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0812计算机科学与技术一级学科简介

一级学科（中文）名称：计算机科学与技术

（英文）名称：Computer Science and Technology

一、学科概况

计算机科学与技术是20世纪40年代创建并迅速发展的科学技术领域，主要围绕计算机的设计与制造，以及信息获取、标识、存储、处理、传输和利用等领域方向，重点开展理论、原则、方法、技术、系统和应用等方面的研究。

计算机的历史作用可以概括为：开辟了一个新时代——信息时代，发展了一类新产业——信息产业，创立了一门新学科——计算机科学与技术，形成了一种新文化——计算机文化。计算机的划时代作用是把人类社会从工业时代推向信息时代，从物质产业时代推向信息产业时代，直至走向知识经济时代。

早在现代计算机问世之前，人们就在不断探索计算与计算装置的原理、结构和实现方法。20世纪 40年代，由于电子技术和计算理论取得重大进展，数字电子计算机应运而生，计算机科学与技术学科也随之发展起来。计算机科学与技术作为独立的科学研究领域从20世纪50-60年代开始逐渐被学术界认可。目前，计算机已经得到普遍应用，是信息社会的主要推动力量，计算也已成为人类探索未知领域的有效途径和重要手段，为人类认识世界、改造世界提供了更广阔的视野和独特的实验和分析方法，成为人类生活不可缺少、现代文明赖以生存的重要科学与技术领域之一。

几十年来，计算机科学与技术发展迅速。器件上已经从电子管计算机发展成超大规模集成电路计算机系统。系统结构上已从单一处理装置发展成多处理机系统、多媒体系统、并行分布式系统及网络系统。软件上已从机器语言发展成高级语言，从手工技艺性程序设计发展到工程化的软件设计。在系统接口上已从低速单一功能发展到多样化的人机接口和挂网外围接口。应用上已从单纯处理数据发展到处理数据、媒体和知识，从科学计算拓展到现代科学技术各个领域、现代社会各个部门和现代生活各个方面。理论上已从对单纯的计算模型的研究深入和拓展到对计算机系统理论、软件理论、计算机复杂性理论和计算机应用技术理论的研究。

进入21世纪，随着世界新技术革命的迅猛发展，计算机科学与技术也在不断发展，并支撑了其它学科如生物、制药、化学、物理等的进步，继续保持了在高新科技领域的重要地位，在推动原始创新、促进学科交叉与融合方面扮演着重要角色。计算机科学与技术在21世纪必将取得更大的进步，为开拓人类的认知空间提供更强大的手段与条件，并对整个科学技术和经济发展做出更大的贡献。

二、学科内涵

计算机科学与技术围绕计算机的设计与制造，以及信息获取、标识、存储、处理、传输和利用等领域方向，主要开展理论、原则、方法、技术、系统和应用等方面的研究。它包括科学与工程技术两方面，两者互为作用，高度融合，这是计算机科学与技术学科的突出特点。

计算机科学与技术的基本内容可概括为计算机科学理论、计算机软件、计算机硬件、计算机系统结构、计算机应用技术、计算机网络与信息安全等领域。

计算机科学与技术学科设计的理论基础包括数学、计算理论、信息与编码理论、自动机论与形式语言理论、程序理论、形式语义学、算法分析和计算复杂度理论、数据结构、编程语言理论以及并发、并行与分布处理理论等，同时涉及到感知、认知机理、心理学理论等。

计算机科学与技术在认识和解决实际问题的过程中，在构建自身理论体系的同时，学科的研究方法论也不断发展和完善，概括来说主要包括以下三种方法学：

1）理论方法。主要是运用数学、计算理论、算法复杂性等理论体系解决理论问题。

2）系统方法。主要运用系统设计与实现的方法解决实际应用问题。

3）实验方法。主要运用各种计算机应用中发现的问题进行验证并发现新问题。

对计算机科学与技术而言，需要特别强调理论与实践相结合，即在实际的系统中不断总结经验和教训，提高设计、制造、利用的水平。

三、学科范围

计算机科学与技术学科主要包括四个研究方向：计算机系统结构；计算机软件与理论；计算机应用技术；计算机网络与信息安全。

1）计算机系统结构：是研究计算机系统设计和实现技术的学科。主要研究计算机系统中软件与硬件的功能匹配，确定软件与硬件界面；研究计算机系统各组成部分功能、结构以及相互协作方式；研究计算机系统的物理实现方法；研究计算机系统软硬件协同优化技术。主要目标是合理地把各种部件和设备组成计算机系统，与计算机软件配合，满足应用对计算机系统性能、功耗、可靠性、价格等方面的要求。

2）计算机软件与理论：是研究计算的基本理论、计算系统的程序理论与方法和计算系统的基础软件的学科。计算系统基本理论主要研究求解问题的可计算性和计算复杂性，研究可求解问题的建模和表示、及到物理计算系统的映射，目标是为问题求解提供基本方法和理论。计算系统的程序理论与方法主要研究如何构造程序形成计算系统以完成计算任务，目标是为问题求解提供程序实现；计算系统基础软件主要研究计算系统资源（硬件、软件和数据）的高效管理方法和机制；研究方便用户使用计算系统资源的模式和机制，目标是为用户高效便捷地使用计算系统资源提供基础软件支持。

3）计算机应用技术：是研究计算机在各领域信息系统应用中所涉及的基本原理、共性技术和方法的学科。主要研究计算机对数值、文字、声音、图形、图像、视频等信息在测量、获取、表示、转换、加工、表现、管理等环节中所采用的原理和方法；研究将信息转化为知识的一般方法和共性技术；研究计算机在各领域中的应用方法。主要目标是在应用领域充分发挥计算机处理和管理信息的能力，提高效率和品质，促进社会进步与发展。

4）计算机网络与信息安全：是研究计算机网络设计与实现和保障网络环境下信息系统安全的学科。主要研究计算机网络体系结构；研究计算机网络传输、交换和路由技术；研究计算机网络管理与优化技术；研究以计算机网络为平台的计算技术；研究计算机网络环境下信息的保密性、完整性、可用性和可追溯性。主要目标是合理地将网络设备、安全设备、计算机系统、应用系统组成计算机网络，配以安全管理系统，满足应用对网络性能、可靠性和安全性的要求。

四、培养目标

1）学士学位。掌握自然科学和人文社科基础知识、计算机科学与技术的基础理论、专门知识和基础技能，掌握一门外国语；具有初步的计算机软件、硬件及网络系统的设计能力和实践经验，具有严谨求实的科学态度和作风，具有从事计算机软件、硬件及网络系统的分析、设计、开发、测试、部署和维护，以及本学科专门技术工作的初步能力。

2）硕士学位。掌握坚实的计算机科学与技术的基础理论和系统的专门知识，了解学科的发展现状、趋势及研究前沿，较为熟练地掌握一门外国语；具有严谨求实的科学态度和作风，能够运用计算机科学与技术学科的方法、技术与工具从事该领域的基础研究、应用基础研究、应用研究、关键技术创新及系统的设计、开发与管理工作，具有从事本学科和相关学科领域的科学研究或独立担负专门技术工作的能力。

3.）博士学位。掌握坚实宽广的计算机科学与技术的基础理论和系统深入的专门知识，深入了解学科的发展现状、趋势及研究前沿，熟练掌握一门外国语；具有严谨求实的科学态度和作风；对于与自己研究相关的重要理论、方法与技术有透彻了解和把握，有学术研究的感悟力，理解学术研究的真谛；善于发现学科的前沿性问题，并对之进行深入的原创性研究，不断开拓新的领域；能够运用计算机科学与技术学科的方法、技术与工具从事该领域高水平的基础研究、应用基础研究、应用研究、关键技术创新及大型复杂系统的设计、开发与管理工作，在学科或专门技术上做出创造性的成果，具有独立从事科学研究工作的能力。

五、相关学科

数学、系统科学、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、软件工程