英语原文共 12 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
第二章：计算机教育的发展
本章讨论与CC2020报告相关的一些背景以及计算的含义和前景。它描述了ACM和IEEE-CS发布或正在开发的七个课程报告。它还解决了诸如新兴课程，Computer X和X Computing方案等计算学科的扩展，以及其他课程报告。本章的内容主要从学术角度表达。从第4章开始介绍行业观点。
：什么是计算？
在本报告中，“计算”一词指的是一项面向目标的活动，需要，受益于计算机的创建和使用或与之相关联。正如最初在CC2005 [Acm02]中表达的那样，计算包括多种解释，例如出于各种目的而设计和构建硬件和软件系统：处理，构造和管理各种信息；等等。不存在通过找到问题的解决方案或通过证明解决方案来解决问题的方法；使计算机系统的行为智能化；创建和使用通信和娱乐媒体；以及查找和收集与任何特定目的相关的信息。
：早期含义
早期，计算的含义有些单一。在其短暂的历史中，各种解释的阴影随着专业的发展而发展。例如，具有信息系统背景的人将对计算的看法与计算机工程师的看法有所不同。新兴的信息技术产业的兴起，社会各界对计算的日益依赖以及整个世界经济中对计算的需求的变化，反映了该领域及其广泛应用的变化[Nrc1]。因为社会需要人们做好计算，所以重要的是要了解，计算不仅是一种职业，而且是学科的集合[Acm02]。
计算不仅是一个研究领域，而且是一个研究领域系列。在1990年代，计算机，通信技术及其社会影响的重大变化导致了这一学科领域的重大变化。这些更改包括以下内容。
-
-
-
- 电气工程中涌现的计算机工程
- 计算机科学发展成为更成熟的学科
- 随着计算机成为组织过程和工作环境的基础，信息系统也在扩展
- 信息技术作为一种新兴学科正在兴起，可促进计算基础设施的构建和维护
- 软件工程作为基于计算机科学和计算机工程的学科而兴起
-
-
1990年代后，世界各地的计算机程序日趋成熟。它们不断发展，从而为学生和教育机构创造了更多的学习机会[Acm02]。此外，有许多工作专注于软件的使用，而不是旨在加速成熟的设计和开发。
：最近的事业
全球课程开发的进步扩大了传统计算学科的范围：计算机工程，计算机科学，信息系统，信息技术和软件工程。新的课程努力已导致网络安全，数据科学和其他新兴研究领域的重大发展。尽管人们普遍认为这些努力属于计算机教育的前沿，但还不清楚计算机的核心是什么以及该内核如何支持计算机教育的未来扩展。
本报告的第2.3节介绍了如上所述的传统计算研究领域中课程开发的最新更新。此外，它还解决了2017年发布的最新网络安全课程报告。它还预告了ACM在数据科学领域正在开展的新工作。本研究报告不包括对人工智能的研究，这是一个重新引起关注的领域，因为当前尚不存在ACM / IEEE-CS赞助的课程指南。
在2018年，美国国家科学，工程和医学研究院描述了不断变化的计算格局，如下所示[Nas2]。
在过去十年中，有两个领域很重要：对信息安全的持续和不断增长的需求，以及数据作为决策的资源和驱动力。保护数字信息和数据；保护软件和硬件系统及网络免遭未经授权的访问，更改和破坏；对用户遵循最佳安全实践的教育对每个组织都至关重要。我们依赖具有漏洞的连接，联网和复杂的网络空间，该漏洞几乎持续受到攻击。 hellip;
在过去的十年中，随着机器学习的成熟，数据科学的兴起以及“大数据”的革命，计算走了一条新的，更以经验为导向的道路。数据科学结合了计算和统计方法，以识别现有数据的趋势并产生新的知识，并在包括行销，零售，金融，商业，卫生保健和医药，农业，智慧城市等在内的所有经济领域都有重要的应用。 hellip;
用于动画，可视化，虚拟现实和概念化的软件工具和系统已经成为艺术（数字媒体和多媒体实践）的媒介，并正在推动娱乐业的发展（电影和视频游戏中的计算机生成图形，以及电影中的数字方法）。音乐录制），以及使用虚拟环境的培训和教育。
除了实际使用无处不在的软件工具外，计算在许多学术领域中已变得更加普及。新的算法方法和发现正在帮助推动各个领域的进步，从而导致新的合作以及学者和研究人员对更深入的计算机知识的需求不断增加，从而挑战了传统的学科界限。
预计该国家科学院的报告将对数据工程和数据科学以及计算机安全的全球发展产生深远的影响。
：计算学科的格局
该报告的这一部分提供了关于计算演进的历史和当代观点。本节将计算置于上下文中，这是计算专业人士所认为的。
：早期发展
在计算机发展的最早阶段，计算机工作的教育和培训与计算机技术的研究与开发紧密相关，正如工业生产的人工制品的制造商所证明的那样。但是，相对不久之后，大学开始提供与计算相关的课程。到1950年代末，美国大约150所大学和学院开设了计算机课程，内容涉及从“计算机的逻辑设计”到“数字计算机的编程”以及“信息存储和检索”的广泛主题。 ”改为“工商分析” [Fei1，Ted1]。 Fein还提供了有见地的讨论，探讨了“计算机科学”学科的概念，并暗示可能会出现这样的研究领域。 Fein [Fei1]继续：
现在，本研究中讨论的计算机，数据处理及相关领域的大多数方面都已达到（本文阐述的一门学科的规范），或者可能在未来十年内达到它们。
费恩还明确地将计算定义为一个由多个学科组成的研究领域，提出了五个不同的部门：计算机，运筹学，信息与通信，系统和组织哲学。现代的解释将大致对应于当前的学科，例如计算机科学/计算机工程，运筹学/管理科学，信息科学，信息系统和计算伦理学。有趣的是，该领域的广度如何将计算学科作为一门学科与实际应用和环境联系起来[Fei1]。
在1960年代，出现了三种主要的学术计算程序类型流：计算机科学，计算机工程和信息系统。这三个人有着截然不同的观点：计算机科学是一个高度
对“信息结构和过程以及如何在数字计算机上实现这些结构和过程”的理论研究[Ted1 p45]；计算机工程是电气工程的分支，其重点是将既定的工程实践和过程应用于计算硬件的设计和构建；以及（管理）信息系统，其重点放在组织（主要是企业）中计算的实际使用上。计算机科学和信息系统都有ACM赞助的课程推荐项目，最终导致计算机科学课程68 [Acm13]和研究生课程（1972）[Acm14]和本科课程（1973）[Acm15]的IS课程。
1989年，计算机科学核心工作组将计算学科定为三个独立但紧密交织的方面的组合：理论，抽象（建模）和设计[Den1]。这些方面依赖于三种不同的知识传统（工作队称其为范式）：数学（或分析，理论或形式主义者）传统；科学（或经验）传统；以及工程（或技术）传统[Ted2 p153]。
：当代进步
在1970年代，1980年代和1990年代，计算机教育的结构发生了相对较小的变化-计算机工程，计算机科学和信息系统都在不断发展，但是继续具有独立的身份，这使得准学生相对容易地在不同的选项之间进行选择。但是，在2000年代初期，计算机教育的格局开始发生重大变化。经过数十年的组织实践和研究，软件工程逐渐成为一门具有学科特色的学科。信息技术计划开始满足毕业生的需求，将重点放在开发和维护计算基础架构以及为用户提供支持上。同时，五个已建立的计算学科（CE，CS，IS，IT和SE）加强了它们的协作，从而使计算获得了更强大的集成身份。 CC2005的成就之一是形成了一个综合
计算学科是对五个子学科之间的关系进行分析，记录和澄清的结果。该文件通过图2.1展示了计算机教育的一般特征，该图总结了从1990年代开始的转型过程中该领域的发展。
在2010年代，两个新领域作为更广阔的计算领域的新学科出现：网络安全和数据科学。 2017年，出现了针对网络安全的课程建议和认证标准。但是，根据参与讨论的人员的学科背景，数据科学通常具有不同的实例化和可能的方向[Cas1]。
图2.1比较CC2005中的计算学科
如图2.1所示（基于课程报告），硬件和软件以不同的形式出现。计算硬件主要是计算机工程领域，通常与电气工程有着紧密的联系。最着重于软件开发的学科是计算机科学和软件工程。计算机科学是一门基础学科，其重点是与编程，算法和数据结构有关的发现，而软件工程解决了对设计可靠，安全和高质量软件系统所需的过程和动作的更多应用关注。信息技术和信息系统分别关注组织需求和从基础结构和信息/组织过程角度进行计算的用途。
：计算学科报告的状态
本节简要介绍了过去十年中ACM和IEEE-CS与AIS一起发展为本科课程推荐的七个计算学科的特征。这七个领域包括计算机工程，计算机科学，网络安全，信息系统，信息技术，软件工程和数据科学（进行中）。本节介绍了这些学科，重点是其教育计划。
： 计算机工程
计算机工程（CE）将计算和电气工程结合在一起，体现了现代计算系统，计算机控制的设备和智能设备网络的软件，硬件组件的设计，构造，实施和维护的科学技术。 CE是一门计算学科，明确致力于硬件和软件接口的开发，将其作为计算系统的硬件嵌入式元素。 《 2016年计算机工程课程报告》（也称为CE2016）代表了计算机工程本科学位课程的课程指南[Acm06]。这项工作的目标包括结合过去和未来的发展需求，支持负责教授全球计算机工程学位课程的专业人员。
CE毕业生的能力融合了电气工程，软件工程和计算机科学的才能，并高度重视作为基础的数学。 CE2016非常清楚地表明，从CE计划毕业的人应该具有设计计算机，设计基于计算机的系统和设计网络的能力，而这些网络的设计需要超越简单的配置和组装。 CE是一门专门的工程学科，毕业生必须具有广泛的数学和工程科学知识，并为专业实践或工程学的研究生工作做准备。许多国家/地区为CE毕业生提供了根据当地政府法规成为持牌专业工程师的机会。
计算机工程专业使毕业生能够分析和设计电路，管理计算机硬件组件的设计以及开发网络硬件解决方案。对于有兴趣获得直接将计算功能与计算硬件集成的经验的学生，计算机工程可能是合适的学位课程选择。计算机工程还为现代技术的设计和开发提供了极好的准备，这些技术将物理世界与人工世界紧密结合在一起。
： 计算机科学
2013年计算机科学课程项目在制定其后续报告时有两个指令，称为CS2013 [Acm04]。他们包括（1）回顾《 2001年计算机课程》和《计算机科学》（CS2008），以及（2）寻求不同受众的意见，以扩大对计算机科学（CS）的参与。 CS2013还具有几个高级别主题，这些主题为其报告的编写提供了总体指导。这些包括拥抱该学科的前瞻性视图，课程的规模管理，提供实际的范例来识别和描述现有的成功课程和课程，并响应机构的需求，目标和资源限制。
由于其理论基础，计算机科学通常被视为一门基础学科。但是，有时它被错误地等同于所有计算。鉴于计算机科学的理论根源与计算的最早的工程传统是分开出现的，所以这种误解是可以理解的。尽管物理科学是基础知识，并为工程领域提供了理论基础，但没有一门学科可以归于另一门学科，并且每门学科都有一个很好理解的独特身份。同样，本报告及其前身已成功建立了与计算机科学相关的独立身份。
CS在其他计算学科中继续具有更多的理论重点，并且它与抽象数学的联系仍然很牢固。单独的CS学位通常不会提供有关适用于计算的特定上下文的专业知识。相反，CS程序强调抽象的计算能力。 CS2013识别
抽象，复杂性和进化变化是计算机科学中的重复主题，同时共享通用资源，安全性和并发性作为一般原则。这些原则与熟练掌握编程和软件开发紧密相关，这在大多数CS程序中尤为重要。 CS2013将其40％的核心时间分配给算法和复杂性，编程语言，软件开发基础知识和软件工程。
： 网络安全
网络安全（CSEC）是一个高度跨学科的研究领域。特定学位课程通常在概念上和实践上与已建立的学科之一相关联，从而对课程的基本身份产生重大影响。 《 2017年网络安全课程》报告[Acm08]（也称为CSEC2017）于2017年发布。该报告建议八个方面的安全性，包括数据，软件，组件，连接，系统，人员，组织和社会。 CSEC2017的使命是在网络安全教育中开发全面而灵活的课程指南，以支持未来的计划开发，并编制构成网络安全学科的课程卷，并为寻求开发或修改广泛计划的机构提供指导。
该报告明确指出，从技术（例如密码学，网络防御）到管理（例如政策和法规遵从）职位，网络安全工作种类繁多。同时，它还认识到，网络安全计划的每位毕业生都需要技术技能和业务敏锐度，本质上是对确保系统级安全性所需的组织行动的管理理解。网络安全学位为毕业生准备了广泛的应用领域，包括公共政策，采购，运营管理，风险管理，研究，软件开发，IT安全运营和企业体系结构。
网络安全专业毕业生具备的特殊能力的需求几乎每天都在发生。世界各地的组织面临着各种类型的持续挑战，这些组织必须保护有关其客户的数据。保护组织数据的解决方案是多维的，范围从高科技到组织政策以及社会法律和法规响应，这对具有广泛专业安全知识并具有通用个人基础能力（例如问题解决，批判性思维）的专业人员产生了巨大的需求，口头和书面沟通，团队合作，谈判），这是所有计算专业人员所需要的。
与网络安全教育相关的活动已经存在了一段时间。例如，在美国，国家安全局学术卓越中心计划已经开展了十五年[Nsa1]，与网络安全和教育相关的学术会议已经举行了至少十年，而诸如ABET之类的认证机构[ Abe1]最近建立了网络安全认证标准。
： 信息系统
顾名思义，信息系统（IS）的学科侧重于信息（即特定上下文中的数据）以及以支持决策的方式进
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[606269]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
