计算机科学与技术方法论课件.ppt

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1、计算机科学与技术方法论主讲教师：董荣胜、钟艳如、陈光喜、李凤英专题讲座：古天龙桂林电子科技大学“计算机科学与技术方法论”课程组前言对计算机科学的误解——这门学科的主要工作就是编程和游览网络本课程的目的——寻求一种统一的思想来认知计算机学科的本质；对计算机学科进行系统化和科学化的描述关注在计算学科中具有共同的、本质特征的内容上。第1章绪论要解决学科的认知问题，必须有一套科学的方法——有助于人们对学科认识的逻辑化、程序化、理性化和具体化。1984年7月——美国计算机科学与工程博士单位评审部的领导们，在犹他州会议上对计算认知问题进行了讨论。促使ACM和IEEE-CS联合攻关组

2、，开始用新的思维方式来理解计算学科。计算机科学与技术方法论的建立——借鉴了数学的公理化思想1.1方法论产生的历史背景1943年——英国的一台名叫“巨人”（Colossus）的计算机就投入了运行，用于译解德国密码，1970年之前一直保密1946.2.14——美国宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator，电子数字积分器和计算器）是世界第一台多功能、全电子数字计算机。早期关于“计算机科学”名称的争论最早的计算机科学学位课程——美国普渡大学于1962年开设的斯坦福大学——开设了同样的学位课程。计算机

3、科学——这一名称，在当时引起了激烈的争论。当时的计算机主要用于数值计算，使用计算机仅仅是编程问题，没有必要设立学位很多人还认为，计算机从本质上说是一种职业而非学科。ComputingasaDiscipline的主要成果第一个重大问题第一次给出了计算学科一个透彻的定义(ExistenceProof)第二个重大问题未来计算教育问题，整个学科核心课程详细设计第三个重大问题整个学科综述性导引（导论）课程的构建另外给出了计算学科二维定义矩阵的定义及相关研究内容ComputingasaDiscipline的局限性报告选择了抽象、理论和设计3个过程的内容作为“新的思想方法”报告在强调

4、3个过程是错综复杂地缠绕在一起的时候，忽视了3个过程的内在联系“新的思想方法”是对计算领域几十年来的概括和总结，其目标就是构建起计算学科自己的方法论（但是报告没有认识到这一点）CC1991的主要成果提取了计算学科中反复出现的（具有方法论性质的）12个核心概念。“社会的、道德的和职业的问题”主领域的提出，使计算学科方法论的研究更加完备。由于CC1991没有解决计算教育中的第二和第三个重大问题，CC1991教学计划的执行远没有达到它的预期目标。但使一些学者开始考虑如何构建计算学科方法论的问题。CC2001的主要成果任务组将CC1991报告划分的11个主领域扩展为14个主领域

5、，提出了计算机科学知识体的新概念，并从领域、单元和主题三个不同的层次给出了知识体的内容，为整个学科核心课程的详细设计奠定了基础。CC1991教学计划的执行并没有达到预期的效果，主要是缺乏更详细的课程指导。整个学科大量内容的罗列，有可能使学生们只见树木，不见森林——对新教学计划的争论仍将继续下去。解决计算教育3个重大问题的意义第一个重大问题对学科的发展至关重要第二个重大问题为高校制定计算机教学计划奠定基础第三个重大问题使人们对整个计算学科的认知科学化、系统化和逻辑化。计算机科学与技术方法论的提出2001年7月，在上海召开的CC2001工作研讨会上，本书作者提交的《计算机科

6、学与技术方法论》大会论文引起了IEEE-CS教育委员会副主席、CC2001工作组负责人Carl.Chang教授（美籍华人）的注意，并在大会特邀报告中肯定了该论文所具有的批判性。2001年8月1日，在网上公布的CC2001报告（草案），增加了作者充分肯定的原《计算作为一门学科》报告和CC1991报告中具有方法论性质的抽象、理论和设计三个过程，以及计算学科中反复出现的12个核心概念的内容，同时，还第一次增加了要求学生更多地了解方法论的内容。1.2计算机科学与技术方法论的建立计算学科认知问题的大量研究成果《计算作为一门学科》报告CC1991报告CC2001报告著名计算机科学家

7、、图灵奖获得者戴克斯特拉（E.W.Dijkstra）教授“关于真正讲授计算科学的严酷性”（OntheCrueltyofReallyTeachingComputingScience）及其争论，计算教育哲学、计算机科学与技术方法论等方面的研究成果研究成果——促进了计算学科认知领域的发展，为计算机科学与技术方法论的建立奠定了基础。计算机科学与技术方法论的定义在计算领域中，“认识”指的是抽象过程（感性认识）和理论过程（理性认识），“实践”指的是学科中的设计过程。抽象、理论和设计是具有方法论意义的3个过程，这3个过程是计算机科学与技术方法论中最重要