目 录 专业基础教育核心课程... 3 计算机导论 课程教学大纲... 3 C++ 程序设计 I- 基础 课程教学大纲 C++ 程序设计 II 面向对象 课程教学大纲 离散数学 课程教学大纲 数据结构 1 课程教学大纲 数字逻辑 课程教学大纲... 3

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1 计算机科学与技术 ( 卓越计划复合应用型 ) 教学大纲

2 目 录 专业基础教育核心课程... 3 计算机导论 课程教学大纲... 3 C++ 程序设计 I- 基础 课程教学大纲 C++ 程序设计 II 面向对象 课程教学大纲 离散数学 课程教学大纲 数据结构 1 课程教学大纲 数字逻辑 课程教学大纲 数据库原理 课程教学大纲 计算机组成原理 1 课程教学大纲 计算机网络 1 课程教学大纲 操作系统原理 1 课程教学大纲 操作系统原理 1 课程设计 课程教学大纲 软件工程概论 课程教学大纲 软件工程概论 课程设计( 论文 ) 教学大纲 程序设计综合实践 课程教学大纲 专业教育核心课程 微机技术及应用 课程教学大纲 大数据导论 课程教学大纲 大数据技术基础 课程教学大纲 Spark 编程 课程教学大纲 Python 语言 课程教学大纲 专业综合实践 课程教学大纲 教学实习 课程教学大纲 基础教育拓展课程 多媒体技术与应用 课程教学大纲 JAVA 面向对象程序设计 课程教学大纲

3 数据库应用与实践 课程教学大纲 WEB 应用系统开发 课程教学大纲 WEB 应用系统开发课程设计 课程教学大纲 管理统计学及应用 课程教学大纲 数据仓库与数据挖掘 课程教学大纲 云计算仿真 课程教学大纲 大数据可视化 课程教学大纲 移动互联网开发 课程教学大纲 Linux 操作系统 课程教学大纲 计算机图像处理 课程教学大纲 Web 服务技术 课程教学大纲 专业教育拓展课程 编译方法 课程教学大纲 编译方法 课程设计教学大纲 数值分析 课程教学大纲 通信原理 课程教学大纲 物联网应用开发 课程教学大纲 嵌入式应用开发 课程教学大纲 机器学习与数据分析 课程教学大纲 人工智能 课程教学大纲 大数据存储与处理 课程教学大纲 JEE 应用程序设计 课程教学大纲 NET 应用程序设计 课程教学大纲 信息安全 课程教学大纲 数据结构 2 课程教学大纲 计算机组成原理 2 课程教学大纲 计算机网络 2 课程教学大纲 操作系统原理 2 课程教学大纲

4 专业基础教育核心课程 计算机导论 课程教学大纲 一 课程基本属性 课程编码 : B 课程类别 : 基础教育 课程中文名称 : 计算机导论 课程英文名称 :Computer Concepts 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 24 学时 /1.5 学分 总学时 / 学分 : 40 学时 /2.5 学分 实验学时 / 学分 : 16 学时 /1.0 学分 课内实践学时 / 学分 : 学时 / 学分 开课单位 : 计算机科学系开设学期 : 1 计算机科学与技术 信管管理与信息系统 软件工程 网络工程 物联网 ( 复适用专业及类型 : 合应用型 卓越计划复合应用型 ) 先修课程 : 主撰人 : 郜晓晶主审人 : 潘新制定时间 : 2017 年 6 月 20 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 计算机导论 是计算机科学与技术 软件工程 网络工程 信息管理等专业以及相近计算机专业的一门专业先导课程, 是计算机专业完整知识体系的绪论 通过深入浅出的讲授计算机发展历史和数字基础知识 计算机硬件 计算机软件 操作系统 无线局域网络 局域网 文件管理 因特网 Web 电子商务和电子邮件 数字媒体和计算机产业: 历史 职业和道德 ; 上机实验操作训练 使学生较全面 系统地掌握计算机软硬件技术与网络技术的基本概念, 初步具备利用计算机分析问题和解决问题的意识和能力, 同时提高学生的外语应用水平和思维能力 激发学生对本专业的浓厚兴趣 为学习后续专业课程打下必要的知识基础 ( 二 ) 课程教学目标 通过本课程的教学应实现以下目标 : 了解计算机的工作原理 网络技术的基本概念 3

5 理解计算机发展历史和数字基础知识 数字媒体和计算机产业 掌握计算机硬件 计算机软件 操作系统 无线局域网络 局域网 文件管理 因特网 Web 电子商务和电子邮件 三 教学内容与基本要求 ( 一 ) 课程内容与课时分配 表 1 课程内容与课时分配 序号 主要知识单元 学时分配理论实验习题实习讨论 1 计算机和数字基础知识 计算机硬件 计算机软件 操作系统和文件管理 局域网和无线局域网 因特网 Web 和电子邮件 数字媒体 总复习 2 0 合计 注 : 学时分配 涉及的项目根据教学实际进行设置 调整 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 计算机和数字基础 数字革命 数字社会 计算机基础知识包括个人计算机 服务器 大型机和超级计算机 ;PDA 智能电话和便携式媒体播放器 微控制器 数据表示基础知识 数字 文本和图片的表示 位和字节的量化 电路和芯片 程序和指令集 处理器逻辑 2. 重点难点 : (1) 重点 : 计算机学科的知识体系 计算机的硬件和软件 计算机数据表示 (2) 难点 : 常用数制间的转换 数据编码 (1) 了解计算机的发展经历 应用方向 计算机中信息的表示方法 ; 计算机中的逻辑部件 (2) 掌握二进制数的运算及各种常用数制间的转换方法 ; 基本的数字逻辑运算 主要知识单元 2 计算机硬件 个人计算机基础知识 个人计算机系统 桌面计算机和便携式计算机 微处理器基础知识 现代微处理器 随机访问存储器 只读存储器 EEPROM 存储基础知识 磁盘和磁带技术 DVD 和蓝光技术 固态存储器 基本的输入设备 显示设备 打印机 安装外设 4

6 2. 教学目标 : (1) 了解个人计算机系统的主要部件 ; 计算机的组成原理及体系结构 (2) 掌握计算机硬件系统的基本组成及各主要部件的相关技术指标 ; 微机的硬件配置 3. 重点难点 : (1) 重点 : 计算机硬件体系结构 (2) 难点 : 输入 / 输出系统 系统总线 主要知识单元 3 计算机软件 软件分类 应用软件 实用程序软件 设备驱动程序 文档制作软件 电子表格软件 数字处理软件 图形软件 音乐和视频编辑软件 软件安装基础知识 软件升级 卸载软件 安全软件 安全套件 杀毒模块 2. 重点难点 : (1) 重点 : 应用软件基本操作 (2) 难点 : 电子表格软件 (1) 了解常用的图形 视频 音乐 教育和娱乐软件 ; 杀毒软件的工作原理 (2) 理解软件更新 补丁和服务包的用途 (3) 掌握计算机软件系统的分类和程序设计语言的分类 ; 文字处理 电子表格和数据库软件的主要技能 ; 安装和卸载软件 主要知识单元 4 操作系统和文件管理 操作系统活动 用户界面 引导过程 现代操作系统 Microsoft Windows Mac OS UNIX 和 Linux 手持设备操作系统 文件基础知识 文件名和扩展名 文件目录和文件夹 文件格式 文件管理实用程序 Windows 资源管理器 物理文件存储 数据文件备份和同步 文件和系统备份 2. 重点难点 : (1) 重点 : 操作系统的功能 Windows 基本操作 (2) 难点 : 文件管理 (1) 了解现在用于个人计算机 PDA 和服务器的操作系统及其工作原理 ; 多任务 多线程和多进程的重要性 (2) 理解计算机在磁盘上对数据进行物理存储 (3) 掌握微机操作系统的基本操作和系统维护方法 ; 见文件格式及其扩展名 ; 可行的备份和还原 主要知识单元 5 局域网和无限局域网 网络分类 局域网标准 网络设备 客户端 服务器和对等网络 物理拓扑结构 网络链路 通信协议 以太网设备 以太网安装 蓝牙 WiFi 及其设备 共享文件 共享打印机 故障处理 2. 重点难点 : (1) 重点 : 网络构建和分类的基本概念 (2) 难点 : 网络设备所起的作用 (1) 了解网络设备在网络中起到的作用 ; 搭建有线和无线网的方法 (2) 理解包交换和线路交换的区别 5

7 (3) 掌握个人区域网 (PAN) 邻域网 (NAN) 局域网 (LAN) 城域网 (MAN) 和广域网 (WAN) 的特性 ; 五种最常见的网络拓扑图 ; 有线和无线网络的安全措施 主要知识单元 6 因特网 因特网的基础结构 因特网协议 地址和域名 有线电视因特网服务 卫星因特网服务 固定无线服务 便携式移动因特网接入 WiFi 热点 便携式 WiMAX 和移动 WiMAX 蜂窝数据服务 因特网服务 VoIP FTP 文件共享 因特网安全 入侵尝试 保护端口 2. 重点难点 : (1) 重点 : 计算机网络的基本概念 (2) 难点 : 计算机网络类型和应用 (1) 了解因特网的起源和发展 ; 局域网中是计算机如何通过单个 DSL 调制解调器接入因特网 ; 黑客怎样使用因特网侵入计算机 (2) 理解静态 IP 动态 IP 专用 IP 和域名的区别 (3) 掌握因特网中常使用的协议 ; 最流行的便携式因特网接入类型 ; 常用的防止计算机遭受入侵的措施 主要知识单元 7 Web 和电子邮件 Web 基础知识 HTML HTTP Web 浏览器 cookie 网页制作 搜索引擎 电子商务 电子邮件 电子邮件概述 电子邮件技术 Web 和电子邮件安全 cookie 利用 垃圾邮件 网络钓鱼 假冒网站 2. 重点难点 : (1) 重点 :Web 服务器构建 (2) 难点 : 常用的 Web 服务 (1) 了解 HTML XHTML HTTP URL 浏览器和 Web 服务器在构建网页时所起的作用 ; 构成网页的基本组成部分 ; 电子商务技术的工作原理 (2) 理解搜索引擎各部分的功能, 并可以使用搜索引擎找到 Web 上所需信息 (3) 掌握常用的 Web 浏览器的名称 ; 最流行网页设计工具 ; 防止 cookie 被利用 拦截垃圾邮件和防止网络钓鱼所需采取的安全措施 主要知识单元 8 数字媒体 数字音频基础知识 便携式音频播放器 位图基础知识 扫描仪和照相机 随机访问存储器 颜色深度和调色板 位图图像格式 矢量图形和三维图形 矢量图形基础知识及转换 Web 上的矢量图形 三维图形 视频传输 编辑 输出 桌面视频 PDA 视频和 Web 视频 DVD 视频 2. 重点难点 : (1) 重点 : 多媒体技术基础知识 对媒体技术 (2) 难点 : 多媒体制作工具 (1) 了解数字音乐的格式 ; 窗口尺寸 帧速率以及压缩率对桌面视频文件大小的影响 ; 创建 DVD 视频的过程 (2) 理解数字视频与三维动画的区别 6

8 (3) 掌握下载音乐文件并将其传送到便携式音频播放器 ; 分辨率 图像尺寸 颜色深度和调 色板用于调整位图图形的文件大小 ; 位图图形和矢量图形相互转换的过程 四 实验实习实训等教学环节 ( 一 ) 实验条件 表 2 实验主要设备和台件数 序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注 1 计算机基础操作 联想电脑 1 台 2 Windows XP 基本操作 联想电脑 1 台 3 Word 基本操作 联想电脑 1 台 4 Excel 基本操作 联想电脑 1 台 5 PowerPoint 基本操作 联想电脑 1 台 6 Internet 基本操作 联想电脑 1 台 7 网页制作操作 联想电脑 1 台 8 熟悉上机考试系统 联想电脑 1 台 ( 二 ) 实验项目 表 3 实验项目 内容及要求 序号实验项目实验内容实验要求 1 2 计算机基础操作 WindowsXP 基本操作 (1) 启动计算机, 进入 Windox XP 系统 (2) 字母输入练习 打开一个文档, 在其中输入下列字母 : Six hundred years ago Sir Johan Hawkwood arrived in Italy with a band of soldiers and settled near Florence He soon made a name for himself and came to be known to the Italians as Giovanni Acuto Whenever the Italian city states were at war with each other. (3) 非字母键与综合打字练习 输入如下内容 : :? {}[] / = + ^ # $ % & () (4) 将打字练习的文档保存在硬盘上, 关闭所有应用程序 关闭计算机, 切断电源 (1) 启动 Windox XP, 熟悉 桌面, 了解桌面图标 快捷方式及 开始 菜单 (2) 新建文件和文件夹, 搜索新建文件, 然后在桌面建立其快捷方式, 最后删除所建文件夹 (3) 打开 桌面 上的 IE 浏览器, 输入一网址, 并访问其网站 (4) 查看计算机的 磁盘管理 项, 通过磁盘碎片整理工具对 D 盘进行整理 (5) 查看计算机中 打印机 窗口, 查看各项打印机属性 (6) 打开 录音机 录制两段声音文件, 用 Windows Media Player 播放 (1) 了解 Windox XP 系统 (2) 熟练掌握计算机启动 关闭 (3) 掌握使用计算机键盘和鼠标, 进行键盘指法练习 (1) 了解 Windox XP 系统 ( 2 ) 熟练掌握 Windows XP 系统中的文档管理 磁盘管理和桌面设置 (3) 掌握 Windows XP 系统中打印机的操作和多媒体软件的使用 7

9 序号 实验项目 实验内容 实验要求 (1) 新建文件以 word1.doc 为文件名存入 D 盘 (2) 设置页面 : 设置本页页面 页边距 ( 上下 左右均为 3cm) 和纸张大小 (A4 竖放 ) (3) 设置芬兰格式 : 把第二段文本设置为两栏格式,(1) 了解页面设置及文 不加分割线 档打印技术 (4) 字体设置 : 将正文设为 楷体,4 号, 蓝色 (2) 熟练掌握 Word 中 3 (5) 段落设置 : 将正文行距设置为 1.5 倍, 各段首基本的排版功能 ( 如设 Word 行缩进 2 个字符 置字体 字号 段落缩基本操作 (6) 设置底纹 : 对正文第一段进行设置, 底纹填充进 行对齐方式 表格 红色, 图案式样选择 20% 及图片插入等 ) (7) 插入图片 : 从文件中选择一个适合的图片文件,(3) 掌握分栏设置的操 以宽 4.5cm 高 3.5cm 的大小, 插入正文第二段中 作过程 合适的位置, 设置为 紧密型 图文环绕方式 (8) 插入表格 : 表格菜单插入表格, 设置行数 列 Excel 基本操作 PowerPoint 基本操作 Internet 基本操作 7 网页制作操作 8 熟悉上机考试系统 数分别为 10 5 设置表格中文本对齐方式为 居中 (1) 了解 Excel 基本操 (1) 基本操作 : 工作簿及工作表管理 单元格数据作 格式设置与内容编辑 (2) 熟练掌握 Excel 中 (2) 公式与函数 : 公式的建立 数据与公式的复制基本的操作 ( 如公式与和智能填充 ; 函数的使用 函数 数据管理 图表 (3) 数据管理 : 数据的排序与筛选 数据的分类汇的使用 ) 总 (3) 掌握图形 文本框 (4) 图表的使用 : 创建 修改和修饰图表 艺术字等在 Excel 中的 (5) 图形 文本框 艺术字等在 Excel 中的应用 (1) 启动 PowerPoint 程序 (2) 新建演示文稿 (3) 编辑第 1 张幻灯片 ( 包含艺术字 页脚 幻灯片编号 ) (4) 编辑第 2 张幻灯片 ( 包含项目符合 超级链接 ) (5) 编辑第 3 张幻灯片 ( 包含标题 剪贴画 动作按钮 ) (6) 编辑第 4 张幻灯片 ( 包含表格 动画 ) (7) 编辑第 5 张幻灯片 ( 包含标题 图表 动作按钮 ) (8) 为演示文稿中的幻灯片设置水平百叶窗的切换方式 (1) 浏览器和搜索引擎的使用 (2) 的使用和常见的收发 软件 (3)FTP 的使用和常见的 FTP 软件和 FTP 服务器的设置 (4)Telnet 的使用 (1) 收集优秀网站 (2) 学会网页制作软件 Dreamweaver 8 的安装与卸载, 熟悉 Dreamweaver 8 的工作界面及基本操作等相关知识 (3) 学会创建站点, 管理站点等基本操作 (4) 掌握基本的网页内容编辑操作 (5) 创建一个简单的站点, 制作一个简单的文本网页 练习考试系统中的模拟题 应用 (1) 了解 PowerPoint 基本操作 ( 2 ) 熟练掌握 PowerPoint 的基本编辑 技术 (3) 掌握使用向幻灯片中添加对象的方法 使用给幻灯片中添加动 画 设置动作按钮的方法 使幻灯片放映效果的设置 (1) 了解 Internet 基本操作 (2) 熟悉对 Internet 的认识和感受 (3) 掌握目前常用的网络操作软件 (1) 了解网页制作基本操作 ( 2 ) 熟练掌握 Dreamweaver 8 的工作界面及基本操作等相关知识 (3) 掌握使用基本的网页内容编辑操作 (1) 了解考试系统中的相关操作 (2) 熟练考试系统中的相关操作 (3) 掌握考试系统中的相关操作 8

10 ( 三 ) 实验报告 撰写实验报告的基本要求 : 实验报告册的书写要求 : 实验 和 5 必须提交实验报告, 其余实验不做硬性要求 内容 包括 : 实验名称 实验目的 实验内容 实验结果和实验心得体会 ( 四 ) 实验考核与成绩评定 1. 实验考核 : 实验课堂操作结果 + 实验报告的方式考核 2. 成绩评定 : 实验总评成绩 =4 个实验项目 25( 每个实验项目得分 )=100 分 五 课程考核与成绩评定 ( 一 ) 考核方式 : 上机考试, 闭卷 ( 二 ) 成绩评定 : 课程总评成绩 = 平时成绩 10%+ 期中考试成绩 30%+ 期末考试成绩 60% 表 4 平时考核方式及权重举例 平时考核类型 实验报告 出勤 ( 上课和实习 ) 权重 (%) 5 5 表 5 试题类型及权重举例 试题类型 选择 判断题 操作题 翻译 权重 (%) 六 推荐教材 参考书及网络资源 ( 一 ) 教材 1.June Jamrich Parsons 计算机文化 ( 英文版, 第 15 搬 ) 北京 : 机械工业出版社, ( 二 ) 参考书 1. 吕云翔 傅尔也 计算机文化 北京 : 机械工业出版社,2015.6( 第 15 版 ) 2.Roberta Baber 计算机导论 北京 : 清华大学出报社, 薛河儒 付学良 大学计算机基础 北京 : 高等教育出版社, 黄国兴 陶树平 丁岳伟 计算机导论 ( 第 3 版 ) 北京 : 清华大学出版社, 杨月江 计算机导论 北京 : 清华大学出版社, ( 三 ) 相关网络资源 1. 校级精品课程网址 : 9

11 2. 北京航天大学精品课程网址 : 10

12 C++ 程序设计 I- 基础 课程教学大纲 一 课程基本属性 课程编码 : 课程中文名称 :C++ 程序设计 I- 基础课程英文名称 :C++ Programming I-concept 课程类别 : 专业基础 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 32 学时 /2 学分 总学时 / 学分 : 64 学时 /4 学分 实验学时 / 学分 : 32 学时 /2 学分 课内实践学时 / 学分 : 学时 / 学分 开课单位 : 计算机与信息工程学院 开设学期 : 1 适用专业及类型 : 计算机科学与技术, 信管管理与信息系统, 软件工程, 网络工程, 物联网 先修课程 : 主撰人 : 王冬青王艳芬主审人 : 罗小玲 制定时间 : 2017 年 6 月 20 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 C++ 程序设计 I 是大学计算机专业的专业基础课程, 具有极为重要的课程地位, 是学习程序设 计 培养计算思维的入门课程, 是后续课程 C++ 程序设计 II 数据结构等课程学习的必要基础 ( 二 ) 课程教学目标 通过本课程的教学应实现以下目标 : 了解基于过程的程序设计概念, 计算机程序的执行过程及基本原理, 获得一定的计算思维能力 熟悉 C++ 程序设计语言的基本语法 掌握基于过程的程序设计方法 三 教学内容与基本要求 ( 一 ) 课程内容与课时分配 11

13 表 1 课程内容与课时分配 序号 主要知识单元 学时分配理论实验习题实习讨论 1 C++ 语言简介, 运行环境 数据类型和表达式 程序设计基本流程结构 函数 数组 指针 结构体 4 4 合计 注 : 学时分配 涉及的项目根据教学实际进行设置 调整 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 C++ 语言简介, 运行环境 计算机的工作方式, 什么是程序, 高级程序设计语言,C 语言和 C++ 语言,C 语言的构成和书写形式, 最简单的 C++ 程序,C++ 程序的编译与执行 (1) 重点 : 程序代码的基本格式和代码的执行 (2) 难点 : 理解计算机工作方式 (1) 了解计算机的工作方式, 了解程序的执行过程 ; (2) 理解高级程序设计语言如何被计算机编译执行 ; (3) 掌握 C++ 语言代码的基本形式和编译执行方法 主要知识单元 2 数据类型和表达式 学习计算机对数据的存取需要区分数据类型,C++ 的基本数据类型有哪些, 常量和变量的规则以及使用,C++ 语言中的算术运算, 赋值运算, 逗号运算的运算特点和表达式 (1) 重点 : 数据类型, 变量定义, 运算符 ; (2) 难点 : 区分数据类型, 不同类型数据如何运算以及自增自减运算 (1) 了解计算机存取数据需要区分类型 (2) 理解常量与变量 变量的作用, 表达式概念 (3) 掌握定义变量 算术运算, 赋值运算, 逗号运算符的运算规则 主要知识单元 3 程序设计基本流程结构 学习基于过程的程序设计和算法,C++ 的输入输出流的基本操作和代码写法,getchar() putchar () scanf() 和 printf() 等输入输出函数的使用, 顺序结构程序设计的实现, 分支结构程序设计的实现 关系运算和逻辑运算, 循环结构程序设计的实现 (1) 重点 : 输入输出, 逻辑关系运算, 分支循环结构 12

14 (2) 难点 : 分支与循环 (1) 了解流程的概念 (2) 理解分支与循环的构造 (3) 掌握输入输出流 顺序结构 分支结构 循环结构三种流程结构的使用 主要知识单元 4 函数 函数的一般形式, 函数的参数 函数的值, 函数的调用, 函数的嵌套, 内置函数与函数重载, 函数模板和有默认参数的函数, 全局变量与局部变量, 变量的存储类别, 内部函数和外部函数以及头文件 (1) 重点 : 函数的一般形式, 函数的调用, 参数设置 (2) 难点 : 变量存储类别 (1) 了解函数 (2) 理解全局变量和局部变量概念, 外部函数和内部函数的不同, 头文件的内容和使用 (3) 掌握函数的一般书写形式, 能够自定义函数并在主函数中调用函数 主要知识单元 5 数组 数组的作用, 一维数组 二维数组 使用数组作为函数参数, 字符数组 使用字符数组处理字符串以及字符串函数,C++ 中的字符串类与字符串变量 (1) 重点 : 一维数组的使用,C++ 中利用字符串类和字符串变量对字符串的处理 (2) 难点 : 二维数组, 使用字符数组存储字符串并利用字符串函数操作字符串 (1) 了解一维数组, 二维数组的概念 (2) 理解一维数组, 二维数组的存储方式,C++ 中使用字符数组保存字符串的方式 (3) 掌握一维数组, 字符串 主要知识单元 6 指针 什么是指针, 指针变量的定义与使用, 指针与数组的关系, 指针作为函数形参接受数组地址, 字符串与指针,const 指针等 (1) 重点 : 指针的概念, 指针变量的定义与引用, 使用指针作为函数参数 (2) 难点 : 使用指针作为函数参数 (1) 了解指针的概念 ; (2) 理解指针与数组的关系 ; (3) 掌握指针的基本使用方法, 指针作为函数参数接受数组地址 主要知识单元 7 结构体 什么是结构体类型, 定义方法与初始化, 结构体类型的变量定义和引用, 使用 typedef 关键字声明新的类型名 (1) 重点 : 结构体类型的声明和结构体变量的定义以及使用 (2) 难点 : 结构体类型的声明 13

15 (1) 了解结构体类型的作用 (2) 理解结构体类型的概念 ; (3) 掌握 typedef 关键字的使用 结构体类型的声明与结构体类型变量的定义和使用 四 实验实习实训等教学环节 ( 一 ) 实验条件 表 2 实验主要设备和台件数 序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注 1 熟悉集成开发环境 计算机 1 2 基本数据类型, 常量变量, 表达式 计算机 1 3 程序设计 计算机 1 4 函数 计算机 1 5 数组 计算机 1 6 指针 计算机 1 7 结构体 计算机 1 ( 二 ) 实验项目 表 3 实验项目 内容及要求 序号实验项目实验内容教学目标 1 2 熟悉集成开发环境 基本数据类型, 常量变量, 表达式 3 程序设计 4 函数 熟悉集成开发环境 VC6.0 包括程序的编辑, 编译, 运行, 练习 C++ 语言的基本语法形式 编程实现加减法, 赋值等运算并确认结果, 输入输出语句的练习 顺序结构程序设计, 分支结构程序设计, 循环结构程序设计练习 自定义函数程序设计练习 5 数组数组程序设计练习 6 指针 7 结构体 ( 三 ) 实验报告 运用指针的程序设计练习 自定义结构体类型并进行程序设计练习 (1) 了解程序如何被编译执行 (2) 熟悉开发环境的使用 (3) 掌握基本代码的书写格式 (1) 了解常量变量的概念 (2) 熟悉四则运算和赋值运算的概念 (3) 掌握程序设计 (1) 了解三种结构思想 (2) 熟悉三种结构的程序设计 (3) 掌握熟悉三种结构的程序设计 编译纠错 (1) 了解函数的构造与设计思想, 任务分解 (2) 熟悉函数格式 (3) 掌握采用函数的程序设计 (1) 了解数组的构造与设计思想 (2) 熟悉数组的存储方式与使用 (3) 掌握采用数组的简单程序设计 (1) 了解指针的概念 (2) 熟悉指针的使用步骤 (3) 掌握指针的基本用法与程序设计 (1) 理解结构体概念 (2) 熟悉结构体的使用 (3) 掌握采用结构体类型的程序设计思想与方法 14

16 1. 撰写实验报告的基本要求 : 所属班级 实验小组成员姓名学号或实验者姓名学号 2. 实验报告内容 : 包括实验名称 实验目的 实验环境 实验内容 实验步骤及代码 实验 结果 实验结果分析或实验心得体会 ( 四 ) 实验考核与成绩评定 1. 考核方式实验报告评定 2. 成绩评定实验总评成绩 =5 个实验项目 *20( 每个实验项目得分 )=100 分 五 课程考核与成绩评定 ( 一 ) 考核方式机试, 闭卷 ( 二 ) 成绩评定课程总评成绩 = 平时成绩 (40%)+ 期末成绩 (60%) 表 4 平时考核方式及权重设置 平时考核类型 上课 ( 理论实验 ) 出勤 实验成绩 权重 (%) 表 5 试题类型及权重举例 试题类型 选择题 判断题 填空题 程序设计题 权重 (%) 六 推荐教材 参考书及网络资源 ( 一 ) 教材 2 版 ) 1. 谭浩强.C++ 程序设计 ( 第 2 版 ) 北京 : 清华大学出版社, ( 第 2 版 ) 2. 谭浩强.C++ 程序设计题解与上机指导 ( 第 2 版 ) 北京 : 清华大学出版社, ( 第 ( 二 ) 参考书 1. 萨维奇 (Walter Savitch) ( 作者 ), 周靖 ( 译者 ) C++ 入门经典 ( 第 9 版 ) 北京 : 清华大学出版社, ( 美 )Stanley B. LippmanBarbara E.Moo JoséeLaJoie 著, 李师贤等译 C++ Primer 中文版 ( 第五版 ) 北京 : 人民邮电出版社, 埃里森 (Chuck Allison) ( 作者 ), 董慧颖 ( 译者 ) C 和 C++ 代码精粹 北京 : 人民邮电出版社, ( 美 )Bruce Eckel,Chuck Allison. 刘宗田等译 C++ 编程思想 北京 : 机械工业出版社, 2011 ( 三 ) 相关网络资源 15

17 网站类别 慕课教学网址 国内公开课教学网址 网址 精品课程资源网 食品伙伴网 爱课程网 : 北京大学 MOOCs 课程 : 新浪公开课 : 网易公开课 : 内蒙古内农业大学尔尔雅网络课程 : 内蒙古农业大学智慧树网络课程 : 内蒙古农业大学网络教学综合平台 http: //eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/ 16

18 C++ 程序设计 II 面向对象 课程教学大纲 一 课程基本属性 课程编码 : 课程中文名称 :C++ 程序设计 II 面向对象课程英文名称 :C++ object-oriented programming 课程类别 : 基础教育 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 40 学时 /2.5 学分 总学时 / 学分 : 64 学时 /4 学分 实验学时 / 学分 : 24 学时 /1.5 学分 课内实践学时 / 学分 : 学时 / 学分 开课单位 : 计算机与信息工程学院 开设学期 : 2 适用专业及类型 : 计算机科学与技术 软件工程 信息管理 网络工程等专业复合应用型 先修课程 :C++ 程序设计 I 基础 主撰人 : 左东石 主审人 : 陈俊杰 制定时间 : 2017 年 6 月 24 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 C++ 程序设计 II 面向对象 是计算机学院的一门专业基础课, 也是程序设计类核心和入门课程 课程以 C++ 语言为教学环境, 以 Visual C++6.0 为实验教学平台 主要讲授 C++ 面向对象程序设计的方法 目的是让学生通过本课程的学习能够运用 C++ 语言的基本概念与方法, 进行基本的面向对象的程序设计 同时培养学生运用相关知识解决实际问题的能力 并为后续的课程奠定面向对象程序设计的基础 ( 二 ) 课程教学目标 通过本课程的教学应实现以下目标 : 了解面向对象的基本概念和使用面向对象技术进行程序设计的基本思想 理解 C++ 面向对象程序设计的基础知识 ; 对象的基本概念 定义 ; 利用类来解决实际问题的方法 ; 类的封装 继承 派生 多态四个特性的实质及实现方法 掌握基本的面向对象程序设计过程和技巧, 基本的分析问题和利用计算机求解问题的能力, 具备初步的面向对象的软件开发能力 三 教学内容与基本要求 ( 一 ) 课程内容与课时分配 表 1 课程内容与课时分配 章次或主要知识单元学时分配 17

19 序号 理论 实验 习题 实习 讨论 1 面向对象程序设计概述 2 2 C++ 语言基础 类和对象 类和对象的使用 运算符重载 继承与派生 多态性与虚函数 输入输出流 C++ 工具 2 合 计 注 : 学时分配 涉及的项目根据教学实际进行设置 调整 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 面向对象程序设计概述 面向过程和面向对象编程概述 ; 面向对象程序设计的基本概念和基本思想 (1) 重点 : 面向对象程序设计的特点 (2) 难点 : 面向对象程序设计的基本思想 (1) 了解 : 面向对象的软件开发 (2) 理解 : 面向对象程序设计和面向过程程序设计的区别 (3) 掌握 : 面向对象程序设计的基本思想 主要知识单元 2 C++ 语言基础 C++ 流程控制结构 ; 数组 ; 指针 ; 函数 (1) 重点 : 三种流程控制结构 数组 指针 (2) 难点 :C++ 函数的使用 (1) 了解 :C++ 三种流程控制结构 (2) 理解 : 数组的创建和使用 ; 指针的概念和使用 (3) 掌握 : 函数的声明 定义 调用和重载 主要知识单元 3 类和对象 类的声明和对象的定义 ; 类的成员函数 ; 对象成员的引用 ; 类的封装性和信息隐蔽 (1) 重点 : 类的声明和对象的定义 ; 对象成员的引用 (2) 难点 : 类的封装性和信息隐蔽 18

20 (1) 了解 : 内置成员函数和外置成员函数 (2) 理解 : 类的封装性和信息隐蔽 (3) 掌握 : 类的声明和对象的定义 ; 对象成员的引用 主要知识单元 4 类和对象的使用 构造函数和析构函数 ; 对象数组 ; 共用数据的保护 ; 对象的动态建立和释放 ; 静态成员 ; 友元 (1) 重点 : 构造函数和析构函数 ; 静态成员 (2) 难点 : 对象的动态建立和释放 ; 类模板 (1) 了解 : 对象数组 ; 对象指针 ; 共用数据的保护 (2) 理解 : 对象的赋值和复制 ; 拷贝构造函数 ; 友元的作用和声明 (3) 掌握 : 构造函数和析构函数的使用 ; 静态成员的使用 ; 类模板 主要知识单元 5 运算符重载 运算符重载的方法和规则 ; 重载双目运算符 ; 重载单目运算符 ; 重载流运算符 (1) 重点 : 运算符重载的方法 (2) 难点 : 重载流运算符 ; 不同类型数据间的转换 (1) 了解 : 不同类型数据间如何转换 (2) 理解 : 运算符重载的意义和方法 (3) 掌握 : 重载双目运算符 ; 重载流运算符 主要知识单元 6 继承与派生 继承与派生的概念 ; 派生类的声明方式 ; 派生类的构成 ; 派生类成员的访问属性 ; 派生类的构造函数和析构函数 ; 多重继承 ; 基类与派生类的转换 ; 继承与组合 (1) 重点 : 继承与派生的概念 ; 派生类的声明方式 ; 派生类的构造函数和析构函数 (2) 难点 : 多重继承 ; 继承与组合 (1) 了解 : 派生类成员的访问属性 ; 基类与派生类的转换 (2) 理解 : 多重继承 ; 虚基类 ; 继承与组合的区别 (3) 掌握 : 继承的概念和作用 ; 派生类的声明方式 ; 派生类的构造过程 主要知识单元 7 多态性与虚函数 多态性的概念 ; 虚函数与动态绑定 ; 纯虚函数与抽象类 (1) 重点 : 多态性的概念 ; 动态绑定的实现 (2) 难点 : 抽象类的作用 ; 动态绑定的实现 (1) 了解 : 抽象类的概念 ; 如何实现抽象类 (2) 理解 : 什么是多态性 ; 多态性有什么好处 ; 纯虚函数的作用 19

21 (3) 掌握 : 虚函数的声明 ; 动态绑定的实现 主要知识单元 8 输入输出流 C++ 的输入和输出 ; 标准输出流 ; 标准输入流 ; 对数据文件的操作与文件流 ; 字符串流 (1) 重点 : 使用 cout 进行格式化输出 ;getline() 函数的使用 ; 文件的操作 (2) 难点 : 二进制文件的操作 (1) 了解 : 字符串流 ; 标准输入 输出流 (2) 理解 : 使用 cout 进行格式化输出 ;getline() 函数的使用 (3) 掌握 : 文件流类与文件流对象 ; 文件的打开 关闭 读 写 主要知识单元 9 C++ 工具 主要教学内容包括 : 异常处理的概念 方法 ; 命名空间的定义 作用和使用 (1) 重点 : 异常处理 ; 命名空间 (2) 难点 : 异常处理 (1) 了解 : 什么是异常处理 ; 命名空间的作用 (2) 理解 : 异常处理的方法 (3) 掌握 : 异常实现的语法 四 实验实习实训等教学环节 ( 一 ) 实验条件 表 2 实验主要设备和台件数 序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注 1 C++ 简单程序设计计算机 1 2 类与对象计算机 1 3 构造函数和析构函数计算机 1 4 对象数组和对象指针计算机 1 5 动态对象的建立和释放计算机 1 6 拷贝构造函数计算机 1 7 类模板计算机 1 8 运算符重载计算机 1 9 继承与派生计算机 1 10 多重继承计算机 1 11 多态性与虚函数计算机 1 12 文件流和文件的操作计算机 1 ( 二 ) 实验项目 20

22 表 3 实验项目 内容及要求 序号实验项目实验内容教学目标 1 C++ 简单程序设计 2 类与对象 构造函数和析构函数 对象数组和对象指针 动态对象的建立和释放 6 拷贝构造函数 7 类模板 8 运算符重载 9 继承与派生 10 多重继承 多态性与虚函数 文件流和文件的操作 ( 三 ) 实验报告 C++ 基本控制结构 数组 指针 函数的使用 类的声明 对象的创建 对象成员的访问 构造函数和析构函数的声明和调用 对象数组和对象指针的使用 使用 new 创建动态对象, 使用 delete 清理动态对象 使用拷贝构造函数完成对象的创建 通过类模板完成类的声明和对象的创建 重载 + - 运算符和流运算符 声明派生类 创建派生类的对象 实现多重继承 通过虚基类解决多重继承中共同基类在派生类中多次初始化的问题 通过动态绑定验证多态性的特点 使用文件流读 写文件 (1) 了解 :C++ 基本控制结构 (2) 熟悉 :VC6.0 开发环境 (3) 掌握 : 数组 指针 函数的使用 (1) 了解 : 面向对象程序设计思想 (2) 熟悉 : 类和对象的概念 ; 对象的表示 (3) 掌握 : 类的声明 ; 对象的使用 (1) 了解 : 函数声明和实现的分离 (2) 熟悉 : 析构函数的使用 (3) 掌握 : 构造函数的定义 重载 调用 (1) 了解 : 数组和指针的概念 (2) 熟悉 : 数组和指针的常用操作 (3) 掌握 : 对象数组 对象指针的使用 (1) 了解 : 动态对象的特点 (2) 熟悉 : 动态对象的使用 (3) 掌握 : 如何创建动态对象 (1) 了解 : 默认拷贝构造函数 (2) 熟悉 : 调用拷贝构造函数的情况 (3) 掌握 : 拷贝构造函数的声明 (1) 了解 : 类模板的作用 (2) 熟悉 : 类模板 函数模板 模板参数 (3) 掌握 : 类模板的使用 (1) 了解 : 运算符重载的作用 (2) 熟悉 : 运算符重载的方法 (3) 掌握 : 常见运算符的重载 (1) 了解 : 继承的相关概念 (2) 熟悉 : 派生类对象的构造过程 (3) 掌握 : 派生类声明的语法 ; 函数覆盖 ; 派生类构造函数的调用 (1) 了解 : 多重继承的概念 (2) 熟悉 : 三种继承方式 (3) 掌握 : 多重继承存在的问题和解决方法 (1) 了解 : 多态性的作用 (2) 熟悉 : 纯虚函数和抽象类 (3) 掌握 : 虚函数和动态绑定 (1) 了解 : 文件的基本概念 (2) 熟悉 : 文件流类和文件流对象 (3) 掌握 : 文件的打开 关闭 读写 实验报告内容包括 : 实验目的 实验环境 实验内容 实验过程及分析 实验总结 ( 四 ) 实验考核与成绩评定 1. 考核方式 实验部分考核方式为 : 上交两次电子作业 ( 源程序 ) 2. 成绩评定 实验总评成绩 = 作业 1*30+ 作业 2*70% 五 课程考核与成绩评定 21

23 ( 一 ) 考核方式机试 ; 闭卷 ( 二 ) 成绩评定课程总评成绩 = 平时成绩 %40+ 期末成绩 *60% 表 4 平时考核方式及权重 平时考核类型 出勤 实验成绩 权重 (%) 表 5 试题类型及权重 试题类型 选择题 判断题 运行结果题 程序填空题 程序设计题 权重 (%) 六 推荐教材 参考书及网络资源 ( 一 ) 教材 C++ 程序设计 ( 第 3 版 ) 谭浩强 : 清华大学出版社, 2015 年 ( 二 ) 参考书 1.C++ 面向对象程序设计教程 ( 第 3 版 ) 陈维兴 : 清华大学出版社,2009 年 2.C++ 语言与面向对象程序设计 郑莉 : 清华大学出版社,2005 年 ( 三 ) 相关网络资源 22

24 离散数学 课程教学大纲 一 课程基本属性 课程编码 : 课程类别 : 专业基础教育 课程中文名称 : 离散数学 课程英文名称 :Discrete Mathematics 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 64 学时 /4 学分 总学时 / 学分 : 64 学时 /4 学分 实验学时 / 学分 : 学时 / 学分 课内实践学时 / 学分 : 学时 / 学分 开课单位 : 计算机与信息工程学院开设学期 : 2 计算机科学与技术 ( 复合应用型 ) 信息管理与信息系统 ( 复合应用型 ) 适用专业及类型 : 软件工程 ( 复合应用型 ) 网络工程 ( 复合应用型 ) 物联网工程 ( 复合应用型 ) 先修课程 : 高等数学, 线性代数 主撰人 : 刘霞主审人 : 周根宝制定时间 : 2017 年 6 月 10 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 离散数学, 是现代数学的一个重要分支, 是计算机科学中基础理论的核心课程 以研究离散量的结构和相互间的关系为主要目标 通过本课程的学习, 不仅能为学生学习计算机及相关专业后续课程奠定理论基础, 而且能培养学生抽象思维能力 严格的逻辑推理和创新能力, 为将来从事的软 硬件应用开发和理论研究打下坚实的基础 ( 二 ) 课程教学目标 通过本课程的教学应实现以下目标 : 了解离散数学中主要模型的应用及发展前沿动态 ; 熟悉离散数学的知识体系及常用的推理证明方法 ; 掌握离散结构的构造 性质及其证明的基本方法 三 教学内容与基本要求 ( 一 ) 课程内容与课时分配 23

25 表 1 课程内容与课时分配 序号 主要知识单元 学时分配理论讲授习题课学时安排 1 命题逻辑 谓词逻辑 集合与关系 函数 代数结构 图论 合 计 注 : 学时分配 涉及的项目根据教学实际进行设计 调整 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 命题逻辑 命题的概念及其表示方法 ; 联结词的概念及其运算, 用符号形式表达命题 ; 真值表 等价公式 ; 命题等价公式的证明 ; 重言式的概念和相关定理, 蕴含式的概念 ; 对偶式与范式的概念 主合取范式和主析取范式的求法 ; 推理理论的论证过程和论证方法 (1) 重点 : 命题逻辑中的基本概念和基本推理方法 (2) 难点 : 命题逻辑推理理论 (1) 了解 5 个基本联结词以外的联结词的概念及运算方法 ; (2) 理解命题间的相互关系 ; (3) 掌握命题逻辑的基本概念和基本方法 ; 命题逻辑的规范化处理方法 ; 证明和推理的方法 主要知识单元 2 谓词逻辑 谓词的概念与表示 ; 命题函数 ; 量词的概念 ; 谓词公式 ; 公式翻译 ; 谓词演算的推理规则 (1) 重点 : 谓词逻辑中的基本概念和基本推理方法 (2) 难点 : 谓词演算的推理理论 (1) 了解变元的约束 前束范式的概念 谓词公式的等价和永真式 ; (2) 理解谓词的概念 谓词演算的一些等价式和蕴含式 ; (3) 掌握谓词逻辑的基本概念和基本推理方法 谓词逻辑的规范化处理方法 谓词逻辑证明和推理的方法并解决实际问题 主要知识单元 3 集合于关系 集合的概念与表示 ; 集合的运算 ; 序偶与笛卡尔积 ; 关系的概念与表示 ; 关系矩阵 ; 关系图 ; 关系的性质 ; 复合关系 ; 逆关系 ; 关系的闭包运算 ; 等价关系 ; 等价类 ; 序关系 ; 偏序集 ; 链 ; 线序关系 ; 良序关系 24

26 (1) 重点 : 关系及关系的运算 等价关系 相容关系 序关系 (2) 难点 : 关系的闭包运算 等价关系 等价类 偏序集 (1) 了解相容关系的定义 定理 ; (2) 理解集合的概念和表示方法 ; 用谓词描述或表达集合的方法 文氏图 ; 集合的划分和覆盖 ; 偏序集中的特殊元素 ; (3) 掌握集合和关系的基本概念和基本运算 ; 离散与连续的关系 ; 集合的操作 ; 实际例子与合适的集合 关系模型关联 主要知识单元 4 函数 函数的概念 ; 满射 入射 双射的概念 ; 逆函数 复合函数 基数的概念 (1) 重点 : 函数的概念 逆函数和复合函数 集合基数的概念 可数集与不可数集的概念 (2) 难点 : 集合基数的概念 (1) 了解基数比较的概念及方法 ; (2) 理解有限集 可数集与不可数集的概念 ; (3) 掌握函数基本概念及类型 ; 函数的运算 ; 集合基数的概念 主要知识单元 5 代数结构 运算与代数系统的基本概念 ; 群与子群的定义 ; 群的性质 ; 阿贝尔群和循环群的概念和性质 ; 同态与同构的定义及相关定理 群 环 域等代数系统基本结构和基本运算 (1) 重点 : 同构和同态 群 环 域的概念及运算 (2) 难点 : 代数结构 同构和同态的概念 (1) 了解环 整环 域的概念及性质 ; 陪集的定义与拉格朗日定理 ; (2) 理解代数系统的概念 ; 简单定理的证明方法 ; 半群和独异点的概念和性质 ; (3) 掌握运算的概念 ; 群与子群的概念及相关性质 主要知识单元 6 图论 图的概念 ; 路与回路 ; 图的连通性 ; 图的矩阵表示方法 ; 欧拉图与汉密尔顿图 ; 树与生成树的概念及性质 最小生成树 二叉树 最优树 (1) 重点 : 图 路 图的矩阵表示 树与生成树 (2) 难点 : 树与生成树 (1) 了解欧拉图与欧拉定理 ; 平面图和对偶图的概念 ; 根树的定义及应用 (2) 理解图的概念 图的同构 ; 路与回路的概念, 连通图的性质 (3) 掌握图的概念和表示 ; 图和树相关的数据结构 算法和计数 25

27 四 课程考核与成绩评定 ( 一 ) 考核方式 平时成绩 + 期末考试成绩 ( 考试 笔试 闭卷 ) ( 二 ) 成绩评定 课程总评成绩 = 平时成绩 30%+ 期末考试 70% 表 2 平时考核方式及权重 平时考核类型 出勤 作业 75% 命题逻辑谓词逻辑集合与关系代数系统图论 权重 (%) 表 3 试题类型及权重 试题类型 单项选择题 填空题 基本题 综合题 权重 (%) 五 推荐教材 参考书及网络资源 ( 一 ) 教材 左孝凌等, 离散数学, 上海 : 上海科学技术文献出版社,1982 ( 二 ) 参考书 1. 屈婉玲, 耿素云, 张立昂, 离散数学, 高等教育出版社, 段禅伦等, 离散数学, 内蒙古 : 内蒙古大学出版社, 徐洁磐, 离散数学导论, 北京 : 人民教育出版社, ( 美 )Kenneth H.Rosen, 离散数学及其应用 ( 原书第 6 版 ), 北京 : 机械工业出版社, 2010 ( 三 ) 相关网络资源 n 内蒙古农业大学自治区级 离散数学 精品课程网站 : 北京大学国家级 离散数学 精品课程网站 : 31&courseID=A050083&uuid=8a ac928d-0118-ac928f68-024a&resourceType=lessonpla 26

28 数据结构 1 课程教学大纲 一 课程基本属性 课程编码 : 课程中文名称 : 数据结构课程英文名称 :Data Structures 课程类别 : 基础教育 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 48 学时 /3 学分 总学时 / 学分 : 72 学时 /4.5 学分 实验学时 / 学分 : 24 学时 /1.5 学分 课内实践学时 / 学分 : 学时 / 学分 开课单位 : 计算机信息与工程学院 开设学期 : 3 适用专业及类型 : 计算机科学与技术, 信管管理与信息系统, 软件工程, 网络工程, 物联网 先修课程 : 离散数学 高级语言程序设计 主撰人 : 亢汇涓 主审人 : 王艳芬 制定时间 : 2017 年 6 月 1 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 数据结构是计算机专业一门实践性很强的专业基础课程, 本课程详细的介绍了线性结构 非线性结构 阐述了在这些结构上实施的有关算法的设计与实现 内容上包括 : 数据结构的基本概念 线性表 栈 队列 字符串 数组与广义表 树与二叉树 图 查找 排序 通过该课程的学习, 应使学生能够掌握数据结构提供的方法与技巧更好的进行算法与程序设计, 所以该课程在讨论各种数据结构的基本运算的同时, 都给出了相应的算法, 算法可读性强 可移植性好 该课程旨在使学生了解数据对象的特性, 学习数据组织方法与把现实中的问题在计算机上表示的方法, 以及培养基本的 良好的程序设计技能 ( 二 ) 课程教学目标 通过本课程的教学应实现以下目标 : 了解该课程的基本组成部分以及该课程的核心地位和作用 熟悉该课程的描述方式, 内容的基本介绍方法, 抽象数据类型 算法的描述方法 掌握该课程的基本概念, 各种常见的数据结构, 包括结构数据的逻辑结构 存储结构 在 这两种结构的基础上对数据实施的基本运算 ( 算法 ) 以及对算法的时间 空间和其他方面进行度量分 析几个方面 通过该课程的学习, 使学生能够运用课程所讨论的概念和方法更好地进行算法设计与 算法分析, 进一步提高程序设计的能力, 使学生设计出的程序结构清晰 正确易读 因此, 要求学 生熟练掌握常见数据结构的逻辑结构 存储结构以及不同存储结构之间的差异 ; 熟练掌握各种基本 运算的实现算法, 并能够掌握基本的算法分析方法 学好该课程的主要目的是为学生打好专业基础, 27

29 提高计算机应用水平, 更进一步加深学生的专业基础知识, 提高了学生的专业素质, 为将来从事应 用程序开发打下了良好的基础 三 教学内容与基本要求 序号 ( 一 ) 课程内容与课时分配 主要知识单元 表 1 课程内容与课时分配 1 绪论 : 包括主要概念 术语 4 2 线性表 : 线性表抽象数据类型的介绍 栈和队列 : 栈和队列抽象数据类型的介绍 字符串 *: 字符串基本概念 2 5 数组与广义表 : 数组与广义表的基本概念 树和二叉树 : 树与二叉树的概念 性质 遍历 图 : 图的基本概念 性质 存储结构 遍历 最小生成树 拓扑排序 关键路径 * 最短路径 * 8 查找 : 查找表的概念 顺序查找法 二分查找法 二叉排序树 哈希法 内部排序 : 简单排序 堆排序等 总复习 : 各章基本内容的总结 2 合计 注 : 学时分配 涉及的项目根据教学实际进行设置 调整 学时分配 理论实验习题实习讨论 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 绪论 包括的基本概念和术语有 : 数据 数据元素 数据项 数据对象 数据结构 数据元素之间的 4 种关系 存储结构与逻辑结构 数据类型 抽象数据类型 编写算法时包括函数 赋值 分支 循环 输入输出 常用运算符号等语法功能的使用 定义 Triplet 抽象数据类型为例, 介绍抽象数据类型的描述方式 ( 面向过程与面向对象都可以 ) 算法的有穷性 确定性 可行性 输入 输出 设计一个算法通常达到的目标 掌握算法的渐近时间复杂度的概念 语句频度 空间 复杂度等概念 (1) 重点 : 数据结构 逻辑结构 存储结构的概念 (2) 难点 : 算法的时间复杂度和空间复杂度的分析 (1) 了解数据结构研究的数据对象 操作 (2) 理解基本存储方式 算法度量的极限概念 28

30 (3) 掌握数据 数据元素和数据项等基本概念及其相互关系 ; 掌握逻辑结构 基本运算和数 据结构的概念 时间复杂度和空间复杂度的概念 主要知识单元 2 线性表 线性数据结构数据元素之间的逻辑关系 关于线性表的概念 定义关于线性表数据元素集合 关系集合 以及定义在该数据结构上的操作的集合 也就是对 ADT List 的描述 ( 面向过程与面向 对象都可以 ) 定义线性表顺序存储结构的类型, 在线性表的顺序存储结构上编写初始化 插入 删除算法 有序表的归并算法, 并进行算法时间效率的分析 定义什么是线性链表 数据域 指针 域等概念 算法包括在链表上取元素 插入 删除 创建链表 有序表的归并等算法的设计 简单 介绍静态链表的方式及简单算法 循环链表与双向链表的特征, 在循环链表 双向链表上的插入 删除操作算法 (1) 重点 : 线性结构的定义和特点 ; 线性表的运算 ; 顺序表和单链表的组织方法和算法设计 (2) 难点 : 双向链表上的算法设计 (1) 了解顺序表和链表的优缺点, 在实际应用中选用适当的链表结构 (2) 理解从时间和空间复杂度的角度综合比较线性表两种存储结构的不同特点极其适用场合 (3) 掌握线性结构的定义和特点 ; 线性表的概念 ; 熟练掌握顺序表和单链表的组织方法及实 现基本运算的算法 ; 掌握在各种存储结构下对线性表进行插入 删除操作的算法设计 ( 面向过程与 面向对象都可以 ) 主要知识单元 3 栈和队列 栈的定义 栈结构的特点 ; 栈抽象数据类型的定义 ( 面向过程与面向对象都可以 ) 栈的顺序 存储结构的类型描述, 以及在该结构上栈的常用操作算法的设计方法 数制转换应用实例 表达式 求值应用实例 队列的定义 队列结构的特点, 队列抽象数据类型的定义 链队列的类型定义, 在 链队列上常用操作的算法设计 循环队列的类型描述, 常用操作算法设计, 循环队列的约定条件 (1) 重点 : 栈和队列的特点 ; 栈上基本运算的实现和简单算法 ; 链队列及循环队列上基本运 算的实现和算法设计 (2) 难点 : 循环队列的组织, 队满 队空的判断条件及算法设计 (1) 了解利用堆栈与队列解决实际问题的基本方法 (2) 理解栈和队列这两种抽象数据类型的特点及与线性表的异同 (3) 掌握栈的顺序存储结构与链式存储结构的类型描述, 以及在不同存储结构上栈的常用操 作算法的设计方法 ; 掌握链队列的类型定义, 在链队列上常用操作的算法设计 掌握循环队列的类 型描述, 常用操作算法, 循环队列的约定条件 ( 面向过程与面向对象的描述方式均可以 ) 主要知识单元 4 串 包括的术语有 : 串 串的长度 空串 空格串 子串 位置 串相等等, 串抽象数据类型的定 义 在定长顺序存储结构上串的常用操作算法, 如串联结 求子串等 在堆存储结构下, 串的常用 操作算法 串的块链结构 (1) 重点 : 串的概念, 串的定长存储结构下的常用算法, 串的堆存储结构下的常用算法 29

31 的定义 (2) 难点 : 串的基本操作的设计 (1) 了解字符串的数据对象的特点 (2) 理解定长顺序存储结构和堆结构的特点 (3) 掌握串 串的长度 空串 空格串 子串 位置 串相等等概念术语, 串抽象数据类型 主要知识单元 5 数组与广义表 数组抽象数据类型的定义, 二维数组的行向量与列向量, 以行序为主的存储方式和以列序为主 的存储方式 数组基本操作的描述 特殊矩阵的特点 稀疏矩阵的三元组存储方式, 三元组的顺序 表与十字链表表示, 在三元组顺序表存储稀疏矩阵时, 矩阵转置运算的算法设计 广义表 原子 子表 表头 表尾 长度 深度的概念 简单介绍广义表的链式存储结构 (1) 重点 : 数组的逻辑结构及存储方式 ; 矩阵的压缩存储 ; 稀疏矩阵的三元组存储方式 ; 广 义表的概念 (2) 难点 : 三元组顺序表存储稀疏矩阵时运算的设计 (1) 了解多维数组的概念 (2) 理解二维数组的行向量与列向量, 以及以行序为主的存储方式和以列序为主的存储方式 (3) 掌握稀疏矩阵的三元组存储方式, 三元组的顺序表与十字链表表示, 在三元组顺序表存 储系数矩阵时, 矩阵转置运算的算法设计 掌握广义表 原子 子表 表头 表尾 长度 深度的 概念 主要知识单元 6 树与二叉树 树的定义 树的抽象数据类型的描述以及在抽象数据类型中定义的常用操作功能 包括的术语 有 : 结点 结点的度 终端结点与非终端结点 叶子 分支结点 树的度 孩子结点 双亲结点 兄弟 祖先 子孙 层次 树的深度 有序树 无序树 森林等, 二叉树抽象数据类型的描述, 在 二叉树抽象数据类型中定义的基本操作的功能特性, 二叉树的 5 种基本形态, 二叉树的 5 个性质以 及证明方法, 满二叉树 完全二叉树的特点 二叉树的顺序存储结构 二叉链表存储法 先序 中 序 后序遍历二叉树的操作定义及递归算法 用二叉树表示表达式的方法, 线索 线索二叉树 线 索化等概念, 将一个二叉树进行线索化 一般树的双亲表示法 孩子表示法 孩子兄弟表示法等树 的存储结构, 树 森林与二叉树的相互转换方法, 树的先根序遍历 后根遍历方法 森林的先序遍 历 中序遍历方法 路径长度 树的路径长度 树的带权路径长度 最优二叉树或赫夫曼树等概念 利用赫夫曼算法构造赫夫曼树的方法, 赫夫曼编码, 可以介绍一种算法 * (1) 重点 : 树形结构的概念 ; 二叉树的定义 存储结构和遍历操作 ; 二叉树进行线索化 ; 树 森林与二叉树的相互转换方法 构造赫夫曼树 (2) 难点 : 二叉树的递归遍历算法 (1) 了解一般树的抽象数据类型的概念 (2) 理解二叉树遍历的递归特性二维数组的行向量与列向量, 以及以行序为主的存储方式和 以列序为主的存储方式 30

32 (3) 掌握树与二叉树的基本概念和术语 ; 树与二叉树的存储结构 二叉树的遍历操作 二叉 树的线索化 掌握树 森林与二叉树之间的相互转换方法 掌握建立 Huffman 树与 Huffma 编码的 方法 在此基础上能进行算法设计 主要知识单元 7 图 包括的概念术语有 : 图的定义 图的抽象数据类型的描述以及在其中定义的常用操作的功能, 顶点 弧 弧头 ( 终端点 ) 弧尾 ( 初始点 ) 有向图 无向图 边 完全图 有向完全图 稀疏 图 稠密图 权 网 子图 邻接点 关联 度 入度 出度 路径 回路 ( 环 ) 简单路径 简 单回路 连通 连通图 连通分量 强连通图 强连通分量 生成树 生成森林等 图的邻接矩阵 顶点数组的表示, 创建一个无向网的算法, 无向图的邻接表 有向图的邻接表 有向图的逆邻接表 的表示方法 深度优先搜索遍历图的方法与算法 *, 广度优先搜索遍历图的方法与算法 *, 用普里姆 算法和克鲁斯卡尔算法 ( 只要求方法 ) 构造最小生成树,AOV 网的定义, 拓扑排序方法, 求关键 路径 * 最短路径问题 * (1) 重点 : 图的定义与概念和术语, 图的存储结构, 图的遍历, 构造图的最小代价生成树, 拓扑排序 (2) 难点 : 图的遍历算法, 拓扑排序算法 (1) 了解图结构的关系特点及应用 (2) 理解图的多种存储结构的基本特征与抽象数据类型的定义 (3) 掌握图的基本概念与术语 多种存储结构, 图的深度优先搜索和广度优先搜索遍历操作 法, 用普里姆算法和克鲁斯卡尔算法构造最小生成树, 掌握拓扑排序算法, 找关键路径 *, 求最短 路径 * 等内容, 达到充分理解图结构的目的 主要知识单元 8 查找 包括的概念与术语有 : 查找表 静态查找表 动态查找表 关键字 主关键字 次关键字 查 找成功 查找失败, 顺序表的顺序查找算法, 并进行性能分析, 计算查找成功时的平均查找长度 ; 有序表的二分查找算法 ; 什么是二叉排序树以及二叉排序树的特点, 什么是平衡二叉树 平衡因子, 对失去平衡后二叉排序树的四种调整调整方法 ( 算法不作要求 )* 哈希函数 冲突 同义词 哈 希表 哈希地址 哈希造表概念, 六种构造哈希函数的方法, 四种处理冲突的方法 方法 (1) 重点 : 静态查找表和动态查找表的查找 ; 平衡二叉树的维护平衡的方法 ; 哈希表的构造 (2) 难点 : 平衡二叉树的维护平衡的方法 (1) 了解查找表的关系特点及查找方法的种类 (2) 理解查找表的不同查找算法的不同要求及提供的查找条件, 理解平衡二叉树的维护平衡 的方法 *, 理解多种哈希函数的特点与处理冲突的方法 (3) 掌握查找表的基本概念术语, 顺序表 有序表和索引顺序表的查找方法 ; 熟练掌握二叉排 序树的构造方法 ; 掌握平衡二叉树的维护平衡的方法 *; 熟练掌握哈希表的构造方法, 深刻理解哈希 表的与其他结构的表的实质性的差别 ; 掌握常用查找方法在等概率情况下查找成功时的平均查找长度 主要知识单元 9 内部排序 31

33 包括的概念与术语有 : 排序 稳定性的判断 内排序 外排序 直接插入排序与二分插入排序的 方法与算法, 并进行效率分析 希尔排序的方法与算法, 起泡排序的方法与算法, 并进行效率分析 快速排序与改进的快速排序的方法与算法, 并进行效率分析 简单选择排序的方法与算法, 并进行效 率分析 堆的定义, 堆排序的方法与算法 *, 并进行效率分析 * 二路归并排序 * 的方法 基数排序方法, 应从各种排序算法的平均时间效率 最坏情况 空间使用效率 稳定性等方面进行总结与比较 (1) 重点 : 插入排序 希尔排序 选择排序 起泡排序 快速排序 堆排序 (2) 难点 : 希尔排序 快速排序 堆排序算法 (1) 了解多个域的数据元素集合依据关键字排序的基本概念及数据类型的定义 (2) 理解通常排序方法的主要操作及算法设计 (3) 掌握简单排序 希尔排序 快速排序 二路归并排序 堆排序 基数排序等方法 四 实验实习实训等教学环节 ( 一 ) 实验条件 表 2 实验主要设备和台件数 序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注 1 存储结构 计算机 1 2 图 计算机 1 ( 二 ) 实验项目 表 3 实验项目 内容及要求 序号实验项目实验内容教学目标 1 利用顺序存储结构存储线性表时的 ListInsert 算法与 ListDelete 算法编程实验 1. 线性表顺序存储结构类型定义或类的描述 2. 线性表顺序存储结构上插入操作算法与删除操作算法设计步骤的实现 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 ( 面向过程与面向对象都可以 ) (1) 了解线性表顺序存储结构类型定义 (2) 熟悉线性表顺序存储结构上插入与删除算法设计方法 (3) 掌握实现线性表抽象数据类型的顺序表的源程序结构及设计方法 2 利用单链表存储结构存储线性表时的 ListInsert 算法与 ListDelete 算法编程实验 1. 线性表单链表存储结构类型定义或类的描述 2. 线性表单链表存储结构上插入操作算法与删除操作算法设计步骤的实现 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 ( 面向过程与面向对象都可以 ) (1) 了解线性表单链表存储结构类型定义 (2) 熟悉线性表单链表存储结构上插入与删除算法设计方法 (3) 掌握实现线性表抽象数据类型的单链表的源程序结构及设计方法 3 利用顺序存储结构存储栈的 ADT Stack 中 1. 栈的顺序存储结构类型或类定义的描述 2. 栈的顺序存储结构上各种操作算法的步骤实现 (1) 了解栈的顺序存储结构类型定义 (2) 熟悉栈在顺序存储结构上常用的出栈 入栈 取栈顶等算法设计方法 (3) 掌握实现栈抽象数据类型的顺序存储时 32

34 序号 实验项目 实验内容 教学目标 常用算法编 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序结构及设计方法 程实验 源程序 ( 面向过程与面向对 利用链式存储结构存储栈的 ADT Stack 中常用算法编程实验 利用顺序存储结构存储队列 ADT Queue 中操作算法编程实验 利用链式存储结构存储队列 ADT Queue 中操作算法编程实验 利用顺序三元组存储稀疏矩阵的 TransposeSM atrix 操作算法编程实验 按先序遍历二叉树 CreateBiTree 递归算法的实现 用邻接矩阵存储图构造一个无向网 对于有序表进行二分查找的算法设计 采用直接插入排序法实现对无序序列的排序 采用快速排序法实现对无序序列的 象都可以 ) 1. 栈的链式存储结构类型或类定义的描述 2. 栈的链式存储结构上各种操作算法的步骤实现 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 ( 面向过程与面向对象都可以 ) 1. 循环队列类型定义或类的描述 2. 循环队列中各种操作算法的步骤实现 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 ( 面向过程与面向对象都可以 ) 1. 链式队列类型定义或类的描述 2. 链式队列中各种操作算法的步骤实现 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 ( 面向过程与面向对象都可以 ) 1. 稀疏矩阵的三元组顺序表存储表示的描述 2. 稀疏矩阵转置算法的步骤实现 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 1. 用二叉链表存储二叉树的类型描述 2. 先序遍历二叉树的递归算法的步骤实现 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 1. 用数组存储图的类型描述 2. 建立无向网的邻接矩阵的算法步骤实现 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 1. 顺序查找表的类型描述 2. 二分查找算法的步骤实现 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 1. 排序表存储结构的类型描述 2. 直接插入排序操作函数的建立 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 ( 面向过程与面向对象都可以 ) 1. 排序表存储结构的类型描述 2. 快速排序操作函数的建 (1) 了解栈的链式存储结构类型定义 (2) 熟悉栈在链式存储结构上常用的出栈 入栈 取栈顶等算法设计方法 (3) 掌握实现栈抽象数据类型的链式存储时源程序结构及设计方法 (1) 了解队列的顺序存储结构类型定义与约束条件 (2) 熟悉队列在顺序存储结构上常用的出队 入队 取队头等算法设计方法 (3) 掌握实现队列抽象数据类型的顺序存储时源程序结构及设计方法 (1) 了解队列的链式存储结构类型定义 (2) 熟悉队列在链式存储结构上常用的出队 入队 取队头等算法设计方法 (3) 掌握实现队列抽象数据类型的链式存储时源程序结构及设计方法 (1) 了解稀疏矩阵的三元组顺序表存储表示的类型定义 (2) 熟悉稀疏矩阵的三元组顺序表存储表示的矩阵转置算法设计方法 (3) 掌握稀疏矩阵的三元组顺序表存储表示的矩阵转置算法源程序结构及设计方法 (1) 了解用二叉链表存储二叉树的类型定义 (2) 熟悉用二叉链表存储二叉树的先序遍历的递归算法设计方法 (3) 掌握二叉链表存储二叉树的先序遍历的 递归算法源程序结构及设计方法 (1) 了解数组存储图的类型定义 (2) 熟悉用无向网的邻接矩阵存储图的算法设计方法 (3) 掌握邻接矩阵存储图的源程序结构及设计方法 (1) 了解顺序查找表的类型定义 (2) 熟悉二分查找算法的设计方法 (3) 掌握实现二分查找算法的源程序结构及设计方法 (1) 了解排序表的类型定义 (2) 熟悉直接插入排序算法的设计方法 (3) 掌握实现直接插入排序算法的源程序结构及设计方法 ( 面向过程与面向对象都可以 ) (1) 了解排序表的类型定义 (2) 熟悉快速排序算法的队规特性 (3) 掌握快速排序算法的源程序结构及设计 33

35 序号 实验项目 实验内容 教学目标 排序 立 3. 编写成一个完整的 VC++ 源程序 ( 面向过程与面向对象都可以 ) 方法 ( 面向过程与面向对象都可以 ) ( 三 ) 实验报告 实验报告包括 :(1) 实验题目 (2) 实验目的 (3) 实验内容 (4) 实验步骤 (5) 源程序代码 (6) 调试结果 (7) 总结 ( 四 ) 实验考核与成绩评定 1. 考核方式闭卷笔试与平时成绩综合评定 2. 成绩评定平时成绩 ( 包括实验占 30%, 出勤占 10%) 实验总评成绩 = 实验报告 1 成绩 + 实验报告 2 成绩 + 实验报告 3 成绩 + 实验报告 4 成绩 + 实验报告 5 成绩 + 实验报告 6 成绩 五 课程考核与成绩评定 ( 一 ) 考核方式 : 期末闭卷 ( 二 ) 成绩评定 : 笔试成绩 ( 占 60%)+ 平时成绩 ( 占 40%) 表 4 平时考核方式及权重举例 平时考核类型 实验 出勤 权重 (%) 表 5 试题类及权重举例 试题类型 填空题 判断题 选择题 简答题 算法题 权重 (%) 六 推荐教材 参考书及网络资源 ( 一 ) 教材 1. 严蔚敏 吴伟民 (C 语言版 ) 数据结构 北京 : 清华大学出版社,2004 ( 二 ) 参考书 杨秀全 数据结构 (C++ 版 ) 北京 : 人民邮电出版社, 付学良 李宏慧 董改芳 亢汇涓 数据结构与算法实例教程 北京 : 中国铁道出版社, 34

36 说明 : 对于加 * 号的内容可根据学生掌握的情况进行适当取舍或不讲 35

37 数字逻辑 课程教学大纲 一 课程基本属性 课程编码 : 课程类别 : 专业教育 课程中文名称 : 数字逻辑 课程英文名称 :Digital Logic 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 48 学时 /3 学分 总学时 / 学分 : 64 学时 /4 学分 实验学时 / 学分 : 16 学时 /1 学分 课内实践学时 / 学分 : 学时 / 学分 开课单位 : 计算机与信息工程学院开设学期 : 4 计算机科学与技术专业 ( 复合应用型 ) 信息管理与信息系统专业( 复合应用适用专业及类型 : 型 ) 软件工程专业( 复合应用型 ) 网络工程专业( 复合应用型 ) 物联网工程专业 ( 复合应用型 ) 先修课程 : 大学物理, 高等数学 主撰人 : 张立倩主审人 : 白云莉制定时间 : 2017 年 6 月 12 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 数字逻辑是计算机科学与技术专业 信息管理与信息系统专业 软件工程专业 网络工程专业 物联网工程专业的专业核心课程, 也是一门硬件基础课程 通过本课程的学习, 学生能掌握模拟电子技术和数字电子技术的基本原理 主要元器件的特性以及电子电路的分析和设计方法 为学习后续课程以及从事工程技术和科学研究打下一定的基础 ( 二 ) 课程教学目标 通过本课程的学习应实现如下目标 : 熟悉常用的集成数字器件 ; 掌握电路的基本分析方法 三极管的工作特点 理想放大电路的分析方法 逻辑函数的化简方法 组合逻辑电路的分析和设计方法 时序逻辑电路的分析方法和设计方法 三 教学内容与基本要求 ( 一 ) 课程内容与课时分配 36

38 表 1 课程内容与课时分配 序号 主要知识单元 学时分配理论实验小计 1 电路分析基础 半导体二极管和三极管 集成运算放大电路 数字电路基础与逻辑门电路 组合逻辑电路分析与设计 触发器与时序逻辑电路 数模与模数转换 4 4 合计 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 电路分析基础 描述电路的基本工作状态 ; 电路的基本元器件及其特性 ; 电路中的电位表示及计算 ; 基尔霍夫定律 ; 戴维南定理和诺顿定理 ; 瞬态电路与换路定则 (1) 教学重点 : 电路的分析方法 ; (2) 教学难点 : 基尔霍夫定律, 戴维南定理和诺顿定理, 以及瞬态电路的换路定则 (1) 理解电路的基本工作状态 ; (2) 掌握稳态电路的分析方法 瞬态电路的换路定则 主要知识单元 2 半导体二极管和三极管 半导体二极管 (PN 结及其单向导电性 半导体二极管的基本结构 半导体二极管的伏安特性及主要参数 ); 双极型晶体三极管 ( 基本结构 电流分配及放大原理 特性曲线 主要参数 ); 晶体管放大电路 ( 电路的组成和工作原理 基本分析方法 静态工作点稳定电路 射极输出器 ) (1) 教学重点 :PN 结的形成 ;PN 结的单向导电性 ; 晶体管放大电路的组成和工作原理 基本分析方法 ; 放大电路中的负反馈 ; (2) 教学难点 : 晶体管放大电路的组成和工作原理 基本分析方法 (1) 理解半导体二极管的结构及伏安特性 ; (2) 掌握双极型晶体三极管的结构 放大原理及特性曲线和主要参数 晶体管放大电路的基本分析方法 主要知识单元 3 集成运算放大电路 集成运算放大器的组成 特点以及图形符号 运算放大器的电路分析方法 常用的集成运算放大器及其主要参数 ; 模拟信号的运算电路 ( 比例运算电路 加法 减法运算电路 微分 积分运算电路 ) 37

39 (1) 教学重点 : 模拟信号的运算电路 ( 比例运算电路 加法 减法运算电路 微分 积分运算电路 ); 虚短与虚断的含义及应用 ; (2) 教学难点 : 模拟信号的运算电路 ( 比例运算电路 加法 减法运算电路 微分 积分运算电路 ); 虚短与虚断的含义及应用 (1) 了解集成运算放大器的组成 特点和图形符号 ; (2) 理解运算放大器的电路分析方法及集成运算放大器的主要参数 ; (3) 掌握各种模拟信号的运算电路的组成及原理分析 主要知识单元 4 数字电路基础与逻辑门电路 数制和编码 逻辑代数的运算法则, 逻辑表达式的公式化简方法, 逻辑表达式的卡诺图化简方法, 基本 TTL 门电路和 CMOS 门电路 (1) 教学重点 : 码制之间的转换, 逻辑表达式的化简方法 ; (2) 教学难点 : 逻辑表达式的公式法和卡诺图法化简 (1) 了解二进制数的应用 ; (2) 熟悉二进制 十进制 十六进制之间的转换 ; (3) 掌握逻辑表达式的表示方法 逻辑表达式的化简方法 主要知识单元 5 组合逻辑电路分析与设计 组合逻辑电路的分析和设计方法 典型组合逻辑电路及其应用 (1) 教学重点 : 组合逻辑电路的分析和设计方法 ; (2) 教学难点 : 组合逻辑电路的分析和设计方法 (1) 熟悉组合逻辑电路的分析和设计方法 ; (2) 掌握加法器 编码器和译码器的原理和使用 主要知识单元 6 触发器与时序逻辑电路 双稳态触发器的特点,JK 触发器和 RS 触发器的工作原理, 时序逻辑电路的分析方法, 典型时序电路的应用 (1) 教学重点 : 双稳态触发器的特点和使用 ; (2) 教学难点 : 时序逻辑电路的分析 (1) 熟悉 RS JK 触发器的基本工作原理和外部逻辑特性 ; (2) 掌握典型时序逻辑电路的应用 主要知识单元 7 数 / 模与模 / 数转换 数 / 模和模 / 数转换的方法, 常用的数 / 模, 模 / 数转换器件的使用 (1) 教学重点 : 数 / 模, 模 / 数转换的原理 ; (2) 教学难点 : 数 / 模, 模 / 数转换的原理 (1) 了解常用数 / 模, 模 / 数转换器的应用 ; (2) 掌握数 / 模转换和模 / 数转换的原理 38

40 四 实验实习实训等教学环节 ( 一 ) 实验条件 表 2 实验主要设备和台件数 序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注 1 基本放大电路分析 数字模拟实验箱 示波 1 套实验箱,1 台示波器 1 个万器 万用表用表, 模块电路若干 2 门电路逻辑功能及数字模拟实验箱 示波 1 套实验箱,1 台示波器 1 个万测试器 万用表用表, 模块电路若干 3 半加器 全加器逻数字模拟实验箱 示波 1 套实验箱,1 台示波器 1 个万辑电路设计器 万用表用表, 模块电路若干 4 组合逻辑电路设计数字模拟实验箱 示波 1 套实验箱,1 台示波器 1 个万开发器 万用表用表, 模块电路若干 5 J-K 触发器,R-S 触数字模拟实验箱 示波 1 套实验箱,1 台示波器 1 个万发器器 万用表用表, 模块电路若干 6 时序电路测试 数字模拟实验箱 示波 1 套实验箱,1 台示波器 1 个万器 万用表用表, 模块电路若干 ( 二 ) 实验项目 表 3 实验项目 内容及要求 序号实验项目实验内容教学目标 基本放大电路分析 门电路逻辑功能及测试 半加器 全加器逻辑电路设计组合逻辑电路设计开发 J-K 触发器, R-S 触发器 6 时序电路测试 ( 三 ) 实验报告 搭建基本放大电路, 并测试三极管的放大倍数 (1) 掌握基本放大电路的组成 ; 三极管的工作原理 ; 放大倍数的计算方法 ) 了解与非门芯片 异或门和六反门的结构 ; 搭建与非门 异或门 ) 掌握与非门工作特点 ; 异或门的工作特点 ; 逻辑逻辑电路并测试门传输延迟时间的测试方法 ; 利用与非门组成其它门电路并测试的方法 组合逻辑电路功能测 ) 学会二进制运算规律 ; 试, 半加器和全加器 ) 掌握组合逻辑电路的功能测试 ; 全加器和半加器构成及功能测试 的工作原理 利用与非门设计一个 ) 了解组合逻辑电路符号的表示方法 ; 真值表的写表决器法 ; 逻辑组合电路设计思想 J-K 触发器 D 触发器 ) 熟悉并掌握 R-S,J-K,D 触发起的工作原理和 R-S 触发器的功能测测试方法 ; 试 ) 掌握正确使用触发器集成芯片 异步二进制计数器,) 掌握常用时序电路分析 设计及测试方法 ; 训练自循环移位寄存器独立进行实验的技能 每个实验均要求书写实验报告, 实验报告内容包括 : 实验名称 实验目的 实验内容 实验步 骤 实验结果, 以及分析等 ( 四 ) 实验考核与成绩评定 1. 考核方式 : 考查 2. 成绩评定 : 实验总评成绩 = 考勤成绩 + 实验现场操作成绩 + 实验报告 39

41 五 课程考核与成绩评定 ( 一 ) 考核方式 : 笔试 ( 二 ) 成绩评定 课程总评成绩 = 平时成绩 ( 包括出勤 实验 ) 30%+ 期末笔试成绩 70% 表 4 平时考核方式及权重 平时考核类型 出勤 实验 权重 (%) 表 5 试题类型及权重 试题类型 选择题 填空题 判断题 计算题 综合题 权重 (%) 六 推荐教材 参考书及网络资源 ( 一 ) 教材与参考书 教材 : 1. 李晓明等著, 电路与电子技术, 高等教育出版社,2015 年 5 月参考书 : 1. 白中英, 谢松云著, 数字逻辑, 科学出版社,2014 年 1 月 2. 欧阳星明著, 数字逻辑, 华中科技大学出版社,1996 年 9 月 ( 二 ) 相关网络资源 数字逻辑与数字系统学习网站 数字逻辑视频下载和数字逻辑精品课程在线学习 _ 武汉理工大学精品课程网 _ 第一学习网 http: // 40

42 数据库原理 课程教学大纲 一 课程基本属性 课程编码 : 课程类别 : 专业基础教育 课程中文名称 : 数据库原理 课程英文名称 :Principles of Database 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 48 学时 /3 学分 总学时 / 学分 : 64 学时 /4 学分 实验学时 / 学分 : 16 学时 /1 学分 课内实践学时 / 学分 : 学时 / 学分 开课单位 : 计算机与信息工程学院开设学期 : 4 计算机科学与技术 信息管理与信息系统 软件工程 网络工程 物联网工适用专业及类型 : 程等专业复合应用型 先修课程 : 离散数学, 数据结构 主撰人 : 李莹主审人 : 刘霞制定时间 : 2017 年 6 月 10 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 数据库技术和系统已经成为信息基础设施的核心技术和重要基础 数据库技术作为数据管理的最有效的手段, 极大的促进了计算机应用的发展 数据库原理课程系统讲述数据库系统的基础理论 基本技术和基本方法 主要内容有数据库系统的基本概念 数据模型 关系数据库及其标准语言 SQL 数据库安全性和完整性的概念和方法 关系规范化理论 数据库设计方法和步骤, 数据库恢复和并发控制等事务管理基础知识, 关系查询处理和查询优化等 ( 二 ) 课程教学目标 通过本课程的教学应实现以下目标 : 了解数据库管理技术发展的过程及数据库技术最新前沿发展动态 理解关系数据库的规范化理论以及数据库设计的全过程, 能进行数据库结构的设计和简单应用程序的设计 掌握关系模型的关系运算理论 ; 关系数据库 SQL 语言的全貌和使用技术 ; 了解和掌握数据库系统的基本概念 体系结构和全局结构 ; 掌握数据库系统的保护措施 三 教学内容与基本要求 ( 一 ) 课程内容与课时分配 41

43 表 1 课程内容与课时分配 序号 主要知识单元 学时分配理论讲授实验课学时安排 1 数据库基础理论 4 2 关系数据库 8 3 SQL 数据库技术 规范化理论 6 6 数据库设计 6 7 查询优化 4 8 数据库管理 4 合 计 注 : 学时分配 涉及的项目根据教学实际进行设计 调整 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 数据库基础理论 数据库技术发展的历史知识 ; 数据模型的概念 ; 数据库系统的构成要素 ; 数据库管理系统 (DBMS) 的功能 ; 数据库体系结构和数据独立性 (1) 重点 : 数据库系统结构的组成, 概念模型的相关概念 (2) 难点 : 数据库系统的三级模式结构 (1) 了解数据库系统的组成 数据库的功能和数据库技术的发展 ; (2) 理解数据库模式, 数据库的两级映射与数据独立性 ; (3) 掌握数据库系统的主要概念, 数据模型的概念 主要知识单元 2 关系数据库 关系模型的特点 ; 关系数据结构 关系代数 ; 关系演算 ; 关系数据库的完整性知识 (1) 重点 : 关系的定义和性质 关系代数的运算 关系数据库的完整性 (2) 难点 : 候选码 主码 主属性等概念, 关系代数表达式的应用 (1) 了解关系模型的特点 ; (2) 理解传统关系代数运算及应用 ; (3) 掌握关系的定义和性质 传统关系运算及应用 掌握关系数据库的完整性 主要知识单元 3 SQL SQL 发展 语言特点 执行方式 ;SQL 的数据定义 ;SQL 的数据查询 ;SQL 的数据更新 视图 1. 重点或难点 : 42

44 (1) 重点 :SQL 的数据定义,SQL 的数据查询 SQL 的数据更新 (2) 难点 :SQL 的数据定义,SQL 数据查询等实际应用 2. 教学目标 : (1) 了解 SQL 发展背景,SQL 的特点 ; (2) 理解基本表的定义 修改 删除, 建立与删除索引等概念 ; (3) 掌握基本表的定义 修改 删除, 建立与删除索引简单查询 连接查询 嵌套查询 集合查询 ; 数据插入 数据删除 数据修改 ; 视图定义 查询 更新 主要知识单元 4 数据库技术 ODBC 的工作原理和工作流程 ;SQL 的过程化扩展 PL/SQL; 嵌入式 SQL; 游标的概念 ; 数据库编程技术涉及的概念和使用的方法 ; 存储过程和自定义函数 (1) 重点 :PL/SQL 和存储过程的基本概念, 基本结构, 语句语法和用法 (2) 难点 : 嵌入 SQL 中游标的概念和使用方法 ; 3. 教难点学目标 : (1) 了解 ODBC 的工作原理和工作流程 嵌入式 SQL 和动态 SQL 技术 ; (2) 理解游标概念及应用技术 ; (3) 掌握 PL/SQL 的基础理论 存储过程的定义与应用 掌握触发器技术应用 主要知识单元 5 规范化理论 关系规范化应用背景 ; 函数依赖 范式 闭包算法 无损连接算法等知识 ; 关系数据理论既是关系数据库的重要理论基础也是数据库逻辑设计的理论指南和有力工具 (1) 重点 : 函数依赖 范式的概念 ; (2) 难点 : 范式的判断 (1) 了解规范化理论的重要意义 数据依赖的公理系统 ; (2) 理解闭包算法 求解极小函数依赖算法 ; (3) 掌握范式的概念及范式判定方法 函数依赖的概念 主要知识单元 6 数据库设计 数据库设计的重要性和数据库设计在信息系统开发和建设中的核心地位 ; 数据库设计方法和步骤, 使学生具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的基本能力, 能在实际工作中运用这些知识 技术和方法 ; 设计符合应用需求的数据库及其应用系统 (1) 重点 : 数据库设计步骤和数据库设计过程中的各级模式设计方法 (2) 难点 :E-R 图的设计和数据模型的优化 (1) 了解数据库设计的周期 需求分析的任务和方法 ; (2) 理解数据库的物理设计技术 数据库实施与维护技术 ; (3) 掌握概念结构设计的任务和方法 逻辑结构设计方法 主要知识单元 7 查询优化 43

45 RDBMS 查询处理的基本步骤 ; 查询优化的概念 基本方法和技术 (1) 重点 :SQL 语句转换成查询树, 对查询树进行代数优化, 转换成优化的查询树 ; 物理优化的基本方法 (2) 难点 : 对于 RDBMS 不能优化的查询需要重写查询语句, 进行手工调整以优化性能 (1) 了解查询优化的步骤 ; (2) 理解物理优化理论 ; (3) 掌握基于关系代数的查询优化算法 主要知识单元 8 数据库管理 事务的基本概念和事务的 ACID 性质 ; 数据库恢复技术的重要性 ; 数据库并发控制技术 (1) 重点 : 事务概念及性质, 封锁协议 (2) 难点 : 恢复技术 (1) 了解故障类型及恢复技术 并发控制引起的数据不一致类型 ; (2) 理解事务的 ACID 性质 ; (3) 掌握封锁协议 四 实验教学 ( 一 ) 实验条件 表 2 实验主要设备和台件数 序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注 1 SQL Server 基础 PC 机 每组 1 人, 每人 1 台 2 SQL 的数据定义 PC 机 每组 1 人, 每人 1 台 3 SELECT 语句的应用 PC 机 每组 1 人, 每人 1 台 4 SQL 的数据更新和视图 PC 机 每组 1 人, 每人 1 台 5 T_SQL 语言结构 PC 机 每组 1 人, 每人 1 台 6 数据完整性约束的实现 PC 机 每组 1 人, 每人 1 台 7 存储过程与触发器 PC 机 每组 1 人, 每人 1 台 8 SQL Server 编程初步 PC 机 每组 1 人, 每人 1 台 ( 二 ) 实验项目表明 44

46 表 3 实验项目 内容及要求 序号实验项目实验内容教学目标 SQL Server 基础 SQL 的数据定义 SELECT 语句的应用 SQL 的数据更新和视图 T_SQL 言结构 语 数据完整性约束的实现 存储过程与触发器 SQL Server 编程初步 1. 启动 MS SQL Server 服务, 打开企业管理器 2. 单击 企业管理器 左边 控制台根目录 树结构中的 SQL Server Group( 服务组 ), 使其展开 ; 再展开服务组下面的 SQL Server 服务器 ( 安装 SQL Server 时的服务器名 ) 3. 展开 数据库, 用户可见 SQL Server 自带的四个系统数据库和两个示例数据库 4. 在 企业管理器 中创建名为 GradeManager 的数据库 在数据库 GradeManager 中创建基本表 : 学生表 ( student), 课程表 (course), 班级表 (class), 成绩表 (grade) 1. 启动 MSSQL Server 服务, 打开 Enterprise Mamager 和 Query Analyzer 2. 在 Query Analyzer 中用 Create Table 命令创建 GradeManager 数据库中的基本表 : 学生表 ( student) 课程表 (course) 班级表 (class) 以及成绩表 (grade) 3. 验证各项操作 1. 验证完成各项操作的 SQL 语句 2. 检验下面语句是否正确 : SELECT eno,basepay,service FROM salary WHERE basepay<avg(basepay) 1. 验证各项操作的 SQL 语句 2. 建立一个视图 Class_grade, 用来反映每个班的所有选修课的平均成绩, 并对其进行更新操作 1. 验证变量 注释语句 批处理语句 GO begin end 语句的定义格式 2. 验证条件语句,WHILE 语句格式和功能 验证建立学生表 (student) 课程表(course) 班级表 (class) 以及成绩表 (grade) 的加了约束的 SQL 定义语句 1. 创建一存储过程 : 根据学生学号查询学生选修课的成绩, 学号作为参数输入 2. 创建一存储过程 : 用来传入的参数是班级名, 判断该班级中是否已有学生存在 若有, 存储过程返回 1; 若没有, 存储过程返回 0 3. 为成绩管理数据库中的 student 表创建一触发器 : 当向表插入或删除记录时, 修改 class 表中的相应班级的人数 4. 为 class 表建一个更新触发器 : 当更新班长学号时, 检查新输入的学号是否为同一班级的学生学号, 若不是, 给出适当的提示信息 1. 利用 Visual Basic 作为前台开发环境,SQL Server 作后台数据库 2. 了解 ODBC 和 ADO 的数据库访问技术 1. 了解 SQL Server 系统数据库和用户数据库 ; 2. 熟悉 SQL Server2000 的数据类型 ; 3. 掌握 SQL Server 数据库的创建方法和数据库对象 创建 SQL Server 表的方法 1. 了解查询分析器的环境执行 SQL 脚本语句方式 ; 2. 熟悉基本表进行修改 删除和建立索引等基本操作 ; 3. 掌握数据定义的基本命令格式 1. 了解 SELECT 语句的一般应用 ; 2. 熟悉 SELECT 的基本使用格式 ; 3. 掌握使用 SQL Server 对表作简单查询和复杂查询的命令 1. 了解更新和视图的基本概念 ; 2. 熟悉用交互式 SQL 语句对已建基本表进行存储操作 ; 3. 掌握创建 删除和查询视图的方法, 验证可更新视图和不可更新视图 1. 了解 T_SQL 的 T_SQL 的变量定义和类型及简单的流程控制语句的应用 ; 2. 掌握 T_SQL 的条件语句, WHILE 语句的应用 掌握 SQL 中实现数据完整性的方法, 加深理解关系数据模型的三类完整性约束 1. 了解存储过程的概念 作用和创建方法 2. 掌握触发器的概念 作用和创建方法 1. 熟悉具体配置 ODBC 2. 熟悉利用 VB 的 Data 控件与 SQL Sever 数据库连接 45

47 ( 三 ) 实验报告 实验报告内容 : 实验名称 实验目的 实验内容 主要程序代码 运行结果 小结或讨论 ( 内 容不限, 可以是实验的问题, 可以是实验的收获和建议, 也可解答思考题 ) ( 四 ) 实验考核与成绩评定 1. 考核方式 : 实验测试, 机试 ( 不单独考试, 通过对学生上机的编程过程 运行结果以及最 后完成的实验报告按百分制进行成绩评定 ) 2. 成绩评定 : 实验总成绩 = 出勤 + 实验报告成绩 五 课程考核与成绩评定 ( 一 ) 考核方式考试 笔试 闭卷 ( 二 ) 成绩评定课程总评成绩 = 平时成绩 30%+ 期末考试 70% 表 4 平时考核方式及权重 平时考核类型 课堂出勤 实验出勤 实验报告 权重 (%) 25% 25% 50% 表 5 试题类型及权重 试题类型 单项选择题 判断题 填空题 综合题 设计题 权重 (%) 40% 10% 10% 30% 10% 六 推荐教材 参考书及网络资源 ( 一 ) 教材 王珊等数据库系统概论 ( 第五版 ) 北京 : 高等教育出版社,2015 ( 二 ) 参考书 : 1. 郭盈发, 张红娟 数据库原理 西安电子出版社, 施伯乐等 数据库系统教程 北京 : 高等教育出版社, 周绪等 SQL Server 2000 中文版入门与提高 北京 : 清华大学出版社, 彭林等 SQL Server 2008 金典教程 北京 : 人民邮电出版社,2014 ( 二 ) 相关网络资源 中国人民大学国家级 数据库系统概论 精品课程网站 : 计算机技术学习网站 : 46

48 计算机组成原理 1 课程教学大纲 一 课程属性简介 课程编码 : 课程类别 : 基础教育 课程中文名称 : 计算机组成原理 课程英文名称 :Computer Organization Principles 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 56/3.5 总学时 / 学分 : 64/4 实验学时 / 学分 : 8/0.5 课内实践 / 学分 : 0 开课单位 : 计算机科学系开课学期 : 5 计算机科学与技术专业 计算机科学与技术专业 ( 卓越计划复合应用型 ) 适用专业及类型 : 软件工程 网络工程 信息管理先修课程 : 计算机导论 电子技术 主撰人 : 卜永波主审人 : 罗小玲制定时间 : 2017 年 6 月 10 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 计算机组成原理 是计算机专业的一门主干课程, 从课程的地位来说, 它在专业基础课和专业课之间起着承上启下的作用 其任务是使学生对计算机的内部结构 功能部件 功能特征 性能以及交互方式全面掌握, 通过本课程的学习和课程配套的系列实验之后, 学生不应当把计算机看着一个执行程序的黑匣子, 可以从计算机的组成原理和系统结构角度, 完整说明计算机的工作过程, 并能根据计算机的特征编写出更加高效的程序, 为后继课程的学习奠定组成与结构的整机硬件工作的基础 ( 二 ) 课程教学目标 通过本课程的教学应实现以下目标 : 了解计算机硬件 软件 计算机主要部件的基本概念 ; 熟悉总线的概念 特性和几种常用的总线标准 ; 几种基本的信息交换方式和常用的输入输出系统及设备的工作原理 掌握计算机中各种数据的表示方法, 运算器的功能 组成和工作原理 ; 广泛使用的各类半导体存储器的工作原理和特性 主存储器系统的设计 多级存储器层次结构 ;CPU 的组成 CPU 各个部件在计算机运行过程中的作用 如何实现各条指令的功能 ; 指令的格式 常见的寻址方式和指令的主要类型 三 课程教学内容与教学安排 47

49 由于理论课讲授内容广泛, 信息量大, 所以在教学中采用混合式教学模式, 以达到良好的效果 ( 一 ) 教学内容及学时分配表 表 1 课程内容与课时分配 序号 主要知识单元 学时分配理论实验习题实习讨论 1 计算机系统概论 计算机的逻辑部件 运算方法和运算部件 主存储器 存储系统 辅助存储器 指令系统 中央处理器 输入输出设备 输入输出系统 总复习 合计 注 : 学时分配 涉及的项目根据教学实际进行设置 调整 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 计算机系统概论 计算机硬件系统基本组成与特点, 计算机系统的层次结构, 计算机的发展史 (1) 重点 : 计算机组成的框架 (2) 难点 : 计算机的工作过程 (1) 了解计算机系统的层次结构和发展史 (2) 理解各部件的功能 (3) 掌握计算机硬件系统的基本组成, 主要知识单元 2 计算机的逻辑部件 逻辑函数的运算, 逻辑门的实现, 常用的组合逻辑电路和时序逻辑电路 (1) 重点 : 时序逻辑电路 (2) 难点 : 时序逻辑电路 (1) 了解国际流行的美国 SN74181 型四位 ALU 集成电路的原理 (2) 理解组合逻辑部件并行加法器的实现 (3) 掌握常用的组合逻辑电路主要知识单元 3 运算方法和运算部件 48

50 数据的表示方法和转换, 二进制的加, 减, 乘, 除法的各种运算方法, 浮点数的四则运算 (1) 重点 : 有符号数 无符号数 定点数和浮点数的各种表示 移位 定点补码加减运算 定点补码乘法 定点补码加减交替除法 (2) 难点 : 数据乘法和除法的运算方法 乘法器和除法器的结构原理 以及纠错码的编码 (1) 了解阵列乘法器 基本 (2) 理解二进制的定点原码的一位乘法, 定点补码一位乘法运算, 以及逻辑实现 ; 定点原码一位的除法运算 : 恢复余数法和加减交替法 ; 数据的各种表示方法二进制, 十进制等的表示和转换 (3) 掌握带符号的二进制数据在计算机中的表示方法原码, 补码, 反码, 移码, 定点数, 浮点数, 以及相应的加减法运算 ; 定点数原码的两位乘法原理, 定点数补码的两位乘法原理并会运算 ; 浮点数的加减法运算步骤和计算题目 ; 奇偶校验码, 循环冗余校验码的原理和运算 ; 海明校验码的原理和运算 主要知识单元 4 主存储器 主存储器的地位, 分类, 主要技术指标, 基本操作, 存储器的工作原理, 组成与控制 (1) 重点 : 主存储器的原理 CPU 与存储器的连接 (2) 难点 : 存储器芯片的原理和工作时序, 主存的容量扩展技术 (1) 了解多体交叉存储器原理 (2) 理解半导体存储器多种存储原理, 及其发展 (3) 掌握半导体存储器的组成与控制, 会实现存储器的扩充 主要知识单元 5 存储系统 指令系统的发展, 格式, 数据表示, 寻址方式, 类型, 及其它的发展方向 (1) 重点 : 寻址方式 指令格式设计 (2) 难点 : 寻址方法的应用 指令操作码的扩展编码技术以及精简指令系统的概念和特征 (1) 了解 RISC 与 CISC, (2) 理解数据表示, 寻址方式, 指令格式, 指令类型 (3) 掌握灵活地设计给定条件 ( 寻址方式, 指令长度等 ) 的机器的指令系统 主要知识单元 6 辅助存储器 计算机的硬件系统, 微程序控制计算机的基本工作原理, 微程序设计技术, 硬布线控制的计算机, 控制器的控制方式, 流水线的工作原理 (1) 重点 : 组合逻辑设计及微程序设计的思想及其工作原理 (2) 难点 : 组合逻辑设计及微程序设计的思想及其工作原理 (1) 了解微程序控制与硬布线控制的不同 掌握控制器的功能, 组成 (2) 理解硬布线控制的时序与节拍, 控制信号的产生, 组成 ; 流水线工作原理, 会计算流水线的相关的性能值 49

51 (3) 掌握处理器的指令的执行过程 ; 微程序控制的基本概念, 基本原理, 时序信号及工作脉冲的形成 ; 微程序设计技术 : 微指令的编译法, 微程序流的控制, 微指令的格式 主要知识单元 7 指令系统 存储系统的层次结构, 性能指标, 高速缓冲存储器, 虚拟存储器, 相联存储器, 存储保护 (1) 重点 :Cache- 主存地址映射 (2) 难点 :Cache- 主存地址映射 (1) 了解相联存储器 (2) 理解虚拟存储器的页式, 段式, 段页式管理的原理, 会计算相应的命中率 (3) 掌握高速缓冲存储器的原理, 各种映像 ( 组相联, 直接, 全相联 ), 会计算访问命中率 主要知识单元 8 中央处理器 辅助存储器的类型和各主要辅助存储器的工作原理 (1) 重点 : 循环冗余校验码 (2) 难点 : 辅助存储器的读写原理 (1) 了解磁带 光盘存储器的工作原理 (2) 理解磁表面存储器的种类和技术指标 (3) 掌握磁盘存储器的工作原理 主要知识单元 9 输入输出设备 计算机输入输出设备的基本原理和性能指标,CPU 与外围设备交换数据的方式 触摸屏 条形码的基本原理 (1) 了解常用输入输出设备的性能指标 (2) 理解 CPU 与外围设备交换数据的方式 (3) 掌握常用输入输出设备的基本工作原理 主要知识单元 10 输入输出系统 计算机输入输出系统的基本功能和原理数据传输的控制方式 中断的概念 DMA 以及输入输出通道的原理, 总线的基本概念 总线的类型 总线控制器和总线接口的结构原理 (1) 重点 : 中断的概念与过程 DMA 以及通道方式的概念及其工作过程 (2) 难点 : 总线的判优控制 (1) 了解总线的裁决方式和总线的同步方式 (2) 理解总线在计算机系统中的作用 掌握 (3) 掌握计算机输入输出系统的基本功能和原理 ; 数据传输的控制方式 中断的概念 DMA 以及输入输出通道的原理 ; 总线的基本概念 总线的类型 总线控制器和总线接口的结构原理 四 实验教学环节 50

52 ( 一 ) 实验条件 表 2 实验主要设备和台件数 序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注 1 运算器 TD CMA 实验教学系统 1 2 存储系统 TD CMA 实验教学系统 1 3 简单模型计算机 TD CMA 实验教学系统 1 4 输入输出系统 TD CMA 实验教学系统 1 ( 二 ) 实验项目 表 3 实验项目 内容及要求 序号实验项目实验内容教学目标 1 运算器 2 存储器 3 4 简单模型计算机 输入输出系统 ( 三 ) 实验报告 选择运算器要完成的多项运算功能, 包括数据来源, 运算功能, 结果保存等, 通过查看数据通路图及指示灯检查运行结果及特征标志 指定存储器的地址完成数据的写入及读出, 通过查看数据通路图及指示灯检查运行结果, 理解存储器的访问 定义五条机器指令, 编写相应的微程序, 并上机调试掌握整机概念 设计具备有类 X86 的中断功能的模型计算机, 当外部中断请求有效 CPU 允许中断, 且在一条指令执行完时,CPU 将响应中断 实验报告内容要体现如下三点 : (1) 每组同学使用随机想到的数据 ; (1) 了解运算器的组成结构 ; (2) 熟悉运算器的设计方法 ; (3) 掌握运算器的工作原理 ; 运算器的控制与使用 (1) 了解计算机内存储器的功能 ; (2) 熟悉计算机内存储器的组成 ; (3) 掌握静态存储器芯片的读写原理和用他们组成教学计算机存储器系统的方法, 控制其运行的方式 (1) 了解指令执行过程 ; (2) 熟悉一个简单 CPU 的组成原理 ; (3) 掌握模型计算机的工作原理及设计过程 (1) 了解中断原理 ; (2) 熟悉中断响应流程 ; (3) 掌握 8259 中断控制器原理及其应用编程 (2) 用手机拍照记录实验数据, 录像记录运行过程 ; 截图附到实验报告中 (3) 对实验原理 实验步骤简明扼要进行总结, 对实验数据和实验现象进行分析与评价 ( 四 ) 实验考核与成绩评定 根据实际操作情况和实验报告进行实验评分 实验总评成绩 = 实际操作情况 70%+ 实验报告 30% 五 课程考核与成绩评定 51

53 ( 一 ) 考核方式 : 笔试, 闭卷 ( 二 ) 成绩评定课程总评成绩 = 考试成绩 60%+ 实验成绩 20%+ 平时测试成绩 20% 表 4 平时测试及权重 平时考核类型 在线测试 1 在线测试 2 在线测试 3 在线测试 4 在线测试 5 权重 (%) 表 5 试题类型及权重 试题类型 选择题 填空题 判断题 计算机题 权重 (%) 六 推荐教材 参考书及网络资源 ( 一 ) 教材 1. 王爱英 计算机组成与结构 北京 : 清华大学出版社,2013( 第五版 ) ( 二 ) 参考书 1. 唐朔飞 计算机组成原理 高等教育出版社,2008.1( 第二版 ) 2. 蒋本珊 计算机组成原理 清华大学出版社, William Stallings 著彭蔓蔓吴强任小西译 计算机组成与体系结构性能设计 机械工业出版社,2011.6( 第八版 ) 4. 唐朔飞 计算机组成原理 : 学习指导与习题解答 高等教育出版社, ( 第 2 版 ) 5. 王爱英 计算机组成与结构 ( 第五版 ) 习题详解 实验和 CPU 设计指导 清华大学出版社, 2014( 第一版 ) 6. 陈琳琳 计算机组成原理答疑解惑与典型题解 北京邮电大学出版社, ( 三 ) 课程学习网址 52

54 计算机网络 1 课程教学大纲 一 课程基本属性 课程编码 : 课程类别 : 基础教育 课程中文名称 : 计算机网络 课程英文名称 :Computer Network 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 56 学时 /3.5 学分 总学时 / 学分 : 64 学时 /4 学分 实验学时 / 学分 : 8 学时 /0.5 学分 课内实践学时 / 学分 : 学时 / 学分 开课单位 : 计算机与信息工程学院开设学期 : 5 计算机科学与技术专业 ( 复合应用型 ) 信息管理与信息系统专业( 复合应适用专业及类型 : 用型 ) 软件工程专业( 复合应用型 ) 网络工程专业( 复合应用型 ) 物联网工程专业 ( 复合应用型 ) 先修课程 : 数据结构 通信原理 计算机组成原理 主撰人 : 李宏慧主审人 : 白云莉制定时间 : 2017 年 6 月 12 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 计算机网络是计算机类专业的重要专业必修课, 是后续的网络安全 WEB 编程技术 网络编程技术等课程的必要基础 通过本课程的学习使学生对计算机网络从整体上有一个较清晰的了解, 掌握因特网的基本概念和实用技术 ; 了解网络新技术的新发展 ; 为今后从事计算机网络方面的研究和实际工作打下一定的网络理论和实际工作基础 ( 二 ) 课程教学目标 通过本课程的学习应实现如下目标 : 了解计算机网络发展史,OSI 模型以及 TCP/IP 模型 熟悉物理层工作原理, 无线网络传输原理 掌握计算机网络的体系结构和工作原理, 数据链路层 网络层及传输层的工作原理, 网络互连和因特网的有关概念 协议及其应用 三 教学内容与基本要求 ( 一 ) 课程内容与课时分配 53

55 表 1 课程内容与课时分配 序号 主要知识单元 学时分配理论实验小计 1 概述 物理层 数据链路层 网络层 运输层 应用层 网络安全 无线网络和移动网络 2 2 合计 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 概述 计算机网络在信息时代的作用, 因特网的概述和组成, 计算机网络的类别, 计算机网络的性能, 计算机网络的体系结构 (1) 教学重点 : 计算机网络的主要性能指标, 分层次的计算机体系结构 服务与协议和服务访问点 (2) 教学难点 : 计算机网络的主要性能指标, 分层次的计算机体系结构 服务与协议和服务访问点 (1) 了解计算机网络在信息时代中的作用 ; 几种不同的分类方法 ; 计算机网络的发展过程 ; 分组交换的产生 ; 因特网的标准化工作, 计算机网络在我国的发展等 (2) 熟悉计算机网络体系结构分层概念 (3) 掌握计算机网络体系结构, 带宽 时延 时延带宽积和往返时延的概念, 计算机网络的不同定义 主要知识单元 2 物理层 物理层的基本概念, 数据通信的基础知识, 物理层下面的传输媒体, 信道复用技术, 数字传输系统, 宽带接入技术 (1) 教学重点 : 数据通信的基础知识, 信道复用技术 (2) 教学难点 : 信道复用技术 (1) 了解数据通信系统的模型, 宽带接入技术 (2) 熟悉有关信道的几个基本概念, 基本的有线介质和无线介质的传输特性 (3) 掌握数据通信的基础知识, 信道复用技术 主要知识单元 3 数据链路层 使用点对点信道的数据链路层, 点对点协议 PPP, 使用广播信道的数据链路层, 使用广播信道的以太网, 扩展的以太网, 高速以太网 54

56 (1) 教学重点 : 点对点协议 PPP,CSMA/CD 协议, 以太网的 MAC 层 (2) 教学难点 : 点对点协议 PPP,CSMA/CD 协议, 以太网的 MAC 层 (1) 了解高速以太网 (2) 熟悉以太网信道利用率 (3) 掌握数据链路层的基本概念及其功能, 点对点协议 PPP, 局域网的数据链路层 ;CSMA/CD 协议, 扩展以太网的基本技术 主要知识单元 4 网络层 网络层提供的两种服务, 网际协议 IP, 划分子网和构造超网, 网际控制报文协议 ICMP, 因特网的路由选择协议, 路由器的构成,IPV6,IP 多播, 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT, 多协议标记交换 MPLS (1) 教学重点 :IP 协议, 划分子网和构造超网, 路由协议,IPv6 (2) 教学难点 :IP 协议, 划分子网和构造超网, 路由协议,MPLS (1) 了解 IP 多播的基本原理, 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT 的原理,MPLS 的工作原理 (2) 熟悉网际控制报文协议 ICMP (3) 掌握网际协议 IP 如何划分子网和构造超网, 路由协议的基本概念, 内部网关协议 RIP OSPF 和外部网关协议 BGP,IPv6 的首部格式,IPv6 的地址空间 主要知识单元 5 运输层 运输层协议概述, 用户数据报协议 UDP, 传输控制协议 TCP, 可靠传输的工作原理,TCP 的流量控制和拥塞控制,TCP 的运输连接管理 (1) 教学重点 :TCP 首部格式,TCP 可靠传输的实现 (2) 教学难点 :TCP 首部格式,TCP 可靠传输的实现 (1) 了解 TCP 拥塞流量控制 (2) 熟悉可靠传输的工作原理,TCP 可靠传输的实现,TCP 流量控制 (3) 掌握 UDP 协议 TCP 协议, 掌握 TCP 报文段首部格式, TCP 的流量控制和拥塞控制, TCP 的运输连接管理 主要知识单元 6 应用层 域名系统 DNS, 文件传送协议, 远程终端协议 TELNET, 电子邮件, 万维网 WWW, 简单网络管理协议 SNMP, 动态主机配置协议 DHCP (1) 教学重点 :DNS 协议, 电子邮件协议,DHCP 协议, 万维网 WWW (2) 教学难点 :DNS 协议, 电子邮件协议,DHCP 协议, 万维网 WWW (1) 了解 SNMP 协议 (2) 熟悉 DNS FTP TELNET WWW 协议, 电子邮件协议和动态主机配置协议 DHCP 主要知识单元 7 网络安全 网络安全问题概述, 两类密码体制, 数字签名, 鉴别, 密钥分配, 因特网使用 55

57 的安全协议, 系统安全 : 防火墙与入侵检测 (1) 教学重点 : 网络安全, 数字签名, 鉴别 (2) 教学难点 : 网络安全, 数字签名, 鉴别 (1) 了解两类密码体制, 数字签名, 鉴别, 密匙分配, 因特网的安全协议, 防火墙技术 (2) 熟悉什么是网络安全 主要知识单元 8 无线网络和移动网络 无线局域网 WLAN, 蜂窝移动通信网 (1) 教学重点 : 无线局域网的组成, 无线局域网 MAC 层协议及 MAC 帧, 移动 IP (2) 教学难点 : 无线局域网 MAC 层协议 CSMA/CA 的原理, 移动用户的路由选择 (1) 了解蜂窝移动通信网中对移动用户的路由选择 (2) 掌握无线局域网的组成 ; 局域网的物理层 MAC 层协议的基本原理, 移动 IP 四 实验实习实训等教学环节 ( 一 ) 实验条件 表 2 实验主要设备和台件数 序号实验项目主要设备名称每组应配台件数备注 1 双绞线制作实验 RJ45 头 非屏蔽双绞线 (1 米 ) RJ45 压线钳 打线钳 双绞线测线器 6 个 RJ45 头, 三条非屏蔽双绞线 (1 米 ), 一套 RJ45 压线钳, 一套打线钳, 一套双绞线测线器 6 台 PC 机, 6 套中软吉大 2 地址解析协议 ARP PC 机, 中软吉大计算机网络实验平台计算机网络实验平台 3 网际协议 IP PC 机, 中软吉大计算机网 2 台 PC 机, 6 套中软吉大络实验平台计算机网络实验平台 4 路由器基本配置实验 路由器 交换机 PC 机 3 台交换机,6 台 PC 机 5 路由器综合配置实验路由器 交换机 PC 机 3 台交换机,6 台 PC 机 6 TCP 协议和应用层协议分析 ( 二 ) 实验项目 中软吉大计算机网络实验平台 一套中软吉大计算机网络实验平台 从 6 个实验项目中选做 4 个实验 56

58 表 3 实验项目 内容及要求 序号实验项目实验内容教学目标 双绞线制作实验 地址解析协议 ARP 网际协议 IP 路由器基本配置实验 路由器综合配置实验 TCP 协议和应用层协议分析 ( 三 ) 实验报告 (1) 制作直通双绞线 ; (2) 制作交叉双绞线 ; (3) 制作全反线序的双绞线 (1) 主机 B 启动静态路由服务 ; (2) 主机 A B C D E F 在命令行下运行 arp -a 命令, 察看 ARP 高速缓存表 ; (3) 主机 A B C D 启动协议分析器, 打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件 ( 提取 ARP ICMP); (4) 主机 A B C D 在命令行下运行 arp -d 命令, 清空 ARP 高速缓存 ; (5) 主机 A ping 主机 D; 主机 A B C D 停止捕获数据, 并立即在命令行下运行 arp -a 命令察看 ARP 高速缓存 (1) 主机 A 启动仿真编辑器, 编辑一个 IP 数据报 ; (2) 在主机 B( 两块网卡分别打开两个捕获窗口 ) E 上启动协议分析器, 设置过滤条件 ( 提取 IP 协议 ), 开始捕获数据 (1) 练习实现路由器的基本配置的常用命令 ; (2) 设置动态路由 ; (3) 查看路由表 ; (4) 配置并理解 RIP 协议 (1) 路由器的基本配置及常用命令 ; (2) 设置动态路由 ; (3) 查看路由表 ; (4) 配置并理解 RIP 协议 (1) 分析 TCP 协议 ; (2) 分析 HTTP 协议 ; (3) 分析 FTP 协议 (1) 熟悉双绞线的水平线缆的制作方法 ; (2) 掌握直通 交叉和全反线序的双绞线的制作方法 (1) 熟悉 ARP 高速缓存的作用 ; (2) 掌握 ARP 协议的报文格式, ARP 协议的工作原理 (1) 熟悉特殊 IP 地址的含义, IP 分片过程 (2) 掌握 IP 数据报的报文格式, IP 校验和计算方法, 子网掩码和路由转发 (1) 熟悉路由器的基本配置及常用命令, 能配置并熟悉 RIP 协议 ; (2) 掌握设置动态路由, 查看路由表 (1) 熟悉设置动态路由, 路由器的基本配置及常用命令, 查看路由表 ; (2) 掌握 RIP 协议及配置 (1) 熟悉 TCP 协议 HTTP 协议 FTP 协议的原理, 利用协议分析软件获取数据 ; (2) 掌握 TCP 协议 HTTP 协议 FTP 协议 每个实验均要求书写实验报告, 实验报告内容包括 : 实验名称 实验目的 实验内容 实验步 骤 实验结果, 以及分析等 ( 四 ) 实验考核与成绩评定 1. 考核方式 : 考查 2. 成绩评定 : 实验总评成绩 = 考勤成绩 + 实验现场操作成绩 + 实验报告 五 课程考核与成绩评定 ( 一 ) 考核方式 : 考试 ; 笔试 ; 闭卷 57

59 ( 二 ) 成绩评定 课程总评成绩 = 平时成绩 ( 包括出勤 实验 ) 30%+ 期末试卷成绩 70% 表 4 平时考核方式及权重 平时考核类型 出勤 实验 权重 (%) 表 5 试题类型及权重 试题类型 选择题 填空题 判断题 简答题 综合题 权重 (%) 六 推荐教材 参考书及网络资源 ( 一 ) 教材与参考书 教材 : 1. 谢希仁 计算机网络 北京 : 电子工业出版社,2017.1( 第七版 ) 参考书 : 1. 吴功宜 计算机网络 北京 : 清华大学出版社,2011.6( 第三版 ) 2. 安淑芝等 计算机网络 北京 : 中国铁道出版社, ( 第三版 ) 3. 库罗斯 ( 美 ) 计算机网络 : 自顶向下方法 ( 英文版 ) 北京 : 高等教育出版社, 库罗斯著, 陈鸣等译 计算机网络 : 自顶向下方法 北京 : 电子工业出版社,2009.1( 原书第 4 版 ) ( 二 ) 相关网络资源 精品课程 计算机网络, 58

60 操作系统原理 1 课程教学大纲 一 课程基本属性 课程编码 : 课程类别 : 专业基础教育 课程中文名称 : 操作系统原理 课程英文名称 :Operating System Principle 课程性质 : 核心课程 讲课学时 / 学分 : 48 学时 /3 学分 总学时 / 学分 : 48 学时 /3 学分 实验学时 / 学分 : 学时 / 学分 课内实践学时 / 学分 : 学时 / 学分 开课单位 : 计算机与信息工程学院开设学期 : 5 网络工程 ( 复合应用型 ) 软件工程( 复合应用型 ) 计算机科学与技术( 复适用专业及类型 : 合应用型 ) 信息管理与信息系统( 复合应用型 ) 物联网工程( 复合应用型 ) 先修课程 :C++ 语言程序设计 数据结构 计算机组成原理 主撰人 : 付维娜主审人 : 白云莉制定时间 : 2017 年 6 月 12 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 操作系统课程主要介绍操作系统的设计方法和实现技术, 讲授众多操作系统的设计精髓及操作系统最新技术 包括操作系统各组成部分的讲述, 互斥性 并发与同步性, 处理器实现, 调度算法, 存储管理, 设备管理, 文件系统, 安全与保护等 操作系统原理是计算机科学与技术 网络工程 软件工程 信息管理专业的专业基础核心课程之一 其基本概念和基本理论是后续课程高级操作系统原理和 Linux 操作系统管理等课程的必要基础 ( 二 ) 课程教学目标 培养学生理解和掌握计算机操作系统的基本概念 原理 技术和方法 ; 具有剖析 设计 开发和构造现代操作系统的基本能力 ; 深入理解操作系统在计算机系统中的地位及作用, 及它与硬件和其他软件间的关系 ; 熟悉操作系统控制和管理整个计算机系统执行的全过程, 建立起以操作系统为中心的计算机系统的系统性认识和整体性把握 通过本课程的学习, 要求学生掌握操作系统设计方法与实现技术, 能够运用所学操作系统知识分析问题和解决问题 三 教学内容与基本要求 ( 一 ) 课程内容与课时分配 59

61 表 1 课程内容与课时分配 章次 主要知识单元 学时分配理论习题小计 1 操作系统引论 进程管理 处理机调度与死锁 存储器管理 虚拟存储器 设备管理 文件管理 2 2 合 计 ( 二 ) 教学基本要求 主要知识单元 1 操作系统引论 (1) 操作系统的目标和作用 ; (2) 操作系统的发展过程 ; (3) 操作系统的基本特征 ; (4) 操作系统的主要功能 ; (5) 操作系统的结构设计 (1) 教学重点 : 操作系统的基本特性 操作系统的主要功能 (2) 教学难点 : 理解操作系统的四个特性 (1) 了解微机操作系统的发展 现代操作系统的新功能 OS 结构设计等 (2) 理解推动操作系统发展的动力 操作系统的主要功能 ; (3) 掌握操作系统的目标和作用 操作系统的基本特性 ; 主要知识单元 2 进程管理 (1) 前趋图和程序执行 ; (2) 进程的描述 ; (3) 进程控制 ; (4) 线程的基本概念 ; (5) 进程同步的基本概念 ; (6) 信号量机制 ; (7) 经典进程同步问题 ; (8) 管程机制和进程通信 (1) 教学重点 : 进程的状态和转换 ; 进程同步的方法和应用 ; 经典的进程同步问题的解决方法 (2) 教学难点 : 运用进程同步机制解决进程同步问题 60

62 (1) 了解线程的状态 线程控制块 线程的实现和线程的创建 终止 ; (2) 理解程序的顺序执行和并发执行的区别和结果 ; 进程的状态转换 ; 进程阻塞的主动性 ; 进程挂起 激活的缘由 ; 理解进程同步中信号量机制的发展历程 ; (3) 掌握前趋图的表示方法 ; 进程的定义 特征 结构 基本状态和各状态之间的转换 ; 进程同步的概念和各种同步方式 ; 三种经典的进程同步问题 ; 进程通信的类型和实现方式 ; 线程和进程的区别与联系 ; (4) 综合运用进程同步的方法和机制解决经典的进程同步问题 主要知识单元 3 处理机调度与死锁 (1) 调度的类型和模型 ; (2) 调度算法 ; (3) 实时系统中的调度 ; (4) 多处理机调度 ; (5) 死锁的基本概念 ; (6) 死锁的预防和避免 ; (7) 死锁的检测和解除 (1) 教学重点 : 进程调度 作业调度 实时调度的算法工作机制和分析 ; 死锁产生的原因和条件 ; 死锁的预防和避免 (2) 教学难点 : 利用银行家算法解决死锁问题 (1) 了解优先级倒置现象产生的原因 ; 死锁的检测和解除 ; (2) 理解各种调度算法的工作机制 ; 死锁产生的原因 ; 处理死锁的思路和方法 ; 系统的安全状态 ; 银行家算法的处理思路和过程 ; (3) 掌握作业调度 进程调度的定义及常规的调度算法 ; 实时调度的条件和常用算法 ; 死锁问题的原因和处理方法 ; (4) 分析各种算法的性能 ( 结合具体的数据 ), 如周转时间 平均周转时间 带权周转时间 平均带权周转时间等 ; (5) 综合运用银行家算法进行资源分配决策 主要知识单元 4 存储器管理 (1) 程序的装入和链接 ; (2) 连续分配存储管理方式 ; (3) 对换 ; (4) 分页存储管理方式 ; (5) 分段存储管理方式 ; (6) 段页式存储管理方式 ; (1) 教学重点 : 动态分区分配的算法 ; 分页存储和分段存储的基本原理 地址变换机构 地址变换过程 逻辑地址向物理地址转换的计算 (2) 教学难点 : 分页存储 分段存储和段页式存储管理方式的地址变换过程 ; 两级和多级页表 61

63 (1) 了解存储器的层次结构 ; 程序的装入和链接 ; (2) 理解连续分配存储管理方式的发展过程 ; 理解动态分配的各种分配和回收算法 ; 对换的需求 对换空间的管理 ; 引入分页存储和分段存储的原因 ; 分页存储 分段存储和段页式存储的基本原理 地址变换机构和变换过程 ; 引入快表的原因分析及效果 ; (3) 掌握各种连续分配存储管理方式及其所涉及的分配和回收算法 ; 对换 ; 分页存储管理方式 ; 分段存储管理方式 ; (4) 分析给定逻辑地址转换成物理地址的计算 主要知识单元 5 虚拟存储器 (1) 虚拟存储器的基本概念 ; (2) 请求分页存储管理方式 ; (3) 页面置换算法 ; (4) 请求分页系统的性能分析 ; (5) 请求分段存储管理方式 (1) 教学重点 : 虚拟存储器的定义和特征 ; 请求分页存储管理方式的工作原理 ; 页面置换算法 ; 抖动现象和工作集 (2) 教学难点 : 最佳页面置换算法 ; 先进先出置换算法 ; 最近最久未使用和最少使用置换算法 ;Clock 置换算法 ; 页面缓冲置换算法 (1) 了解常规存储管理方式的特征 ; 请求分页存储和请求分段存储管理方式的硬件支持 ; 分段的共享和保护 ; (2) 理解局部性原理 ; 请求分页与基本分页 请求分段与基本分段的区别与联系 ; (3) 掌握虚拟存储器的定义和特征 ; 请求分页存储管理方式的硬件支持 调入策略 ; 最佳页面置换算法 ; 先进先出置换算法 ; 最近最久未使用和最少使用置换算法 ;Clock 置换算法 ; 页面缓冲置换算法 ; 抖动现象及预防 ; 工作集 ; 请求分段存储管理方式的原理和硬件支持 ; (4) 分析访问内存的有效时间 ; 根据各种算法工作机制在实际问题中分析缺页率 主要知识单元 6 设备管理 (1)I/O 系统的组成 ; (2)I/O 控制方式 ; (3) 缓冲管理 ; (4) 设备分配 ; (5) 设备处理 ; (6) 磁盘存储器管理 (1) 教学重点 : 设备无关软件的思想 ;Spooling 系统 ; 假脱机打印机系统 ; 环形缓冲区的管理 ; 基于扫描的磁盘调度算法 ; (2) 教学难点 : 设备无关软件的思想 ;Spooling 系统 ; 假脱机打印机系统 环形缓冲区的管理 (1) 了解 IO 系统的层次结构和模型和接口 ; 62

64 (2) 理解与设备无关软件的概念 ; 设备分配过程 ; 假脱机打印机系统 ; 影响磁盘性能的因素 ; 磁盘调度算法 ; (3) 掌握设备无关软件的概念 ;Spooling 系统 ; 缓冲区的引入 分类和管理 磁盘调度算法 ; (4) 综合运用磁盘调度算法解决实际调度问题 主要知识单元 7 文件管理 (1) 文件和文件系统 ; (2) 文件的逻辑结构 ; (3) 外存分配方式 ; (4) 目录管理 ; (5) 文件存储空间的管理 ; (6) 文件共享与文件保护 (1) 教学重点 : 文件的基本概念和逻辑结构 (2) 教学难点 : 文件的逻辑结构 (1) 了解文件目录的概念 结构和查询技术 (2) 掌握文件的基本概念和逻辑结构 ; 四 课程考核与成绩评定 ( 一 ) 考核方式 : 考试 ; 笔试 ; 闭卷 ( 二 ) 成绩评定 : 课程总评成绩包括平时成绩和期末考试成绩两部分 课程总评成绩 = 平时成绩 40%+ 期末考试成绩 60% 表 2 平时考核方式及权重举例 平时考核类型 出勤 课堂提问 作业 权重 (%) 25% 25% 50% 表 3 试题类型及权重举例 试题类型 填空题 选择题 判断题 简答题 综合题 权重 (%) 10% 20% 10% 40% 20% 五 推荐教材 参考书及网络资源 教材与参考书 教材 : 1. 汤小丹, 梁红兵等 计算机操作系统 ( 第四版 ) 西安 : 西安电子科技大学出版社, 参考书 : 63

65 1. 汤小丹, 梁红兵等 计算机操作系统 ( 第四版 ) 学习指导与题解 西安 : 西安电子科技大学出版社, Abraham Silberschatz,Peter Galvin,Greg Gagne APPLIED OPERATING SYSYTEM CONCEPTS 实用操作系统概念 ( 影印版 ) 北京 : 高等教育出版社, 张尧学 计算机操作系统教程 ( 第四版 ) 习题解答与实验指导 北京 : 清华大学出版社, 斯托林斯著, 陈向群等译 操作系统 : 精髓与设计原理 ( 原书第 6 版 ) 北京 : 机械工业出版社, 庞丽萍, 阳富民 计算机操作系统 北京 : 人民邮电出版社,

66 操作系统原理 1 课程设计 课程教学大纲 一 课程基本属性 实验课程编码 : 实验课程类别 : 专业基础教育 实验课程中文名称 : 操作系统原理课程设计 Course Design of Operation 实验课程英文名称 : System Principle 实验课程性质 : 核心课程实践 总学时 / 学分 : 32 学时 /1 学分实验学时 / 学分 : 32 学时 /1 学分 开课单位 : 计算机与信息工程学院开设学期 : 5 网络工程 ( 复合应用型 ) 软件工程( 复合应用型 ) 计算机科学与技术( 复合适用专业及类型 : 应用型 ) 信息管理与信息系统( 复合应用型 ) 物联网工程( 复合应用型 ) 先修课程 :C++ 语言程序设计 数据结构 计算机组成原理 操作系统原理 主撰人 : 付维娜主审人 : 白云莉制定时间 : 2017 年 6 月 12 日 二 课程简介与教学目标 ( 一 ) 课程简介 本门课程是 操作系统原理 课程的配套专业实践环节 本课程在操作系统理论学习的基础上, 通过实践加深学生对操作系统基本概念 工作原理 典型技术 流行实例的深透理解, 特别是能够培养学生基于系统观的全面思考能力 同时从实验内容的深度和广度上有层级的安排教学内容, 以适应不同层次的学生的学习需求 ( 二 ) 教学目标 采用某种程序设计语言, 设计开发一个程序, 要求具备操作系统特定功能模块的仿真, 如进程调度 存储器管理 文件及设备管理等相关内容 通过课程设计应实现以下目标 : 了解利用软件开发环境独立编程 调试和分析程序运行情况的方法, 逐渐形成创新思维和从事系统软件的研究和开发能力 熟悉操作系统的基本概念和基础知识 主要功能模块的工作原理及其实现算法 掌握软件模块设计技能 三 实验项目与学时分配 65

67 表 1 实验项目与学时分配表 序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求 1 进程同步 32 专业基础类 设计性 处理机调度 32 专业基础类设计性 存储器管理 32 专业基础类设计性 1-4 四选一 4 设备管理 32 专业基础类 设计性 1-4 合计 32 四 实验条件 表 2 实验主要设备和台件数 序号 实验项目 设备名称 每组应配台件数 备注 1 进程同步 微型计算机 1-4 台 每人一台 2 处理机调度 微型计算机 1-4 台 每人一台 3 存储器管理 微型计算机 1-4 台 每人一台 4 设备管理 微型计算机 1-4 台 每人一台 五 实验内容及要求 实验项目一进程同步 ( 实验内容三选一 ) 1. 实验内容 (1) 模拟多进程的生产者 - 消费者问题 (2) 模拟多进程的读者 - 写者问题 (3) 模拟哲学家就餐问题 2. 目的要求 (1) 掌握进程同步的 PV 原语使用方法 ; 进程同步问题的分析方法 ; 使用高级程序设计语言模拟具体算法实现进程同步 3. 实验方法手段及其条件上机操作 实验项目二处理机调度 ( 实验内容五选一 ) 1. 实验内容 (1) 进程优先数调度算法 (2) 时间片轮转进程调度算法 (3) 多级反馈队列调度算法 (4) 死锁的避免 : 银行家算法模拟 (5) 死锁的检测 : 利用资源分配图检测死锁 2. 目的要求 (1) 了解通过模拟单处理机系统的进程调度系统, 单处理机系统的进程调度方法 ; (2) 掌握避免和解决进程死锁的方法 3. 实验方法手段及其条件 66

68 上机操作 实验项目三存储器管理 ( 实验内容七选一 ) 1. 实验内容 (1) 模拟动态分区的分配与回收 FF BF WF (2) 模拟基本分页存储管理方式中的地址转换和缺页中断 (3) 模拟基本分段存储管理方式中的地址转换和缺页中断 (4) 模拟段页式存储管理方式中的地址转换和缺页中断 (5) 模拟请求分页存储管理方式中的地址转换和缺页中断 (6) 模拟请求分段存储管理方式中的地址转换和缺页中断 (7) 模拟页面置换算法 Optimal(14),FIFO(15),LRU(16) 和 CLOCK(17) 算法 2. 目的要求 (1) 了解通过实现各种内存分配算法, 内存动态分区方法 ; (2) 熟悉通过模拟不同存储管理方式中的地址转换和缺页中断, 地址转换和缺页中断 ; (3) 掌握通过模拟页面置换算法, 了解虚拟存储技术的特点, 请求页式存储管理的页面置换算法 3. 实验方法手段及其条件上机操作 实验项目四设备管理 ( 实验内容七选一 ) 1. 实验内容 (1) 模拟 Spooling 系统输入输出过程 (2) 模拟磁盘调度 SSTF 和 SCAN 算法 2. 目的要求 (1) 了解 Spooling 技术 ; (2) 掌握通过模拟实现磁盘调度算法, 操作系统设备管理方法 3. 实验方法手段及其条件上机操作 六 实验报告 报告包含统一的封面 正文 参考文献和程序代码四个部分 完整的课程设计报告应在 A4 幅面的文字 10 页左右 正文应包含 : 设计题目 设计目标 ( 介绍所选的设计题目 ) 设计内容和步骤( 包含设计思想 主要数据结构 流程图 运行效果截图 出现的问题及解决办法 ), 设计总结 图示不宜过多, 这部分是课程设计的主体部分, 应有 A4 幅面的文字 5 页左右 参考文献附于正文之后, 格式标准统一 参考文献之后附程序代码 报告格式参照 OS 课程实验实施方案 中关于报告格式的具体要求 七 考核办法和成绩评定 1. 学生自由分组, 每组人数 1-4 人 67

69 2. 每组任选实验项目的一个完成, 不同组所选题目不能相同 3. 若一组人数超过 4 人或多个组选择相同题目, 则抽签决定, 未抽中者进行更改 完成课程设计后, 每组撰写一份课程设计报告 组内成员的最终成绩按照贡献不同在该组总成绩基础上乘以相应系数, 具体如下 : 组长课程成果及报告成绩 = 该组成绩 110%; 组员 1 课程成果及报告成绩 = 该组成绩 100%; 组员 2 课程成果及报告成绩 = 该组成绩 90%; 组员 3 课程成果及报告成绩 = 该组成绩 80%; 其中, 每发现一次缺勤 ( 以 2 学时为单位 ), 在最后总成绩上减去 2 分, 上不封顶 4. 每组成绩由设计成果成绩 课程报告成绩两部分组成 组长针对本组设计的选题 主要贡献 关键部分进行总结汇报 (PPT) 由教师考核组评定成绩 每组成绩分值比例如下: 每组成绩 = 设计成果成绩 70%+ 报告书写成绩 30% 其中, 课程设计成果成绩 = 选题难度 10%+ 设计质量 40%+ 整体工作量 30%+ 答辩情况 20% 该项由参与答辩的教师分别评分, 然后计算其平均分计为该组课程成绩 每组成绩组成如下图所示 : 操作系统课程设计每组成绩构成 28% 30% 70% 21% 7% 14% 课程报告成绩选题难度完成质量工作量答辩情况 八 推荐教材 参考书及网络资源 教材与参考书 教材 : 汤小丹, 梁红兵等 计算机操作系统 ( 第四版 ) 西安 : 西安电子科技大学出版社, 参考书 : 1. 汤小丹, 梁红兵等 计算机操作系统 ( 第四版 ) 学习指导与题解 西安 : 西安电子科技大学出版社, 张尧学 计算机操作系统教程 ( 第 4 版 ) 习题解答与实验指导 北京 : 清华大学出版社, Abraham Silberschatz,Peter Galvin, Greg Gagne APPLIED OPERATING SYSYTEM CONCEPTS 实用操作系统概念 ( 影印版 ) 北京 : 高等教育出版社, 王道论坛 2014 年操作系统联考复习指导 北京 : 电子工业出版社,