计算机导论教与学（课程教学大纲）.docx

计算机导论教与学（课程教学大纲）

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课程地位与作用

本课程是计算机相关专业的专业基础课，其作用是专业导学，培养学生“知识、能力、素质、方法、思维、职业”六个维度的专业认知，为后续专业课程的学习以及自身的综合素质的养成打下基础。

Thisisabasiccourseforcomputerrelatedmajorswithcognitiveandinstructivefunctions.?Throughknowledgeguidance,methodguidance,thinkingguidance,qualityandabilityguidanceaswellascareerguidance,itlaysafoundationforthesubsequentstudyofprofessionalcoursesandhelpstothecultivationofstudentscomprehensivequality.

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课程目标

通过问题和案例切入，引出原理性知识的学习、计算思维的启迪和前沿问题的思考，使学生能够掌握相关知识，解释概念，简述原理，分析问题，适应未来的专业学习；同时从问题和案例中体现知识、能力和素质并重，激发学生的专业兴趣，引导学生逐步形成发现问题、分析问题和解决问题的思维方式，并培养学生树立科技报国、信息强国的远大理想和抱负。

课程目标1：能够系统化、概括性地解释计算机工作的基本原理；理解计算机科学相关的基本知识和思维方法，形成初步的专业认知。

课程目标2：能够综合计算机发展的历程，分析计算机发展对环境等的影响，具有可持续发展意识。

课程目标3：能够分析计算机专业对社会、安全、环境、法律、文化等方面的影响，具有职业素质和社会责任感。

■?表1课程目标与毕业要求对应关系表

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课程思政内容

精选具有前沿性和时代性的案例，从中自然地引出课程思政内容，从而坚定学生的理想信念，培养爱国情怀，树立社会主义核心价值观，养成良好的职业素养，培养学生树立科技报国、信息强国的远大理想。课程思政内容包括但不限于如下方面：

1）在网络安全的案例中融入个人信息安全问题，让学生认识到职业道德的重要性。

2）在大数据技术应用的案例中探讨计算机工程实践与社会可持续发展的关系，使学生树立正确认识。

3）通过介绍中国第一代计算机科学家不畏艰难，艰苦创业，研制中国首台计算机的故事，激励学生们向老一辈学者学习，不忘初心，牢记使命。

4）在无人驾驶的案例中分析人工智能工程伦理，让学生体会合理合法使用技术的现实性和重要性。

5）通过国产超算、国产数据库等关键领域的案例，使学生了解制约我国信息技术发展的瓶颈，了解“卡脖子”的风险，激发学生扎根祖国、创新图强的民族精神。

6）在实践环节邀请国产软件企业专家讲述国产软件发展的艰难历程和光明前景，激发学生树立科技报国的远大理想。

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课程教学内容提要与基本要求

■?表2教学内容提要与基本要求

第1章计算机如何工作/1

1.1什么是电子计算机1

1.2怎样把字符输入计算机2

1.2.1典型的输入设备是怎样工作的2

1.2.2还有哪些输入设备4

1.3计算机如何记录和保存代码5

1.3.1什么是编码字符集标准6

1.3.2为什么要把代码保存起来7

1.4计算机如何读懂程序7

1.4.1什么是指令和指令集7

1.4.2怎样让高级语言程序变成机器指令8

1.5计算机如何执行程序10

1.5.1机器如何转变成大脑10

1.5.2机器的大脑如何记忆11

1.5.3计算机的大脑有什么样的结构12

1.5.4什么是CPU的心率12

1.5.5操作系统如何助力程序执行13

1.5.6内存中怎样存放指令和数据15

1.5.7一个简单的程序是如何一步步执行的16

1.5.8怎样提高计算机的速度20

1.6计算机如何显示结果22

1.6.1print语句究竟都做了什么22

1.6.2屏幕上的字形是如何显示出来的23

1.6.3还有哪些输出设备24

1.7什么是计算机系统25

1.8计算机有哪些常用概念25

研讨问题26

第2章计算机如何记算/27

2.1计算机如何表示数据27

2.1.1什么是模拟数据和数字数据27

2.1.2人们都想到哪些记数的方法28

2.2计算机如何实现算术运算29

2.2.1什么是布尔代数29

2.2.2怎样用开关电路实现逻辑运算30

2.2.3逻辑电路真的能做加法吗33

2.2.4怎样用晶体管构建逻辑电路34

2.3计算机如何记住数据36

2.3.1怎样做出一个磁芯存储器36

2.3.2怎样做一个半导体存储器37

2.3.3计算机会用到哪些存储器38

2.4计算机如何存放数据39

2.4.1什么是字