第1章 大学计算机基础课程概述

《大学计算机基础》概述

Li Wei

耿国华 主讲 1

《大学计算机基础》概述12 《大学计算机基础》课程意义

《大学计算机基础》课程宗旨

大学生信息素质培养的“4个必须” 3 《大学计算机基础》课程特点 4 5 《大学计算机基础》课程资源 《大学计算机基础》课程导读

《大学计算机基础》课程意义培养大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节 计算思维：学习运用计算机科学基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为

解决问题的思维方式可分为推理方式和构造方式两大类。 推理方式凭借公理系统思维方法通过数学训练得到。 构造方式则是凭借构造性思维，从具体操作规范入手，通过操作过程的构造 实施来解决特定问题，通过计算机教育得到训练。

大学生信息素质培养的“4个必须” 计算机教学是大学生素质教育的必须组成 计算机知识是大学生认识现代科学必须具备的基础

计算机的熟练应用是大学生进入现代社会的必备手段与技能 良好的信息素质是大学生可持续发展的重要基础平台

《大学计算机基础》课程宗旨1.

以计算思维为导向进行改革，着力提升大学生信息素质贯穿计算思维能力培养理念 注重内容的层次性、整体理论方法的系统性 突出技术性、应用性与示范性 内容与时俱进

2.

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《大学计算机基础》课程特点1.体系提升 注重贯穿计算文化、计算技术、计算思维三层次 融合思维培养与应用能力培养 突出计算思维能力的训练

2.内容先进 对应大学计算机公共基础与专业应用的需求 贯穿理解计算机的基础理论、应用技术、开拓提高三个层面

3.突出应用 面对计算机平台应用的共性基础需求 贯穿四大计算机应用技术(办公自动化、网络、多媒体、数据库) 实例驱动，实践指导

4.适用面宽 结合技术与应用需求和学生认知特点 采用导论型结构便于讲述原理方法 实践指导适合自学练习 适用于大学本科一年级计算机基础课教材 亦可用作计算机爱好者自学

《大学计算机基础》课程资源1.主教材 以计算思维方法培养为导向 侧重讲述原理、概念和方法 采用导论型结构便于讲述原理方法；

2.辅教材 以基础应用能力培养为主线 主要讲解技术实现方法 附之以步骤指导学生实践

3.课程资源共享 “大学计算机基础”精品课程 网络共享的课程资源(精品课程资源网)

《大学计算机基础》课程导读1 基础篇

2

计算理论基础 计算机系统平台基础 技术篇

3

办公自动化技术 计算机网络技术 多媒

体技术 数据库技术提高篇 开发能力 拓展能力

《大学计算机基础》课程导读1

基础篇(第1~4章)

计算理论基础计算本质、计算工具导出

计算机系统平台基础 计算机中信息表示 计算机的硬件组成 计算机软件系统

计算模型、计算复杂性、经典范型

章节安排：

第一章：计算思维概论 第二章：计算机中信息的表示 第三章：计算机硬件系统 第四章：计算机软件系统

理解计算机的理论基础 数据基础 体系结构 应用计算机的平台基础

《大学计算机基础》课程导读2 技术篇(第5~8章) 掌握现代办公的基本技术

掌握因特网上检索、传输、交流信息的基本方法 掌握采集使用多媒体信息的主要形式与方法 培养利用计算平台进行数据处理的综合能力 章节安排 第五章：文字表格处理与内容展示——office 第六章：信息社会基石-计算机网络 第七章：丰富多彩的信息社会-多媒体数据处理 第八章：管理信息社会资源-数据库技术基础

办公软件

《大学计算机基础》课程导读3 提高篇(第9~10章)

开发能力

拓展能力培养计算机前沿技术与专业应用 结合的能力： 人机交互 高性能计算 人工智能

讲解程序设计基本思想 提升开发计算机应用系统能力

章节安排

第九章：程序设计 第十章：计算机发展前沿技术

在遣词造字时所赋予的涵义 古人云：人言务经自心悟之

在《大学计算机基础》教学的开篇课程中 努力在学以致用的同时积淀信息基础 为与专业应用结合的计算机后续课程学习 提供思维引领 使学习者受益终身!

(第1~4章) 计算理论基础(第1章)计算本质、计算工具导出

计算机系统平台基础(第2~4章) 计算机中信息表示 计算机的硬件组成(冯诺依曼) 计算机软件系统

计算模型、计算复杂性、经典范型第1章:计算思维概论 计算与计算思维的概念 计算工具的发展 计算理论基础 可计算的典型问题 计算文化 计算技术应用领域

理解计算机的理论基础 数据基础 体系结构 应用计算机的平台基础

思维就是一种广义的计算： 是人脑对客观事物概括的和间接的反映 思维过程就是对信息的处理过程

计算的含义 科学思维的内涵 计算思维相关概念

一、 计算与计算思维1.计算的含义计算的定义有多种使用方式，有相当精确的定义。例如：使用各种计算方法(常用的有加、减、乘、除等)所 进行的简单“算术”(例如：将7乘以8)。计算也有较为抽象的定， 例如：某一场竞争中有关“策略的计算”。

无论是加、减、乘、除等“算术

”计算，或者 是有关“策略的计算”,计算都是一种思考过程。

一、 计算与计算思维1.计算的含义1.1计数与计算远古时代的人类祖先利用石头、手指计数，石头、 手指就是远古人类的计算工具。英文中的Digit就同时含 有“数字”和“手指”的含意。圆周率的计算： 祖冲之(公元429—500年)计算到了小数点后第7位 阿德里恩(荷兰)1593年计算到小数点后第15位 1948年，费格森(英)和伦奇(美)计算到了小数点后第808位 1949年，第一台电子计算机ENIAC精确计算到了小数点后2037位 1983年，利用计算机精确计算到了小数点800万位以后 2011年9月，使用家用计算机计算到了小数点后10万亿位 计算机计算 手工计算

一、 计算与计算思维1.计算的含义1.2逻辑与计算逻辑(Logic) 的含义：客观事物的规律、某种理论或观点、思维 规律或逻辑规则、逻辑学或逻辑知识等“正如算术学者教人数字的加与减；几何学家教 人在线、形、角、比例、快速程度、力等方面进行加 与减；逻辑学家则教人在字(词)的推论方面进行加 与减……一切思维不过是加与减的计算。” ———霍布斯(英国)

推理和计算是相通的：数理逻辑在计算科学发展过程中不但提供了 重要思维方法，也已成为了计算科学重要的研究工具。

一、 计算与计算思维1.计算的含义1.2逻辑与计算逻辑学创始人亚里士多德：逻辑学是一切科学的 工具，提出了三段论(大前提、小前提和结论),由 此可把推理看成是对符号的操作，即符号演算。 布尔提出了逻辑代数：符号语言与运算可用来表 示任何事物，使逻辑学由哲学变成了数学。利用数学方 法研究逻辑推理的规律称为数理数辑，其中的命题演算 与谓词演算在计算科学中有巨大作用和深远影响。 数理逻辑研究成果应用于计算科学，计算科学深 入研究推动数理逻辑的发展。

一、 计算与计算思维1.计算的含义1.3.算法与计算算法是一组确定的、有效的、有限的解决问题的步骤。 《周髀算经》和《九章算术》中 “术”的概念，即 算法。 《九章算术》中给出了四则运算、最大公约数、最 小公倍数、开平方根、开立方根、求素数等各种算法。 英文Algorithm来源于公元9世纪的“波斯教科 书”(Persian Textbook) 数值计算类算法：例如：数值积分、线性方程求解等 。 非数值计算类算法：如信息管理、文字处理、图像分类、 检索等。

一、计算与计算思维1.计算的含义1.3.算法与计算 算法中的基本操作步骤对应计算机的操作指令。 算法的三个基本要素： ①数据对象 ②基本运算和操作(算术运算、逻辑运算、关系运算和数据传输)

③控制结构(顺序、分支、循环) 算法的功能结构取决于所选用的操作和各操作之间的执行顺序。 算法只是说明按什么样的操作才能得到问题的解,不会给出问 题解的具体结果。 总之，问题的求解就是计算，求解算法中的每一步骤也是计算。计算 的过程是算法，算法又由计算步骤构成，计算的目的由算法实现，算法的 执行由计算完成。从这个意义上说计算机科学本质上是算法科学。

一、计算与计算思维2. 思维概述什么是思维？思维是主体对信息进行处理以及主体意识的能动活动。 例如：对信息进行采集、传递、存储、提取、删除、对比、 筛选、判别、排列、分类、变相、转形、整合、表达等。思 维具有概括性、间接性和能动性等特征。 人的思维过程：信息内容的接收、加工、储备与传递的4个过程。

接收过程：接收的信号中读取信息内容； 加工过程：对信息进行感觉格式化的过程； 储备过程：进行情感信息资料，以作备用的过程； 传递过程：使用信息内容的过程。 思维是一种信息处理过程，从某种意义上来说，也是一种广义的计算。

一、计算与计算思维2 .思维概述科学思维及类别科学思维：通常指理性认识及其过程，是人脑对科学信息的加工活动。 科学思维三个基本原则：①在逻辑上严密，达到归纳和演绎的统一； ②在方法上要求辩证地分析和综合两种思维方法；③在体系上，实现逻辑 与历史的一致，达到理论与实践的具体的历史的统一。 科学思维包括理论思维、实验思维和计算思维。可分别对应于理论 科学、实验科学和计算科学。

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