Chp-9 计算机学科 -4 核心概念

计算机学科的核心概念

核心概念是CC1991报告首次提出的，是具有普遍 性、持久性的重要思想、原则和方法，核心概念具有 如下基本特征： (1)在学科及各分支学科中普遍出现； (2)在理论、抽象和设计的各个层面上都有很多示例 ； (3)在理论上具有可延展和变形的作用，在技术上有 高度的独立性。

计算机学科的核心概念

1. 绑定 绑定是通过将一个对象(或事物)与其某种属性 相联系，从而使抽象的概念具体化的过程。例如，将 一个进程与一个处理机、一个变量与其类型或值分别 联系起来。这种联系的建立，实际上就是建立了某种 约束。 2. 大问题的复杂性 大问题的复杂性是指随着问题规模的增长使问题 的复杂性呈非线性增加的效应。这种非线性增加的效 应是区分和选择各种现有方法和技术的重要因素。

计算机学科的核心概念

3. 概念和形式模型概念和形式模型是对一个想法或问题进行形式 化、特征化、可视化思维的方法。抽象数据类型、 语义数据类型以及指定系统的图形语言，如数据流 图和E-R图等都属于概念模型，而逻辑理论、开关 理论和计算理论中的模型大都属于形式模型。概念 模型和形式模型以及形式证明是将计算机学科各分 支统一起来的重要核心概念。

计算机学科的核心概念

4. 一致性和完备性一致性包括用于形式说明的一组公理的一致性、 事实和理论的一致性，以及一种语言或接口设计的内 部一致性。完备性包括给出的一组公理的完备性、使 其能获得预期行为的充分性、软件和硬件系统功能的 充分性，以及系统处于出错和非预期情况下保持正常 行为的能力等。

计算机学科的核心概念5. 效率 效率是关于时间、空间、人力和财力等资源消耗的 度量。在计算机软硬件的设计中，要充分考虑某种预期 结果达到的效率，以及一个给定的实现过程较之替代的 实现过程的效率。 6. 演化 演化指的是系统的结构、状态、特征、行为和功能 等随着时间的推移而发生的更改。这里主要指的是了解 系统更改的事实和意义以及应采取的对策。在软件进行 更改时，不仅要充分考虑更改时对系统各层次造成的影 响，还要充分考虑到软件的有关抽象、技术和系统的适 应性等问题。

计算机学科的核心概念7. 抽象层次 抽象层次指的是通过对不同层次的细节和指标的 抽象对一个系统或实体进行表述。在复杂系统的设计中 ，隐藏细节，对系统各层次进行描述(抽象),从而控 制系统的复杂程度。 8. 按空间排序 按空间排序指的是各种定位方式，如物理上的定 位(如网络和存储中的定位),组织方式上的定位(如 处理机

进程、类型定义和有关操作的定位)以及概念上 的定位(如软件的辖域、耦合、内聚等)。按空间排序 是计算技术中一个局部性和相邻性的概念。

计算机学科的核心概念9. 按时间排序 按时间排序指的是事件的执行对时间的依赖性。 例如，在具有时态逻辑的系统中，要考虑与时间有关 的时序问题，在分布式系统中，要考虑进程同步的问 题。 10. 重用 重用指的是在新的环境下，系统中各类实体、技 术、概念等可被再次使用的能力，如软件库和硬件部 件的重用等。

计算机学科的核心概念11. 安全性 安全性指的是计算机软硬件系统对合法用户的响应及对 非法请求的抗拒，以保护系统不受外界影响和攻击的能力。 12. 折衷和结论 折衷指的是为满足系统的可实施性而对系统设计中的技 术、方案所做出的一种合理的取舍。折衷是存在于计算机学 科领域各层次的基本事实。