計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論

第1章 緒論 
1.1 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論產(chǎn)生的歷史背景 
1.1.1 早期關(guān)于“計(jì)算機(jī)科學(xué)”名稱的爭論 
1.1.2 《計(jì)算作為一門學(xué)科》報(bào)告的主要成果及其局限性 
1.1.3 CC1991的主要成果 
1.1.4 CC2001的主要成果 
1.1.5 計(jì)算教育面臨的3個(gè)重大問題 
1.1.6 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論的提出 
1.2 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論的建立 
1.2.1 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論的定義 
1.2.2 計(jì)算學(xué)科二維定義矩陣 
1.2.3 計(jì)算學(xué)科的本質(zhì)問題歸約為定義矩陣本質(zhì)問題的說明 
1.3 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論作為一個(gè)理論體系的闡述 
1.3.1 作為理論體系的科學(xué)技術(shù)方法論 
1.3.2 作為理論體系的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論 
1.4 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論研究的意義 
思考題 
第2章 計(jì)算學(xué)科中的科學(xué)問題 
2.1 概述 
2.1.1 科學(xué)問題的定義 
2.1.2 科學(xué)問題的主要特征和方法論作用 
2.2 計(jì)算的本質(zhì)、計(jì)算學(xué)科的定義及其根本問題 
2.2.1 計(jì)算本質(zhì)的認(rèn)識(shí)歷史 
2.2.2 康托爾的集合論和羅素悖論 
2.2.3 希爾伯特綱領(lǐng) 
2.2.4 圖靈對(duì)計(jì)算本質(zhì)的揭示 
2.2.5 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生以及計(jì)算學(xué)科的定義 
2.2.6 計(jì)算學(xué)科的根本問題 
2.2.7 從計(jì)算的角度認(rèn)知思維、視覺和生命過程
2.3 計(jì)算學(xué)科各主領(lǐng)域的基本問題
2.4 計(jì)算學(xué)科中的典型問題及其相關(guān)內(nèi)容 
2.4.1 哥尼斯堡七橋問題 
2.4.2 梵天塔問題 
2.4.3 算法復(fù)雜性中的難解性問題、P類問題和NP類問題 
2.4.4 證比求易算法 
2.4.5 P＝？NP 
2.4.6 旅行商問題與組合爆炸問題 
2.4.7 生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題與“哲學(xué)家共餐”問題 
2.4.8 GOTO語句的問題以及程序設(shè)計(jì)方法學(xué) 
2.5 人工智能中的若干哲學(xué)問題
2.5.1 圖靈測試
2.5.2 西爾勒的“中文屋子”
2.5.3 計(jì)算機(jī)中的博弈問題
思考題 
第3章 計(jì)算學(xué)科中的3個(gè)學(xué)科形態(tài)
3.1 一個(gè)關(guān)于“學(xué)生選課”的例子
3.1.1 對(duì)“學(xué)生選課”例子的感性認(rèn)識(shí)
3.1.2 對(duì)“學(xué)生選課”例子的理性認(rèn)識(shí) 
3.1.3 “學(xué)生選課”系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì) 
3.2 抽象形態(tài)
3.2.1 一般科學(xué)技術(shù)方法論中有關(guān)抽象形態(tài)的論述
3.2.2 計(jì)算學(xué)科中有關(guān)抽象形態(tài)的論述
3.2.3 例子中有關(guān)抽象形態(tài)的主要內(nèi)容及其簡要分析
3.3 理論形態(tài)
3.3.1 一般科學(xué)技術(shù)方法論中有關(guān)理論形態(tài)的論述
3.3.2 計(jì)算學(xué)科中有關(guān)理論形態(tài)的論述
3.3.3 例子中有關(guān)理論形態(tài)的主要內(nèi)容及簡要分析
3.4 設(shè)計(jì)形態(tài)
3.4.1 一般科學(xué)技術(shù)方法論中有關(guān)設(shè)計(jì)形態(tài)的論述
3.4.2 計(jì)算學(xué)科中有關(guān)設(shè)計(jì)形態(tài)的論述
3.4.3 例子中有關(guān)設(shè)計(jì)形態(tài)的主要內(nèi)容及簡要分析
3.5 3個(gè)學(xué)科形態(tài)的內(nèi)在聯(lián)系
3.5.1 一般科學(xué)技術(shù)方法論中有關(guān)3個(gè)學(xué)科形態(tài)內(nèi)在聯(lián)系的簡要論述
3.5.2 計(jì)算學(xué)科中有關(guān)3個(gè)學(xué)科形態(tài)內(nèi)在聯(lián)系的論述
3.5.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中3個(gè)學(xué)科形態(tài)內(nèi)在聯(lián)系的有關(guān)內(nèi)容
3.6 各主領(lǐng)域中3個(gè)學(xué)科形態(tài)的主要內(nèi)容
3.7 計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展及其3個(gè)學(xué)科形態(tài)的內(nèi)在聯(lián)系
3.7.1 自然語言與形式語言
3.7.2 圖靈機(jī)與馮·諾依曼型計(jì)算機(jī) 
3.7.3 機(jī)器指令與匯編語言 
3.7.4 以虛擬機(jī)的觀點(diǎn)來劃分計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu) 
3.7.5 高級(jí)語言 
3.7.6 應(yīng)用語言 
3.7.7 自然語言 
3.7.8 小結(jié) 
思考題 
第4章 計(jì)算學(xué)科中的核心概念
4.1 算法
4.1.1 算法的歷史簡介
4.1.2 算法的定義和特征 
4.1.3 算法實(shí)例 
4.1.4 算法的表示方法 
4.1.5 算法分析 
4.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
4.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念
4.2.2 常用的幾種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
4.2.3 樹和二叉樹
4.2.4 圖
4.3 程序
4.4 軟件
4.5 硬件
4.6 CC1991報(bào)告提取的核心概念
思考題 
第5章 計(jì)算學(xué)科中的數(shù)學(xué)方法
5.1 數(shù)學(xué)的基本特征
5.2 數(shù)學(xué)方法的作用
5.3 計(jì)算學(xué)科中常用的數(shù)學(xué)概念和術(shù)語
5.3.1 集合
5.3.2 函數(shù)和關(guān)系 
5.3.3 字母表、字符串和語言 
5.3.4 布爾邏輯 
5.3.5 定義、定理和證明 
5.4 證明方法 
5.4.1 直接證明法和間接證明法 
5.4.2 反證法 
5.4.3 歸納法 
5.4.4 構(gòu)造性證明 
5.5 遞歸和迭代 
5.5.1 遞歸 
5.5.2 迭代 
5.6 公理化方法 
5.6.1 理論體系 
5.6.2 公理化方法 
5.6.3 實(shí)例 
5.7 形式化方法 
5.7.1 具體公理系統(tǒng)和抽象公理系統(tǒng) 
5.7.2 形式化方法 
5.8 一個(gè)實(shí)例-Armstrong公理系統(tǒng)* 
5.8.1 預(yù)備知識(shí) 
5.8.2 Armstrong公理系統(tǒng) 
思考題 
第6章 計(jì)算學(xué)科中的系統(tǒng)科學(xué)方法 
6.1 系統(tǒng)科學(xué)的基本思想 
6.1.1 系統(tǒng)科學(xué)的基本概念 
6.1.2 系統(tǒng)科學(xué)遵循的一般原則 
6.1.3 常用的幾種系統(tǒng)科學(xué)方法 
6.1.4 實(shí)例 
6.2 結(jié)構(gòu)化方法 
6.2.1 結(jié)構(gòu)化方法的產(chǎn)生和發(fā)展 
6.2.2 結(jié)構(gòu)化方法遵循的基本原則 
6.2.3 結(jié)構(gòu)化方法的核心問題 
6.3 面向?qū)ο蠓椒?nbsp;
6.3.1 面向?qū)ο蠓椒ǖ漠a(chǎn)生和發(fā)展 
6.3.2 面向?qū)ο蠓椒ǖ幕舅枷?nbsp;
6.3.3 面向?qū)ο蠓椒ǖ暮诵膯栴} 
6.4 小結(jié) 
思考題 
第7章 形式化技術(shù)
7.1 形式化技術(shù)概述 
7.2 形式化規(guī)格技術(shù) 
7.2.1 形式化規(guī)格的定義及其分類 
7.2.2 操作類規(guī)格技術(shù) 
7.2.3 描述類規(guī)格技術(shù) 
7.2.4 形式化規(guī)格技術(shù)的應(yīng)用 
7.3 形式化驗(yàn)證技術(shù) 
7.3.1 模型檢驗(yàn) 
7.3.2 定理證明 
思考題 
第8章 社會(huì)和職業(yè)的問題 
8.1 計(jì)算的歷史 
8.1.1 計(jì)算機(jī)史前史——1946年以前的世界 
8.1.2 計(jì)算機(jī)硬件的歷史 
8.1.3 計(jì)算機(jī)軟件的歷史 
8.1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的歷史 
8.2 計(jì)算的社會(huì)背景 
8.2.1 計(jì)算的社會(huì)內(nèi)涵 
8.2.2 網(wǎng)絡(luò)的社會(huì)內(nèi)涵 
8.2.3 因特網(wǎng)的增長、控制和使用 
8.2.4 有關(guān)性別的問題 
8.3 道德分析的方法 
8.3.1 道德選擇 
8.3.2 道德評(píng)價(jià) 
8.3.3 道德選擇中其他相關(guān)因素及道德選擇過程 
8.4 職業(yè)和道德責(zé)任 
8.4.1 職業(yè)化的本質(zhì) 
8.4.2 軟件工程師的道德準(zhǔn)則及行為規(guī)范 
8.4.3 檢舉政策 
8.4.4 計(jì)算中的“可接受使用”政策 
8.5 基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任 
8.5.1 歷史上軟件風(fēng)險(xiǎn)的例子 
8.5.2 軟件的正確性、可靠性和安全性 
8.5.3 軟件測試 
8.5.4 軟件重用中隱藏的問題 
8.5.5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定與風(fēng)險(xiǎn)管理 
8.6 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 
8.6.1 什么是知識(shí)產(chǎn)權(quán) 
8.6.2 我國有關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的現(xiàn)狀 
8.6.3 軟件專利 
8.6.4 有關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國際問題 
8.7 隱私和公民自由 
8.7.1 隱私保護(hù)的道德和法律基礎(chǔ) 
8.7.2 隱私保護(hù)的技術(shù) 
8.7.3 電腦空間的言論自由 
8.7.4 相關(guān)的國際問題和文化之間的問題 
8.8 計(jì)算機(jī)犯罪 
8.8.1 計(jì)算機(jī)犯罪及相關(guān)立法 
8.8.2 黑客(Cracking/Hacking) 
8.8.3 惡意計(jì)算機(jī)程序和拒絕服務(wù)攻擊 
8.8.4 防止計(jì)算機(jī)犯罪的策略 
思考題 
第9章 計(jì)算教育哲學(xué) 
9.1 概述 
9.2 計(jì)算教育哲學(xué)的第一個(gè)基本任務(wù) 
9.3 計(jì)算教育哲學(xué)的第二個(gè)基本任務(wù) 
9.3.1 如何定義一門學(xué)科 
9.3.2 計(jì)算學(xué)科的本質(zhì)、根本問題以及學(xué)科的未來 
9.3.3 計(jì)算學(xué)科是“工科”還是“理科” 
9.3.4 程序設(shè)計(jì)在計(jì)算學(xué)科中的地位 
9.3.5 計(jì)算學(xué)科目前的核心課程能否培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算方面的能力 
9.3.6 在計(jì)算課程中如何做到理論與實(shí)踐相結(jié)合 
9.3.7 關(guān)于創(chuàng)新 
9.3.8 關(guān)于能力的培養(yǎng) 
9.4 計(jì)算教育哲學(xué)的第三個(gè)基本任務(wù) 
9.4.1 技術(shù)的變化 
9.4.2 文化的改變 
9.4.3 制定教學(xué)計(jì)劃的原則 
9.4.4 未來計(jì)算教育的發(fā)展 
思考題 
附錄 計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)體 
參考文獻(xiàn)