《计算机导论论文》doc版.doc

计算机导论论文系： 信息工程系 年级专业： 2011级计算机科学与技术 姓 名： 王正平 学 号： 1141302041 完成时间： 2013 年 6月 6日就目前而言，说计算机已经走进我们的生活，这一点也不为过。可以看到，从1946年的世界上第一台电子计算机ENIAC到如今功能先进的第四代计算机，这期间只不过隔了短短六十几年的时间，计算机领域就有了突飞猛进的发展。当今世界正在迈进信息时代，信息技术飞速的发展，而人们的生活和工作离不开对信息的需求，那就决定了人们的生活和工作基本上都离不开计算机的帮助。可以说计算机的发明是20世纪最卓越的成就之一，它的广泛应用极大地促进了生产了的发展，改善了人们的生活和学习方式。计算机专业的研究发展方向和前沿信息产业高速发展的时代，而信息发展的关键是拥有足够多的人才。拥有足够数量的，高素质的人才是实现信息化的保证和基础是信息化社会的基本特征之一，这就要求计算机人才具有较高的综合素质和创新能力。现在我们作为一名学生，或许还不是很了解计算机对当今社会的影响。但是我们以后走向工作岗位的时候，基本的计算机能力是必不可少的，我们在处理日常的工作的时候是离不开计算机的帮助的。计算机科学与技术这一门科学深深的吸引着我们这些同学们，在20世纪50年代和20世纪60年代，我国随着计算机研制工作和软件开发工作的发展，陆续培养了在计算机制造和维护中对计算机某一方面设备十分精通的专家，他们能准确地弄清楚磁芯存储器、磁鼓、运算器、控制器，以及整机线路中哪一部分有问题并进行修理和故障排除，能够编制出使用最少存储单元而运算速度很快的程序，对机器代码相当熟悉。但是，当容量小的磁芯存储器、磁鼓、速度慢的运算器械、控制器很快被集成电路替代时，当程序设计和软件开发广泛使用高级语言、软件开发工具和新型软件开发方法后，这批技术精湛的专家，除少量具有坚实的数学基础、在工作中已有针对性地将研究工作转向其他方向的人之外，相当一部分专家伴随着新技术的出现，在替代原有技术的发展过程中而被淘汰。因此，在计算机科学中，计算比实现计算的技术更重要。只有打下坚实的理论基础，特别是数学基础，学习计算机科学技术才能事半功倍，只有建立在高起点理论基础之上的计算机科学技术，才有巨大的潜力和发展前景。计算机基础知识的简要综述人类社会已经无法离开计算机，我们也应该对其有一定的认识。计算机的结构。在计算机基础课上，我们已经知道，现代计算机基本都是冯诺依曼式具有五大基本结构：运算器、控制器、储存器、输入设备、输出设备（运算器+控制器=CPU 、CPU+存储器=主机）。其中很容易看出CPU(控制器和运算器)是计算机的核心，从计算机的发展来看,运算是计算机的存在价值，运算器则是其大脑。这五大结构总的来说是计算机存在的物质基础。当这些物质基础有机结合在一起，再加上人类为其量身定作的软件系统就成了真正意义上的计算机。而所谓计算机软件系统就是计算机的思维。这种软件系统可以说是计算机硬件储存信息的形式，可以是我们平时常见的各种办公系统、拥护程序、操作程序、语言处理程序、诊断程序等，也可以是磁盘中磁针以“0”、“1”形式储存的信息。硬件系统就是大脑的记忆单元，存储软件系统所需的信息等。计算机就是一种按事先存储的程序，自动、高速的对数据进行输入、处理、输出和存储的装置。一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。计算机可以按照处理的对象和用途以及规模等不同的角度进行分类。计算机可以广泛的应用于科学计算，数据处理，实时控制，人工智能，计算机辅助和辅助教育，娱乐与游戏等领域。而所谓的计算机科学则是以计算机为对象的一门学科，它是一门研究范畴十分广泛，发展非常迅速的的新兴学科。其研究领域包括了计算机理论、硬件、软件、网络及应用等。在这些研究领域中，有的方面前人已经研究的比较透彻，需要我们在各后续课程中去学习，掌握和继承；有的方面则还不够成熟和完善，需要我们进一步去研究，完善和发展。计算机的五大物质基础加上人类为其量身打造的软件系统，就会产生相当惊人的奇迹，这种奇迹巨大的改变了我们的生产生活，大大推动了我们科技、文化、教育的发展，甚至影响了一个国家的国防，带动了整个人类社会的进步。计算机的出现更是成为第五次信息革命的标志。在生产中，各种机械与计算机想结合，出现了自动化、智能化、高性能，这些保证了机械工作的性能、效率，使其创造了更大效益。在生产各种零件时，特别是高精密要求的，计算机就必不可少。计算机的引入，及其智能的操作、控制将企业从生产到管理，从工人的效率到产品的精密各方面都产生了极大效益。综观世界机械工业的发展，机械与计算机的结合、发展程度已经成为衡量一个国家工业的重要标志。在文化上，计算机的出现更是对其产生了巨大的影响。从静止的观点来看，计算机的出现大大冲击了中国传统文化，一方面我们过分的依赖计算机，使我们逐渐丧失了书写及对经典文化的奖赏、传承、发扬的能力。因为计算机使我们变的急噪、易怒、失去深究问题的探索精神。但计算机也使我们的文化产生了新的活力，使我们的文化产生了现代的气息。如我们观点不在单一、我们的见解趋于多样、我们的思想不在是样板。所以我们能充分而正当的运用计算机则会大大促进我们文化的发展。一个相当成功的例子：具有现在特色的教育形式网络远程教育、现代课堂多媒体教育。我们比较熟息就是多媒体教育了，其大大丰富了我们课堂的内容，提高了教学的质量与效率，使老师从繁重的书写工作中解放出来，我们学生也学的轻松愉快、进步快速。所以正确的利用计算机必然能给我们的文化带来一源活水。最后就是计算机的发展。从其发展史来看（即四代计算机的先后出现）：计算机必然遵循着运算速度快、计算精度高、存储功能强、具有逻辑判断能力、及具有自动运行能力这五大特点向着巨型化、微型化、多媒体化、网络化、智能化五大方向或单一或结合式的发展。这五大发展方向确立必然是依据社会各阶层的需求，而值得注意的是对于现代的冯诺依曼式计算机存在着相当多无法解决但又极其重要的的问题。所以非冯诺依曼结构模式计算机就有了相当大的发展必要，因此出现了光子计算机、生物计算机、量子计算机，它们都具有着无与伦比的传播速度、超级大规模的储存能力，这是极其可喜的，但功能强大必然有着极其巨大的技术开发难题。可是我们相信这些技术难题必然因人类思想的能动性得以解决。但最后还要补充一句：计算机无论怎样发展都不可能具备人的思维，计算机的存在、发展必然依据人的存在、发展，所以无论计算机怎样发展，我们人类才是最根本的源泉。说到这里，就有必要介绍计算机导论这门学科，“计算机导论”是计算机科学与技术专业及电子信息类专业的一门重要的专业基础性课程，它担负着系统和全面介绍计算机科学技术的基础知识，引导学生进入计算机科学技术的大门，培养综合素质和创新能力的重任。计算机导论向我们展示了几大热门专业方向，例如软件工程，网络工程，计算机控制，数字媒体技术人工智能等。或许我们对这些喜欢也方向还不是太了解，但这却是我们以后所必须要了解的。就那软件工程这一专业方向来说，软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及到程序设计语言，数据库，软件开发工具，系统平台，标准，设计模式等方面。在现代社会中，软件应用于多个方面。典型的软件比如有电子邮件，嵌入式系统，人机界面，办公套件，操作系统，编译器，数据库，游戏等。同时，各个行业几乎都有计算机软件的应用，比如工业，农业，银行，航空，政府部门等。这些应用促进了经济和社会的发展，使得人们的工作更加高效，同时提高了生活质量。现在我们学习的计算机导论这本书可以说是我们计算机专业的总纲，既然是导论，那它就不可能很详细的介绍，它的作用是在于引导。它向我们系统的介绍了计算机专业的主要学习内容，让我们大致的知晓在大学的四年中我们学些什么。当然，也是为了给我们以后选专业方向提供一个参考。计算机专业知识体系1、计算机科学与技术专业学生应具备什么样的能力和综合素质？为了适应21世纪经济建设、社会发展和科技进步对人才的需要，各高校大体上都遵循了一个基本的指导思想：坚持传授知识、提高能力与培养素质协调发展，更加注重能力和素质培养，着力提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力，全面推进素质教育。为经济建设和社会发展培养基础理论扎实、知识面宽、素质高、能力强、富有创新精神和创业能力的高级人才。素质主要体现在如下5个方面。品德素质：热爱祖国，热爱人民；具有远大理想和抱负；遵纪守法，严于律己，宽以待人，团结合作，勤奋努力。要想在日后的工作中有所作为，需要长期坚持不懈地努力，远大的理想和抱负才能为这种努力提供持久的动力。文化素质：从人类一切优秀文化中汲取营养，陶冶情操，不断提高自身的文学修养、科学修养和美学修养。成就一番事业，只注重专业素质培养是不够的，良好的文化素质是不可或缺的。心理素质：树立科学的世界观和人生观，面对顺境或逆境具有较强的自我调整能力，既不为一时的成功而沾沾自喜，也不为一时的挫折而灰心丧气，要有战胜一切困难的勇气和信心。专业素质：具备扎实的基础知识，掌握计算机学科的基本理论和方法，具备较强的实践能力和创新能力，了解计算机学科的发展方向和应用前景，具备较强的综合运用专业知识独立分析问题解决问题的能力。在专业素质中，要注意培养计算思维（computational thinking），计算思维是一种基于现代计算机求解实际问题的思维方式。在计算机得到广泛应用的今天，各个领域的专业人员都需要培养计算思维，计算机领域的专业人员更应注重计算思维的培养。身体素质：具备一定的科学养生常识，注意锻炼身体，生活有规律，生活方式文明，保持身体健康，能够应对日常的学习与工作及一段时间内超强度学习与工作的需要。能力主要体现在如下5个方面。自学能力：从小学到中学主要是以教师传授知识为主，进入大学后，要逐步由以教师传授知识为主向自主获取知识为主过渡，在认真听取教师讲授的基础上，要认真读书、深入思考、勤于实践。掌握心要的文献检索、资料查询的基本方法和能力，掌握从图书馆、资料室、互联网等重要的信息源获取信息的能力，注重自学能力的提高，为日后走向社会独立地创造性工作打下基础。自控能力：相对于中小学，进入大学后来自于家长和教师的约束与监督少了，自由活动空间大了，自由支配时间多了，需要自行决定的事情也多了。如何利用好自由活动空间和自由支配时间，如何自行做出正确的决定，需要有良好的自我约束和控制能力。作为一个大学生，应该知道大学阶段的主要任务是什么，应该知道该做什么、不该做什么，注意锻炼自己的意志力和自我控制能力，强化社会责任感和历史使命感，这也是日后事业有成的重要基础。创新能力：现在的社会是一个竞争型社会，要想在竞争中处于有利地位，创新意识和创新能力是至关重要的。理论创新、技术创新、制度创新、管理创新、教育创新，无论日后从事什么工作都需要创新，没有创新意识和创新能力就不具备良好的竞争力。当然，创新的基础是具有扎实的基础理论知识、较强的实践能力和独立的理性思维。表达能力：包括文字表达能力和口头表达能力，作为社会中的人，总是要和其他人交流的，特别是在日益走进信息化社会的今天，作为从事脑力劳动的知识分子，表达能力更显重要。需要说明的是，从事计算机领域的工作，不管是科学研究、技术开发还是商业经营，除中文表达能力外，英语表达能力也很重要，要注重英语的听、说、读、写、译能力的提高，这对于良好的对外合作与交流，及时了解计算机学科的最新成果，正确把握计算机学科的以展趋势都是非常重要的。组织能力：大学毕业走向社会，总是要工作在一个单位（团队）中，总是要涉及与他人的合作问题，作为计算机专业的毕业生这点尤为明显，良好的团队意识与协作精神及较强的组织协调能力对于充分调动成员的积极性，充分发挥自己的聪明才智，高质量地完成合作性工作是非常必要的。2、计算机科学与技术专业学生应具备什么样的知识结构？知识、能力、素质是相互联系、相互影响的，没有合理的知识体系支撑，就不可能有强能力和高素质，知识是能力和素质的基础，具备了较强的能力和较高的素质又可以更好、更快地获取知识。主要的专业基础必修课程和专业必修课程有：高等数学、线性代数、概率统计、离散数学、普通物理学、电路分析、模拟电路、数字电路、计算机导论、高级语言程序设计、计算机组成原理、数据结构、操作系统、数据库原理及应用、软件工程、编译原理、计算机网络、计算机体系结构、人工智能、计算机图形学等。3、对计算机网络、数据库、计算机安全的了解计算机网络环境中的信息存储和管理都是由网络数据库来实现的，而随着计算机网络技术的广泛普及和快速发展，网络数据库的安全性已经成为整个计算机网络安全领域中的一个极为重要的问题。网络数据库是一种开放环境下的信息仓库，存储着大量非常重要的数据信息，一旦遭受各个方面的不可预测的安全攻击，就将给用户带来不可估量的损失，如此大的安全隐患不得不让我们纳入考虑范畴并加以防范。（1）、网络数据库简介 所谓网络数据库是指在普通后台建立起来的数据库基础之上，利用浏览器等各种软件实现数据存储、查询等操作。其主要特征是能够作为储存大量数据信息的载体，同时可以保障数据的完整性和一致性。此外，浏览器/服务器（B/C）和客户机/服务器模式是当前网络数据库部署情况下最常见的两种形式，简单方便。 （2）、网络数据库安全威胁 由于Internet是一个高度自治、自由开放、复杂多样的网络环境，因此网络数据库不可避免地会存在数据丢失、数据库非法入侵、数据被篡改等安全性问题。此外，网络数据库具有多用户、高可靠性、频繁地更新和大文件存储等基本特性，同时还存放有大量重要的敏感数据资源信息。因而，在如此安全性存在极大威胁的背景下，如何采取措施保障网络数据库免受安全威胁变得非常重要。网络上的非法用户通常都是直接通过网络系统来实现入侵网络数据库，以此来达到攻击网络数据库的目的，所以网络数据库的安全性基本决定于网络系统的安全情况。一般情况下，我们将网络数据库面临的安全威胁归纳为以下几个方面：a. 因用户操作不当而导致的网络数据库数据错误；b. 非法访问非权限范围内的数据信息；c. 攻击数据库的正常访问；d. 非法窃取或篡改连接中数据库内的数据资源信息。 （3）、网络数据库安全技术方案探讨 在开放的网络环境中，网络数据库是非常容易遭受到各种安全威胁的，所以我们必须要采取实际有效的技术方案来不断提高网络数据库自身的安全性，以保证数据的完整性和一致性。一般来说，网络数据库的安全问题可归结为保证数据库中各种对象存取权的合法性和数据库内容本身的安全两个方面，具体安全技术方案有如下几方面： 1 用户身份认证由于计算机网络环境是一个面向多用户的开放式环境，所以对每一个网络数据库访问用户都必须要进行统一的身份认证，这也是防止网络数据库被用户非法访问的一个最有效的手段。因而，用户身份认证功能在当前网络数据库都是必须具备的功能，是通过采用系统登录、数据库连接和数据库对象使用三级机制来实现身份认证功能。其中，系统登录是验证访问用户输入的用户名和密码正确与否；而数据库连接是要求数据库管理系统验证用户身份；数据库对象是采用分配不同的权限机制来为不同使用用户设置相应的数据库对象权限来保障数据库内数据的安全性。2 数据库加密数据库加密是指通过对数据库的加密设置来保证数据库内数据的安全性。所谓加密是以某种特殊的算法改变原有的数据信息，使得未授权的用户即使获得了已加密的信息，但因不知解密的方法，则仍然无法了解获取的信息数据的原始内容。因此，数据库加密系统是加密和解密两个过程的统一，包括可辨数据信息转换成非可变信息、算法、利用密钥解密读取数据等三方面内容。3 数据备份与恢复数据备份与恢复是网络数据库保障数据完整性和一致性的一种有效机制，也是最常见的一种技术方案。在此机制下，一旦网络数据库系统发生故障，管理人员可以根据先前的数据备份文件，在最短的时间内实现恢复数据，进而让网络数据库回到故障发生之前的数据状态。目前，网络数据库中的数据备份机制有静态备份、动态备份和逻辑备份等几种技术方案，而数据恢复技术有磁盘镜像、备份文件，以及在线日志等几种方式。4 审计追踪和攻击检测审计追踪是指当用户在操作网络数据库时，可以自动跟踪用户做的所有操作，并将其操作的内容都记录在相应的审计日志文件中，以供管理员查阅并提供相关参考依据。根据审计日志文件，管理员可以非常清楚地重现网络数据库中出现的任何状况，一旦出现安全问题，管理员可以十分快速地找出存在非法存取数据的操作人员