關於大一計算機導論的論文
《計算機導論》是作為電腦科學與技術及資訊保安學科專業知識的入門教材，旨在引導剛剛進入大學的學生對計算機科學技術的基礎知識及專業研究方向有一個概括而準確的瞭解，從而為正式而系統地學習計算機專業課程打下基礎。下面是小編為大家整理的，希望大家喜歡!
篇一
《計算科學導論的探討》
關鍵字：計算科學;計算學科;計算機語言;計算機軟體;網路和病毒
摘要：計算科學主要講述了一種科學的思想方法，計算科學的基本概念、基本知識它的發展主線、學科分支、還有計算科學的特點、發展規律和趨勢。
引言：隨著儲存程式式通用電子計算機在上世紀40年代的誕生，和計算科學的快速發展以及取得的大量成果。計算科學這一學科也也應運而生。《計算科學導論》正如此書的名字，此書很好的詮釋了計算科學這一學科，並且指導了我們應如何去學好這一學科。使得我們收穫頗多。並且讓我深深的反思了我的大學生活。正如趙老師書中所講的：“計算科學是年輕人的科學，一旦你選擇了計算科學作為你為之奮鬥的專業類領域，就等於你選擇了一條佈滿荊棘的道路。一個有志於從事計算科學研究與開發的學生，必須在大學幾年的學習中，打下堅實的基礎，才有可能在將來學科的高速發展中，或在計算機產品的開發和快速更新換代中有所作為。
<一>什麼是計算科學和它的來歷
計算科學主要是對描述和變換資訊的演算法過程，包括其理論、分析、設計、效率分析、實現和應用的系統研究。全部計算科學的基本問題是，什麼能***有效的***自動執行，什麼不能***有效的***自動執行。本科學來源於對數理邏輯、計算模型、演算法理論、自動計算機器的研究，形成於20世紀30年代的後期。
隨著儲存程式式通用電子計算機在上世紀40年代的誕生，人類使用自動計算裝置代替人的人工計算和手工勞動的夢想成為現實。計算科學的快速發展以也取得大量成果，計算科學這一學科也也應運而生。
<二>計算科學的發展
a、首先先介紹圖靈機
圖靈機的發明打開了現代計算機的大門和發展之路。圖靈機通過一條兩端可無限延長的袋子，一個讀寫頭和一組控制讀寫頭的***控制器***組成它有一個狀態集和符號集，而此符號集一般只使用0和1兩個符號。而就是這個簡潔的結構和執行原理隱含了儲存程式的原始思想，深刻的揭示了現代通用電子數字計算機的核心內容。現在通用的計算機是電子數字計算機，而電子數字計算機的發展是建立在圖靈機的基礎之上。他的二進位制思想使計算機的製作的簡化成只需兩個穩定態的元器件。這在今後的計算機制作上無論是二極體或積體電路上都顯示了明顯的優越性。
b、計算機帶動的計算學科
1946年隨著現代意義上的電子數字計算機ENIAC的誕生。掀起了社會快速發展的嶄新一頁。計算機工作和執行就擺在了人們的面前。
1、計算機語言
我們要用計算機求解一個問題，必須事先編好程式。因此就出現了最早的機器指令和組合語言。20世紀50年代後，計算機的發展步入了實用化的階段。然而，在最初的應用中，人們普遍感到使用機器指令編制程式不僅效率低下，而且十分別扭，也不利於交流和軟體維護，複雜程式查詢錯誤尤其困難，因此，軟體開發急需一種高階的類似於自然語言那樣的程式設計語言。1952年，第一個程式設計語言ShortCode出現。兩年後，Fortran問世。作為一種面向科學計算的高階程式設計語言，Fortran的最大功績在於牢固地樹立了高階語言的地位，並使之成為世界通用的程式設計語言。Algol60的誕生是計算機語言的研究成為一門科學的標誌。該語言的文字中提出了一整套的新概念，如變數的型別說明和作用域規則、過程的遞迴性及引數傳遞機制等。而且，它是第一個用嚴格的語法規則——巴科斯正規化***BNF***定義語言文法的高階語言。還有用於支援結構化程式設計的PASCAL語言，適合於軍隊各方面應用的大型通用程式設計語言ADA，支援併發程式設計的MODULA-2，支援邏輯程式設計的PROLOG語言，支援人工智慧程式設計的LISP語言，支援面積物件程式變換的SMALLTALK、C等。
2、計算機系統和軟體開發方法
現代意義上的計算機絕不是一個簡單的計算機了而也包括了軟體***系統軟體、應用軟體***。各種各樣的軟體使得計算機的用途大大增強。而軟體開發也成為了一個重要課題和發展方向。軟體開發的理論基礎即是計算模型。隨著計算機網路、分散式處理和多媒體的發展。在各種高階程式設計語言中增加併發機構以支援分散式程式設計，在語言中通過擴充套件繪圖子程式以支援計算機圖形學程式設計在程式設計語言中已非常的流行。之後，在模數/數模轉換等介面技術和資料庫技術的支援下，通過擴充套件高階語言的程式庫又實現了多媒體程式設計的構想。進入20世紀90年代之後，平行計算機和分散式大規模異質計算機網路的發展又將並行程式設計語言、並行編譯程式、並行作業系統、並行與分散式資料庫系統等試行軟體的開發的關鍵技術依然與高階語言和計算模型密切相關，如各種並行、併發程式設計語言，程序代數，PETRI網等，它們正是軟體開發方法和技術的研究中支援不同階段軟體開發的程式設計語言和支援這些軟體開發方法和技術的理論基礎----計算模型
3、計算機圖形學
在計算機的硬體的迅速發展中。隨著它的儲存容量的增大，也掀起了計算機的巨大改革。計算機圖形學、影象處理技術的發展，促使圖形化介面的出現。計算機圖形學是使用計算機輔助產生圖形並對圖形進行處理的科學。並由此推動了計算機輔助設計***CAD***、計算機輔助教學***CAI***、計算機輔助資訊處理、計算機輔助測試***CAT***等方向的發展。圖形化介面的出現，徹底改變了在一個黑色的DOS視窗前敲程式碼輸入控制命令的時代。同時也成就了一個偉大的公司Microsoft。
4、計算機網路
隨著使用者迫切需要實現不同計算機上的軟硬體和資訊資源共享。網路就在我們的需求中誕生了。網路的發展和資訊資源的交換使每臺計算都變成了網路計算機。這也促進計算機的發展和廣泛應用。
<三>計算機學科的主線及發展方向
圍繞著學科基本問題而展開的大量具體研究，形成學科發展的主流方向與學科發展主線和學科自身的知識組織結構。計算學科內容按照基礎理論、基本開發技術、應用以及他們與硬體裝置聯絡的緊密程度分成三個層面：
1、計算科學應用層
它包括人工智慧應用與系統，資訊、管理與決策系統，移動計算，計劃視覺化，科學計算機等計算機應用的各個方向。
2、計算科學的專業基礎層
它是為應用層提供技術和環境的一個層面，包括軟體開發方法學，計算機網路與通訊技術，程式設計科學，計算機體系結構、電子計算機系統基礎。
3、計算科學的基礎層
它包括計算科學的數學理論，高等邏輯等內容。其中計算的數學理論涵蓋可計算性與計算複雜性理論形式語言與計算機理論等。
<四>計算機的網路的發展及網路安全
***1***計算機網路與病毒
一個現代計算機被定義為包含儲存器、處理器、功能部件、網際網路絡、彙編程式、編譯程式、作業系統、外部裝置、通訊通道等內容的系統。
通過上面定義，我們發現網際網路絡也被加入到計算機當中。說明了網路的重要以及普及性。21世紀是資訊時代。資訊已成為一種重要的戰略資。資訊科學成為最活躍的領域之一，資訊科技改變著人們的生活方式。現在網際網路絡已經廣泛應用於科研、教育、企業生產、與經營管理、資訊服務等各個方面。全世界的網際網路Internet正在爆炸性的擴大，已經成為覆蓋全球的資訊基礎設施之一。
因為網際網路的快速發展與應用，我們各行各業都在使用計算機。資訊保安也顯得格外重要。而隨著計算機網路的發展，計算機網路系統的安全受到嚴重的挑戰，來自計算機病毒和黑客的攻擊及其他方面的威脅也越來越大。其中計算機病毒更是很難根治的主要威脅之一。計算機病毒給我們帶來的負面影響和損失是刻骨銘心的，譬如1999年爆發的CIH病毒以及2003年元月的蠕蟲王病毒等都給廣大使用者帶來巨大的損失。
我們想更好的讓計算機為我們服務，我們就必須很好的利用它，利用網路。同時我們也應該建立起自己的防護措施，以抵抗外來資訊的侵入，保護我們的資訊不受攻擊和破壞。
***2***計算機病毒及它的防範措施：
計算機病毒是一組通過複製自身來感染其它軟體的程式。當程式執行時，嵌入的病毒也隨之執行並感染其它程式。一些病毒不帶有惡意攻擊性編碼，但更多的病毒攜帶毒碼，一旦被事先設定好的環境激發，即可感染和破壞。
<一>、病毒的入侵方式
1.無線電方式。主要是通過無線電把病毒碼發射到對方電子系統中。此方式是計算機病毒注入的最佳方式，同時技術難度也最大。可能的途徑有：①直接向對方電子系統的無線電接收器或裝置發射，使接收器對其進行處理並把病毒傳染到目標機上。②冒充合法無線傳輸資料。根據得到的或使用標準的無線電傳輸協議和資料格式，發射病毒碼，使之能夠混在合法傳輸訊號中，進入接收器，進而進人資訊網路。③尋找對方資訊系統保護最差的地方進行病毒注放。通過對方未保護的資料鏈路，將病毒傳染到被保護的鏈路或目標中。
2.“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬體***如晶片***和軟體中，然後把此硬體和軟體直接或間接交付給對方，使病毒直接傳染給對方電子系統，在需要時將其啟用，達到攻擊目的。這種攻擊方法十分隱蔽，即使晶片或元件被徹底檢查，也很難保證其沒有其他特殊功能。目前，我國很多計算機元件依賴進口，困此，很容易受到晶片的攻擊。
3.後門攻擊方式。後門，是計算機安全系統中的一個小洞，由軟體設計師或維護人發明，允許知道其存在的人繞過正常安全防護措施進入系統。攻擊後門的形式有許多種，如控制電磁脈衝可將病毒注入目標系統。計算機入侵者就常通過後門進行攻擊，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在這樣的後門。
4.資料控制鏈侵入方式。隨著因特網技術的廣泛應用，使計算機病毒通過計算機系統的資料控制鏈侵入成為可能。使用遠端修改技術，可以很容易地改變資料控制鏈的正常路徑。
<二>病毒攻擊的防範的對策
1.建立有效的計算機病毒防護體系。有效的計算機病毒防護體系應包括多個防護層。一是訪問控制層;二是病毒檢測層;三是病毒遏制層;四是病毒清除層;五是系統恢復層;六是應急計劃層。上述六層計算機防護體系，須有有效的硬體和軟體技術的支援，如安全設計及規範操作。
2.嚴把收硬體安全關。國家的機密資訊系統所用裝置和系列產品，應建立自己的生產企業，實現計算機的國產化、系列化;對引進的計算機系統要在進行安全性檢查後才能啟用，以預防和限制計算機病毒伺機入侵。
3.防止電磁輻射和電磁洩露。採取電磁遮蔽的方法，阻斷電磁波輻射，這樣，不僅可以達到防止計算機資訊洩露的目的，而且可以防止“電磁輻射式”病毒的攻擊。
4.加強計算機應急反應分隊建設。應成立自動化系統安全支援分隊，以解決計算機防禦性的有關問題。
很多公司都有因為電腦被入侵而遭受嚴重經濟損失的慘痛經歷，不少普通使用者也未能避免電腦被破壞的厄運，造成如此大損失的並不一定都是技術高超的入侵者所為，小小的字串帶給我們的損失已經太多。因此，如果你是資料庫程式開發人員、如果你是系統級應用程式開發人員、如果你是高階計算機使用者、如果你是論壇管理人員......請密切注意有關字元漏洞以及其他各類漏洞的最新訊息及其補丁，及時在你的程式中寫入防範最新字元漏洞攻擊的安全檢查程式碼併為你的系統安裝最新的補丁會讓你遠離字元帶來的危險。經常防毒，注意外來裝置在計算機上的使用和計算機對外網的連結。也可以大大有效的避免計算機被攻擊。
<五>總結
在學了計算科學導論之後，讓我更深入的瞭解了我將來要從事的學科。計算科學導論指導著我們該怎麼學習計算機。讓我更清楚的知道我們資訊保安專業的方向。正如計算科學這座大樓一樣，在不斷的成長。資訊保安也必將隨著網路的進一步發展而更多的被人們重視。總之學習了這門課之後讓我受益匪淺，也知道自己應該好好努力，爭取在自己的專業領域上有所成就。
參考文獻：
1、《計算科學導論》***第三版***，趙志琢著，科學出版社2004版
2、《計算機病毒分析與對抗》，傅建明，彭國軍，張煥國編著，武漢大學出版社2004版
3、《計算機應用於基礎》***第三版***，丁愛萍著，西安電子科技大學出版社2006版
4、《軟體工程》，薩莫維爾著，機械工業出版社2007版
篇二
《淺談“電腦科學導論”課程教學》
摘要：電腦科學導論是電腦科學與技術專業的一門專業必修課，它構建了整個專業的教學體系框架。該文主要從教學目標、教學方法、教學考核等幾個方面對電腦科學導論課程進行了討論，以此來激發學生興趣、引導學生積極思考，為後續專業課程的學習奠定堅實的基礎。
關鍵詞：電腦科學導論;教學目標;教學方法
目前，計算機技術的飛速發展，使得計算機技術的應用及滲透的領域越來越廣，這迫切需求高技能高素質的人才。如何將計算機專業的人才培養成合格的、適應市場需求的人才，成為每一位計算機專業教育工作者的首要任務。
電腦科學導論作為一門計算機專業大學一年級學生的專業必修課，重點旨在勾畫電腦科學體系的框架，通過電腦科學基礎理論與應用操作相結合課程內容安排，使學生對計算機學科的知識體系結構有一個較為全面和系統的瞭解，繼而激發並培養自己對本專業的興趣，為以後大學四年的知識學習、能力素質和職業道德的塑造奠定堅實基礎[1-2]。基於課程至關重要的作用，該文主要從電腦科學導論的教學方法和考核方法等方面進行了討論，以期在今後的課程教學過程中達到最佳教學效果。
1、明確課程教學目標
電腦科學導論目標是通過介紹電腦科學與技術學科的定義、學科範疇、特點與規律，來構建課程的體系結構，引導學生培養正確的學科專業思想，同時激發學生對本專業的學習興趣，使學生逐步形成以計算機的觀點來分析解決問題的思維。課程內容涉及到一些專業課程的基本概念及某些具體內容，但絕不是電腦科學學科專業課內容的壓縮和拼盤。通過本課程的學習使學生了解各專業領域研究的主要內容，掌握計算機系統的基礎知識和操作技術，提高感性認識，力求使學生對所學專業及後續課程的學習有一個整體性、概括性的瞭解，樹立專業學習的信心和自豪感，為今後在各自的專業中對計算機的使用打下厚實的基礎，踏入計算機科學技術的大門，更好的適應社會的需求。
2、注重課程教學方法
近年來，這門課在教學中出現了多方面的問題。雖然電腦科學導論這門課程的內容不難，但是課程授予的物件是剛剛步入大學的新生，他們在入學前對計算機的瞭解程度各不相同，有的學生能夠較熟練的操作計算機，有的學生卻不會操作計算機。基於學生對計算機的認知基礎不同，採用怎樣的教學方法來教授這門課程能達到預期的教學效果，成為擔任該課程教師一直關注的焦點。
為了在教學中提高學生的應用水平，培養他們濃厚的學習興趣，我們不僅要充實授課內容，把握好難易程度，更需要結合多種教學方法。
2.1積極引導學生，激發學習興趣
電腦科學導論課程的授課物件是計算機專業的大一新生，他們對計算機及計算機專業學科的構架都還認識不足。因此，授課教師需要從多方面去積極引導他們。首先，從計算機應用的重要性及社會市場的需求方面進行舉例分析，增強學生信心，並引導學生把握好自己的專業學習方向[3-4]。其次，在課堂的教學過程中用生動形象的應用舉例講解取代傳統的理論講授、理解掌握的方式，幫助學生逐漸熟悉並建立電腦科學與技術學科專業的知識框架，不斷激發學生的學習興趣。再者，在課餘時間中，向學生介紹電子設計大賽、數學建模、PPT設計大賽等科技活動，鼓勵學生深入瞭解並積極參與，幫助他們開闊視野，增強實踐動手能力。
2.2教學內容豐富，易理解易掌握
電腦科學導論是構造計算機學科專業框架的教材，授課內容涉及各個學科、各個領域的專業理論知識，難度比較大。因此應該優化內容，做到難易適中、層次淺顯、通俗易懂，講授時最好採用圖文並茂加實物相結合的方法，使學生在感性上充分認識，更有助於理解和掌握[5]。除此以外，對教學內容進行適當的補充和例項演示。比如在講授硬體知識時，可以視訊演示硬體組裝的過程;在講授計算機網路知識時，補充一些加強網路資訊保安方面的一些知識。這樣既能集中學生的注意力，激發學生的學習興趣，也能調動學生學習的積極性。
2.3理論聯絡實際，培養動手能力
電腦科學導論課程不僅要塑造學生的學科知識框架，還要讓學生熟練掌握計算機的基本操作。所以實驗是課程教學中的一個必備環節，能促進學生加深感性認識，更能幫助學生理解掌握課堂知識[6]。
實驗中實驗目的要明確，實驗內容要豐富備多樣、知識面廣，在全面鍛鍊學生的動手能力的同時調動他們的學習熱情，從而提高學習效率和質量。比如在實驗練習PowerPoint內容時，讓學生把自己的個人簡歷情況進行作品設計，可以把自己的簡介、照片、愛好等內容進行規整，加之實驗的具體要求，這樣在實驗過程中充分提高了學生的積極性，也多方面的練習了文字與圖片的排版、自定義動畫、幻燈片切換、超連結、背景、配色方案等功能。
2.4問題啟發思路，促成創新思維
課堂提問是教師主要的教學手段之一，它可以幫助教師瞭解學生知識的掌握情況，也可以幫助學生溫習加深理論知識的記憶，從而啟發學生的思維，有助於促進學生的創新能力[7]。
電腦科學導論的課程內容是計算機專業主要課程的精簡，本身理論性較強。因此在課程的教學過程中要打破傳統的灌輸式教學方式，結合課程的特點，充分利用其優越性，通過視訊播放或者例項演示引入一些啟發性的問題，來調動學生的學習積極性，啟發他們的問題求解思路，逐漸培養他們的創新能力。比如講解Excel時，月份、星期等都可以迴圈的拖動填充，那如何將同宿舍同學的姓名設定同樣的效果呢。提出這樣的問題後，能夠引起學生的好奇心，激發學生求解渴望，從中增強學生分析問題和解決問題的能力，並在實踐中促成創新思維，使學生在對後續課程學習過程中，保持一種主動積極的學習態度。
3、改進考核方式
多年來，電腦科學導論課程一直沿用理論考試為主要的考核方式，這樣往往忽略了學生的計算機操作能力的培養。因此，該課程應注重學生的基本操作能力的考查，採取理論考試與上機考試相結合的考核方式，兩者應該各佔二分之一的比例，這樣就能更好將理論和實踐相結合，從而使學生認識到計算機基本操作的重要性。
4、結束語
“電腦科學導論”是學生對電腦科學與技術知識體系結構形成的專業入門課。它有助於計算機各專業同學對自己所在專業課程概貌及其框架結構的瞭解，有助於每個學生從中學到大學的學習方法、學習習慣的轉變，更有助於學生學習興趣的培養。選取多種教學方法相結合進行“電腦科學導論”教學，以問題推動思考，以實踐促進理論，勢必取得更好的教學效果。
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