计算机科学概论
计算机科学是研究计算机及其周围各种现象和规律的科学，即研究计算机系统结构、程序系统（即软件）、人工智能和计算本身的性质和问题。
计算机的发展
算盘时代：
现阶段出现了表示语言和数字的文字及其书写工具，最重要的计算工具是算盘。
机械时代：
这一时期计算装置的特点是借助各种机械装置的齿轮杠杆自动传输(十进位)，而机械装置的动力来自计算人员的手。
第一代计算机 1946-1957年：
1946年世界上第一台电子计算机 ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer，在宾夕法尼亚大学成功研制了《埃尼阿克》。
第一代电子计算机的主要特点是采用真空管制造电子元件，以穿孔卡为主要存储介质，体积大，重量惊人，功耗大。
1958年第二代计算机~1964年：
使用晶体管的计算机被称为第二代计算机。与真空管计算机相比，晶体管计算机的功耗和热能大大降低，可靠性和计算能力大大提高。主存储器采用磁心存储器，磁鼓和磁盘开始作为主辅助存储器。
1965年第三代计算机~1975年：
用集成电路代替晶体管，用硅半导体制造存储器。微程序技术的广泛应用简化了处理机的设计。计算机设计的基本思想是系列化、通用化和标准化。
1972年第四代计算机~至今：
大规模超大型集成电路迅速取代了中小型集成电路。微处理器和微型计算机 。生产了4、8、16、32、64个字长的微型计算机，计算机性能迅速提高。
未来新一代计算机：
生物计算机、量子计算机、光子计算机、超导计算机。
计算机科学分支学科：
1计算机科学。计算机科学包括计算理论、算法和实现，以及机器人技术、计算机视觉、智能系统、生物信息学等新兴和有前途的领域。计算机科学是计算各学科的基础。
2计算机工程。计算机工程是研究现代计算系统及相关设备上软硬件的设计、结构、实施和维护的学科。
3软件工程。软件工程是指以系统、学科、定量的方法将工程应用于软件开发、运行和维护的学科；同时，开展上述过程中各种方法和方法的研究。
4.信息系统。信息系统是指如何将信息技术的方法与企业生产和商业流通相结合，以满足这些行业的需求。
5.信息技术。从广义上讲，信息技术包括所有计算技术的各个方面，特别是指信息技术作为一门学科。它专注于通过选择、创建、应用、集成和管理计算技术来满足用户的需求。
计算机科学的主要领域：
计算机科学的几个分支包括：数值和符号计算、算法和数据结构、系统结构、操作系统、程序设计语言、软件方法和工程、数据库和信息检索、计算理论、人工智能和机器人。
1.计算数值和符号
数值和符号计算研究了有效和准确地解决数学模型导出的方程的一般方法。基本问题包括：如何快速接触给定类型的方程，如积分、微分和简化；如何将这些问题的答案添加到有效、可靠、高质量的数学软件包中。
2. 体系结构
系统结构主要用于研究将硬件和软件组织成有效可靠的系统的方法。基本问题包括：在机器中实现数据处理、存储和通信的最佳方法是什么？如何设计和控制大型计算系统，使它们能够在错误和故障的情况下完成预期的工作？什么样的系统结构可以使许多处理器单元能够有效地合作并行计算？如何测试计算机的性能？
3. 操作系统
操作系统研究控制机制，允许各种资源在程序执行中有效配合。基本问题包括：计算
机器系统各级可见的对象和允许的操作是什么；每种资源允许有效使用的最小操作集是什么；如何组织界面，使用户只处理抽象形式的资源，而不管硬件的实际细节；运行调度、存储管理、通信、软件资源访问、并发任务之间的通信、可靠性和安全有效控制策略是什么；系统应扩展什么功能；如何组织分布式计算，使许多独立的计算机连接到通信网络可以参与相同的计算。
4.数据结构和算法
数据结构和算法主要研究一些特定类型的问题以及相应的数据结构和解决方案。基本问题包括：给定类型的最佳算法是什么；它们需要多少存储空间和时间；空间和时间的折衷解决方案是什么；访问数据的最佳方法是什么；最佳算法的最坏情况是什么；算法的运行程度（平均）；算法可以用类似的方法处理。
5.程序设计
程序设计研究了虚拟机的符号表达、算法和数据的符号表达，以及从高级语言到机器代码的有效翻译。基本问题包括：虚拟机的可能组织（数据类型、计算、控制结构、引入新类型的计算机制）；如何在计算机上实现这些抽象；什么样的符号表达（语法）可以有效地指出计算机应该做什么。
6.软件工程
软件工程研究了安全、可靠、可靠的程序和大型软件系统的设计，以满足技术要求。基本问题包括：程序和程序设计系统开发背后的原则是什么；如何证明程序或系统满足其技术要求；如何给出技术要求，不遗漏重要情况，分析其安全性；如何通过不同阶段改进软件系统；如何使软件设计易于理解和修改。
7.数据库和信息检索
数据库和信息检索研究了大量持续共享的数据收集组织，以便有效地查询和刷新它们。基本问题包括：用什么样的模型概念来表示数据元及其关系；如何将存储、定位、匹配、检索等基本操作组合成有效的事务处理；如何与用户有效互动；如何将高级查询翻译成高性能程序；什么样的系统结构可以有效地检索和刷新；如何保护数据，以抵制非法访问、泄露或损坏；如何保护大型数据库不会因同时刷新而不兼容；当数据分散在许多计算机虑安全保护和访问性能；如何索引和分类文本，以实现有效的检索。
8.人工智能和计算理论
人工智能和计算理论研究动物和人类（智能）行为模型。基本问题包括：什么是复制行为模型，如何构建机器进行国际象棋；规则赋值、推理、解释和模式计算中描述的智能可以达到什么程度；模拟行为的机器最终能达到什么性能；如何编码感知数据，使类似模式具有类似的代码；驱动代码如何与感知代码连接；学习系统的系统结构，以及系统如何表达它们对外部世界的知识；如何使用贫穷的离散过程准确地接近连续或无限的过程；如何处理由接近引起的误差。
计算机和计算机模型
1936年5月28日，图灵向伦敦权威数学杂志发表了一篇题为论可计算数及其在判断问题上的应用的论文。在这篇开创性的论文中，图灵对可计算性进行了严格的数学定义，并提出了著名的图灵机(Turing Machine)想法：它可以表达成一台单一的特殊机器，它可以塑造成所有的工作。事实上，它可以像任何其他机器的模型一样工作。这种特殊的机器可以称为通用机器。
这样，他就机械化了人们的思维。这种理想的机器被称为图灵机。图灵机是准确定义可计算函数的抽象计算模型。
冯诺依曼理论的理念是将程序和数据存储在存储器中，让计算机负责从存储器中提取指令、执行指令和循环执行这两个动作。这样，在执行程序的过程中，计算机就可以完全摆脱外部影响，以可能的速度自动运行。根据这一原则构建的计算机是存储程序控制计算机，也被称为冯诺依曼计算机。
总结
在学习了计算科学概论之后，让我对我未来将从事的学科有了更深入的了解。计算科学概论指导我们如何学习计算机。让我更清楚地了解我们信息安全专业的方向。就像计算科学的建筑一样，它正在成长。随着网络的进一步发展，信息安全也将受到更多的关注。简而言之，在学习了这门课程后，我受益了很多，我也知道我应该努力工作，努力在我的专业领域取得成就。
参考文献：
计算机科学导论
作者:2008年6月，翟中 熊安萍 杨德刚 清华大学出版社 。
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