Computer Software and Theory
（081202）
● 培养方案
（一）培养目标和要求
1、培养德智体全面发展的计算机软件与理论方向高层次专门人才和高校有关专业的师资。
2、通过进一步学习马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，逐步形成无产阶级世界观，热爱社会主义祖国，毕业后为祖国的建设贡献力量。
3、培养具有较强理论基础和设计、开发软件能力的软件和理论人才，以满足软件开发、技术管理、科学研究和高等教育等多层次的社会需要。
4、较为熟练地掌握一门外语，能阅读本专业的外文资料。
5、有健康的体魄和良好的心理素质。
（二）研究方向
1、不确定程序理论及应用 Theories and Applications of Uncertain Programming
2、虚拟现实 Virtual Reality
3、信息系统与数据库 Information System and Database
4、软件可靠性设计理论与方法 Theories and Methods on Reliable Programming
5、遗传算法 Hereditary Algorithms
（三）学制
全日制硕士研究生学制为三年；半脱产在职研究生经申请批准其学习年限可延长半年至一年。
（四）课程设置
1、必修课程：
（1）学位公共课：
科学社会主义理论与实践Theory and Practice of Scientific
Socialism
自然辩证法 Dialectics of Nature
第一外国语 First Foreign Language
（2）学位基础课：
数理逻辑基础 Elements of Mathematical Logic
形式语言与自动机 Formal Language and Automata
程序设计方法学 Programming Methodology
（3）学位专业课：
高级算法设计与分析 Advanced Algorithm Design and Analysis
高级软件工程 Advanced Software Engineering
数据库技术 Database Technology
专业外语 Specialized Foreign Language
专题讲座 Lectures on Special Topic
2、选修课程：
高级计算机系统结构 Advanced Computer Architecture
并行理论与通信 Concurrency Theory and Communication
论域理论 Domain Theory
计算机图形学 Computer Graphics
计算机网络 Computer Network
人工智能 Artificial Intelligence
遗传算法 Genetics Algorithm
软件可靠性与安全性 Software Reliability and Safety
形式语义学 Formal Semantics
高等工程数学 Advanced Engineering Mathematics
离散数学 Discrete Mathematics
数据结构与程序设计 Data Structures and Programming
4、实习
5、社会实践活动
（五）教学和培养方式
教学采用教师主讲与学生讨论等形式，引导学生积极主动学好基础理论课，为以后的学习和实践打下理论基础。组织、鼓励学生积极参加科学研究、软件开发等科研工作。
（六）成绩考核
采用闭卷、开卷或者撰写专题论文以及程序设计等方式进行；成绩可以按百分制计，也可以分优（90分-100分）、良（80分-89分）、中（70分-79分）、及格（60分-69分）、不及格五等；必修课及格标准为“中”，选修课及格标准为“及格”。
（七）学位论文撰写
1、第四学期末，在导师指导下确定选题。
2、论文的选题和内容应具有一定理论价值和应用价值，有一定的创意和前沿性。
3、正文一般不少于三万字，外文摘要2000字符，中文摘要800字。
4、论文的封面、中外文提要、正文、附录和参考文献的编排，都必须符合国际通行的学术论文规范，所有的注码必须注明：①国别（或时代）、②作者（或译者）、③书刊名称、④卷次（章节）、⑤页码、⑥出版社、⑦出版时地；否则不能参加答辩。
5、为方便审读，论文行距应较宽松，用4号字或小四号字。
（八）论文答辩与学位授予
1、论文答辩
（1）学位论文由作者本人提交答辩委员会，由答辩秘书分送答辩委员。
（2）硕士学位论文答辩前须聘请2位（或以上）具有副教授（或以上）职称的专家评阅。
（3）答辩委员会由4-5名与选题有关的教授（或研究员）、副教授（或副研究员）组成。答辩委员会推举一名答辩主席，答辩人的导师和副导师不能担任答辩主席。答辩后由答辩委员会投票表决，答辩主席在答辩决议书上签字。
2、学位授予
论文在获三分之二（或以上）答辩委员通过后，答辩委员会可建议授予答辩人所申请的学位。
● 教学大纲
☆ 数理逻辑基础
（一）教学目的和要求
使学生掌握数理逻辑的命题逻辑、一阶逻辑、模态逻辑的演算、语义以及可靠性和完备性等数理逻辑的基本理论、基本方法和重要结论，为以后的学习和研究打下基础。
（二）基本教学内容
第一部分： 形式命题演算。介绍经典命题逻辑的形式演算和语义，以及它们的可靠性和完备性定理。
第二部分： 形式谓词演算。讨论一阶语言的语法和语义，介绍一阶形式系统的完备性定理和相容性定理。
第三部分：构造性逻辑。介绍证明的构造性、形式推演、语义以及可靠性与完备性。
第四部分：模态逻辑。介绍模态命题逻辑和模态一阶逻辑的形式演算、语义、可靠性与完备性。
（三）主要参考资料
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：闭卷考试
☆ 形式语言与自动机
（一）教学目的和要求
本课程的目的是通过对形式语言与有限自动机的学习，掌握计算的基本模型，为更好理解和掌握计算机科学的基础理论打下基础。
（二）基本教学内容
本课程可分成三个部分
第一部分： 有限自动机与图灵机。主要学习确定有限自动机、非确定有限自动机、下推自动机以及图灵机，掌握图灵机的计算模型。
第二部分： 形式语言。主要学习正规语言及上下文无关语言，讨论这些语言与自动机的关系。
第三部分：计算的半确定性与复杂性。主要介绍图灵机的不可解性或半确定性问题。介绍图灵机计算的复杂性以及NP问题。
（三）主要参考资料
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：闭卷考试
☆ 程序设计方法学
（一）教学目的和要求
本课程的目的是要求学生掌握程序设计方法的概念、结构、描述方法、设计技术和设计工具，学习程序结构分析方法和程序正确性证明、设计策略等内容，介绍程序设计方法进几年来的发展概况。
（二）基本教学内容
1.程序与程序设计的概念
2.程序结构分析
3.程序的功效
4.程序设计工具
5.程序功能描述
6.程序的正确性证明
7.程序设计的基本策略
8.程序的设计技术
9.程序的形式推导
（三）主要参考资料
（四）任课教师：高建华
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：闭卷考试
☆ 高级算法设计与分析
（一）教学目的和要求
设计有效算法，分析算法的复杂性，判断若干算法的优劣，以及最佳算法的证明，以及算法复杂性的NP理论。
（二）基本教学内容
本课程的主要内容包括：对于一个给定的问题，如何设计它的有效算法，在同一问题的若干算法中，如何来判断它们的优劣。对于一个给定的算法，如何来分析它的有效性。并对最佳算法及其证明作介绍。
在设计技术中，介绍分织法、贪心法、动态规划法、四溯法、分枝限界法。并介绍NP安全问题，以及并行算法。
（三）主要参考资料
（四）任课教师：胡金初
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：笔试
☆ 高级软件工程
（一）教学目的和要求
本课程要求学生在掌握传统软件工程理论的基础上，能够运用面向对象的系统分析与设计方法建立中小型应用系统，在整个软件开发过程对软件质量进行控制；了解CASE在软件开发中的应用，掌握至少一种CASE工具。
（二）基本教学内容
1. 传统软件工程回顾：可行性研究、需求分析、系统设计、编码、系统测试、实现及维护
2. 面向对象的系统分析与设计：对象分析及建模、设计方法学、面向对象的实现、应用举例
3. CASE工具与应用：计算机辅助软件工程工具、数据库在CASE中的应用、 Design Patterns、Power Design
4. 软件质量与质量保证：软件质量保证、软件工程标准化和软件文档、软件件行业国际标准介绍。
（三）主要参考资料
（四）任课教师：吴海涛
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：笔试、课程设计
☆ 高级计算机系统结构
（一）教学目的和要求
本课程是研究生的一门基础课，从传统的计算机系统结构开始逐步深入到平行结构及算法、及讨论计算机系统结构的发展方向，为今后专业课学习打下基础。
（二）基本教学内容
1．冯·诺依曼计算机系统结构
2．流水线
3．Rise和Cisc
4．内连网络
5．并行处理机和并行计算机
6．并行计算机和并行算法
7．数据计算机几脉动阵列计算机
8．未来计算机系统结构
（三）主要参考资料
《Computer Architecture Single & Parallel System》, Mehdi R. Zaraham.
（四）任课教师：张世正
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：书面开卷（外文书）
☆ 并行理论与通信
（一）教学目的和要求
通过本课程的学习，使学生掌握通信与并行计算的基本理论，为以后的研究打下基础。
（二）基本教学内容
第一部分：基本理论。介绍通信与并行计算的基本理论。为以后的研究打下基础。
第二部分：模拟与等价。介绍各种互模拟与等价，以及它们之间的关系。
第三部分：演算与逻辑。介绍交换算子与规范逻辑的关系和性质。
（三）主要参考资料
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：考试
☆ 论域理论
（一）教学目的和要求
掌握论域理论的基本原理、基本方法和重要结论，为今后的学习和研究打下基础。
（二）基本教学内容
第一部分：格论。介绍格论的最基本概念，如：格、完备格、布尔格、模格等。
第二部分：Domain理论。介绍Domain理论的基本概念和基本方法，以及幂域理论，介绍信息系统理论。
第三部分：范畴理论。介绍范畴论的基本概念和方法，以及一些重要结论。
（三）主要参考资料
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：论文
☆ 计算机图形学
（一）教学目的和要求
通过本课程的学习，使学生在计算机图形学与计算可视化方面打下扎实的基础，掌握C语言图形程序设计以及Matlab程序设计，曲线、曲面等图形算法等的基本理论、基本设计方法为以后的图形设计做好准备。
（二）基本教学内容
第一部分 C语言图形程序设计、Matlab程序设计。
第二部分 曲线、曲面及图形生成算法。
第三部分 图形变换与图象处理
（三）主要参考资料
《
计算机图形学》（第三版），孙家广，清华大学出版社1998年版。
（四）任课教师：陈操宇、王立联
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：图形设计
☆ 计算机网络
（一）教学目的和要求
在本科学习的计算机网络基础上，对各类标准的比较及深化；重点是基于TCP/IP的Internet/intranet的分析；网络管理系统的思想。
（二）基本教学内容
1． 计算机网络体系结构—ISO的OSI、CCTT、TCP/IP等各类标准的比较。
2． 网卡的具体结构例---实现物理层和数据链路的逻辑电路及编程，子CPU、SIO和DMA的设计----RS-232-C、HDLC的初始化编程。
3． 总线型局域网的检测标准---质量技术监督局试行方案
4． 网络层及路由器、网际互连---协议转换器、X75、IP、桥接器的比较。
5． TCP/IP协议几例：SNMP简易网络管理协议、DAPRA INTERNET网关，Internet标准子网过程、ICP网际控制板之协议等。
6． 几个计算机网络系统的实际应用及设计。
（三）主要参考资料
（四）任课教师：俞时权
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：论文（力求正式发表）
☆ 遗传算法
（一）教学目的和要求
通过本课程的学习，使研究生对遗传算法的基本原理及其应用有较全面的了解，对遗传算法的局限性和潜力也有所了解。要求掌握遗传算法的基本理论。掌握遗传程序设计的方法，了解遗传算法与其他自适应搜索方法的区别；为在这方面开展研究打下良好的基础。
（二）基本教学内容
1. 遗传算法的发展
2. 遗传算法的数学理论
3. 解连续优化问题的遗传算法
4. 用遗传算法设计神经网络
5. 遗传算法在组合优化中的应用
6. 遗传程序设计与程序设计自动化
7. 遗传算法与其它自适应搜索方法的比较
（三）主要参考资料
《
遗传算法》，刘勇等，（北京）科学出版社1998年版。
（四）任课教师：迟洪钦
（五）总时数：36或54学时
（六）考核方式：开卷
☆ 软件可靠性与安全性
（一）教学目的和要求
软件可靠性与安全性是当代的科技的前沿课题之一。本课程系统地介绍国内外软件可靠性与安全性的主要研究成果。内容包括软件可靠性的基本理论、可靠性设计、可靠软件的测试、软件的可靠性预计及其可靠性增长分析、软件的可靠性分配、软件的可靠性与安全性分析、软件的质量保证等内容。
（二）基本教学内容
第一章 绪论
1．1 软件可靠性的重要性
1．2 软件可靠性的发展史
第二章 软件质量及可靠性的基本概念
2．1 软件及软件工程
2．2 软件的质量
2．3 软件可靠性的基本概念
2．4 软件错误有软件失效
2．5 软件可靠性模型
第三章 可靠软件的设计
3．1 基本策略
3．2 需求分析
3．3 概要设计和详细设计
3．4 查错设计
3．5 改错设计
3．6 容错设计
第四章 软件测试
4．1 软件测试
4．2 结构测试
4．3 功能测试
4．4 软件排错
第五章 软件的可靠性预计模型
5．1 JELINK1-MORANDA模型
5．2 几何递减模型
5．3 S-W模型
5．4 SHOOMAN模型
5．5 MUSA执行时间模型
5．6 G-O非齐次Poisson过程模型
5．7 Littlewood 贝叶斯排错模型
5．8 Nelson 模型
5．9 错误植入模型
5．10 非线性回归预计法
第六章 软件与硬-软件复合系统结构模型
6．1 系统结构分解
6．2 串行系统结构模型
6．3 并行系统结构模型
6．4 分布式系统及冗余系统
6．5 硬-软件复合系统结构预计分析
第七章 软件系统安全性分析
7．1 概述
7．2 软件系统安全性分析项目
7．3 软件安全性设计准则
7．4 软件失效模式、效应及危害度分析法
7．5 软件故障树分析法
7．6 软件潜藏分析法
第八章 程序的复杂性与可靠性分配
8．1 概述
8．2 HALSTEAD 复杂性度量法
8．3 THAYER 复杂性度量
8．4 图论复杂性度量
8．5 软件的可靠性分配
第九章 软件的质量保证
9．1 软件的质量保证计划
9．2 软件质量保证（QA）机构
9．3 美国软件质量保证的若干做法和经验
9．4 日立公司软件质量评估（SQE）系统
（三）主要参考资料
（四）任课教师：高建华
（五）总时数：54学时
（六）考核方式：开卷或闭卷
☆ 形式语义学
（一）教学目的和要求
通过本课程的学习，使学生在计算机语言的形式语义学方面打下扎实的基础，掌握形式语义学的基本理论、基本方法和重要结论，以及国内外最新研究动态、热点，为以后的研究做好准备。
（二）基本教学内容
第一部分 指称语义。介绍指称语义的基础：如论域的构造与连续映射、泛函不动点、λ演算等。介绍程序设计语言的几种指称语义：存储语义、环境语义、命令语义等。介绍指称语义的一些例子。
第二部分 操作语义。介绍程序的结构化操作语义与属性文法，以及施用表达式的机器计算。
第三部分 公理语义。介绍Hoare公理系统、Dijkstra的最弱前置条件、Martin-Lof类型论。
第四部分 并发程序设计语言的语义。介绍并发系统、并发程序设计语言、以及通讯顺序进程，介绍并发程序设计语言的指称语义、公理语义，通讯顺序进程的操作语义。
（三）主要参考资料
《形式语义学及形式说明》，屈延文，科学出版社1998年版。
（五）总时数：80学时
（六）考核方式：考试（开卷或闭卷）
☆ 高等工程数学
（一）教学目的和要求
通过本课程的学习使研究生掌握矩阵分析和随机过程的基本理论及其应用。要求掌握矩分解的基本理论和方法，熟悉线性变换的矩阵表示，了解矩阵函数的性质和应用；掌握随机过程的基本概念，熟悉几种重要的随机过程及其应用，了解各态历经性与谱分解。
（二）基本教学内容
第一部分 矩阵分析
第一章 线性空间与线性变换
1．1 线性空间的概念
1．2 基变换与坐标变换
1．3 子空间与维数定理
1．4 线性空间的同构
1．5 线性变换的概念
1．6 线性变换的矩阵表示
1．7 不变子空间
第二章 内积空间
2． 1内积空间的概念
2．2 正交基及子空间的正交关系
2．3 内积空间的同构
2．4正交变换
2． 5子空间的距离与最小二乘法
2． 6复内积空间
2． 7正规矩阵
2． 8 二次型
第三章 矩阵的标准形与若干分解形式
3．1 矩阵的相似对角形
3．2 矩阵的约当标准形
3．3 哈密顿-开莱定理及矩阵的最小多项式
3．4 多项式矩阵与史密斯标准形
3．5 多项式矩阵的互质性与既约性
3．6 有理分式矩阵的标准形及其仿分式分解
3．7 系统的传递函数矩阵
3．8 舒尔定理及矩阵的分解
3．9 矩阵的奇异值分解
第四章 矩阵函数及其应用
4．1 向量范数
4．2 矩阵范数
4．3 向量和矩阵的极限
4．4 矩阵幂级数
4．5 矩阵函数
4．6 矩阵的微分与积分
4．7 常用矩阵函数的性质
4．8 矩阵函数在微分方程组中的应用
4．9 线性系统的能控性与能观预测性
第五章 特征值的估计与广义逆矩阵
5．1 特征值的界的估计
5．2 圆盘定理
5．3 谱半径的估计
5．4 广义逆矩阵与线性方程组的解
5．5 广义逆矩阵A+
第六章 勒贝格积分简介
6．1 集合及其基数
6．2 测度理论
6．3 可测函数
6．4 勒贝格积分
第二部分 随机过程
第一章 概率论补充知识
1．1 概率空间
1．2 随机变量
1．3 特征函数
1．4 多元正态分布
1．5 随机变量序列的收敛性
1．6 随机变量函数的分布
1．7 条件数学期望
第二章 随机过程的基本概念
2．1 随机过程的定义
2．2 随机过程的分布及其数字特征
2．3 复随机过程
2．4 几种重要的随机过程类型
2．5 Wiener过程
2．6 Possion过程
第三章 二阶矩过程的均方微积分
3．1 随机变量序列的均方极限
3．2 随机过程的均方连续
3．3 随机过程的均方导数
3．4 随机过程的均方积分
3．5 均方随机微分过程
3．6 正态过程的均方微积分
第四章 平稳过程
4．1 平稳过程的定义
4．2 平稳过程相关函数的性质
4．3 平稳过程的功率谱密度
4．4 线性过程中的平衡过程
4．5 平稳过程的谱分解
4．6 平稳过程的各态历经性
第五章 马尔可夫过程
5．1 马尔可夫过程的定义
5．2 马氏链的转移概率
5．3 马氏链的状态分类
5．4 转移概率的极限与平稳分布
5．5 连续时间马氏过程的转移概率
5．6 马氏过程的遍历性和平稳分布
5．7 应用举例
第六章 更新过程与马尔可夫更新过程
6．1 更新过程的定义
6．2 更新方程与极限定理
6．3 剩余寿命与现时寿命
6．4 延迟与终止过程
6．5 马尔可夫更新过程的定义
6．6 状态分类与极限概率
6．7 马尔可夫更新方程
6．8 再生过程与报酬过程
6．9 广义半马氏过程简介
第七章 非平稳随机过程
7．1 随机过程的高阶统计量的定义和性质
7．2 非平稳过程的Wigner-Ville时频谱分析
7．3 循环平稳过程
7．4 二阶循环平稳过程的循环相关函数与循环谱
7．5 高阶循环平稳过程的循环累积量与循环谱
（三）主要参考资料
《
随机过程》，毛用才、胡奇英，西安电子科技大学出版社1998年版。
《
高等代数》，北京大学数学系编，人民教育出版社1978年版。
《
线性代数》，蒋尔雄等，人民教育出版社1979年版。
Papoulis A. Prlbability, Random Variables,and Stochastic Processes, 2nd ed. New York: McGraw-Hill, 1984
《
实变函数论》，江泽坚、吴智泉，人民教育出版社1961年版。
（四）任课教师：迟洪钦、周素琴
（五）总时数：72学时
（六）考核方式：开卷或闭卷
● 培养计划表
|
院（系、
所） |
数学科学学院
理工信息学院 |
学 科、
专 业 |
计算机软件与理论 |
|
研 究
方 向 |
1. 不确定程序理论及应用 2. 虚拟现实 3. 信息系统与数据库
4.软件可靠性理论与方法 5. 遗传算法 |
|
课程类别 |
课 程
名 称 |
学
分 |
周学时 |
总
学
时 |
各学期教学周时数 |
任 课
教 师 |
考核方式 |
|
一 |
二 |
三 |
四 |
五 |
六 |
|
必
修
课
程 |
学
位
公
共
课 |
第一外国语 |
6 |
6 |
216 |
6 |
6 |
|
|
|
|
|
考试 |
|
政治理论课 |
自然辩证法(理)/哲学(文) |
2 |
3 |
54 |
3 |
|
|
|
|
|
|
考试 |
|
科学社会主义的理论与实践 |
2 |
3 |
54 |
|
3 |
|
|
|
|
|
考试 |
|
计算机应用(文) |
2 |
3 |
54 |
|
|
3 |
|
|
|
|
考试 |
|
学
位
基
础
课 |
数理逻辑基础 |
4 |
4 |
80 |
4 |
|
|
|
|
|
|
考试 |
|
形式语言与自动机 |
4 |
4 |
80 |
|
4 |
|
|
|
|
|
考试 |
|
程序设计方法学 |
4 |
4 |
80 |
|
4 |
|
|
|
|
高建华 |
考试 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
学
位
专
业
课 |
高级算法设计与分析 |
4 |
4 |
80 |
4 |
|
|
|
|
|
胡金初 |
考试 |
|
高级软件工程 |
4 |
4 |
80 |
|
4 |
|
|
|
|
吴海涛 |
设计 |
|
数据库技术 |
4 |
4 |
80 |
|
|
4 |
|
|
|
郭善良 |
设计 |
|
专 业 外 语1.2./3. |
2 |
3 |
60 |
|
|
3 |
|
|
|
张文龙
王蓉华 |
翻译 |
|
专题讲座(含讨论班)1.2./3. |
4
6 |
4
3 |
320
150 |
|
|
4
3 |
4
3 |
4
3 |
4 |
|
|
|
选
修
课
程 |
计算机高级系统结构 |
3 |
3 |
60 |
3 |
|
|
|
|
|
张世正 |
考试 |
|
并行理论与通信 |
3 |
4 |
80 |
|
|
|
4 |
|
|
傅育熙 |
考试 |
|
论域理论 |
3 |
4 |
80 |
|
|
4 |
|
|
|
|
论文 |
|
计算机图形学 |
3 |
4 |
80 |
|
|
4 |
|
|
|
陈操宇 |
设计 |
|
计算机网络 |
3 |
4 |
80 |
|
|
4 |
|
|
|
俞时权 |
设计 |
|
人工智能 |
3 |
4 |
80 |
|
|
4 |
|
|
|
张辅群 |
设计 |
|
遗传算法 |
3 |
4 |
8 |
|
|
4 |
|
|
|
迟洪钦 |
考试 |
|
软件可靠性与安全性 |
3 |
4 |
80 |
|
|
|
4 |
|
|
高建华 |
考试 |
|
形式语义学 |
3 |
4 |
80 |
|
4 |
|
|
|
|
|
考试 |
|
高等工程数学 |
3 |
4 |
80 |
4 |
|
|
|
|
|
迟洪钦 |
考试 |
|
其他
培养
环节
名称 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
9 |
36 |
|
|
|
9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√ |
|
|
评审 |
|
论文写作与答辩 |
|
|
|
|
|
|
|
√ |
√ |
|
答辩 |
|
同等学力者补修课程 |
离散数学 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
数据结构与程序设计 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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