定实际解决问题的一套科学的程序，确定第一步做什么，怎么做，第二步做什么，怎么做，……，确定每一步怎

么检验，出了问题怎么处理，等等。

同

时专业导论的学习也让我明白到信息与计算科

学是当今科学前沿领域，是除理论研究与实验以外的第三种科学研究手段，是我国科技发展规划中的重要学科，该专业以计算

科学，信息科学，控制科学和运筹科学为培养方向，以科学与工程计算，计算机图形学与图形学与图像处理，多媒体技术与计算的可视化，大规模信息存储与处理，计算机辅助设计等为研究对象。

高等学校计算科学本科专业培养适应计算科学学科发展，国家社会发展与进步事业实际需要，德、智、体、美全面发展，具有良好的科学素养和文化修养，系统地、较好地掌握理工科公共基础知识，较好地掌握本学科基本概念、基本原理、基本方法、基本技术等基础（理论）知识；理论联系实际，受到良好的计算科学基本实验技术与技能等实践能力的基本训练，受到科学研究与实际应用初步训练的计算科学专门人才。

它要求学生系统地掌握信息与计算科学的基本理论，基本知识和基本技能与方法，受到良好的基础理论，应用方法和开发技能的初

步训练；具有较强的程序设计和程序分析能力；能解决工程，经济管理中的一般数学模型和计算机应用等实际问题。在毕业后适宜到科研部门和高、中等学校从事科学研究和教学工作；适宜到计算机产业、重要部门、以及相近学科的有关单位从事计算科学开发研究、应用与管理等工作；可以继续攻读计算科学及其相关学科的硕士学位

因此，要想成为信息与计算科学专业的人才，我们必须实现思维方式的数学化和培养良好的数学素养。

所谓思维方式的数学化是指从普通人的思维方式转向数学家工作的思维方式。在科学界，数学家的思维方式与其它学科的学者很不相同。他们认识客观事物，对客观事物的观察和分析，一般并不直接关心事物的物理、化学、生物学等特性，而是通过对事物的抽象，运用特殊的符号或语言系统，研究事物在空间中的数量关系、位置关系、结构关系和变换规律，研究具有共同抽象概念、性质的一类事物的某些内在规律，以此指导人们从一个侧面去认识事物。逻辑是严格数学论证和科学论证的主要工具，而数理逻辑则是从数学的角度为数学研究乃至科学研究提供了科学推理的逻辑基础。由于数学对客观事物规律的描述是建立在严格而又抽象的符号推演的基础之上，因而使得数学家工作的思维方式与其它学科很不一样。大多数数学家是经过严格的数学训练实现思维方式数学化的，但要将这种思维方式上升为系统的理性思维方式，则主要取决于人们的数理逻辑或形式逻辑的修养。

下面举一例子说明思维方式的数学化的重要性：

例: 给定一个字符串长度不超过m的集合，请将集合中的每一个字符串反转一下（或称调个个儿）。例如，对字符串abc，就是求cba。注意，除最终的输出外不允许使用输入/输出操作。

我们提供了两种描述与计算问题的解法，可能还有更好的解法。显然，由于解题过程思想方法的不同，数学表述也不同。计算机执行运算操作时的“机械、死板、严格、精密”的特性是数学与计算科学建立天然联系的主要内在原因。计算理论业已表明，理论上，凡是可以由计算机处理的问题，包括问题描述和处理过程，均可以数学化或形式化，即用数学符号系统来描述；反之，凡是可以用以离散数学为代表的构造性数学描述的问题及其处理过程，只要论域是有穷的，或虽论域为无穷但存在有穷表示，也一定能够用计算机来处理。至于现实是否能行则取决于计算复杂性和实际需要的计算时间和空间。

由此可以看出学习数学对计算科学专业工作者的重要性。今天，虽然许多人能够完成大量计算机应用的任务而并不需要很多的数学训练，但这不等于说计算科学不需要高深的数学，原因是仅凭直觉和经验就能顺利处理的那些问题，不仅说明了这些问题是足够简单的，而且还由于科学家和工程师们所做的大量前期工作使得其中一些原来困难的问题在前人工作的基础上已变得较为容易。当然，在这些足够简单的问题中有许多问题的处理工作在性质上本不属于计算科学专业在社会分工中确定的范畴，它们大都属于计算机具体应用（应归属各具体学科）的范畴，而不属于计算机应用（指计算机应用于各学科的共性技术研究）的范畴。对非计算科学专业从事计算机具体应用的人员来说，数学也许并不重要，他们只需要懂得怎样使用各种计算机软硬件资源，如编译程序、操作系统、数据库管理系统、有关的硬件接口、各种软件工具和应用软件程序包的使用就可以了，但对计算科学专业人员，没有坚实的数学基础，就不可能从事较高起点的，而且是其它学科专业人员不能胜任的计算科学专业技术工作，特别是那些需要专业人员自己寻找解决问题的途径、理论、方法和技术的问题。由此可见思维过程的数学化对计算科学专业人员的重要性。通过数学教学途径来实现学生思维方式的数学化是最便捷、可靠的途径。

所谓科学素养是指一个人参加人类的智力活动所必须具备的科学概念、知识水平和对智力活