《计 算 概 论》 公共必修课 北京大学 信息科学技术学院 2014年9月.

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1 《计 算 概 论》 公共必修课 北京大学 信息科学技术学院 2014年9月

2 祝贺同学们成为北京大学的一员！ 一 塔 湖 图 欢迎大家成为 还是一流的 毕业时还是一流的吗？ 学霸、大牛。 bbs论坛 一塌糊涂

3 大学中的学习 课程多 类别多 进度快 自主学习 当家作主 不拖延 讲座

4 《计 算 概 论》

5 《计算概论》课程介绍 内容概要 课程目标 教材及参考书 教学方式 考核方式 教学辅导 教学要求 课程进度 上机进度

6 内容概要 1、计算机和信息技术的基本概念和基础知识 2、程序设计初步 3、上机操作 计算机硬件系统的组成： 输入设备、输出设备、处理器
计算机软件系统的组成：系统软件、应用软件 计算机内信息的表示与处理、信息的输入输出、信息的存储 计算机网络与互联网 2、程序设计初步 程序设计语言及环境（C语言，Visual C 编程环境） 程序设计方法 3、上机操作 Windows XP操作系统及其附属软件 Internet Explorer，搜索引擎， 办公软件：Microsoft Word/PowerPoint/Excel Visual C 编程环境,Web IDE上机环境

7 课程目标 在 理论 方面 在 实践 方面 初步掌握 计算思维 了解 个人计算机的基本组成及各部件的功能 了解 操作系统及其主要功能
了解 信息的表示、处理、存储的基本原理 了解 互联网的基本功能和原理 了解 计算机程序的工作原理及开发过程 在 实践 方面 熟练使用 Windows 操作系统 熟练使用 一些常用软件 电子邮件、搜索引擎、办公软件、… 熟练使用 VC编程环境 进行 C语言编程

8 教材及参考书 以 课件 为 提纲，以 教材 和 参考书 为主， 充分利用各种图书馆、在线资源和帮助系统 《计算概论（第二版）》 教材 参考书
许卓群、李文新、罗英伟、汪小林，清华大学出版社，2009年. 参考书 《计算概论-程序设计阅读题解》 汪小林，罗英伟，李文新，清华大学出版社，2011年. 《程序设计导引及在线实践》 李文新、郭炜、余华山，清华大学出版社，2007年. 以 课件 为 提纲，以 教材 和 参考书 为主， 充分利用各种图书馆、在线资源和帮助系统

9 教材 参考书之一 教材及参考书

10 教学方式 课堂讲授，每周2学时 上机实习，每周2学时 （从第4周开始） 课堂讲授：2014年9月－2014年12月，共15次课。
医学部 4 班 ：周三3～4节(10:10-12:00)，理教408 5 班(提高班) ：周一5～6节(13:10-14:50)，三教506 上机实习，每周2学时 （从第4周开始） 医学部 4 班：周五3～4节(10:10-12:00)，计算中心机房 课堂讲授：2014年9月－2014年12月，共15次课。 上机实习：10月10日起，计算中心机房，共13次，有助教参加。

11 考核方式 40% 20% 平时：随堂小测验、每周一牛（New） 分值比例 考核方式 上机作业和书面作业（助教判分） 点名
期中考试（11月中旬） （闭卷笔试：基本概念和基础知识） 20% 期末考试 （上机考试：程序设计）

12 考核方式 每次3分 5-10分钟 每周一牛（new）：同学们讲——计算机技术、人物、产品等 1、准备内容 分值
平时 分值 每周一牛（new）：同学们讲——计算机技术、人物、产品等 1、准备内容 2、发送ppt到邮箱 3、审核、选择、指定讲演日期 4、课堂上讲述 5、同学们提问、老师打分 6、先到先得 每次3分 5-10分钟 抽出5-10分钟时间

13 教学辅导 日常交流：大家可以利用课程网站进行交流、讨论，或向助教发送E-mail询问问题。有关课程的讲义、作业、通知等都将在网上发布。
1、课程网站： 2、教学网： 程序设计上机实习： 1、程序设计作业需要通过在线编程系统（Web IDE）来提交，期终考试也是通过它来进行（考前会安排模拟考试）。 2、助教，上机辅导

14 我的信息 姓名：罗英伟 职称：教授 单位：北京大学信息科学技术学院 Email：lyw@pku.edu.cn 办公室：理科1号楼1335房间
电话： ，

15 助教信息 在读博士生、硕士生 待定 分班待定

16 教学要求 及时复习 上机准备 上机练习 把手机调成静音！！！ 认真阅读教材 以 课堂讲稿 为 复习提纲
明确上机的目的和内容，并做好相关的准备 上机练习 大胆试验，善于总结经验 可以讨论，但不要抄袭 把手机调成静音！！！

17 课程进度（1/4） 共 15讲 第一讲 引言 课程介绍、计算机与医学 第二讲 计算机应用 计算机的历史及发展 如何购买计算机
第一讲 引言 课程介绍、计算机与医学 第二讲 计算机应用 计算机的历史及发展 如何购买计算机 操作系统、Office 网络应用：病毒、搜索引擎、 第三讲计算机系统 计算机的硬件组成及性能指标 计算机软件系统组成、操作系统

18 课程进度（2/4） 第四讲 信息的编码、存储与管理 数字化原理：二进制及信息编码 存储设备及计算机的分层存储结构 文件系统与数据库
第四讲 信息的编码、存储与管理 数字化原理：二进制及信息编码 存储设备及计算机的分层存储结构 文件系统与数据库 第五讲 计算机的内部存储与处理 图灵机；CPU及存储程序原理 指令系统 第六讲 HTML与网页设计 HTML；静态网页设计；动态网页初步

19 课程进度（3/4） 第七讲 问题求解与算法 问题求解、算法设计 编程语言、Visual C++编程环境 第八讲 程序设计导引（I）：
第七讲 问题求解与算法 问题求解、算法设计 编程语言、Visual C++编程环境 第八讲 程序设计导引（I）： 程序基本框架；变量、常量、数据类型；输入和输出 第九讲 程序设计导引（II） 表达式、语句、控制流、程序风格 第十讲 高级程序设计（I）：数组与结构 一维数组、结构、数据库初步

20 课程进度（4/4） 第十一讲 高级程序设计（II）：二维数组 二维数组、图像处理 第十二讲 高级程序设计（III）：函数
函数、参数、全局变量、局部变量、递归方法调用 第十三讲 高级程序设计（IV）：字符数组与字符串 字符数组、字符串、字符串的应用 第十四讲 习题课 数组、结构、函数、字符串 第十五讲 课程总结及复习 习题讲解、编程问题分析

21 上机进度 第1次-第4次 第5次-第6次 第7次-第13次 Windows 及互联网的使用
办公软件( Word、PowerPoint、Excel)的使用 第5次-第6次 HTML设计 第7次-第13次 C 程序设计（包括2次模拟考试）

22 为什么要学习计算机相关的知识？ 计算机 模拟人 进行工作，它的构造和运行都吸取（利用）了人类思想的精华
学习人类智慧的机会 掌握一种新的思维方式-——计算思维 大学生计算机基础教育课程 计算机是一个基础工具，要学会使用——初级阶段

23 提到这些学科, 你会想到谁? 生物学 天文学 计算机科学 比尔.盖茨? 乔布斯? 数学 物理学 化学

24 其实, 这些大多数是商标名称, 这些成功的商标背后往往有着“伟大的”思想。
你当然耳熟能详: Windows, Office, Microsoft, WWW, 3D, 3G, Google, iPad, Apple, Facebook, eBay, PS, Oracle, … 其实, 这些大多数是商标名称, 这些成功的商标背后往往有着“伟大的”思想。

25 你听说过这些人吗？ 他们， 创造思想！ Alan Turing John von Neumann Hamming McCarthy
海明码 人工智能 最短路径，高德纳tex 算法分析，考特关系数据库， 里奇 unix, C,Brooks IBM360，瀑布模型；计算复杂性 多个领域，多种学科 Hamming McCarthy Dijstra Knuth Codd Ritchie Brooks 姚期智

26 计算思维是什么？ 三大科学思维：实证、逻辑、计算
以观察和总结（归纳的方式，不是数学归纳）自然规律 （包括人类社会活动）为特征的实证思维，以物理学科 为代表，思维结论要符合三点： 可以解释以往的实验现象 逻辑上自洽 是能够预见新的现象 以推理和演绎为特征的逻辑思维，以数学学科为代表， 思维结论要符合以下原则： 有作为推理基础的公理集合 有一个可靠和协调的推演系统（推演规则） 结论只能从公理集合出发，经过推演系统的合法推理，达到结论

27 计算思维是什么？ 以 设计 和 构造 为特征的一种思维方式
计算思维是运用计算机科学的基础概念，进行 问 题求解、系统设计以及人类行为理解 [Jeannette M. Wing (周以真、2006] 像计算机科学家一样思考、表达

28 认识计算思维 计算思维具体形式： 计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题阐释成如何求解它的思维方法。
计算思维是一种递归思维，是一种并行处理，是一种把代码译成数据又能把数据译成代码，是一种多维分析推广的类型检查方法。 计算思维是一种采用抽象和分解的方法来控制庞杂的任务或进行巨型复杂系统的设计，是基于关注点分离的方法 。 计算思维是一种选择合适的方式陈述一个问题，或对一个问题的相关方面建模，使其易于处理的思维方法。

29 认识计算思维 计算思维的具体形式： 计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法。
计算思维是利用启发式推理寻求解答，即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法。 计算思维是利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间、在处理能力和存储容量之间等方面进行折衷的思维方法 食堂北大拥挤

30 认识计算思维 计算机出现强化了计算思维的意义和作用 理论可以实现的过程变成了实际可以实现的过程
实现了从想法到产品整个过程的自动化、精确化和可控化 实现了自然现象与人类社会行为模拟 实现了海量信息处理分析，复杂装置与系统设计，大型工程组织等 计算思维从来就有，不是有了计算机才有的

31 认识计算思维 面向所有的人，所有地方 贯穿整个课程
当计算思维真正融入人类活动的整体时，它作为一个问题解决的有效工具，人人都应当掌握，处处都会被使用 贯穿整个课程 课程改革的主线 最后有点感觉 对计算思维，没有感觉。 课程的目标，是对计算思维有点感觉 请大家记住此时对计算思维的感觉。

32 认识计算思维 计算机只是一种工具而已！ ——真的是这样吗？
著名的计算机科学家、1972年图灵奖得主艾兹格·迪杰斯特拉（Edsger Dijkstra）说过一句话：“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响着我们的思维能力。” 这句话的一个更有说服力的例子就是，达尔文的进化论和恩格斯关于劳动工具在从猿到人的过程中起关键作用的论断。 机器最终能否描述人的思维，似乎不是今日人类可以知道甚至理解的，就像不论是远古还是今天的猿猴根本无法明白当年的木棍和石器怎么能把它们的猴脑猴思维变成现代的人脑人思维一样。 ——真的是这样吗？