大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文

大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文

　　計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的今天也要求高等院校開(kāi)設(shè)的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程應(yīng)緊跟時(shí)代的步伐。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家推薦的大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文，供大家參考。

　　大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文范文一：大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文

　　計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)這一門(mén)科學(xué)深深的吸引著我們這些同學(xué)們，原先不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都喜歡把這個(gè)系分為計(jì)算機(jī)軟件理論、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用。后來(lái)又合到一起，變成了現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。我一直認(rèn)為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)這門(mén)專業(yè)，在本科階段是不可能切分成計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)需要相當(dāng)多的實(shí)踐，而實(shí)踐需要技術(shù);每一個(gè)人(包括非計(jì)算機(jī)專業(yè))，掌握簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)技術(shù)都很容易(包括原先Major們自以為得意的程序設(shè)計(jì))，但計(jì)算機(jī)專業(yè)的優(yōu)勢(shì)是：我們掌握許多其他專業(yè)并不"深究"的東西，例如，算法，體系結(jié)構(gòu)，等等。非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人可以很容易地做一個(gè)芯片，寫(xiě)一段程序，但他們做不出計(jì)算機(jī)專業(yè)能夠做出來(lái)的大型系統(tǒng)。今天我想專門(mén)談一談?dòng)?jì)算機(jī)科學(xué)，并將重點(diǎn)放在計(jì)算理論上。

　　1)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言

　　隨著20世紀(jì)40年代第一臺(tái)存儲(chǔ)程序式通用電子計(jì)算機(jī)的研制成功，進(jìn)入20世紀(jì)50年代后，計(jì)算機(jī)的發(fā)展步入了實(shí)用化的階段。然而，在最初的應(yīng)用中，人們普遍感到使用機(jī)器指令編制程序不僅效率低下，而且十分別扭，也不利于交流和軟件維護(hù)，復(fù)雜程序查找錯(cuò)誤尤其困難，因此，軟件開(kāi)發(fā)急需一種高級(jí)的類似于自然語(yǔ)言那樣的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。1952年，第一個(gè)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Short Code出現(xiàn)。兩年后，F(xiàn)ortran問(wèn)世。作為一種面向科學(xué)計(jì)算的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，F(xiàn)ortran的最大功績(jī)?cè)谟诶喂痰貥?shù)立了高級(jí)語(yǔ)言的地位，并使之成為世界通用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。Algol60的誕生是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的研究成為一門(mén)科學(xué)的標(biāo)志。該語(yǔ)言的文本中提出了一整套的新概念，如變量的類型說(shuō)明和作用域規(guī)則、過(guò)程的遞歸性及參數(shù)傳遞機(jī)制等。而且，它是第一個(gè)用嚴(yán)格的語(yǔ)法規(guī)則——巴科斯范式(BNF)定義語(yǔ)言文法的高級(jí)語(yǔ)言。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的研究與發(fā)展在產(chǎn)生了一批成功的高級(jí)語(yǔ)言之后，其進(jìn)一步的發(fā)展開(kāi)始受到程序設(shè)計(jì)思想、方法和技術(shù)的影響，也開(kāi)始受到程序理論、軟件工程、人工智能等許多方面特別是實(shí)用化方面的影響。在“軟件危機(jī)”的爭(zhēng)論日漸平息的同時(shí)，一些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則開(kāi)始為大多數(shù)人所接受，并在后續(xù)出現(xiàn)的各種高級(jí)語(yǔ)言中得到體現(xiàn)。例如，用于支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的PASCAL語(yǔ)言，適合于軍隊(duì)各方面應(yīng)用的大型通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言ADA，支持并發(fā)程序設(shè)計(jì)的MODULA-2，支持邏輯程序設(shè)計(jì)的PROLOG語(yǔ)言，支持人工智能程序設(shè)計(jì)的LISP語(yǔ)言，支持面積對(duì)象程序變換的SMALLTALK、C等。而且，伴隨著這些語(yǔ)言的出現(xiàn)和發(fā)展，產(chǎn)生了一大批為解決語(yǔ)言的編譯和應(yīng)用中所出現(xiàn)的問(wèn)題而發(fā)展的理論、方法和技術(shù)。有大量的學(xué)術(shù)論文可以證明，由高級(jí)語(yǔ)言的發(fā)展派生的各種思想、方法、理論和技術(shù)觸及到了計(jì)算機(jī)科學(xué)的大多數(shù)學(xué)科方向，但內(nèi)容上仍相對(duì)集中在語(yǔ)言、計(jì)算模型和軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)方面。

　　(2)計(jì)算機(jī)模型與軟件開(kāi)發(fā)方法

　　20世紀(jì)80年代是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理和多媒體大發(fā)展的時(shí)期。在各種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中增加并發(fā)機(jī)構(gòu)以支持分布式程序設(shè)計(jì)，在語(yǔ)言中通過(guò)擴(kuò)展繪圖子程序以支持計(jì)算機(jī)圖形學(xué)程序設(shè)計(jì)成為當(dāng)時(shí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的一種時(shí)尚。之后，在模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換等接口技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的支持下，通過(guò)擴(kuò)展高級(jí)語(yǔ)言的程序庫(kù)又實(shí)現(xiàn)了多媒體程序設(shè)計(jì)的構(gòu)想。進(jìn)入20世紀(jì)90年代之后，并行計(jì)算機(jī)和分布式大規(guī)模異質(zhì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展又將并行程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、并行編譯程序、并行操作系統(tǒng)、并行與分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等試行軟件的開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)依然與高級(jí)語(yǔ)言和計(jì)算模型密切相關(guān)，如各種并行、并發(fā)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，進(jìn)程代數(shù)，PETRI網(wǎng)等，它們正是軟件開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)的研究中支持不同階段軟件開(kāi)發(fā)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和支持這些軟件開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)的理論基礎(chǔ)——計(jì)算模型。

　　(3)計(jì)算機(jī)應(yīng)用

　　用計(jì)算機(jī)來(lái)代替人進(jìn)行計(jì)算，就得首先研究計(jì)算方法和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)算法，進(jìn)而編制計(jì)算機(jī)程序。由于早期計(jì)算機(jī)的應(yīng)用主要集中在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，因此，數(shù)值計(jì)算方法就成為最早的應(yīng)用數(shù)學(xué)分支與計(jì)算機(jī)應(yīng)用建立了聯(lián)系。最初的時(shí)候，由于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器容量很小，速度也不快，為了計(jì)算一些稍稍大一點(diǎn)的題目，人們常常要挖空心思研究怎樣節(jié)省存儲(chǔ)單元，怎樣減少不需要的操作。為此，發(fā)展了像稀疏矩陣計(jì)算理論來(lái)進(jìn)行方程組的求解;發(fā)展了雜湊函數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)、訪問(wèn)數(shù)據(jù);發(fā)展了虛擬程序設(shè)計(jì)思想和程序覆蓋技術(shù)在內(nèi)存較小的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行較大的程序;在子程序和程序包的概念提出之后，許多人開(kāi)始將數(shù)學(xué)中的一些通用計(jì)算公式和計(jì)算方法寫(xiě)成子程序，并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成程序包，通過(guò)簡(jiǎn)潔的調(diào)用命令向用戶開(kāi)放。子程序的提出是今日軟件重用思想的開(kāi)端。

　　在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，科學(xué)計(jì)算是一個(gè)長(zhǎng)久不衰的方向。該方向主要依賴于應(yīng)用數(shù)學(xué)中的數(shù)值計(jì)算的發(fā)展，而數(shù)值計(jì)算的發(fā)展也受到來(lái)自計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響。早期，科學(xué)計(jì)算主要在單機(jī)上進(jìn)行，經(jīng)歷了從小規(guī)模數(shù)值分析到中大規(guī)模數(shù)值分析的階段。隨著并行計(jì)算機(jī)和分布式并行計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，并行數(shù)值計(jì)算開(kāi)始成為科學(xué)計(jì)算的熱點(diǎn)，處理的問(wèn)題也從中大規(guī)模數(shù)值分析進(jìn)入到中大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題的計(jì)算。所謂中大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題并不是由于數(shù)據(jù)的增大而使計(jì)算變得困難，使問(wèn)題變得復(fù)雜，而主要是由于計(jì)算中考慮的因素太多，特別是一些因素具有不確定性而使計(jì)算變得困難，使問(wèn)題變得復(fù)雜，其結(jié)果往往是在算法的研究中精度與復(fù)雜性的矛盾難于克服。

　　幾何是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，它實(shí)現(xiàn)了人類思維方式中的數(shù)形結(jié)合。在計(jì)算機(jī)發(fā)明之后，人們自然很容易聯(lián)想到了用計(jì)算機(jī)來(lái)處理圖形的問(wèn)題，由此產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是使用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)生圖形并對(duì)圖形進(jìn)行處理的科學(xué)。并由此推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)、計(jì)算機(jī)輔助信息處理、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)等方向的發(fā)展。

　　在各種實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，有一個(gè)重要的方向值得注意，即實(shí)時(shí)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

　　利用計(jì)算機(jī)證明數(shù)學(xué)定理被認(rèn)為是人工智能的一個(gè)方向。人工智能的另一個(gè)方向是研究一種不依賴于任何領(lǐng)域的通用解題程序或通用解題系統(tǒng)，稱為GPS。特別值得一提的是在專家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中發(fā)展了一批新的技術(shù)，如知識(shí)表示方法、不精確性推理技術(shù)等，積累了經(jīng)驗(yàn)，加深了對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)。20世紀(jì)70年代末期，一部分學(xué)者認(rèn)識(shí)到了人工智能過(guò)去研究工作基礎(chǔ)的薄弱，開(kāi)始轉(zhuǎn)而重視人工智能的邏輯基礎(chǔ)研究，試圖從總結(jié)和研究人類推理思維的一般規(guī)律出發(fā)去研究機(jī)器思維，并于1980年在《Artificial Intelligence》發(fā)表了一組非單調(diào)邏輯的研究論文。他們的工作立即得到一大批計(jì)算機(jī)科學(xué)家的響應(yīng)，非單調(diào)邏輯的研究很快熱火朝天地開(kāi)展起來(lái)，人工智能的邏輯基礎(chǔ)成為人工智能方向發(fā)展的主流。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多媒體技術(shù)、圖形學(xué)技術(shù)等的發(fā)展產(chǎn)生了兩個(gè)新方向，即計(jì)算可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

　　隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，分布在全世界的各種計(jì)算機(jī)正在以驚人的速度相互連接起來(lái)。網(wǎng)絡(luò)上每天都在進(jìn)行著大量政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、外交、商貿(mào)、科學(xué)研究與藝術(shù)信息的交換與交流。網(wǎng)絡(luò)上大量信息的頻繁交換，雖然縮短了地域之間的距離，然而同時(shí)也使各種上網(wǎng)的信息資源處在一種很難設(shè)防的狀態(tài)之中。于是，計(jì)算機(jī)信息安全受到各國(guó)政府的高度重視。除了下大力氣研究對(duì)付計(jì)算機(jī)病毒的軟硬件技術(shù)外，由于各種工作中保密的需要，計(jì)算機(jī)密碼學(xué)的研究更多地受到各國(guó)政府的重視。

　　實(shí)際上，在計(jì)算機(jī)科學(xué)中計(jì)算機(jī)模型和計(jì)算機(jī)理論與實(shí)現(xiàn)技術(shù)同樣重要。但現(xiàn)在許多學(xué)生往往只注重某些計(jì)算機(jī)操作技術(shù)，而忽略了基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，并因?yàn)樽约菏?ldquo;操作高手”而沾沾自喜，這不僅限制了自己將研究工作不斷推向深入，而且有可能使自己在學(xué)科發(fā)展中處于被動(dòng)地位。例如，在20世紀(jì)50年代和20世紀(jì)60年代，我國(guó)隨著計(jì)算機(jī)研制工作和軟件開(kāi)發(fā)工作的發(fā)展，陸續(xù)培養(yǎng)了在計(jì)算機(jī)制造和維護(hù)中對(duì)計(jì)算機(jī)某一方面設(shè)備十分精通的專家，他們能準(zhǔn)確地弄清楚磁芯存儲(chǔ)器、磁鼓、運(yùn)算器、控制器，以及整機(jī)線路中哪一部分有問(wèn)題并進(jìn)行修理和故障排除，能夠編制出使用最少存儲(chǔ)單元而運(yùn)算速度很快的程序，對(duì)機(jī)器代碼相當(dāng)熟悉。但是，當(dāng)容量小的磁芯存儲(chǔ)器、磁鼓、速度慢的運(yùn)算器械、控制器很快被集成電路替代時(shí)，當(dāng)程序設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)廣泛使用高級(jí)語(yǔ)言、軟件開(kāi)發(fā)工具和新型軟件開(kāi)發(fā)方法后，這批技術(shù)精湛的專家，除少量具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、在工作中已有針對(duì)性地將研究工作轉(zhuǎn)向其他方向的人之外，相當(dāng)一部分專家伴隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，在替代原有技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中而被淘汰。因此，在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，計(jì)算比實(shí)現(xiàn)計(jì)算的技術(shù)更重要。只有打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，特別是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)才能事半功倍，只有建立在高起點(diǎn)理論基礎(chǔ)之上的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，才有巨大的潛力和發(fā)展前景。

　　計(jì)算機(jī)理論的一個(gè)核心問(wèn)題

　　我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)系里的傳統(tǒng)是培養(yǎng)做學(xué)術(shù)研究，尤其是理論研究的人(方向不見(jiàn)得有多大的問(wèn)題，但是做得不是那么盡如人意)。而計(jì)算機(jī)的理論研究，說(shuō)到底了，如網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)，圖形圖像學(xué)，視頻音頻處理，哪個(gè)方向都與數(shù)學(xué)有著很大的關(guān)系，雖然也許是正統(tǒng)數(shù)學(xué)家眼里非主流的數(shù)學(xué)。這里我還想闡明我的一個(gè)觀點(diǎn)：我們都知道，數(shù)學(xué)是從實(shí)際生活當(dāng)中抽象出來(lái)的理論，人們之所以要將實(shí)際抽象成理論，目的就在于想用抽象出來(lái)的理論去更好的指導(dǎo)實(shí)踐，有些數(shù)學(xué)研究工作者喜歡用一些現(xiàn)存的理論知識(shí)去推導(dǎo)若干條推論，殊不知其一：?jiǎn)栴}考慮不全很可能是個(gè)錯(cuò)誤的推論，其二：他的推論在現(xiàn)實(shí)生活中找不到原型，不能指導(dǎo)實(shí)踐。嚴(yán)格的說(shuō)，我并不是一個(gè)理想主義者，政治課上學(xué)的理論聯(lián)系實(shí)際一直是指導(dǎo)我學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)的航標(biāo)(至少我認(rèn)為搞計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的應(yīng)當(dāng)本著這個(gè)方向)。

　　我個(gè)人的淺見(jiàn)是：計(jì)算機(jī)系的學(xué)生，對(duì)數(shù)學(xué)的要求固然跟數(shù)學(xué)系不同，跟物理類差別則更大。通常非數(shù)學(xué)專業(yè)的所?高等數(shù)學(xué)"，無(wú)非是把數(shù)學(xué)分析中較困難的理論部分刪去，強(qiáng)調(diào)套用公式計(jì)算而已。而對(duì)計(jì)算機(jī)系來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)分析里用處最大的恰恰是被刪去的理論部分。記上一堆曲面積分的公式，難道就能算懂了數(shù)學(xué)?那倒不如現(xiàn)用現(xiàn)查，何必費(fèi)事記呢?再不然直接用Mathematica或是Matlab好了。退一萬(wàn)步。華羅庚在數(shù)學(xué)上的造詣不用我去多說(shuō)，但是他這光輝的一生做得我認(rèn)為對(duì)我們來(lái)說(shuō)，最重要的幾件事情：首先是它籌建了中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所，這是我們國(guó)家計(jì)算機(jī)科學(xué)的搖籃。在有就是他把很多的高等數(shù)學(xué)理論都交給了做工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)人員，推動(dòng)了中國(guó)工業(yè)的進(jìn)步。第三件就是他一生寫(xiě)過(guò)很多書(shū)，但是對(duì)高校師生價(jià)值更大的就是他在病期間在病床上和他的愛(ài)徒王元寫(xiě)了《高等數(shù)學(xué)引論》(王元與其說(shuō)是他的愛(ài)徒不如說(shuō)是他的同事，是中科院數(shù)學(xué)所的老一輩研究員，對(duì)歌德巴赫猜想的貢獻(xiàn)全世界僅次于陳景潤(rùn))這書(shū)在我們的圖書(shū)館里居然找得到，說(shuō)實(shí)話，當(dāng)時(shí)那個(gè)書(shū)上已經(jīng)長(zhǎng)了蟲(chóng)子，別人走到那里都會(huì)閃開(kāi)，但我卻格外感興趣，上下兩冊(cè)看了個(gè)遍，我的最大收獲并不在于理論的闡述，而是在于他的理論完全的實(shí)例化，在生活中去找模型。這也是我為什么比較喜歡具體數(shù)學(xué)的原因，正如我在上文中提到的，理論脫離了實(shí)踐就失去了它存在的意義。正因?yàn)槔碚撌菑膶?shí)踐當(dāng)中抽象出來(lái)的，所以理論的研究才能夠更好的指導(dǎo)實(shí)踐，不用于指導(dǎo)實(shí)踐的理論可以說(shuō)是毫無(wú)價(jià)值的。

　　正如上面所論述的，計(jì)算機(jī)系的學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)：知其然更要知其所以然。你學(xué)習(xí)的目的應(yīng)該是：將抽象的理論再應(yīng)用于實(shí)踐，不但要掌握題目的解題方法，更要掌握解題思想，對(duì)于定理的學(xué)習(xí)：不是簡(jiǎn)單的應(yīng)用，而是掌握證明過(guò)程即掌握定理的由來(lái)，訓(xùn)練自己的推理能力。只有這樣才達(dá)到了學(xué)習(xí)這門(mén)科學(xué)的目的，同時(shí)也縮小了我們與數(shù)學(xué)系的同學(xué)之間思維上的差距。

　　關(guān)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)我想是這樣的：學(xué)校開(kāi)設(shè)的任何一門(mén)科學(xué)都有其滯后性，不要總認(rèn)為自己掌握的某門(mén)技術(shù)就已經(jīng)是天下無(wú)敵手了，雖然現(xiàn)在Java,VB,C,C++用的都很多，怎能保證沒(méi)有被淘汰的一天，我想.NET平臺(tái)的誕生和X#語(yǔ)言的初見(jiàn)端倪完全可以說(shuō)明問(wèn)題。換言之，在我們掌握一門(mén)新技術(shù)的同時(shí)就又有更新的技術(shù)產(chǎn)生，身為當(dāng)代的大學(xué)生應(yīng)當(dāng)有緊跟科學(xué)發(fā)展的素質(zhì)。舉個(gè)例子，就像有些同學(xué)總說(shuō)，我做網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)就喜歡直接寫(xiě)html，不愿意用什么Frontpage,Dreamweaver。能用語(yǔ)言寫(xiě)網(wǎng)頁(yè)固然很好，但有高效的手段你為什么不使呢?僅僅是為了顯示自己的水平高，unique? 我看真正水平高的是能夠以最快的速度接受新事物的人。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展日新月異，今后的程序設(shè)計(jì)就像人們?cè)谡f(shuō)話一樣，我想大家從xml中應(yīng)是有所體會(huì)了。難道我們真就寫(xiě)個(gè)什么都要用匯編，以顯示自己的水平高，真是這樣倒不如直接用機(jī)器語(yǔ)言寫(xiě)算了。反過(guò)來(lái)說(shuō)，想要以最快的速度接受并利用新技術(shù)關(guān)鍵還是在于你對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)地把握程度。

　　大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文范文二：大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文

　　計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)這一門(mén)科學(xué)深深的吸引著我們這些同學(xué)們，原先不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都喜歡把這個(gè)系分為計(jì)算機(jī)軟件理論、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用。后來(lái)又合到一起，變成了現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。我一直認(rèn)為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)這門(mén)專業(yè)，在本科階段是不可能切分成計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)需要相當(dāng)多的實(shí)踐，而實(shí)踐需要技術(shù);每一個(gè)人(包括非計(jì)算機(jī)專業(yè))，掌握簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)技術(shù)都很容易(包括原先Major們自以為得意的程序設(shè)計(jì))，但計(jì)算機(jī)專業(yè)的優(yōu)勢(shì)是：我們掌握許多其他專業(yè)并不"深究"的東西，例如，算法，體系結(jié)構(gòu)，等等。非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人可以很容易地做一個(gè)芯片，寫(xiě)一段程序，但他們做不出計(jì)算機(jī)專業(yè)能夠做出來(lái)的大型系統(tǒng)。今天我想專門(mén)談一談?dòng)?jì)算機(jī)科學(xué)，并將重點(diǎn)放在計(jì)算理論上。

　　1)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言

　　隨著20世紀(jì)40年代第一臺(tái)存儲(chǔ)程序式通用電子計(jì)算機(jī)的研制成功，進(jìn)入20世紀(jì)50年代后，計(jì)算機(jī)的發(fā)展步入了實(shí)用化的階段。然而，在最初的應(yīng)用中，人們普遍感到使用機(jī)器指令編制程序不僅效率低下，而且十分別扭，也不利于交流和軟件維護(hù)，復(fù)雜程序查找錯(cuò)誤尤其困難，因此，軟件開(kāi)發(fā)急需一種高級(jí)的類似于自然語(yǔ)言那樣的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。1952年，第一個(gè)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Short Code出現(xiàn)。兩年后，F(xiàn)ortran問(wèn)世。作為一種面向科學(xué)計(jì)算的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，F(xiàn)ortran的最大功績(jī)?cè)谟诶喂痰貥?shù)立了高級(jí)語(yǔ)言的地位，并使之成為世界通用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。Algol60的誕生是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的研究成為一門(mén)科學(xué)的標(biāo)志。該語(yǔ)言的文本中提出了一整套的新概念，如變量的類型說(shuō)明和作用域規(guī)則、過(guò)程的遞歸性及參數(shù)傳遞機(jī)制等。而且，它是第一個(gè)用嚴(yán)格的語(yǔ)法規(guī)則——巴科斯范式(BNF)定義語(yǔ)言文法的高級(jí)語(yǔ)言。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的研究與發(fā)展在產(chǎn)生了一批成功的高級(jí)語(yǔ)言之后，其進(jìn)一步的發(fā)展開(kāi)始受到程序設(shè)計(jì)思想、方法和技術(shù)的影響，也開(kāi)始受到程序理論、軟件工程、人工智能等許多方面特別是實(shí)用化方面的影響。在“軟件危機(jī)”的爭(zhēng)論日漸平息的同時(shí)，一些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則開(kāi)始為大多數(shù)人所接受，并在后續(xù)出現(xiàn)的各種高級(jí)語(yǔ)言中得到體現(xiàn)。例如，用于支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的PASCAL語(yǔ)言，適合于軍隊(duì)各方面應(yīng)用的大型通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言ADA，支持并發(fā)程序設(shè)計(jì)的MODULA-2，支持邏輯程序設(shè)計(jì)的PROLOG語(yǔ)言，支持人工智能程序設(shè)計(jì)的LISP語(yǔ)言，支持面積對(duì)象程序變換的SMALLTALK、C等。而且，伴隨著這些語(yǔ)言的出現(xiàn)和發(fā)展，產(chǎn)生了一大批為解決語(yǔ)言的編譯和應(yīng)用中所出現(xiàn)的問(wèn)題而發(fā)展的理論、方法和技術(shù)。有大量的學(xué)術(shù)論文可以證明，由高級(jí)語(yǔ)言的發(fā)展派生的各種思想、方法、理論和技術(shù)觸及到了計(jì)算機(jī)科學(xué)的大多數(shù)學(xué)科方向，但內(nèi)容上仍相對(duì)集中在語(yǔ)言、計(jì)算模型和軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)方面。

　　(2)計(jì)算機(jī)模型與軟件開(kāi)發(fā)方法

　　20世紀(jì)80年代是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理和多媒體大發(fā)展的時(shí)期。在各種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中增加并發(fā)機(jī)構(gòu)以支持分布式程序設(shè)計(jì)，在語(yǔ)言中通過(guò)擴(kuò)展繪圖子程序以支持計(jì)算機(jī)圖形學(xué)程序設(shè)計(jì)成為當(dāng)時(shí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的一種時(shí)尚。之后，在模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換等接口技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的支持下，通過(guò)擴(kuò)展高級(jí)語(yǔ)言的程序庫(kù)又實(shí)現(xiàn)了多媒體程序設(shè)計(jì)的構(gòu)想。進(jìn)入20世紀(jì)90年代之后，并行計(jì)算機(jī)和

　　分布式大規(guī)模異質(zhì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展又將并行程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、并行編譯程序、并行操作系統(tǒng)、并行與分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等試行軟件的開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)依然與高級(jí)語(yǔ)言和計(jì)算模型密切相關(guān)，如各種并行、并發(fā)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，進(jìn)程代數(shù)，PETRI網(wǎng)等，它們正是軟件開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)的研究中支持不同階段軟件開(kāi)發(fā)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和支持這些軟件開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)的理論基礎(chǔ)——計(jì)算模型。

　　(3)計(jì)算機(jī)應(yīng)用

　　用計(jì)算機(jī)來(lái)代替人進(jìn)行計(jì)算，就得首先研究計(jì)算方法和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)算法，進(jìn)而編制計(jì)算機(jī)程序。由于早期計(jì)算機(jī)的應(yīng)用主要集中在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，因此，數(shù)值計(jì)算方法就成為最早的應(yīng)用數(shù)學(xué)分支與計(jì)算機(jī)應(yīng)用建立了聯(lián)系。最初的時(shí)候，由于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器容量很小，速度也不快，為了計(jì)算一些稍稍大一點(diǎn)的題目，人們常常要挖空心思研究怎樣節(jié)省存儲(chǔ)單元，怎樣減少不需要的操作。為此，發(fā)展了像稀疏矩陣計(jì)算理論來(lái)進(jìn)行方程組的求解;發(fā)展了雜湊函數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)、訪問(wèn)數(shù)據(jù);發(fā)展了虛擬程序設(shè)計(jì)思想和程序覆蓋技術(shù)在內(nèi)存較小的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行較大的程序;在子程序和程序包的概念提出之后，許多人開(kāi)始將數(shù)學(xué)中的一些通用計(jì)算公式和計(jì)算方法寫(xiě)成子程序，并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成程序包，通過(guò)簡(jiǎn)潔的調(diào)用命令向用戶開(kāi)放。子程序的提出是今日軟件重用思想的開(kāi)端。

　　在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，科學(xué)計(jì)算是一個(gè)長(zhǎng)久不衰的方向。該方向主要依賴于應(yīng)用數(shù)學(xué)中的數(shù)值計(jì)算的發(fā)展，而數(shù)值計(jì)算的發(fā)展也受到來(lái)自計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響。早期，科學(xué)計(jì)算主要在單機(jī)上進(jìn)行，經(jīng)歷了從小規(guī)模數(shù)值分析到中大規(guī)模數(shù)值分析的階段。隨著并行計(jì)算機(jī)和分布式并行計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，并行數(shù)值計(jì)算開(kāi)始成為科學(xué)計(jì)算的熱點(diǎn)，處理的問(wèn)題也從中大規(guī)模數(shù)值分析進(jìn)入到中大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題的計(jì)算。所謂中大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題并不是由于數(shù)據(jù)的增大而使計(jì)算變得困難，使問(wèn)題變得復(fù)雜，而主要是由于計(jì)算中考慮的因素太多，特別是一些因素具有不確定性而使計(jì)算變得困難，使問(wèn)題變得復(fù)雜，其結(jié)果往往是在算法的研究中精度與復(fù)雜性的矛盾難于克服。

　　幾何是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，它實(shí)現(xiàn)了人類思維方式中的數(shù)形結(jié)合。在計(jì)算機(jī)發(fā)明之后，人們自然很容易聯(lián)想到了用計(jì)算機(jī)來(lái)處理圖形的問(wèn)題，由此產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是使用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)生圖形并對(duì)圖形進(jìn)行處理的科學(xué)。并由此推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)、計(jì)算機(jī)輔助信息處理、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)等方向的發(fā)展。

　　在各種實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，有一個(gè)重要的方向值得注意，即實(shí)時(shí)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

　　利用計(jì)算機(jī)證明數(shù)學(xué)定理被認(rèn)為是人工智能的一個(gè)方向。人工智能的另一個(gè)方向是研究一種不依賴于任何領(lǐng)域的通用解題程序或通用解題系統(tǒng)，稱為GPS。

　　特別值得一提的是在專家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中發(fā)展了一批新的技術(shù)，如知識(shí)表示方法、不精確性推理技術(shù)等，積累了經(jīng)驗(yàn)，加深了對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)。20世紀(jì)70年代末期，一部分學(xué)者認(rèn)識(shí)到了人工智能過(guò)去研究工作基礎(chǔ)的薄弱，開(kāi)始轉(zhuǎn)而重視人工智能的邏輯基礎(chǔ)研究，試圖從總結(jié)和研究人類推理思維的一般規(guī)律出發(fā)去研究機(jī)器思維，并于1980年在《Artificial Intelligence》發(fā)表了一組非單調(diào)邏輯的研究論文。他們的工作立即得到一大批計(jì)算機(jī)科學(xué)家的響應(yīng)，非單調(diào)邏輯的研究很快熱火朝天地開(kāi)展起來(lái)，人工智能的邏輯基礎(chǔ)成為人工智能方向發(fā)展的主流。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多媒體技術(shù)、圖形學(xué)技術(shù)等的發(fā)展產(chǎn)生了兩個(gè)新方向，即計(jì)算可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

　　隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，分布在全世界的各種計(jì)算機(jī)正在以驚人的速度相互連接起來(lái)。網(wǎng)絡(luò)上每天都在進(jìn)行著大量政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、外交、商貿(mào)、科學(xué)研究與藝術(shù)信息的交換與交流。網(wǎng)絡(luò)上大量信息的頻繁交換，雖然縮短了地域之間的距離，然而同時(shí)也使各種上網(wǎng)的信息資源處在一種很難設(shè)防的狀態(tài)之中。于是，計(jì)算機(jī)信息安全受到各國(guó)政府的高度重視。除了下大力氣研究對(duì)付計(jì)算機(jī)病毒的軟硬件技術(shù)外，由于各種工作中保密的需要，計(jì)算機(jī)密碼學(xué)的研究更多地受到各國(guó)政府的重視。

　　實(shí)際上，在計(jì)算機(jī)科學(xué)中計(jì)算機(jī)模型和計(jì)算機(jī)理論與實(shí)現(xiàn)技術(shù)同樣重要。但現(xiàn)在許多學(xué)生往往只注重某些計(jì)算機(jī)操作技術(shù)，而忽略了基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，并因?yàn)樽约菏?ldquo;操作高手”而沾沾自喜，這不僅限制了自己將研究工作不斷推向深入，而且有可能使自己在學(xué)科發(fā)展中處于被動(dòng)地位。例如，在20世紀(jì)50年代和20世紀(jì)60年代，我國(guó)隨著計(jì)算機(jī)研制工作和軟件開(kāi)發(fā)工作的發(fā)展，陸續(xù)培養(yǎng)了在計(jì)算機(jī)制造和維護(hù)中對(duì)計(jì)算機(jī)某一方面設(shè)備十分精通的專家，他們能準(zhǔn)確地弄清楚磁芯存儲(chǔ)器、磁鼓、運(yùn)算器、控制器，以及整機(jī)線路中哪一部分有問(wèn)題并進(jìn)行修理和故障排除，能夠編制出使用最少存儲(chǔ)單元而運(yùn)算速度很快的程序，對(duì)機(jī)器代碼相當(dāng)熟悉。但是，當(dāng)容量小的磁芯存儲(chǔ)器、磁鼓、速度慢的運(yùn)算器械、控制器很快被集成電路替代時(shí)，當(dāng)程序設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)廣泛使用高級(jí)語(yǔ)言、軟件開(kāi)發(fā)工具和新型軟件開(kāi)發(fā)方法后，這批技術(shù)精湛的專家，除少量具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、在工作中已有針對(duì)性地將研究工作轉(zhuǎn)向其他方向的人之外，相當(dāng)一部分專家伴隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，在替代原有技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中而被淘汰。因此，在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，計(jì)算比實(shí)現(xiàn)計(jì)算的技術(shù)更重要。只有打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，特別是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)才能事半功倍，只有建立在高起點(diǎn)理論基礎(chǔ)之上的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，才有巨大的潛力和發(fā)展前景。

　　計(jì)算機(jī)理論的一個(gè)核心問(wèn)題

　　我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)系里的傳統(tǒng)是培養(yǎng)做學(xué)術(shù)研究，尤其是理論研究的人(方向不見(jiàn)得有多大的問(wèn)題，但是做得不是那么盡如人意)。而計(jì)算機(jī)的理論研究，說(shuō)到底了，如網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)，圖形圖像學(xué)，視頻音頻處理，哪個(gè)方向都與數(shù)學(xué)有著很大的關(guān)系，雖然也許是正統(tǒng)數(shù)學(xué)家眼里非主流的數(shù)學(xué)。這里我還想闡明我的一個(gè)觀點(diǎn)：我們都知道，數(shù)學(xué)是從實(shí)際生活當(dāng)中抽象出來(lái)的理論，人們之所以要將實(shí)際抽象成理論，目的就在于想用抽象出來(lái)的理論去更好的指導(dǎo)實(shí)踐，有些數(shù)學(xué)研究工作者喜歡用一些現(xiàn)存的理論知識(shí)去推導(dǎo)若干條推論，殊不知其一：?jiǎn)栴}考慮不全很可能是個(gè)錯(cuò)誤的推論，其二：他的推論在現(xiàn)實(shí)生活中找不到原型，不能指導(dǎo)實(shí)踐。嚴(yán)格的說(shuō)，我并不是一個(gè)理想主義者，政治課上學(xué)的理論聯(lián)系實(shí)際一直是指導(dǎo)我學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)的航標(biāo)(至少我認(rèn)為搞計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的應(yīng)當(dāng)本著這個(gè)方向)。

　　我個(gè)人的淺見(jiàn)是：計(jì)算機(jī)系的學(xué)生，對(duì)數(shù)學(xué)的要求固然跟數(shù)學(xué)系不同，跟物理類差別則更大。通常非數(shù)學(xué)專業(yè)的所?高等數(shù)學(xué)"，無(wú)非是把數(shù)學(xué)分析中較困難的理論部分刪去，強(qiáng)調(diào)套用公式計(jì)算而已。而對(duì)計(jì)算機(jī)系來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)分析里用處最大的恰恰是被刪去的理論部分。記上一堆曲面積分的公式，難道就能算懂了數(shù)學(xué)?那倒不如現(xiàn)用現(xiàn)查，何必費(fèi)事記呢?再不然直接用Mathematica或是Matlab好了。退一萬(wàn)步。華羅庚在數(shù)學(xué)上的造詣不用我去多說(shuō)，但是他這光輝的一生做得我認(rèn)為對(duì)我們來(lái)說(shuō)，最重要的幾件事情：首先是它籌建了中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所，這是我們國(guó)家計(jì)算機(jī)科學(xué)的搖籃。在有就是他把很多的高等數(shù)學(xué)理論都交給了做工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)人員，推動(dòng)了中國(guó)工業(yè)的進(jìn)步。第三件就是他一生寫(xiě)過(guò)很多書(shū)，但是對(duì)高校師生價(jià)值更大的就是他在病期間在病床上和他的愛(ài)徒王元寫(xiě)了《高等數(shù)學(xué)引論》(王元與其說(shuō)是他的愛(ài)徒不如說(shuō)是他的同事，是中科院數(shù)學(xué)所的老一輩研究員，對(duì)歌德巴赫猜想的貢獻(xiàn)全世界僅次于陳景潤(rùn))這書(shū)在我們的圖書(shū)館里居然找得到，說(shuō)實(shí)話，當(dāng)時(shí)那個(gè)書(shū)上已經(jīng)長(zhǎng)了蟲(chóng)子，別人走到那里都會(huì)閃開(kāi)，但我卻格外感興趣，上下兩冊(cè)看了個(gè)遍，我的最大收獲并不在于理論的闡述，而是在于他的理論完全的實(shí)例化，在生活中去找模型。這也是我為什么比較喜歡具體數(shù)學(xué)的原因，正如我在上文中提到的，理論脫離了實(shí)踐就失去了它存在的意義。正因?yàn)槔碚撌菑膶?shí)踐當(dāng)中抽象出來(lái)的，所以理論的研究才能夠更好的指導(dǎo)實(shí)踐，不用于指導(dǎo)實(shí)踐的理論可以說(shuō)是毫無(wú)價(jià)值的。

　　正如上面所論述的，計(jì)算機(jī)系的學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)：知其然更要知其所以然。你學(xué)習(xí)的目的應(yīng)該是：將抽象的理論再應(yīng)用于實(shí)踐，不但要掌握題目的解題方法，更要掌握解題思想，對(duì)于定理的學(xué)習(xí)：不是簡(jiǎn)單的應(yīng)用，而是掌握證明過(guò)程即掌握定理的由來(lái)，訓(xùn)練自己的推理能力。只有這樣才達(dá)到了學(xué)習(xí)這門(mén)科學(xué)的目的，同時(shí)也縮小了我們與數(shù)學(xué)系的同學(xué)之間思維上的差距。

　　關(guān)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)我想是這樣的：學(xué)校開(kāi)設(shè)的任何一門(mén)科學(xué)都有其滯后性，不要總認(rèn)為自己掌握的某門(mén)技術(shù)就已經(jīng)是天下無(wú)敵手了，雖然現(xiàn)在Java,VB,C,C++用的都很多，怎能保證沒(méi)有被淘汰的一天，我想.NET平臺(tái)的誕生和X#語(yǔ)言的初見(jiàn)端倪完全可以說(shuō)明問(wèn)題。換言之，在我們掌握一門(mén)新技術(shù)的同時(shí)就又有更新的技術(shù)產(chǎn)生，身為當(dāng)代的大學(xué)生應(yīng)當(dāng)有緊跟科學(xué)發(fā)展的素質(zhì)。舉個(gè)例子，就像有些同學(xué)總說(shuō)，我做網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)就喜歡直接寫(xiě)html，不愿意用什么Frontpage,Dreamweaver。能用語(yǔ)言寫(xiě)網(wǎng)頁(yè)固然很好，但有高效的手段你為什么不使呢?僅僅是為了顯示自己的水平高，unique? 我看真正水平高的是能夠以最快的速度接受新事物的人。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展日新月異，今后的程序設(shè)計(jì)就像人們?cè)谡f(shuō)話一樣，我想大家從xml中應(yīng)是有所體會(huì)了。難道我們真就寫(xiě)個(gè)什么都要用匯編，以顯示自己的水平高，真是這樣倒不如直接用機(jī)器語(yǔ)言寫(xiě)算了。反過(guò)來(lái)說(shuō)，想要以最快的速度接受并利用新技術(shù)關(guān)鍵還是在于你對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)地把握程度。