《大学信息技术基础》教学大纲
（2011培养计划）
课程编号：08274
课程名称：大学信息技术基础
英文名称：Fundamentals of College Information Technology（An Overview of Computer Science）
学 时：32（理论）+16（案例教学）+16（上机） 学 分：3
适用学科：计算机类、电子信息类各专业 课程类别：学校通识必修课程 先修课程：无
一、课程教学目标
“大学信息技术基础”是计算机类和电子信息类各专业本科生的一门必修的计算机基础课，是大学第一门计算机课程。课程分为两部分组织教学：
1．计算机科学概论部分（32学时）
依广度优先原则，通俗易懂地概述了计算机科学技术的基本概念、方法和技术，系统介绍计算机系统结构、嵌入式计算系统、计算机网络和信息安全、算法与算法设计、数据组织，为学生描述计算机学科轮廓，培养学生的专业学习兴趣，为将来学生的发展提供更大的空间。
2．计算机操作实践部分（16+16学时）
计算机操作实践部分的教学目标是使学生快速掌握Windows和Office工具软件的使用。
二、教学组织方式
计算机科学概论部分为课堂教学。计算机概论的教学涉及面广、要求高，采取高水平教师梯队授课方式。每个梯队由5名教师组成，第1位为学科责任教授，对计算机科学与技术有深入了解，负责介绍计算机学科的总体情况。后面4位教师结合自己的研究专长分别负责讲述相关部分。
计算机操作课的教学分为16个学时的课训式案例教学和16个学时的上机。课训式案例教学是在交互式教室进行。围绕各阶段的教学任务，教师在课堂上分析和演示案例，逐步引出相关概念和知识点。学生在教师的引导下，根据实验指导书的具体步骤，上机实践。上机操作是在机房进行。根据教学进度，教师布置融合本阶段知识点的习题。学生运用所学的方法，在教师和助教的辅导下完成习题。
三、教学内容及基本要求
? 计算机科学概论部分（32学时）
第一部分 计算机科学导论（6学时）
由学科责任教授从科学的视角、工程和技术的视角、专业教育的视角全面地介绍计算机科学和技术，描绘出一幅计算机科学的全景图。 1、科学的视角(2学时)
（1）给出科学的定义和特点，论证计算机科学是研究关于信息处理的科学。
（2）介绍计算机科学所处理的信息的特点，从多个角度给出的计算机科学的定义,计算机科学所要解决的基本问题。
（3）从计算引申出计算思维的概念,介绍计算思维的概念及特点，展望计算的未来。 2、工程和技术的视角(2学时)
（1）介绍计算机系统的演化过程，作为计算技术发展历史上的主要技术和杰出人物，阐述计算机产业的战略重要性。
（2）介绍经典的计算机硬件系统和软件系统，从应用来回顾和展望计算机行业的发展。 （3）通过介绍嵌入式系统与网络实验室的部分研究工作，使同学们了解该领域的学科前沿发展情况，激发同学的学习兴趣。 3、专业教育的视角(2学时)
（1）介绍计算机专业所属的学科类别，该专业的培养目标、需要掌握的知识和能力及学科结构。
（2）介绍计算科学学科特点，对于如何学好该学科，提出一些建议。 （3）介绍计算机科学与技术专业的课程体系，强调实训课程的重要性。
第二部分 计算机组成与结构（8学时）
1、计算机发展历史和趋势(4学时)
（1）电子计算机史前史。在介绍第一台电子计算机出现之前，古老的计算工具、机械计算机、机电计算机的发展历程，包括这段历史长河中有贡献的机器及它们的发明者生平。 （2）介绍了第一台通用电子计算机ENIAC的产生，60年来一共经历了电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、超大规模集成电路计算机四代，这段历史中有代表性的机型和有重要贡献的科学家。引入第五代计算机、第六代计算机的构想及其面临的难题，让同学们课后思考。
（3）介绍了计算机技术史上，特别是为电子计算机的出现奠定了理论基础的大师级科学家及其他们的思想：布尔及布尔代数、香农及开关电路、图灵及图灵机、图灵测试、阿塔纳索夫及ABC计算机、维纳及计算机设计五原则、冯·诺依曼及冯·诺依曼结构。 （4）介绍了当前计算机技术的发展的最新趋势以及面临的挑战，重点介绍集成电路、高性能计算、普适计算、智能信息处理、云计算、物联网等新技术发展的现状和趋势，激发同学们以后进入专业学习的兴趣。
2、计算机组成与工作原理(4学时)
（1）介绍几种常用的信息表示方法、逻辑门与逻辑电路的工作原理以及冯．诺伊曼体系结构,介绍指令执行的基本过程。
（2）讲解计算机硬件、计算机软件和体系结构的概念，介绍计算机学科体系。
第三部分 嵌入式计算系统（6学时）
1、嵌入式系统概述(2学时)
（1）嵌入式系统定义。介绍嵌入式系统的由来和定义，举例说明嵌入式系统应用领域，并介绍嵌入式系统的课程结构。
（2）嵌入式系统基本计算结构。介绍嵌入式系统架构平台，硬件、操作系统和软件架构。 （3）嵌入式系统发展趋势和研究热点。从用户需求和技术需求角度介绍嵌入式系统发展趋势和研究热点，分布式嵌入式系统架构发展方向。 2、嵌入式系统的设计(2学时)
（1）嵌入式系统的基本特征。介绍嵌入式系统的一些基本特征。从体系结构、方法学和应用等多方面阐述嵌入式系统中计算的基本问题。
（2）嵌入式系统设计的挑战。从实时、可信、可靠、保密、安全等方面介绍嵌入式系统设计面临的挑战。
（3）嵌入式系统设计方法学概论。介绍嵌入式系统设计方法论研究的意义、目标、设计步骤和流程，从需求分析、规格分析、架构设计，到软件与硬件的实现、系统整合，以及最后从质量保证等方面介绍嵌入式系统设计方法论。 3、高性能嵌入式系统的设计（2学时）
（1）高性能嵌入式系统设计方法。介绍高性能嵌入式系统设计的目标、意义和方法学。介绍基于平台的设计方法学、基于标准的设计方法学、基于组件的设计方法学和基于模型的设计方法学。
（2）高性能嵌入式系统系统建模。进一步介绍基于模型的设计方法学的发展前景。从系统建模、计算模型和系统设计以及建模语言和工具等方面展开阐述基于模型的设计方法学。
（3）高性能嵌入式计算系统的硬件设计。描述嵌入式系统的硬件组成。介绍硬件设计基础知识。阐述硬件设计中应注意的一些问题。
第四部分 计算机网络和信息安全（5学时）
1、计算机网络概论（1学时）
（1） 网络的起源，计算机网络发展的必然性与发展过程中相关技术的发展。 网络的定义，强调地理位置分散、自治的计算机系统、通过物理介质、遵循相同的网络协议，互联进行信息传递。
（2）网络的分类，常用的分类方式，按距离和功能分。网络的拓扑结构，几种典型结构及其特点。数据传输，数据传输（信息传递）的物理和逻辑概念，传输介质、带宽、协议。服务模型 ，终端、客户机/服务器。 2、网络体系结构和协议（2学时）
（1）网络体系结构和网络互连， OSI参考模型，互连的典型设备和所处的层次。 （2）Internet和TCP/IP协议 ，TCP协议示例，IP地址及分类。结合生活、学习、工作（教学与研究），应用实例，分析网络的技术发展趋势，激发同学们以后进入专业学习的兴趣。
3、信息安全（2学时）
（1）信息安全的基本概念，介绍信息安全的定义、信息安全的特征等。
（2）密码技术及应用，介绍了信息安全的保护技术，密码学的起源、加密和解密的方法等。
（3）防火墙技术，介绍了防火墙的原理、防火墙的组成部分及防火墙的分类。 （4）计算机病毒，介绍了计算机病毒的概念，计算机病毒的分类，给出了多种计算机病毒的实例和分析，最后给出了计算机病毒的防范方法。
第五部分 算法与算法设计（3学时）
1、算法概论（1学时）
（1）算法的概念:从算法的历史带出广义算法和计算机算法的概念，以及算法的性质。 （2）算法的三种表示方法：自然语言、流程图和伪码。 2、算法设计（2学时）
（1）介绍常用几种基本算法：求和、求积、求最大最小、排序和查找
（2）算法效率:介绍算法分析，得到算法所需时间和空间的估计量，介绍时间复杂度和空间复杂度。
第六部分 数据组织（4学时）
1、数据结构（2学时）
（1）数据结构的概述。通过介绍数据结构的地位、作用，以及研究的问题，了解什么是数据结构。
（2）数据结构的存储。介绍数据的逻辑结构和物理存储结构，了解数据结构的特点以及利用数据结构表示信息的过程和挑战。
（3）数据结构的操作。通过举例介绍线性结构、树型结构和图型结构数据结构和操作，了解数据结构的作用和特点。以及数据结构对程序设计、算法设计的作用。 3、数据库概述（2学时）
（1）数据库系统的相关定义。平面文件（flat file）与数据库（database）；数据库管理系统（DBMS） ；数据库的三层抽象模式 。
（2）数据库模型与关系数据库的基本概念。实体关系；层次数据库模型；网状数据库模型；关系数据库模型；面向对象数据库模型。
（3）关系数据库与SQL语言。关系数据库的设计；关系的操作；结构化查询语言（SQL）。 （4）数据库系统的访问权限。数据库的权限；授权传递与回收；权限管理的SQL语句。 （5）数据库系统的几个高级话题。并发控制与完整性协议；数据库系统的体系结构；数据库的新应用。
? 计算机操作实践部分（16学时案例教学+16学时上机）
第一部分 Windows xp操作（上机2学时）
1、Windows xp的基本操作 2、Windows xp的文件和磁盘管理 3、Windows xp的控制面板
第二部分 文字处理软件Word（案例教学4学时，上机4学时）
1、Word文档的编辑、排版与图文混排（案例教学2学时）
? 启动WORD,了解word窗口的组成； ? 新建、保存、另存为和打开文档； ? 退出WORD；
? 在文档中插入特殊符号；
? 对文本进行插入、删除和撤销操作； ? 移动文本和利用剪贴板复制文本； ? 多文档切换； ? 查找和替换文本。 ? 设置字体和段落格式； ? 应用格式刷复制格式； ? 设置项目符号。
? 设置分栏排版和首字下沉格式； ? 设置边框和底纹。
? 插入艺术字、自选图形、文本框 ? 设置文本框格式；
? 插入剪贴画、图片，设置图片格式。
2、Word表格编辑、制作公式、绘制图形（案例教学1学时）
? 插入表格；
? 在表格中插入和删除行或列； ? 合并单元格； ? 改变行高和列宽； ? 绘制斜线表头；
? 设置表格的边框和单元格的字体格式、底纹和对齐方式。 ? 自动编号； ? 插入数学公式； ? 绘制自选图形； ? 设置水印背景。
3、长文档的编辑（案例教学1学时）
? 页面设置；
? 定义和应用正文、标题样式； ? 设置多级符号；
? 打开文档结构图查看文档；
《大学信息技术基础》教学大纲
