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发信? newer (讨厌考试), 信区: CS
标?? 关于计算机科学与技术的知识体系
发信? 总时空 Yat-sen Channel (Mon Jun 6 11:53:51 2005), 站内信g
因ؓ感觉Ch们对计算机科学有着太多的误?在这里给出美国CC2001(关于计算机科?br />的教学大U?,看看计算机科学究竟应该学些什?
CC2001把计学U分?4个主要领?
一.DS. Discrete Structures
DS1. Functions, relations, and sets
DS2. Basic logic
DS3. Proof techniques
DS4. Basics of counting
DS5. Graphs and trees
DS6. Discrete probability
介绍:
主要内容包括集合?数理逻辑,q世代数,图论以及l合数学{?该领域与计算学科各主领域有着紧密的联p?CC2001Z它的重要?Ҏ它列ؓ计算学科的第一个主领域.该主领域?抽象"?理论"两个学科形态出现在计算学科?它ؓ计算学科各分支领域解军_基本问题提供了强有力的数学工?
?PF. Programming Fundamentals
PF1. Fundamental programming constructs
PF2. Algorithms and problem-solving
PF3. Object-oriented programming
PF4. Fundamental data structures
PF5. Recursion
PF6. Event-driven and concurrent programming
PF7. Using APIs
介绍:
主要内容包括E序设计l构,法,问题求解和数据结构等.它考虑的是如何寚w题进行抽?它属于学U抽象Ş态方面的内容,qؓ计算学科各分支领域基本问题的感性认?抽象)提供Ҏ.基本问题主要包括:
1.对给定的问题如何q行有效的描qƈl出法?
2.如何正确选择数据l构?
3.如何q行设计,~码,试和调试程?
?AL. Algorithms and Complexity
AL1. Basic algorithmic analysis
AL2. Algorithmic strategies
AL3. Fundamental computing algorithms
AL4. Distributed algorithms
AL5. Basic computability theory
AL6. The complexity classes P and NP
AL7. Automata theory
AL8. Advanced algorithmic analysis
AL9. Cryptographic algorithms
AL10. Geometric algorithms
AL11. Parallel algorithms
介绍:
主要内容包括法的复杂度分析,典型的算法策?分布式算?q行法,可计理?PcdNPc问?自动机理?密码法以及几何法{?1.抽象形态的主要内容:包括法分析,法{略(如蛮q算?贪婪法,启发式算?分治法等),q行和分布式法{?
2.理论形态的主要内容:包括可计性理?计算复杂性理?P和NPc问?q行计算理论,密码学等.
3.设计形态的主要内容:包括寚w要问题类的算法的选择,实现和测?寚w用法的实现和试,(如哈希表,囑֒树的实现与测?,对ƈ行和分布式算法的实现和测?对组合问题启发式法的大量实验测?密码协议{?
基本问题主要包括:
1.对于l定的问题类,最好的法是什?要求的存储空间和计算旉有多?I间和时间如何折?
2.讉K数据的最好方法是什?
3.法最好和最坏的情况是什?
4.法的^均性能如何?
5.法的通用性如?
?PL. Programming Languages
PL1. Overview of programming languages
PL2. Fundamental issues in language design
PL3. Virtual machines
PL4. Introduction to language translation
PL5. Language translation systems
PL6. 无效 systems
PL7. Models of 执行ution control
PL8. Declaration, modularity, and storage management
PL9. Programming language semantics
PL10. Programming paradigms
PL11. Language-based constructs for parallelism
介绍:
主要内容包括E序设计模式,虚拟?cdpȝ,执行控制模型,语言译pȝ,E序设计语言的语义学,Z语言的ƈ行构件等.抽象形态的主要内容:包括Z语法和动态语义模型的语言分类(如静态型,动态型,函数?q程?面向对象?逻辑,规格说明,报文传递和数据?,按照目标应用领域的语a分类(如商业数据处?仿真,表处理和囑Ş),E序l构的主要语法和语义模型的分c?如过E分?函数合成,抽象数据cd和通信的ƈ行处?,语言的每一U主要类型的抽象实现模型,词法分析,~译,解释和代码优化的Ҏ,词法分析?扫描?~译器组件和~译器的自动生成Ҏ{?
理论形态的主要内容:包括形式语言和自动机,囄?q程式语a的基),POSTpȝ(字符串处理语a的基),lamda-演算(函数式语a的基),形式语义?谓词逻辑,时态逻辑,q世代数{?
设计形态的主要内容:包括把一个特D的抽象机器(语法)和语义结合在一起Ş成的l一的可实现的整体特定语a(如过E式?COBOL,FORTURN,ALGOL,Pascal,Ada,C),函数式的(LISP),数据的(SISAL,VAL),面向对象?Smalltalk,CLU,C++),逻辑?Prolog),字符?SNOBOL)和ƈ?CSP,Concurrent Pascal,Modula 2)),特定cd语言的指定实现方?E序设计环境,词法分析器和扫描器的产生?如YACC,LEX),~译器生器,语法和语义检?成型,调试和追t程?E序设计语言Ҏ在文件处理方面的应用(如制??化学
公式),l计处理{?
基本问题主要包括:
1.语言(数据cd,操作,控制l构,引进新类型和操作的机?表示的虚拟机的可能组l结构是什?
2.语言如何定义机器?机器如何定义语言?
3.什么样的表C法(语义)可以有效地用于描q计机应该做什?
?AR. Architecture and Organization
AR1. Digital logic and digital systems
AR2. Machine level representation of data
AR3. Assembly level machine organization
AR4. Memory system organization and architecture
AR5. Interfacing and communication
AR6. Functional organization
AR7. Multiprocessing and alternative architectures
AR8. Performance enhancements
AR9. Architecture for networks and distributed systems
介绍:
主要内容包括数字逻辑,数据的机器表C?汇编U机器组l?存储技?接口和通信,多道处理和预备体pȝ?性能优化,|络和分布式pȝ的体pȝ构等.
抽象形态的主要内容:包括布尔代数模型,基本lg合成pȝ的通用Ҏ,电\模型和在有限领域内计算术函数的有限状态机,数据路径和控制结构模?不同的模型和工作负蝲的优化指令集,g可靠?如冗?错误?恢复与测?,VLSI装置设计中的I间,旉和组l的折衷,不同的计模型的机器l织(如时序的,数据?表处?阵列处理,向量处理和报文传?,分设计的确?即系l,E序U?指oU?寄存器和门U等.
理论形态的主要内容:包括布尔代数,开关理?~码理论,有限自动机理论等.
设计形态的主要内容:包括快速计的g单元(如算术功能单?高速缓冲存储器),冯¯依曼?单指令顺序存储程序式计算?,RISC和CISC的实?存储和记录信?以及与U正错误的有效方?对差错处理的具体Ҏ(如恢?诊断,重构和备份过E?br />),为VLSI电\设计的计机辅助设计(CAD)pȝ和逻辑模拟,故障诊断,编译器{?在不同计模型上的机器实?如数据流,?LISP,立方结?向量和多处理?,计算机等.
基本问题主要包括:
1.实现处理器内存和机内通信的方法是什?
2.如何设计和控制大型计系l?而且使其令h怿,管存在错误和失?但它仍然是按照我们的意图工作?
3.哪种cd的体pȝ构能够有效地包含许多在一个计中能够q行工作的处理元?
4.如何度量性能?
?OS. Operating Systems
OS1. Overview of operating systems
OS2. Operating system principles
OS3. Concurrency
OS4. Scheduling and dispatch
OS5. Memory management
OS6. Device management
OS7. Security and protection
OS8. File systems
OS9. Real-time and embedded systems
OS10. Fault tolerance
OS11. System performance 执行uation
OS12. 脚本ing
介绍:
主要内容包括操作pȝ的逻辑l构,q发处理,资源分配与调?存储理,讑֤理,文gpȝ{?.抽象形态的主要内容:包括不考虑物理l节(如面向进E而不是处理器,面向文g而不是磁?而对同一c资源上q行操作的抽象原?用户接口可以察觉的对象与内部计算机结构的l定(Binding),重要的子问题模型(如进E管?内存理,作业调度,两存储理,和性能分析),安全计算模型(如访问控制和验证){?
理论形态的主要内容:包括q发理论,调度理论(特别是处理机调度),E序行ؓ和存储管理的理论,(如存储分配的优化{略),性能模型化与分析{?br />设计形态的主要内容:包括分时pȝ,自动存储分配?多调度?内存理?分层文gpȝ和其他作为商业系l基的重要系l组?构徏操作pȝ(如UNIX,DOS,Windows)的技?建立实用E序库的技?如编辑器,文g形式E序,~译?q接器和讑֤驱动?,文g和文件系l等内容.
基本问题主要包括:
1.在计机pȝ操作的每一个别上,可见的对象和允许q行的操作各是什?
2.对于每一c资?能够对其q行有效利用的最操作集是什?
3.如何l织接口才能使得用户只需与抽象的资源而非g的物理细节打交道?
4.作业调度,内存理,通信,软g资源讉K,q发d间的通信以及可靠性与安全的控制策略是什?
5.通过数构造规则的重复使用q行pȝ功能扩展的原则是什?
?NC. Net-Centric Computing
NC1. Introduction to net-centric computing
NC2. Communication and networking
NC3. Network security
NC4. The web as an example of client-server computing
NC5. Building web applications
NC6. Network management
NC7. Compression and decompression
NC8. Multimedia data technologies
NC9. Wireless and mobile computing
介绍:
主要内容包括计算机网l的体系l构,|络安全,|络理,无线和移动计以及多媒体数据技术等.
抽象形态的主要内容:包括分布式计模?如C/S模式,合作时序q程,消息传递和q方q程调用),l网(分层协议.命名.q程资源利用,帮助服务和局域网协议),|络安全模型(如通信,讉K控制和验?{?
理论形态的主要内容:包括数据通信理论,排队理论,密码?协议的Ş式化验证{?
设计形态的主要内容:包括排队|络建模和实际系l性能评估的模拟程序包,|络体系l构(如以太网.FDDI.令牌|?,包含在TCP/IP中的协议技?虚拟电\协议,Internet,实时会议{?
基本问题主要包括:
1.|络中的数据如何q行交换?
2.|络协议如何验证?
3.如何保证|络的安?
4.分布式计的性能如何评h?
5.分布式计如何组l才能够佉K过通信|连接在一L自主计算机参加到一计中,而网l协?L地址,带宽和资源则h透明?
?HC. Human-Computer Interaction
HC1. Foundations of human-computer interaction
HC2. Human-centered software 执行uation
HC3. Human-centered software development
HC4. Graphical user-interface design
HC5. Graphical user-interface programming
HC6. HCI aspects of multimedia systems
HC7. HCI aspects of collaboration and communication
介绍:
主要内容包括以hZ心的软g开发和评h,囑Ş用户接口设计,多媒体系l的人机接口{?
抽象形态的主要内容:包括人的表现模型(如理?q动,认知,文g,通信和组l?,原型?
交互对象的描q?人机通信(含减h为错误和提高人的生力的交互模式心理学研I?{?
理论形态的主要内容:包括认知心理?C会交互U学{?
设计形态的主要内容:交互讑֤(如键?语音识别?,有关人机交互的常用子E序?囑Ş专用语言,原Ş工具,用户接口的主要Ş?如子E序?专用语言和交互命?,交互技?如选择,定位,定向,拖动{技?,囑Ş拑֏技??Zؓ中心"的hZ互Y?br />的评h准等.
基本问题主要包括:
1.表示物体和自动生供阅览的照片的有效Ҏ是什?
2.接受输入和给出的有效Ҏ是什?
3.怎样才能减小产生误解和由此生的Zؓ错误的风?
4.图表和其他工h样才能通过存储在数据集中的信息ȝ解物理现?
?GV. Graphics and Visual Computing
GV1. Fundamental techniques in graphics
GV2. Graphic systems
GV3. Graphic communication
GV4. Geometric modeling
GV5. Basic rendering
GV6. Advanced rendering
GV7. Advanced techniques
GV8. Computer animation
GV9. Visualization
GV10. Virtual reality
GV11. Computer vision
介绍:
主要内容包括计算机图形学,可视?虚拟现实,计算觉等4个学U子领域的研I内?
抽象形态的主要内容:包括昄囑փ的算?计算助设?CAD)模型,实体对象的计机表示,囑փ处理和加强的Ҏ.
理论形态的主要内容:包括二维和高l几?包括解析,投媄,仿射和计几?,颜色理论,认知心理?傅立叶分?U性代?图论{?br />设计形态的主要内容:包括不同的图形设备上囑Ş法的实?不断增多的模型和现象的实验性图形算法的设计与实?在显CZ彩色囄恰当使用,在显C器和硬拯讑֤上彩色的_再现,囑Ş标准囑Ş语言和特D的囑Ş?不同用户接口技术的实现(含位图设备上的直接操作和字符讑֤的屏q技?,用于不同的系l和机器之间信息转换的各U标准文件互换格式的实现,CADpȝ,囑փ增强pȝ{?
基本问题主要包括:
1.支撑囑փ产生以及信息览的更好模?
2.如何提取U学?计算和医?和更抽象的相x?
3.囑փ形成q程的解释和分析Ҏ?
?IS. Intelligent Systems
IS1. Fundamental issues in intelligent systems
IS2. Search and constraint satisfaction
IS3. Knowledge representation and reasoning
IS4. Advanced search
IS5. Advanced knowledge representation and reasoning
IS6. Agents
IS7. Natural language processing
IS8. Machine learning and neural networks
IS9. AI planning systems
IS10. Robotics
介绍:
主要内容包括U束可满x问?知识表示和推?Agent,自然语言处理,机器学习和神l网l?人工规划pȝ和机器h学等.
抽象形态的主要内容:包括知识表示(如规?框架和逻辑)以及处理知识的方?如演l?推理),自然语言理解和自然语a表示的模?包括音素表示和机器翻?,语音识别与合?从文本到语音的翻?推理与学习模?如不定,非单调逻辑,Bayesian推理),启发式搜索方?分支界限?控制搜烦,模仿生物pȝ的机器体pȝ?如神l网l?,人类的记忆模型以及自动学习和机器人系l的其他元素{?
理论形态的主要内容:包括逻辑(如单?非单调和模糊逻辑),概念依赖?认知,自然语言理解的语法和语义模型,机器人动作和机器Z用的外部世界模型的运动学和力学原?以及相关支持领域(如结构力?图论,形式语法,语言学哲学与心理?{?
设计形态的主要内容:包括逻辑E序设计软gpȝ的设计技?定理证明,规则评估,在小范围领域中用专家系l的技?专家pȝ外壳E序,逻辑E序设计的实?如PROLOG),自然语言理解pȝ,经|络的实?国际象棋和其他策略性游戏的E序,语音合成?识别?机器人等.
基本问题主要?
1.基本的行为模型是什?如何建造模拟它们的机器?
2.规则评估,推理,演绎和模式计在多大E度上描qC?
3.通过q些Ҏ模拟行ؓ的机器的最l性能如何?
4.传感数据如何~码才得相似的模式有相似的代码?
5.甉|~码如何与传感编码相兌?
6.学习pȝ的体pȝ构怎样?
7.q些pȝ是如何表C它们对q个世界的理解的?
十一.IM. Information Management
IM1. Information models and systems
IM2. Database systems
IM3. Data modeling
IM4. Relational databases
IM5. Database query languages
IM6. Relational database design
IM7. Transaction processing
IM8. Distributed databases
IM9. Physical database design
IM10. Data mining
IM11. Information storage and retri执行
IM12. Hypertext and hypermedia
IM13. Multimedia information and systems
IM14. Digital libraries
介绍:
主要内容包括信息模型与信息系l?数据库系l?数据建模,关系数据?数据库查询语a,关系数据库设?事务处理,分布式数据库,数据挖掘,信息存储与检?文本和媒?多媒体信息与多媒体系l?数字图书馆等.
抽象形态的主要内容:包括表示数据的逻辑l构和数据元素之间关pȝ模型(如E-R模型,关系模型,面向对象的模?,为快速检索的文g表示(如烦?,保证更新时数据库完整?一致?的方?防止非授权泄露或更改数据的方?对不同类信息索系l和数据?如超文本,文本,I间?囑փ,规则?q行查询的语a,允许文档在多个层ơ上包含文本,视频,囑փ和声音的模型(如超文本),人的因素和接口问题等 .
理论形态的主要内容:包括关系代数,关系演算,数据依赖理论,q发理论,l计推理,排序与搜?性能分析以及支持理论的密码学.
设计形态的主要内容:包括关系,层次,|络,分布式和q行数据库的设计技?信息索系l的设计技?安全数据库系l的设计技?文本系l的设计技?把大型数据库映射到磁盘存储器的技?把大型的只读数据库映到光存储介质上的技术等.
基本问题主要包括:
1.使用什么样的徏模概忉|表示数据元素及其怺关系?
2.怎样把基本操?如存?定位,匚w和恢?l合成有效的事务?
3.q些事务怎样才能与用h效地q行交互?
4.高查询如何译成高质量的程?
5.哪种机器体系l构能够q行有效的恢复和更新?
6.怎样保护数据,以避免非授权讉K,泄露和破?
7.如何保护大型的数据库,以避免由于同时更新引L不一致?
8.当数据分布在许多机器上时如何保护数据,保证性能?
9.文本如何索引和分cL能够q行有效的恢?
十二.SE. Software Engineering
SE1. Software processes
SE2. Software requirements and specifications
SE3. Software design
SE4. Software validation
SE5. Software evolution
SE6. Software project management
SE7. Software tools and environments
SE8. Component-based computing
SE9. Formal methods
SE10. Software reliability
SE11. Specialized systems development
介绍:
主要内容包括软gq程,软g需求与规格说明,软g设计,软g验证,软g演化,软g目理,软g开发工具与环境,Z构g的计?形式化方?软g可靠?专用pȝ开发等.
抽象形态的主要内容:包括规约Ҏ(如谓词{换器,E序设计演算,抽象数据cd和Floyd-Hoare 公理化思想),Ҏ?如逐步求精?模块化设?,E序开发自动化Ҏ(如文本编辑器,面向语法的编辑器和屏q编辑器),可靠计算的方法学(如容?安全,可靠?恢复,多\冗余),软g工具与程序设计环?E序和系l的度与评?软gpȝ到特定机器的相匹配问题域,软g研制的生命周期模型等.
理论形态的主要内容:包括E序验证与证?时态逻辑,可靠性理Z及支持领?谓词演算,公理语义学和认知心理学等.
设计形态的主要内容:包括归约语言,配置理pȝ,版本修改pȝ,面向语法的编辑器,行编辑器,屏幕~辑器和字处理系l?实际使用q受到支持的特定软g开发方?如HDM,Dijkstra,Jockson,Mills和Yourdon倡导的方?,试的过E与实践(如遍?手工仿真,模块间接口的?,质量保证与工E管?E序开发和调试,成型,文本格式化和数据库操作的软g工具,安全计算pȝ的标准等U与认q程的描q?用户接口设计,可靠定w的大型系l的设计Ҏ,?公众利益Z心的"软g从业人员认证体系.
基本问题主要包括:
1.E序和程序设计系l发展背后的原理是什?
2.如何证明一个程序或pȝ满其规D?
3.如何~写不忽略重要情况且能用于安全分析的规格说明?
4.软gpȝ是如何历l不同的各代q行演化?
5.如何从可理解性和易修Ҏ着手设计Y?
十三.SP. Social and Professional Issues
SP1. History of computing
SP2. Social context of computing
SP3. Methods and tools of analysis
SP4. Professional and ethical responsibilities
SP5. Risks and liabilities of computer-based systems
SP6. Intellectual property
SP7. Privacy and civil liberties
SP8. Computer crime
SP9. Economic issues in computing
SP10. Philosophical frameworks
介绍:
主要内容包括计算的历?计算的社会背?分析Ҏ和工?专业和道徯?Z计算机系l的风险与责?知识产权,隐私与公民的自由,计算机犯|?与计有关的l济问题,哲学框架{?
该主领域属于学科设计形态方面的内容.Ҏ一般科学技术方法论的划?该领域中的hD,道d观属于设计Ş态中技术评估方面的内容.知识产权属于设计形态中技术保护方面的内容.
而CC1991报告提到的美学问题则属于设计形态中技术美学方面的内容.
基本问题主要包括:
1.计算学科本n的文?C会法律和道L问题.
2.有关计算的社会媄响问?以及如何评h可能的一些答案的问题.
3.哲学问题.
4.技术问题以及美学问?
十四.CN. Computational Science
CN1. Numerical analysis
CN2. Operations research
CN3. Modeling and simulation
CN4. High-performance computing
介绍:
主要内容包括数值分?q筹?模拟和仿?高性能计算.
抽象形态的主要内容:包括物理问题的数学模?q箋或离?的Ş式化表示,q箋问题的离散化技?有限元模型等.
理论形态的主要内容:数论,U性代?数值分?以及支持领域,包括微积?实数分析,复数分析和代数等.
设计形态的主要内容:用于U性代数的函数库与函数?常微分方E?l计,非线性方E和优化的函数库与函数包,把有限元法映射到特定结构上的方法等.
基本问题主要包括:
1.如何_C有限的离散过E近DCl和无限的离散过E?
2.如何处理q种q似产生的错?
3.l定某一cLE在某精度水^上能以多快的速度求解?
4.如何实现方程的符h?如积?微分以及到最项的归U?
5.如何把这些问题的{案包含C个有效的,可靠?高质量的数学软g包中?
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?来源:Q总时空 Yat-sen Channel bbs.zsu.edu.cnQ[FROM: 202.116.77.48]
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