南安普顿大学计算机科学专业大一课程简述

在南安普顿大学计算机科学学位课程中，学生将学习如何设计和开发软件程序及系统，并了解机器学习、网络安全和计算机视觉等领域的最新进展。这将为学生在快速发展的行业中取得成功奠定坚实基础。以下是南安普顿大学计算机科学专业大一课程简述。

一、COMP1324 算法学

本课程旨在让学生理解多种重要计算机算法的运行原理及其结构，并能以算法方式解决问题。

课程内容：

• 数据结构导论：数据对象、数据结构、复杂数据结构

• 算法分析：时间复杂度

• 简单数据结构：列表、栈、队列、树、树遍历

• 排序：选择排序、插入排序、归并排序、快速排序、基数排序

• 搜索：顺序搜索、二分搜索、二叉树搜索

• 高级树结构：AVL树、B树

• 哈希表：哈希表大小，冲突解决，分离链表；开放地址法，重新哈希

• 优先队列（堆）：简单实现，二叉堆，堆排序

• 图：邻接矩阵与邻接表，连通性，广度优先搜索与深度优先搜索；最短路径算法；最小生成树，普里姆算法

二、COMP1300 计算机科学第一部分实验室课程

本课程是计算机科学或软件工程专业所有大一学生的实验室课程。

课程内容：

1、个人发展：

• 自主学习

• 时间管理

• 实验记录与文档管理

• 项目管理

• 团队与小组合作

• 数字素养与信息技能

• 演示与沟通技能

• 职业结构

2、有效沟通：

• 沟通技能

• 进行有效的口头演示

• 查找信息

• 技术写作

3、职业操守与未来职业：

• 什么是专业工程师？

• 未来的雇主：实验室经验重要吗？

• 职业道德

（包括行为准则和实践规范）

• 学术诚信

• 平等、多样性与包容性

• 负责任的创新

• 成为企业家

4、法律问题导论：

• 健康与安全法规

• 环境法规

• 知识产权（包括版权和专利）

• 计算机滥用与数据保护

三、COMP1313 计算机系统 I

本课程旨在使学生了解计算机硬件的基本原理以及计算机和外围设备的工作原理。此外，课程还旨在概述主要微处理器家族及其差异。还涵盖部分数字电子学内容——通过实验室实践使用树莓派（Raspberry Pi）进行动手操作，以更好地理解计算机基础原理。

课程内容：

• 计算机体系结构演进

• 数字电子学导论

• 计算机算术

• 汇编语言编程

• 中央处理器（CPU）结构

• 精简指令集（RISC）与超标量架构

• 总线与互连

• 存储系统与缓存

• 输入/输出与中断

• 存储系统与RAID

• 高级架构

• 操作系统导论

• 网络导论

• 基于ARM Linux的单板计算机实践

四、COMP1314 数据管理

本课程旨在让学生能够使用标记语言结构化数据和文档，学会定义、规范化和查询数据库，并有效使用UNIX命令行和数据操作工具构建shell脚本。

课程内容：

1、UNIX 操作系统家族（Linux、BSD、macOS）：

• UNIX 哲学与环境；文件、进程、管道、过滤器及基本工具

• 数据操作工具；编辑器、grep及其他实用工具

• 脚本编程

• shell 及 shell 编程

• 程序开发工具

2、结构化文档与标记语言：

• LaTeX

• 基于 XML 的语言

3、数据库系统：

• 关系模型：关系、域、属性、键、依赖关系及规范化

• 基于实体-关系模型的数据库建模

• 实践 SQL

五、COMP1311 数学导论 I

本课程旨在让学生能够批判性地分析和解决有限离散结构中的计数问题，学会计算事件的概率并识别离散概率分布，能够使用逻辑和集合论的语言来做出精确的正式陈述，并能识别、理解和构建严谨的数学证明。

课程内容

1、数学证明：

• 案例分析证明、反证法。

• 归纳法与递归。

• 全称性质。

2、集合、函数与关系：

• 基本记号、表示方法及例子。元素归属与子集。

• 集合运算：并集、和集、交集与补集。

• 有序对、元组、笛卡尔积、幂集。

• 关系、等价关系与偏序关系。

• 函数：单射、满射、双射。

• 基数、无限集。

3、逻辑：

• 命题逻辑。逻辑连接词。

• 语法与语义。

• 自然推导、正确性和完备性。

• 量词与谓词逻辑。

4、组合数学：

• 计数的基本原理：乘法与加法规则、包含-排除原理、抽屉原理。

• 组合、排列与排列组合、二项式定理。

• 树与图的入门：有向图、无向图与加权图。

5、概率论导论：

• 基本概率公式，离散概率分布

六、COMP1321 数学II

本课程旨在让学生能够识别连续概率分布；在问题解决中展示逻辑思维；应用向量和矩阵的运算并解决线性方程组；批判性地分析和解决一些数学问题；使用统计分析，包括抽样、假设检验和回归。

课程内容：

1、代数：

• 向量：基本性质、运算、标量积、向量积。

• 基：线性独立性、维数、坐标变换、正交基与投影。

• 线性变换：基本性质、矩阵、逆矩阵、行列式。

• 特征空间：特征值、特征向量、对角化。

• 线性方程组的求解。

2、微积分：

• 微分 - 基本规则

• 牛顿求根法

• 偏微分

• 积分 - 基本积分

• 分部积分

• 数值积分

3、概率与统计：

• 连续概率分布

• 统计学导论：抽样、置信区间、假设检验、回归分析

七、COMP1323 网络与安全

本课程旨在让学生了解网络协议的基本原理，分析与隐私和匿名有关的问题，掌握互联网架构和分层TCP/IP网络模型。同时，掌握使系统和网络更具抗攻击性的方法，明确网络服务、设计、操作和安全，并了解网络威胁态势。

课程内容：

1、互联网架构：

• TCP/IP分层模型

• 协议、设计原则、标准化、IETF

• 命名和地址分配

2、链路层：

• 传输理论与协议

• 以太网网络、交换机

• 无线网络

3、网络层：

• 路由、链路状态与距离矢量算法

• 子网、站点及 ISP 路由视角

• IPv6

4、网络服务：

• 服务质量（QoS）

• IP 多播、可靠多播

• 主机配置、服务发现、零配置网络

• DHCP、DNS

5、传输层：

• TCP、UDP

6、网络设计与运营：

• 基础设施；企业/校园、ISP/家庭网络

• 网络监控与管理

• 虚拟网络环境

7、应用：

• Web/HTTP、电子邮件/SMTP

8、基本安全概念：

• 网络攻击者

• 网络攻击及网络攻击生命周期中的杀伤链模型

9、密码学原理：

• 公钥基础设施

• 安全通信

• 用户认证

• 隐私与数据匿名化

10、网络威胁态势：

• 企业安全

• 高级持续性威胁

• 社会工程学

• 网络战

• 黑客主义

• 关键基础设施安全

八、COMP1312 编程入门

本课程旨在让学生能够设计、实现、调试和测试简单的 Python 和 C 程序，并以系统化的方式分析问题。

课程内容：

1、Python 编程语言：

• 编写和运行程序

• 类型、变量、值和作用域

• 函数

• 计算思维

• 循环、数组和数据结构

2、C 编程语言：

• 语言简介

• 指针与指针运算

• 内存管理

• 数据结构与数组

• 与 Python 的比较

3、软件开发：

• 集成开发环境

• 测试与调试

• 软件设计（什么是好的程序）

• 编程风格

• 应用程序设计（从问题到解决方案）

九、COMP1322 编程 II

本课程旨在使学生能够以系统化的方式分析问题并以面向对象的风格建模，构建多线程 Java 应用程序，使用 JUnit 对 Java 程序进行测试，构建带有图形用户界面的 Java 应用程序。

课程内容：

1、面向对象编程导论：

• 类与对象

• 方法

• 构造函数

• 继承（父类与子类）

• 多态

• 抽象类与接口

2、Java 标准库：

• 集合与迭代器

3、图形用户界面编程：

• 使用适当的框架编写 Java 用户界面

• 用户界面组件

• 事件处理

• 图形在用户界面中的应用

4、控制流与 Java 虚拟机：

• JVM概述

• 异常与异常处理

• JVM中的递归

• 多线程与同步

5、Java中的存储与文件：

• 垃圾回收

• 字符串与字符编码

• 输入/输出与对象序列化

6、验证与确认：

• 黑盒测试

• 白盒测试

• 集成测试策略

以上就是南安普顿大学计算机科学专业大一课程简述。如果有同学在学习上述课程时遇到问题，新航道随时能够安排一对一南安普顿大学课程辅导。学生可以直接与新航道的课程顾问沟通，及时在专业学术导师的指导下解决课业问题、巩固课程要点、消除知识短板，从而有更好的学业表现。