数学什么是计算机专业计算机专业哪个方面比较容易学

心若在梦就在2022-08-01 11:08:09945

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计算机专业课程学什么

一、数学

数学是计算机专业的基础，学好数学是学好计算机专业的关键。高等数学课程主要学习微积分、空间解析几何和微分方程，一般高校通用的教材是同济大学编的《高等数学》，目前已经有了第五版，也可以使用自考教材——西安交通大学陆庆乐编的《高等数学》，可以买一些配套的辅导书和习题解答。

还有两门重要的数学课程是《线性代数》和《概率统计》。可以分别采用高等教育出版社出版、同济大学编写的《线性代数》和浙江大学编写的《概率统计》。注意：自学一定要多做习题，而且最好一门课有一本习题解答和辅导书。

除了上面数学基础课外，在计算机专业中举足轻重的就是《离散数学》，这门课要多花点力气来学。可以采用左孝凌教授等编的《离散数学》，上海科学技术文献出版社。也可以用北大、清华的教材，还可以参考左教授编的自学教材，经济科学出版社。

其他课程还有《复编函数》、《计算方法》等，有余力的朋友可以选学。

二、专业基础课

1.《程序设计》：学习内容一般为C和C++。C语言可以采用谭浩强教授的《C程序设计》，内容比较浅显，C++方面的书推荐钱能编写的《C++程序设计》，清华大学出版社。

2.《数据结构》：这门课程比较难，可以采用严蔚敏教授编写的《数据结构（C语言版）》，有配套习题册。好好做题，有时间多编几个大的程序。

3.《模拟电路》和《数字电路》：这是难度较高的两门课程，选用自考教材相对来说容易些，也可以参考清华大学出版社出版的相关教材。

三、专业课

1.《计算机组成原理》：推荐白中英主编的《计算机组成原理》（第三版），科学出版社；黄爱英主编的《计算机组成原理》（第三版），清华大学出版社。

2.《操作系统》：汤子赢编写的《计算机操作系统》（第三版），西安电子科技大学出版社。还可以参考高教司司长张尧学教授编写的教材，清华大学出版社。

3.《汇编语言》：可以用清华大学出版社出版的教材，也可以用自考教材。

4.《数据库原理》：人民大学教授王珊编的《数据库系统概论》（第三版），高等教育出版社，复旦大学施伯乐老师编写的教材也不错。

5.《编译原理》：国防科技大学陈火旺院士编写的教材十分不错，最新版本是2000年出的，国防工业出版社。

四、选修课

包括计算机网络与通讯、软件工程、图形学、人工智能、系统结构、图形学等。此类课程的教材可选用全国高等教育自学考试指定教材，或参考各高校所采用的计算机专科和本科教材及配套辅导书。英文基础好的朋友可以用国外著名大学的影印版教材。

计算机专业哪个方面比较容易学

① 数学

数学是计算机的理论基础。数学不仅对于将来准备科研的同学及其重要，对于准备就业的同学来说，数学没学好，一些工作中遇到的概念就会很难理解。

离散数学（研究离散量，如整数，的结构、相互关系）在计算机科学中十分重要。由于计算机平台本身是离散的（基于 01 二进制），离散数学在传统算法设计、分析和平台架构设计等方面都起到了重要作用。

分析（以广义的微积分等研究工具，对”比较连续“的函数等进行研究）和代数（先定义数学结构，再研究该数学结构）中的内容也是作为理科生必须知道的，无时无刻不在用到的知识。

以上分法只是为了方便梳理课程，事实上相当不严谨。离散是数学中的一类对象，分析和代数是数学中的种方法论，相互之间都有很多重合

② 算法

算法本质上也属于数学。高中里常见的数学题有计算和证明。为了计算，课堂上会学习到很多问题的解法。算法就是对问题提出解题方案。

③ 系统

想要运行程序/软件，需要一个平台/系统（计算机、服务器、手机、嵌入式系统等）。每个系统从低向上构建，复杂而精美。

在系统的设计中，为了防止过于复杂，大牛们引入了抽象层，把功能较为独立的部分单独抽象出来设计，下层支持上层的实现，上层利用下层的接口（按规则即可使用的功能）。收益于此，我们在学习时也可以非常有层次地层层递进（图中从微电子到数据库、计算机网络等）

All problems in computer science can be solved by another level of indirection.

计算机科学中的每个问题都可以用一间接/抽象层解决 ——Jay Black

④ 语言

语言也算作系统的一部分（语言甚至可以看作是一个抽象层，下层由编译器支持，上层支持算法的实现）。将语言单独列出主要因为语言是因为，作为程序员，语言是我们最常用的工具。

此外，我把如何维护我们写出来的程序也放在这里。这是很工科的一个部分，就像造房子时如何维护整个工程。这样分类确实有问题，但语言和软件工程作为我们书写程序时的工具，可以一起学习。

⑤ 应用

在算法和系统的支持下，我们可以把计算机技术应用到各个邻域。计算机的应用自然有许多，这里只大概介绍了几个计算机的方向。

数学

① 离散

集合论（大一）

- 应用：几乎其它数学的基础，微积分、抽象代数等等都要用到集合的概念。

数理逻辑（大二）

- 应用：在系统方向（程序形式化验证）、程序语言设计、人工智能（自动推理）等领域有广泛应用

- 研究前沿：证明论（研究语法），模型论（研究语义），公理集合论（研究与数学基础有关的一阶理论的模型），递归论（研究可计算性），非经典逻辑（对数理逻辑的扩展与修正），非形式逻辑（对形式化方法反叛的新道路）

抽象代数（大二）

- 应用：在密码学、组合数学、程序设计理论、计算机通信和分布式系统等方向上有广泛应用。课程上，线性代数中线性空间定义就要用域的概念。

图论（大二）

- 应用：算法设计（比如高德地图的导航，就要用到图论的算法），在计算机课程和应用中无处不在。

组合数学

- 应用：作为研究工具，在科研时都有可能用到

值得一提的是，南京大学计算机系拔尖班和匡院计算机方向特殊课程《问题求解》(Problem Solving) 这门课持续四个学期，将程序设计、算法分析与设计、数据结构、离散数学等打通，一起教学，使得效率提高，可以讲更多的内容。

② 代数

线性代数（大二）

- 应用：作为最基本的数学工具，几乎无孔不入。在编码、机器学习等方向更是重中之重。

矩阵论

- 应用：用到矩阵的地方都有用。

③ 分析

微积分（大一）

- 应用：计算机中与微积分打交道并不多。但随着深度学习的兴起，微积分由变得常用了起来。

实变函数

- 应用：现代概率论的基础（暂时感觉没什么用）

概率论（大三）

- 应用：可谓现如今机器学习的基石

数理统计（大三）

信号分析与处理

- 应用：计算机通信、数字图像处理等

信息论

- 应用：计算机通信、密码学、机器学习等

计算方法

④ 物理

大学物理（大一、大二）

- 应用：很多人认为计算机系学物理没必要，我现在觉得不然。物理作为从实践走向理论的经典学科，一定程度上与现在的机器学习相似。此外，还可以提供跨学科研究的基础。

电路分析（大一）

算法

算法设计与分析（大一）

- 举例：如何学习算法设计与分析

数据结构（大一）

人工智能（大四）

机器学习

大学里计算机专业学的是什么

一、计算机的发展

电子计算机是一种能够自动、高速地进行算术和逻辑运算的电子设备。它是20世纪科学技术发展最伟大的发明创造之一，是人类在第三次工业革命中取得的最辉煌成就。

1.世界上第一台电子计算机的诞生

人类在同大自然斗争中，创造并逐步发展了计算工具，早在公元前3000年，中国人就发明了算筹和竹筹计数，唐末创造出算盘，南宋1274年已有算盘和歌诀的记载，算盘是同时具有“算”和“存”的计算工具。1633年，奥芙特德（Oughtred）发明了计算尺。1642年，法国数学家帕斯卡制成第一台齿轮加减法器，是世界最早的用于计算的机器。1671年，德国数学家莱布尼茨发明了可以进行四则运算的机械计算机器。1822年英国数学家查尔斯·巴贝奇设计出差分机，这是世界上第一台真正意义上的机械式计算机。1834年，巴贝奇又设计出分析机，这个由存储数据的“仓库”、数据运算的“工厂”和调度机器运算的“控制桶”构成的设计，已经奠基了计算机的基本结构框架，因此，巴贝奇被称为“计算机之父”。第二次世界大战中，由于新武器研制中的弹道问题涉及许多复杂运算，急需一种能高速、自动计算的机器，因此，在美国陆军部的资助下，由美国宾夕法尼亚大学任教的物理学家约翰·莫齐利和工程师普雷斯伯·埃克特领导下，从1943年开始，经过三年的努力，终于在1946年研制成功世界上第一台电子计算机，取名为ENIAC。ENIAC约占170m2，重约30 t，共使用了17456只电子管，1500个继电器，7000多个电阻，10000多个电容及其他多种电器元件，运行时耗电约150 kW。这样一个庞然大物，仅能存储20个字长10位的十进制数，运算速度也仅为每秒5000次加法运算。尽管如此，ENIAC却开创了人类计算机科学发展的新时代。

为了克服ENIAC的缺点，人们始终没有停顿探索的脚步，许多专家、学者就此发表了研究论文。在普林斯顿大学任教的美国数学家冯·诺依曼发表了题为《电子计算机逻辑结构初探》的报告，提出了程序存储方式，即在计算机中设置存储器，把符号化的计算过程放入其中，执行时依次将存储内容取出并译码，然后按译码结果进行计算，从而实现计算机工作的自动化。冯·诺依曼在研制EDVAC计算机过程中，改进了内存部件，并将计算机内部的十进制编码改为二进制编码。“存储程序”的设想确立为冯氏结构机的设计体系，从此，采用程序存储方式的计算机统称为冯·诺依曼式计算机。

2.计算机发展的重要阶段

从第一台电子计算机诞生至今，它走过了50多年的发展历程，开创了人类社会信息发展史的三个新纪元，即计算机发展的三个重要阶段。

（1）计算机发展的初级阶段这个阶段大约以ENIAC诞生为标志到个人计算机开始普及之前。尽管那时计算机及其相关外围设备的价格十分昂贵，其应用的领域基本局限于军事、科学计算和大型工业企业的数据处理，但却开创了人类开始用机器代替部分脑力劳动的新纪元。

这一阶段，计算机取得了飞速发展，多次更新换代。计算机划代一般是以计算机核心部件采用的逻辑元件的种类为依据的。

第一代（1946—1956），以电子管为主要逻辑元件，运算速度在5000～40000（次/秒）。体积大、能耗高、速度慢、容量小、价格贵，仅限于军事和科学计算的应用。

第二代（1957—1964），以晶体管为主要逻辑元件，并采用了监控程序，运算速度在几十万至上百万（次/秒）。与第一代计算机相比，体积小、成本低、速度快、功能强、可靠性高，应用领域扩展到工程设计、数据处理和事务管理等方面。

第三代（1965—1970），以中、小规模集成电路为主要逻辑元件，运算速度在百万至几百万（次/秒）。这一代计算机以1964年4月IBM公司推出IBM360计算机为标志，具备了通用化、系列化、标准化的特点。

第四代（1971—20世纪80年代初），以大、超大规模集成电路为主要逻辑元件，运算速度在几百万至几亿（次/秒）。采用了集成度更高的半导体存储器作为主存储器，发展了并行处理技术、分布式系统和计算机网络。在软件方面，发展了分布式操作系统、数据库系统、高级语言及软件工程标准化等，并逐渐形成软件产业。

（2）计算机广泛普及应用阶段微型计算机的开发应该是在20世纪70年代中期，1975年，美国MITS公司利用Intel8080处理器开发了Altair8800微电脑，得到电子爱好者的推崇，推动了个人计算机软硬件的发展。1976年，美国苹果公司推出Apple个人计算机并得到极大发展。1980年，IBM公司涉足个人计算机领域，为与苹果公司竞争市场，将PC计算机的结构框架公诸于世，并与比尔·盖茨的微软公司合作推出PC-DOS操作系统，使众多廉价的兼容机问世。微型机以DOS为操作系统，以其低廉的价格使之迅速普及并得到广泛应用。从此，计算机不再为少数专业人员所拥有和使用，计算机的发展走向了普及化的新纪元，并为向计算机文化阶段发展奠定了基础。

（3）计算机文化阶段计算机文化阶段是计算机普及应用到一定程度才出现的。计算机硬件功能不断提高，价格更加低廉；信息压缩与全数字化带来了丰富多彩的多媒体技术；以多媒体技术为基础的虚拟现实技术、3S（GIS，GPS，RS）技术实现的电子地图系统、卫星遥感定位跟踪监控系统等提高了人类认识世界的能力，造福于人类；无处不在的Internet拉近了世界各国的距离，依靠计算机网络技术实现的远程教育、远程医疗诊断系统、数字化图书馆、数字化智能小区已经向我们走来；无线接入技术（蓝牙技术、WAP）实现了手机上网、无线局域网（WLAN）；电脑卡已由早期的光电卡、条码卡、磁卡发展到今天的IC卡、射频卡，带给人们便捷。这一切不断拓展了计算机的应用空间，计算机已经成为一种个人的信息机器，改变着人们的生活。当计算机的应用覆盖到人们社会生活的各个方面时，必然导致人们在思维方式、行为方式、生活方式等方面产生重大变革，这种因具有人脑部分功能的计算机的普遍使用带来的文化变迁形成了计算机文化。从20世纪90年代初开始，多媒体计算机和因特网“信息高速公路”的诞生标志着计算机的发展进入了崭新的阶段，开创了最大限度实现资源共享的新纪元。

3.我国计算机的发展概况

新中国诞生为我国科学技术的发展，也为计算机技术的发展开辟了广阔的发展道路。

1952年，在清华大学成立了以电机系教授闵大可为组长的中国第一个计算机三人研究小组，1954年，小组经扩充和调整，并入以物理学家钱三强为领导的中国科学院近代物理研究所，开始了我国计算机研究的起步。1956年，国家制定科学技术12年远景规划时，把计算机技术列为四大技术之首，成立了计算机技术工作小组，开始进行实质性研发。1958年，我国研制成功第一台电子管计算机（103机）；1959年，研制成功每秒1万次的大型通用电子计算机（104机），从而填补了我国计算机技术领域的空白。华罗庚教授是我国计算机技术的奠基人和我国第一台电子计算机的主要创始人之一。1960年，我国第一台自行设计的通用电子计算机（107机）研制成功并投入运行。1964年，我国开始推出第二代晶体管计算机，如“108”机、“109”机等。1971年，我国研制成功第三代集成电路计算机“150机”，到1973年形成了DJS-100系列国产机。1974～1982年实现了从小规模集成电路计算机到大规模集成电路计算机跨越。1983年，我国研制成功每秒向量运算1000万次的757大型向量计算机。

巨型机是一个国家科学技术水平的标志。从20世纪80年代初开始，我国开始进行巨型机的研制。1983年，向量运算亿次的巨型电子计算机“银河”诞生；1992年，10亿次的“银河”Ⅱ号投入使用；1996年，投入运行的“银河”Ⅲ号机速度为每秒百亿次。1995年曙光1000研制成功，1998年“曙光”2000-I诞生，其峰值运算速度达每秒200亿次浮点运算，打破了国外在大规模并行机技术方面的封锁和垄断；1999年“曙光”2000Ⅱ问世，其峰值运算速度达每秒1117亿次浮点运算，内存高达50GB，成为国家863计划的重大成果。1999年“神威”并行计算机研制成功，其峰值运算速度高达每秒3840亿次浮点运算。“银河”、“曙光”、“神威”计算机的研制成功标志着我国成为世界上具备独立研制高性能计算机能力的少数国家之一。

微型机是一个国家科学技术普及应用水平的标志。20世纪90年代以来，我国在微机方面也取得迅速发展。2001年10月13日，我国第一款通用CPU芯片——“龙芯”诞生，使我国成为能够研究制造计算机芯片的少数国家之一。

在计算机应用领域，我国也取得了辉煌的成就。北京大学王选教授的激光照排技术开创了出版印刷的新时代，这一发明获得了欧洲专利和8项中国专利。王选率领他的团队推出了处于国内外领先地位的“华光”、“方正”电子出版系统，取得了重大的经济和社会效益，使我国的印刷业告别了“铅与火”的历史，进入了“电与光”的时代，王选也被誉为“激光照排之父”。多种汉字键盘输入方法以及汉字扫描输入、手写输入和语音识别输入软件使汉字可以轻松地进入计算机；众多国产多媒体软件的开发，推动了计算机的普及应用；国家“信息高速公路”建设取得突出进展，“金”字工程，如“三金”工程包括国家公用信息网（金桥）、外贸企业间信息系统（金关）、金融业电子货币（金卡）的完成，加快了社会信息化进程。据2002年7月23日CNNIC公布，平均每周至少上网1小时的中国公民人数已超过4580万，排世界第三位。

4.计算机的发展趋势

计算机已经实现了从“数字计算”到“信息处理”的转变。目前，电子计算机的发展趋势，可以概括为“巨型”、“微型”、“网络”、“智能”四个方面。虽然目前我们还不能对未来计算机的发展提出十分确切的时间表，但其发展趋势已经很明朗，即发展高性能计算和提高计算性能。

发展高性能计算可以有两条途径，一是基于现有的半导体集成电路技术和微处理机技术，通过提高并行处理能力来实现；二是突破硅半导体器件的物理限制，发展非传统的新技术，包括超导计算、量子计算、生物计算与光计算等。

提高计算性能也可以有两条途径，一是硬件方面，即研制超高性能器件或部件，如量子器件、超导芯片、光互连和光存储部件、生物分子部件等；二是计算模型和算法设计方面，从根本上突破冯·诺依曼计算机和电子技术的局限，如量子计算和DNA计算模型，都为求解复杂问题开辟了崭新的思路。

5.计算机科学的研究领域

计算机科学注重理论和抽象，计算机工程注重抽象和设计，实际上两者之间本质上没有区别。从研究的范畴，统称为计算机学科。目前，研究所涉及的领域十分广泛，包括：计算机系统结构、程序设计科学与方法论、软件工程理论、人工智能与知识处理、网络和数据库、计算机辅助技术、理论计算机科学和计算机科学史的研究等。计算机科学与技术对人类社会的影响，超过数学作为基本文化基础给人类文化带来的影响和物理学对近代工业革命产生的人类文明带来的影响。可以预见，计算机的发展必然给人类社会带来更加美好的未来。

二、计算机的分类

计算机种类繁多，可以按处理数据的形态、使用范围、规模和功能等不同角度分类。

1.按处理数据的形态分类

（1）数字计算机数字计算机以二进制数据0和1作为处理对象，是不连续的数字量，处理结果也是以数字形式输出。优点是精度高、存储量大、通用性强。我们通常使用的计算机大多是数字计算机。

（2）模拟计算机模拟计算机以连续的数据作为处理对象，是以电信号幅值来模拟数值或物理量的大小，如电压、电流、温度等，处理结果也是以连续的数据输出。模拟计算机解题速度快，但不如数字计算机精度高、且通用性差。模拟计算机通常以绘图或量表形式输出结果。

（3）混合计算机混合计算机是集数字计算机模拟计算机功能优点为一身的计算机。

2.按使用范围分类

（1）通用计算机

（2）专用计算机

3.按规模和功能分类

（1）超级计算机（Supercomputer）

（2）大型计算机（Mainframe）