计算机科学与技术学科知识体系.docx

1、计算机科学与技术学科知识体系计算机科学与技术学科知识体系 下面是14个知识领域（ area）及其中的知识单元（llnits）和知识点（topiCS）的描述：1离散结构（DS）函数、关系和集合（核心）DS1函数DS11满射到内的映射逆函数复合函数关系自反对称传递等价关系集合文氏图补集笛卡儿集幂集鸽笼原理基数性和可数性基本逻辑（核心）命题逻辑逻辑连接词真值表范式合取式析取式永真性谓词逻辑全称量词和存在量词假言推理、否定式推理谓词逻辑的局限性证明技巧（核心）蕴涵、逆、逆反、置换、非、永假等概念形式证明结构直接证明反例证法逆反式证明法反证法数学归纳法强归纳法递归数学定义良序计数基础（核心）计数变元求和

2、与相乘的规则包含排斥算术和几何级数斐波那契（Fibonacci）数列排列组合基本定义恒等式二项式定理递归关系实例 Master原理图与树（核心）树无向图有向图生成树遍历策略离散概率有限概率空间、概率度量、事件条件概率、独立性、贝叶斯规则 整型随机变量、期望2程序设计基础（PF）程序设计基本结构（核心）变量、类型、表达式和语句高级语言的基本语法和语义输人和输出基础顺序、条件和循环控制结构函数定义、函数调用和参数传递程序结构分解基础算法与问题求解（核心）问题求解策略问题求解算法算法实现策略调试策略算法的概念和特性基本数据结构（核心）基本类型数组记录字符串和字符串处理数据在存储器中的表示静态分配、栈

3、式分配和堆式分配运行时的存储器管理指针和引用链式结构栈、队列和哈希表的实现策略树和图的实现策略数据结构的应用和选择策略递归（核心）递归的概念递归数学函数递归过程分治法回溯法递归的实现事件驱动程序设计（核心）事件处理方法事件传播异常处理3算法与复杂性（AL）算法分析基础（核心）复杂性上界和平均复杂性的渐近分析最佳、最差和平均情况下的复杂性差异大O，小o，和符号标准复杂性类性能的经验度量算法时间、空间复杂性的权衡用递归关系分析递归算法算法策略（核心）穷举算法贪心算法分治算法回溯法分支界限法试探法模式匹配和字符串文本匹配算法数值逼近算法基本算法（核心）简单数值算法顺序查找算法和折半查找算法二次排序算

4、法选择排序插人排序复杂度为 O（N log N）排序算法快速排序堆排序归并排序哈希（ Hash）表，包括冲突消解策略二叉查找树图的表示邻接表邻接矩阵深度优先遍历广度优先遍历最短路径算法（Dijkstra和Floyd算法传递闭包（FIoyd算法）最小生成树（Prim算法和Kruskal算法）拓扑排序分布式算法（核心）一致性和选择终止探测容错稳定性可计算性理论基础（核心）有限状态自动机上下文无关文法易解问题和难解问题不可计算函数停机问题不可计算性的含义复杂性类：P类和NP类（选修） P类和NP类的定义 NP完全性基本的NP完全问题归约技术自动机理论（选修）确定的有限自动机（DFA）非确定的有限自动

5、机（NFA） DFA和NFA的等价性正则表达式正则表达式的泵引理下推自动机（PDA） PDA和上下文无关文法的关系上下文无关文法的特性图灵机非确定的图灵机集合和语言 Chomsky文法分类 ChurchTuring论题高级算法分析（选修）退火算法分析联机算法和脱机算法随机算法动态程序设计组合优化加密算法（选修）密码学史回顾私钥密码和密钥交换问题公钥密码数字签名安全协议应用（零知识证明，认证系统等等）几何算法（选修）线段的性质和线段相交性求凸包算法并行算法（选修） PRAM模型互斥读写与并发读写指针跳转 Brent定理和工作效率4计算机组织与体系结构(AR)数字逻辑与数字系统（核心）计算机发展历

6、史回顾基本的组成元件（逻辑门，触发器，计数器，寄存器，PLA）逻辑表达式，最小化，寄存器传输的表示，物理特性（门延迟，扇入，扇出）计算机的基本组成，硬件结构，软件的概念，计算机语言及其编译计算机系统结构的概念，性能评价数据的机器级表示（核心）数值表示和数制定点数和浮点数系统有符号数的表示方法和基本运算方法非数值数据的表示（如字符代码和图象数据）系统可靠性与纠错码数据运算器的结构汇编级机器组织（核心）指令格式数据的存储方式与寻址方式指令集及其分类（数据操作，控制，输入输出）子程序调用和返回机制汇编语言和机器语言编程基础存储系统组织和结构（核心）存储器件类型及其工作原理主存储器的组织和操作存储器的

7、延迟，工作周期，带宽提高和交叉存储技术层次化存储系统高速缓冲存储器（地址映射，块大小，替换和更新机制）虚拟存储器（页表，TLB快表）接口和通信（核心）输人输出基本原理，信号交换，缓冲存储程序控制 IO，中断驱动 IO，DMA中断结构，向量化和优先级化，中断识别外部存储器的物理组织及驱动总线和总线协议，仲裁机构和直接存储器存取（DMA）多媒体支持 RAID系统结构功能组织（核心）简单的数据通路实现控制单元，硬连线实现和微程序实现指令读取、解码和执行异常与中断指令流水技术，指令级并行（ ILP）技术与循环级并行技术多处理和其他系统结构（核心） SIMD，MIMD，VLIW和 EPIC网络互联（超立

8、方体，混洗交换，网格结构，交叉开关结构）共享存储系统 cache一致性存储模型和存储一致性性能提高技术（选修）超标量体系结构分支预测指令预取推测执行多线程网络与分布式系统结构（选修） LAN与 WAN网络的分层协议分布式算法对系统结构的影响网络计算分布式多媒体5操作系统（OS）操作系统概述（核心）操作系统的作用和目的操作系统的发展历史操作系统的特征和功能支持客户服务器模型和手提设备的机制有关有效性、健壮性、灵活性、可移植性、安全性、兼容性的设计问题安全性、网络化、多媒体、视窗所带来的影响操作系统原理（核心）结构化方法（整体的、分层的、模块化的、微内核模型）抽象、进程、资源应用程序接口（API）

9、的基本概念应用的需求以及软、硬件技术的发展设备的组织中断的方法和实现用户系统状态及其保护，以及用户系统状态转换到核心态的原理并发性（核心）状态和状态图就绪队列、进程控制块等的结构调度和状态转换中断的作用并发执行的优点和缺点互斥问题和一些解决的方法死锁的产生、条件及其预防措施信号量、监控、条件变量、聚集的模型和机制生产者消费者问题和同步多处理器自旋锁定和重入的问题调度与分派（核心）抢占和非抢占调度调度和策略进程和线程里程碑和实时问题内存管理（核心）物理内存和内存管理硬件的回顾覆盖、交换、分区内存分页和分段分配和淘汰策略工作集和系统颠簸高速缓存设备管理（核心）串行和并行设备的特点设备的分类缓冲策略

10、直接存储器访问（DMA）故障恢复安全与保护（核心）系统安全概论策略机制分离安全方法和设备保护、访问、身份验证保护模型内存保护加密技术恢复管理文件系统（核心）文件中的数据和元数据，文件的操作、组织及缓冲，顺序文件和非顺序文件目录的内容和结构文件系统（磁盘分区、文件的安装卸载、虚拟文件系统）标准的实现技术内存映像文件特定用途的文件系统文件的命名、搜索、访问、备份实时和嵌入式系统（选修）进程和任务调度实时环境中内存硬盘管理所需要的条件故障、风险、恢复实时系统中需考虑的特殊问题容错（选修）基本概念（可靠性和可用性系统）空间和时间冗余实现容错的方法可靠系统的实例系统性能评价（选修）系统性能评价的意义评价

11、的内容高速缓存、内存分页、调度安排、内存管理、安全等策略确定型的、分析型的、仿真型的、具体实现型的评估模型收集评估数据的方法（剖析和追踪机制）脚本（选修）脚本和脚本语言的作用基本系统命令建立脚本、传递参数执行一个脚本脚本对编程的影响6网络及其计算（ NC ）网络及其计算介绍（核心）网络和因特网发展的历史和背景网络体系结构网络及其计算的主要内容网络和协议网络多媒体系统分布式计算移动和无线计算通信与网络（核心）网络标准与相关标准化组织 ISO七层参考模型和 TCPIP模型电路交换和分组交换流和数据报网络物理层概念：理论基础、传输媒体、标准以及接口数据链路层概念：组帧、差错控制、流量控制和协议互联和

12、路由：路由算法、拥塞控制以及网络互联传输层服务：连接的建立与释放、性能问题、传输层的基本元素网络安全（核心）密码学基础密钥算法公钥算法认证协议数字签名举例客户服务器计算举例（核心） Web技术服务器端程序公共网关接口（CGI）程序客户端脚本 Applet概念 Web服务器特征处理许可文件管理常用服务器体系的性能客户计算机的角色客户服务器联系的性质 Web协议 Web站点创建和Web管理的支持工具开发因特网信息服务器客户端程序开发构建Web应用（核心）应用层协议 Web工程原理数据库驱动的Web站点远程过程调用（RPC）轻量分布式对象中间件的角色支持工具分布式对象系统的安全问题基于Web的企业级

13、应用网络管理（核心）网络管理问题概述口令和访问控制技术的使用域名和名字服务因特网服务提供者（ISP）问题安全问题和防火墙服务质量问题：性能、故障恢复压缩与解压缩（选修）模拟和数字表示法编码和解码算法有损和无损压缩数据压缩：Huffman编码、Ziv-Lempel算法视频压缩和解压缩图像压缩和解压缩音频压缩和解压缩定时、压缩因子以及实时应用的适宜性多媒体数据技术（选修）声音和音频、图像和图形、动画和视频多媒体标准（音频、音乐、图形、图像、电话、视频以及TV）容量计划和性能问题输入输出设备（扫描仪、数码相机、触摸屏、语音识别） MIDI键盘、合成存储标准（CD-ROM、DVD）多媒体服务器和文件系

14、统支持多媒体开发的工具无线和移动计算（选修）概述历史、发展以及无线标准的兼容性无线和移动计算的特殊问题无线局域网和基于卫星的网络无线本地回路移动因特网协议扩展客户服务器模型，以适应移动的特征移动数据访问：服务器数据分发和客户缓冲管理支持移动和无线计算的软件包中间件和支持工具的角色性能问题新技术7程序设计语言（ PL）程序设计语言概论（核心）程序设计语言的历史程序设计语言范型概述过程式语言面向对象语言函数语言说明性，非算法式语言脚本式语言程序设计方法学的规模效应虚拟机（核心）虚拟机的概念虚拟机层次结构中间语言不同机器上运行代码的安全性问题语言翻译简介（核心）解释器和编译器的比较语言翻译步骤（词法

15、分析，语法分析，代码生成，优化）机器相关翻译，机器无关翻译声明和类型（核心）类型的值集和操作集的概念声明模式（绑定、可见性、作用域与生存期）类型检查概论垃圾回收抽象机制（核心）过程和函数等抽象机制参数化机制（引用调用和值调用）活动记录和内存管理类型参数和参数化类型程序设计语言模型面向对象程序设计（核心）面向对象设计封装与信息隐藏行为与实现的分离类与子类继承（支配，动态派生）多态性（子类型多态和继承）类的层次类的收集与重用协议对象和方法的内部表示函数程序设计（选修）函数语言概述和机能递归表，自然数，树和其他递归定义数据语用学（通过划分和占用进行调试，数据结构的延续）函数数据结构的分期清偿效应数据

16、函数的关闭和使用（有限集，流）语言翻译系统（选修）正规表达式在词法分析中的应用分析（具体和抽象语法分析，抽象语法分析树）表驱动和递归下降分析法中上下文无关文法的应用符号表管理通过走树生成代码优化技术特定体系结构的处理：指令选择和寄存器分配翻译处理支撑工具的使用及其优点程序库和分别编译语法制导工具的构造类型系统（选修）具有操作集的值集的数据类型数据类型：基本数据类型构造和副构造类型代数类型递归类型向量（函数）类型参数类型数据类型和用户自定义数据类型数据类型的划分基本数据类型、结构数据类型和用户自定义数据类型类型检查模型用户自定义类型的语义模型：类型省略抽象数据类型类型等价参数的多态性子类型的多态

17、性类型检查算法程序设计语言的语义（选修）非形式语义学形式语义学概述指称语义学公理化语义学操作语义学程序设计语言的设计（选修）程序设计语言的设计总则及目标设计目标类型机制数据结构模型控制结构模型抽象机制8人机交互（ HC）人机交互基础（核心）动机：为什么关心人 HCI的内容（工具、 Web超媒体和通信）以人为本的开发和评估人的行为模型：感知、行动和认知人的行为模型：文化、交流和组织适应人群的多样性好的设计和设计者的原则；工程评价可用性测试介绍简单图形用户界面的创建（核心）图形用户界面（GUI）的原理 GUI套件以人为本的软件评估（选修）设置评价目标不考虑用户的评价：预演，击键模型（ KLM），准

18、则和标准考虑用户的评价：可用性测试，采访，调查，实验以人为本的软件开发（选修）方法、特征和处理的概况功能性和可用性：任务分析、对话、调查详细说明交互和演示建模的技术和工具：故事板继承和动态调度建模语言和GUI生成器图形用户界面的设计（选修）交互方式和交互技术的选择 HCI常用界面工具 HCI屏幕设计：布局、颜色、字体、标签对人的疏忽大意进行处理高级屏幕设计：可视化、演示性和隐喻性交互的多样性：图形、声音等三维立体式交互和虚拟现实图形用户界面的编程（选修） UIMS，对话和层次分析配件类事件管理和用户交互几何管理 GUI生成器和UI编程环境跨平台设计多媒体系统的人机交互（选修）信息分类和结构：层

19、次，超媒体信息检索和人的行为 Web搜索数据库查询语言的可用性图形声音多媒体信息系统的HCI设计语音识别和自然语言处理信息设备和移动计算协作和通信的人机交互（选修）支持专用的群件：资料准备，多人游戏异步通信：email、告示牌同步通信：聊天室、会议召开在线社区：MUDsMODs软件特征和智能化9图形学和可视化计算（ G V）图形学的基本技术（核心）各种层次上的图形软件使用图形 API（应用编程接口）简单的彩色模型（RGB，HSB，CMYK）齐次坐标仿射变换（缩放、旋转、平移）取景变换裁剪图形系统（核心）光栅和向量图形系统视频显示设备物理输人设备和逻辑输人设备图形系统开发者所面临的一些问题图形通

20、信（选修）色彩心理动力学及色彩问的相互作用色彩修正以弥补视觉效果的不足不同色彩的文化内涵使用伪彩色调色板以满足特殊观众的需要构造能深刻理解的视图对实际视频和硬拷贝进行图像修改使用表示色彩和其他可视数据中关键信息的图标符号在图像中使用表示上下文关系及背景信息的文字可视化用户对图像操作的信息反馈几何建模（选修）三维物体的多边形表示参数化的多项式曲线和曲面构造实体几何（CSG）表示法曲线和曲面的隐式表示空间细分技巧过程模型可变形模型曲面的细分有多重分辨率的建摸图像重建基本的图形绘制方法（选修）直线生成算法（Bresenham法）字形生成法（轮廓法、位图法）光源和材料性质环境光、漫射光和镜面反射光 P

21、hong反射模型多边形表面的着色处理（直截了当的处理法、Gouraud明暗处理法、Phong明暗处理法）纹理映射、扰动纹理、环境图光线跟踪人门图像合成、采样技术及反走样高级的图形绘制方法（选修）转换方程光线跟踪算法光子跟踪整体光照辐射度的计算及形状因子整体光照模型的有效方法整体光照模型的 Monte Carlo算法基于图像的着色、全景透视、多功能建模复杂自然现象的绘制非照片式现实感图形的绘制先进技术（选修）色彩量化对二维图形基元的扫描转换，前推差分法曲面的拼接隐藏面的消除方法 Z-缓冲和帧缓冲、色彩通道高级的几何建模技术计算机动画（选修）关键帧动画摄影动画脚本编排系统关节结构的动画：逆向运动学

22、运动捕捉动画程序的制作变形可视化（选修）可视化的基本视图和查询功能向量场、张量、流数据的可视化标量场的可视化直接的体数据描绘法：射线投射、转移函数、分割、硬件信息可视化（投影法和平行坐标法）虚拟现实（选修）立体显示力反馈模拟、触觉装置视觉跟踪冲突检测可视化计算快速的着色、多级细节的处理图像库VR系统分布式VR系统，在计算机网络上的合作交互式建模用户界面问题在医学、仿真和训练等领域中的应用计算机视觉（选修）图像获取数字图像及其特性图像预处理。图像分割（以阈值、边缘、区域等为基础的分割）形状表示和目标识别运动分析实例研究（目标识别、目标跟踪）10智能系统索引智能系统基本问题（核心）人工智能史哲学问

23、题图灵试验 Searle的“中国屋”思想实验 AI中的伦理问题基本定义最优推理VS类人推理最优行为VS类人行为哲学问题现实世界建模启发式的作用搜索和约束满足（核心）问题空间盲目搜索（宽度优先搜索，深度优先搜索）最佳优先搜索（一般最佳优先，Dijkstra算法，A算法，A算法的可采纳）与或树搜索双方博奔（minimax搜索，alpha-beta剪枝）约束满足（回潮和局部搜索法）知识表示和知识推理（核心）命题逻辑和谓词逻辑回顾归结和定理证明非单调推理概率推理贝叶斯定理知识表示的其他方法（产生式、框架、面向对象等）高级搜索（选修）遗传算法模拟退火局部搜索高级知识表示和知识推理（选修）结构化表示框架，

24、对象描述逻辑继承系统非单调推理非经典逻辑缺省逻辑信念修正优先逻辑知识源的集成冲突信念的聚合按动作和改变情况进行的推理状态演算事件演算分支问题时态推理和空间推理不确定性概率推理 Bayes网模糊集合和可能性理论决策理论诊断知识表示，定性表示主体（选修）主体的定义最新基于主体的系统及其应用主体结构简单的反映式主体反映式规划器层次结构结构实例及其应用主体理论承诺意图理性决策主体 Markov决策过程（MDP）软件主体，个人助手和信息存取合作主体信息收集主体可信主体（性格合成，主体的情感造型）学习主体多主体系统面向商务的多主体系统合作主体主体班组主体造型多主体学习机器人主体人门移动主体自然语言处理技术

25、（选修）确定性文法和随机文法语法分析算法基于语料库的方法信息检索语言翻译语音识别机器学习和神经网络（选修）机器学习定义与示例有监督学习学习决策树学习神经网络学习信念网络最近邻算法学习理论过适问题无监督学习强化学习人工智能规划系统（选修）规划系统的定义和实例规划即搜索基于算子的规划命题规划扩充规划系统（基于案例的推理、学习、概率系统）静态世界规划系统规划和执行规划和机器人技术机器人（选修）概论最新机器人技术规划VS反映式控制控制的不确定性感测世界模型构造空间规划感测机器人程序设计制导和控制11信息管理（ IM）信息模型和信息系统（核心）信息系统简介，组织中的信息系统信息存储和信息检索信息获取和信

26、息表示信息管理应用程序业务信息系统信息系统中的搜索、检索、连接、导航信息保密、信息完整性、信息安全性信息的重要特征与特性（如：可伸缩性、有效性和可行性）数据库系统（核心）数据库系统简介数据库系统的组件 DBMS功能数据库的体系结构和数据完整性数据库查询语言概述数据模型化（核心）数据模型概念模型（如：实体一联系模型、UML）面向对象模型（语义对象模型）关系数据模型关系数据库（核心）概念模式映射为关系模式实体完整性与参照完整性关系代数与关系演算算数据库查询语言（核心）数据库查询语言概述（DDL、DML、DCL） SQL（数据定义、查询模式、更新子语言、约束及完整性控制）查询优化策略 QBE和第4代

27、环境嵌入式SQL对象查询初步关系数据库设计（核心）数据库设计的概念函数依赖与范式（INF、ZNF、3NF、BCNF）用多值依赖作规范化（4NF）用连接依赖作规范化（投影连接范式）事务处理（核心）事务处理故障和恢复并发控制分布式数据库（选修）分布式数据存储分布式查询处理分布式事务模型并发控制分布式提交与分布式封锁客户机一服务器机制物理数据库设计（选修）存储结构和文件结构索引结构（顺序文件上的索引、辅助索引） B树散列表签名文件稠密索引文件变长记录文件数据库效率和协调数据挖掘（选修）数据挖掘的作用关联模式和顺序模式数据聚类技术市场菜篮数据分析数据清洗数据可视化信息存储和信息检索（选修）字符，字符串，编码，正文文档，电子出版，标识，标识语言三叉树，倒置文件，PAT树，签名文件，索引建立词法分析，词干，短语，非用词表检索词频表分布，不确定性，模糊性，加权向量空间，概率，逻辑和高级模型信息需要，本体论，分类和归类，元数据文献系统，文献计量学，引证路由选择和过滤搜索和搜索策略，信息查找，用户模型化