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計算機最基礎的學科是什麽,壹流的計算機高手應該具備什麽,與計算機技術和宇宙物理掛鉤的學科有哪些?

理科生學計算機應該學什麽?

對於大學生來說,計算機是壹個非常重要的工具,必須掌握。我們必須掌握它收集和存儲數據、學習、日常事務、交流、娛樂以及更重要的科學研究的功能。至於工作職能,要看工作性質。不如現在就準備好,也可以等工作確定後再學著掌握。

大學生要充分利用學校資源,學習和掌握計算機的科研功能!

有很多問題沒有電腦妳自己解決不了,至少技術上,或者短時間內解決不了。用計算機解決這些問題是可能的。例如:解多元線性方程組及求高次代數方程組(組)的根、求代數方程組以外的根、特殊函數的零點、復定積分和多重積分、解微分方程、非線性微分方程的數值解、解高階差分方程、大數的素數分解、偏微分方程的數值解等。

很多函數的特性很難掌握,需要使用高維圖形可視化來快速了解其性質,手工很難完成,必須使用計算機。

物理系統的運動規律並不完全清楚。當我們要通過對大量實驗數據的分析研究來尋找規律時,就要進行數據擬合,用計算機快速有效地完成。

復雜的理論演算的推導現在也可以用計算機快速完成。

許多理論還沒有被計算在內。如果做出某種預測或假設,可能需要大量的數據來驗證這個假設是對是錯,而這是計算機可以快速高效完成的。

我們認為我們可以找到很多理由來說服自己,我們必須學會用計算機做“科學研究”。這是這個報告的核心思想!!!

用計算機做科研,可以自己做,也可以用Maple,Matlab,Mathematica等系統快速做。這些軟件都有很強的數值計算能力和符號運算能力,當然也都有很好的可視化能力。比自己編程省力多了,而且大部分人都沒有能力開發符號計算系統!!!

m級軟件簡介

數值計算、數據處理、理論演算、可視化、驗證和搜索物理定律、數學和物理的詞典

代數運算、微積分運算、微分方程解、差分方程解、變分法、向量代數與向量分析、統計分析、數學函數、數論、離散數學、幾何、群論、數理邏輯、特殊函數。

制作二維和三維繪圖、曲線和曲面動畫等。

1,楓樹

Maple4.0(安裝後28MB)可以復制使用。

Maple5.0 maple6.0(25MB,安裝後60MB)

Maple9.5(90MB,安裝後306MB)

楓樹

特別是繪圖非常方便。在看三維圖時,可以用鼠標拖動圖形從任意視點觀察,生成曲線曲面動畫也非常方便。它的符號微積分動能很強大,但是輸入沒有Mathematica方便。

例如,maple生成動畫的命令是

帶(圖):

p:=animate(plot3d,[t*sin((x^2+y^2)^0.5-pi*t)*exp(-(x^2+y^2)/20),x=-6..6,y=-6..6,numpoints=1000],t=0..5,幀數=16):

display(p,in sequence = true);

矩陣實驗室

目前Matlab有6.1 6.5 7.0版本,6.5版本安裝後有1.1GB。

Matlab有非常強大的計算和繪制大數據塊的能力,但是符號演算功能沒有Mathematica和Maple方便。但只有它有模擬功能。

數學

Mathematica目前有3.04.04.1.5.0版本,5.0安裝後350MB。

Mathematica不僅有快速的數值計算能力,還有非常方便的符號輸入/輸出和計算能力,特別適合理論研究和方便的繪圖能力,但是速度沒有maple和matlab快。

三套軟件相比,各有千秋。Maple畫圖特別方便快捷,換觀點也很容易,符號演算很方便。Matlab具有非常強大的“大塊”數據計算能力,適合快速實時處理大量數據,繪圖也非常方便,並且具有仿真功能。Mathematica的輸入輸出非常方便,繪圖命令簡單,符號演算能力很強。對於學習數學和理論物理尤其得心應手。

不及物動詞M軟件應用示例

1.數值計算

2.解代數方程

3.求導和積分

4.求解常微分方程

畫畫

6.符號演算

7.數據擬合

課程介紹:

1,計算機數學基礎

計算機數學基礎是計算機專業的壹門重要基礎課程,是學習專業理論課程不可缺少的數學工具。

本課程主要包括:數理邏輯、集合論、圖論、代數系統和數值分析等。它是壹門理論性強、應用性廣的課程。

通過本課程的教學,要求學生:

1)掌握離散數學的基本概念和原理,進壹步提高抽象思維和邏輯推理能力。

2)熟悉數值計算方法的基本原理和方法,掌握常用的數值計算方法,提高數值計算能力。

2面向對象編程

面向對象軟件開發方法是通過吸收軟件工程領域中有用的概念和有效的方法而發展起來的軟件開發方法。它集抽象、封裝、繼承和多態於壹體,可以幫助人們開發數據抽象程度高,具有信息隱藏、可重用、易修改、易擴展等特點的程序。

本課程主要介紹面向對象編程的方法和C++語言的基本概念。主要基於C++語言中的面向對象機制。在學習過程中,學習者可以通過大量的程序實例和相關練習,逐步掌握C++的面向對象過程和面向對象功能,從而掌握面向對象編程的基本知識和技能。在本課程中,作為壹個編程環境,簡單介紹了VISUAL C++5.0中最基本的編程工具。

3數據結構

本課程介紹如何在計算機中組織各種數據的存儲、傳遞和轉換。內容包括:數組、鏈表、堆棧和隊列、遞歸、樹和森林、圖、堆和優先級隊列、集合和搜索結構、排序、索引和哈希結構等。課程從面向對象的角度探討數據結構技術,使用兼具面向過程和面向對象特點的C++語言作為算法的描述工具,加強數據結構基礎知識和面向對象編程基本能力的雙基訓練。為後續學習計算機專業課程打下堅實的基礎。

4微機技術(原微機接口技術)

本課程以主流微處理器80X86為結合點,分析其結構特點、工作原理、指令系統和匯編語言編程的基本方法。主要說明80X86外圍主支持芯片的功能、結構、編程方法和接口技術。在此基礎上,討論了鍵盤、LED數顯、打印機、AD和DA轉換器等基本外部設備的原理和接口技術。此外,還介紹了微型計算機系統總線和先進的微處理器結構。通過本課程的學習和實驗,學生能夠掌握微機接口的基本設計原理和技術。

5信號處理原理

本課程是本專業的重要必修課程之壹,旨在通過理論學習和實驗,使學生掌握信號處理特別是數字信號處理的基本原理和方法。

主要內容包括:介紹信號的基本概念和信號的基本運算,包括信號和消息、卷積和相關。信號的傅立葉分析:包括周期信號的傅立葉級數分析,壹般信號的傅立葉變換分析,采樣定理,離散傅立葉變換及其快速算法。拉普拉斯變換:介紹拉普拉斯變換的基本概念、定義、性質及其在信號處理中的應用。離散信號的z變換:包括z變換的基本概念和性質,離散系統的Z域分析方法(如離散系統的頻率響應、穩定性和因果性),數字濾波器的原理和設計等。本文簡要介紹了信號處理方法的最新技術,如小波變換和時頻表示。實驗:根據課程內容設計實驗,讓學生更全面地掌握課程知識。

6計算機組成原理

本課程是本專業硬件必修課程中重要的核心課程之壹。基本要求是使學生掌握計算機常用的邏輯器件和元件的原理、參數和用法,學習簡單完整的單臺計算機的基本組成原理,學習計算機設計中的入門知識,掌握維護和使用計算機的技能。

課程內容包括:常用的組合邏輯器件,如譯碼器、數據選擇器、編碼器和ALU原理;寄存器、移位寄存器、計數器等常見同步時序電路的原理、參數和用法;可編程邏輯陣列:ROM,PLA,PAL和門陣列的原理和使用。數字編碼、數制和數制轉換、數據表示、檢錯和糾錯碼;數據的算術和邏輯運算,運算器的功能、組成和設計;教學機運算器實例。計算機指令系統、指令格式和尋址方式概述;教學計算機的指令系統與匯編語言程序設計:控制器的功能、組成和設計,以及教學機控制器的壹個實例。多級存儲系統概述、主存的組成與設計、教學機內存實例、緩存的工作原理、虛擬內存的概念與實現、磁盤設備的組成與工作原理、磁盤陣列技術;光盤播放器和磁帶機的組成及工作原理。概述計算機輸入/輸出設備和輸入/輸出系統、顯示設備、針式打印機設備、激光打印機設備;計算機總線的功能和組成,輸入輸出系統的功能和組成;教學機的總線和輸入輸出系統實例。幾種常見的輸入/輸出模式、中斷和DMA請求、響應和處理。

7計算機網絡

計算機網絡是本專業的必修課。

本課程的主要內容包括:計算機網絡的基本原理,計算機網絡的體系結構,局域網和廣域網的壹般特點,典型網絡的結構特點和具體實現,計算機網絡的應用。

通過本課程的學習,要求學生了解計算機網絡所涉及的術語、概念和新技術,掌握典型的計算機網絡結構和實現技術。

8計算機操作系統

計算機操作系統是本專業的重要課程之壹。通過學習,學生能夠掌握計算機操作系統設計的基本原理和組成部分。計算機操作系統的基本概念及相關新概念、名詞和術語;了解計算機操作系統的開發特點和設計技巧與方法;常用計算機操作系統(Dos、Windows、UNIX或linu x)的基本操作和使用。

具體內容包括:操作系統的概念:操作系統的定義和發展,五種類型和五種功能,操作系統屬性,“代”的概念。界面管理(人機交互):人機交互的特點;第壹、第二和第三代接口;基本的鍵盤命令和系統調用;作業調度算法。文件管理:文件的結構和分類;物理結構和邏輯結構;目錄結構;訪問控制和安全機制;文件系統。存儲管理:分區、分頁、分段管理;物理地址和邏輯地址;“膨脹”技術;分配算法。輸入輸出設備管理:功能與分類:獨占、* * * *獨占和虛擬設備的管理;管理策略。處理器管理:操作系統的核心功能:“過程”的概念;並發和並行;過程的基本狀態和轉換;進程調度算法;同步互斥;P-V操作;死鎖的概念。操作系統程序結構:層次和模塊結構;設計和測試。

9軟件工程

軟件工程是本專業的壹門重要專業課程,對於培養學生的軟件素質,提高其軟件開發能力和軟件項目管理能力具有重要意義。

課程的主要內容包括:介紹軟件的基本概念和軟件工程的目標,通過介紹傳統的面向過程的軟件開發方法和面向對象的軟件開發方法,使學生掌握開發高質量軟件的方法;通過對軟件開發過程和過程管理技術的學習,使學生了解如何度量和管理軟件以及如何開展質量保證活動,從而有效地計劃和管理軟件開發活動。

10軟件開發工具和環境

軟件開發工具和環境是支持軟件開發的壹些工具和軟件的集成系統,是輔助開發人員進行需求分析、設計、編程和測試的有效手段。本課程的主要目的是教會學生如何使用目前最流行的軟件開發工具,掌握典型軟件開發工具環境的基本原理和功能,提高學生使用此類軟件工具進行軟件開發的能力。

11數據庫系統介紹

本課程主要討論數據庫系統的基本概念、原理、方法及相關應用。

內容主要包括:數據庫系統的組成、關系數據庫、數據庫設計和數據保護等。,並說明了壹個重要數據庫系統的應用。要求學生通過本課程的學習,了解數據庫系統的基本概念,掌握相關知識,初步掌握數據庫設計方法,並利用數據庫系統建立數據庫和簡單應用。

12多媒體技術基礎及其應用

《多媒體技術基礎及其應用》課程從研究、開發和應用的角度,全面闡述了多媒體計算機的基本原理、關鍵技術和開發應用。

主要內容包括:多媒體技術的現狀和發展趨勢、視音頻采集技術、多媒體數據壓縮編碼技術、多媒體計算機軟硬件體系結構、多媒體數據庫和基於內容的檢索、多媒體作品工具和同步方法、多媒體通信和分布式多媒體系統。

13計算機系統結構

本課程詳細介紹指令系統、存儲系統、輸入輸出系統、流水線和並行處理技術,使學生全面掌握計算機系統結構的基本概念、原理、結構和分析方法。

具體內容如下:計算機系統結構的基本概念,包括計算機系統的層次結構,系統結構的定義、分類、設計技術、評價標準和發展;指令集的體系結構包括CISC指令系統和RI SC指令系統;存儲系統、虛擬存儲器和高速緩沖存儲器的原理;標量處理器,包括流水線、超標量處理器、超級流水線處理器和超標量超級流水線處理器;並行處理技術,包括向量處理器、互連網絡、SIMD計算機和多處理器。

14管理信息系統

管理信息系統是計算機應用於管理領域的壹項實用技術。它綜合運用管理科學、數學和計算機應用的原理和方法,在符合軟件工程規範的原則下,形成了自己完整的理論和方法論體系。

本課程的主要內容有:管理信息系統的概念和結構,建立管理信息系統的基礎,管理信息系統開發的方法論,管理信息系統開發過程中各階段的任務和技術,管理信息系統的開發環境和工具,管理信息系統的進展。

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