计算机科学（有工业经验） Msci (Hons)

Lancaster University - 兰卡斯特大学

本模块有三个主要方面。首先，学生将学习数据处理技术的设计和实施。他们将学习关系型数据库的结构和特点及其当代替代品，以及用于构建、填充和查询有效信息系统的常用语言和功能。其次，该模块研究了系统分析和设计。在研究信息系统设计的同时，学生将学习在商业和社会背景下的数据使用，包括数据收集、验证和展示。他们将学习如何处理多种约束，与人和机器合作，系统思考和基本的成本/效益分析。最后，该模块处理了社会中计算机的重要职业和道德问题。学生将获得对持有个人数据的法律意义、审查制度的作用和影响、恶意软件和垃圾邮件、隐私和监控、互联网运营和治理的理解。这将使学生能够围绕人类和技术要求以及适当的设计方案构建和批判道德论点。

本模块展示了所有数字系统中的基本构件、机制和概念。学生将了解到处理器的工作原理；存储器的工作原理；以及经典和当代计算机的结构。它还向学生展示了编程语言是如何转化为计算机可以理解的东西的。在提供对这些基本操作的强烈洞察力的同时，鼓励学生发展新的思维方式并发展抽象思维。 学生将了解数字系统的主要特征和组成部分，包括寄存器和加法器等低级组件，以及如何通过使用编程技术来控制这些组件。他们将发展使用不同逻辑结构和数字系统的技能，特别是二进制逻辑。将考虑应用软件、系统软件和硬件之间的关系，学生还将发展对C语言编程的应用理解。

本模块为学生提供了对计算机科学原理的重要性和相关性的深入了解。获得分析和描述算法和计算机程序的效率所需的基本知识，学生学会在实施计算机程序时如何做出正确的设计选择，以优化给定设计参数的效率。学生还学习了数据结构的作用和特点，并了解了经典算法在计算机科学中的持续重要性。

在我们快速发展的世界中，计算机编程是一种高度实用的技能。在这个模块中，学生将学习如何编写、分析、调试、测试和记录计算机程序，从而发展一个有原则的计算机程序员所应具备的技能。学生将被介绍到C和Java编程语言，这是世界上最广泛使用的两种语言。他们将学习与软件开发相关的日常技术的最佳实践，并获得对软件开发周期的理解。学习软件开发人员在解决计算机软件的可扩展性和复杂性方面所面临的挑战，学生将能够独立工作，开发适度复杂的计算机程序。

软件设计提供了了解软件架构设计的重要性、不同的架构风格以及软件设计的质量属性（如可维护性、性能和可扩展性）的意义的机会。学生将获得使用一套图形模型来开发软件设计的系统方法的知识。在不同的抽象层次上开发系统的几种模式所涉及的设计过程被解释，他们将被介绍到用UML进行面向对象的设计。 在整个模块中，学生将体会到计算机科学在工作场所的作用这一更广泛的背景，以及它在实现软件方面的关键作用。该课程还着眼于理解软件设计的质量属性的含义，以及特定软件系统的架构模型。学生将深入了解决定类的主要质量属性。学生将能够解释和构建软件的UML模型，并实现以UML模式表示的设计，以及了解如何使用各种设计模式来解决某些问题.

学生将学习人机交互的理论和实践课题，通过实验室工作提供设计、实施的实践经验，以及通过实际案例研究评估交互系统的能力。该课程探讨了人类感知的基础，以用户为中心的设计和参与式设计过程，学生将学习多种设计技术。该模块引导学生理解内部系统设计是如何影响外部用户界面行为的，并强调对所有用户无障碍的重要性。在该模块结束时，学生将能够成功地整合不同的信息，形成对人机交互的连贯理解；批判性地反思人机交互的技术进步，并展示持续的专业发展和有效的书面和口头技能所需的独立学习能力.

在SCC211中，学生会被介绍到操作系统概念的理论和实际应用。在整个模块中，操作系统的内部结构、文件和I/O管理、中断处理和设备驱动以及内存管理结构和技术都变得熟悉。该模块探讨了进程管理，包括调度和线程，以及对多处理器的支持。期待研究围绕安全和保护的问题，包括访问控制。通过介绍合适的操作系统的具体例子和进行相关的编程练习，对模块的主题采取实用的方法来帮助吸收抽象的概念。在本模块结束时，学生应了解现代操作系统的作用和常见的架构。系统漏洞和如何保护它们免受安全威胁贯穿始终。学生将自信地描述典型的文件系统结构，并强调进程和任务调度的不同方法。

在这个模块中，学生将获得关于数据库管理系统的设计、实施和使用的理论背景，包括数据设计者和应用开发者。该模块还探讨了定义数据库系统要求的必要性，利用扩展实体关系（EER）模型作为设计数据库管理系统（DBMS）数据的技术和符号。学生们将研究EER模型与等价关系模型的映射，然后从访问权限和特权的角度来研究它。 在这个模块的过程中，学生将熟悉所有与数据库系统的设计、开发和使用中的信息安全有关的方面。他们还将了解到对数据库管理系统的需求是如何随着时间的推移而演变的，以及它们是如何应用于日常场景的。这种技术知识将由应用有效的物理存储组织的可转移技能来补充；对可应用于问题的正确过程、模型和符号的意识增强；以及批判性地评估一系列技术观点的能力。

学生将获得在专业、法律和道德框架内操作的基本技能和知识。教授将项目分解成可管理的部分和有效的时间分配的技巧，从而对进行科学调查所需的技能和方法以及衡量和解释数据的统计分析的基本概念和工具有基本的了解。提供制作简明和结构化的科学报告的范例和指南，并为学生提供关于演讲技巧、与计算机和通信有关的职业道德的额外讲座。最后，讲座提供了与计算机和通信专业相关的基本法律方面的意识，包括知识产权和专利法。在整个课程中，学生将获得在其领域就业所需的特定学科技能和一般能力的高度认识。该模块在计算机背景下发展学术写作和研究技能，补充学生的其他模块。

本模块让学生有机会在一年级的技能和知识的基础上，在小组范围内创建一个真实世界的系统。作为小组的一部分，学生将有效地工作，以收集系统需求；设计然后实施项目；并准确地评估它。该模块旨在提高原型设计、项目规划、项目管理、管理和执行、游戏设计、系统设计和测试策略方面的理论知识和实践技能。同时，学生还将提高他们的团队合作、解决问题、沟通、演讲和报告写作能力，这在进入职业生涯时将是非常有价值的。

学生将被介绍到支撑当代通信网络和互联网的基本概念。将探讨协议栈和分层的关键思想，以及诸如IP寻址和子网的核心概念。随着该模块的进展，他们将被介绍到用于在互联网上路由数据包的方法。正是这个过程使我们今天经常依赖的全球通信网络得以建立。这些概念将得到设计和构建网络的实践经验的支持。学生还将通过完成一些免费的网络编程练习来证明他们的理解。

对新的工具和技术采取适应性的方法，让学生了解为特定问题选择最佳编程工具的重要性。从不同的编程语言家族中引入一些新的编程语言，并在一年级建立的良好实践基础上进行。鼓励对编程语言的历史和多样性的欣赏，如了解它们的应用领域，学会更广泛地思考编程。对应用领域和各种语言类型的相对优势、劣势和性能的理解将得到促进，同时还将介绍语言概念和列表理解。 本模块需要一定程度的自律，以认识和建立不仅具有高度功能而且包含非功能属性的程序。该课程期望生成优雅的、可扩展的和可延伸的软件。通过这一经验，学生们将发展出对解决问题进行逻辑和算法推理的能力。他们将获得抽象化和简化问题的经验，这些问题是如何映射到编程语言的结构和计算元素上的。对计算思维的信心将使学生能够比较和对比替代方案。

学生产生一个实质性的个人项目，涉及到一个软件、实验软件或理论工作的原则性设计、实施和评估。通过这个模块，学生将为一个复杂的计算或数字技术相关的项目制定一个连贯的建议。他们将通过进行项目所需的研究获得经验，并应用理论概念和实践技能。学生还将写出一份技术报告，准确记录该项目。这种经验对于他们在职业生涯中的发展特别有意义。项目也可以与外部伙伴公司合作进行。来自外部合作伙伴的导师将提供额外的支持，提供关于项目商业背景的必要信息。

学生将熟悉围绕当代大规模和高性能网络服务和基础设施的结构、设计和部署的一系列问题。他们将获得识别高性能障碍的能力，并采取启发式方法，通过缓存、定位和使用内容交付网络和云主机实现最佳的网站性能。将获得对分析、指标、A/B和多变量测试使用的理解。通过使用编程工具包、故事标签和内容聚合，以及XML存储、链接数据和RDF，学生将创建响应式网页设计，包括移动设备、平板电脑和触摸互动。 在本模块结束时，学生将拥有使用指标和定量数据来识别各种性能问题的全面知识。他们将能够使用和解释数据分析，以及了解敏捷网络开发方法和如何确定质量流程并为可访问性和国际化提供支持。学生将进行每周的实验任务，旨在补充和加强讲座，在一系列的主题中同时给予理论知识和实践经验。

学生将获得对人工智能基本概念的介绍，并了解当前的趋势和问题。诸如知识表示和推理、决策（DM）和不确定因素下的决策以及概率论等课题都将在整个课程中得到探讨。人工智能提供有监督和无监督的机器学习、神经网络和决策树方面的经验。教授多变量方法、聚类和分类方法，还介绍了进化算法、表型、基因型和基本的遗传操作符。研究适合智能系统的编程语言，如Scheme和Prolog，并让学生熟悉人工智能的应用。 这个模块看到了对人工智能系统的一般要求的认识，以及在计算和通信系统的背景下。通过基于知识的、概率的和逻辑的系统，该模块为学生提供了对竞争性方法的认识和人工智能的广泛基础。此外，他们将了解并批判性地分析现代计算机和移动设备中使用的人工智能技术。

学生将了解支撑现代分布式系统的基本原则，以及使用JAVA RMI的实际实现。他们将探讨间接通信、群组通信和分布式系统中的非功能方面，如可扩展性、容错性和可依赖性。本模块研究了分布式文件系统和谷歌基础设施等应用和服务，学生将从使用JAVA RMI、J2EE和相关工具和技术的分布式系统的实际开发中受益。通过这些，该模块研究了分布式系统的设计、安全性和Java RMI、Java消息服务、Java组和组件架构，如Fractal和企业Java Bean（EJB）。 学生将扩展他们解决问题的技能，提高他们目前的编程技能，使他们能够成功地开发分布式应用和服务。他们将探索分布式系统的客户-服务器模型、RPC/RMI以及物理和逻辑安全和保护机制。研究目前在分布式编程中可用的实用工具和技术，参与讨论关键的非功能属性，深入了解分布式系统社区目前的研究问题也是本课程的特色。

提供对形式语言、语法、自动机的介绍，以及这些概念在编译器和编译过程方面与编程的关系，学生将学习语法和语义、短语结构语法和乔姆斯基层次结构，以及衍生和解析等过程。该模块的重点是语法等价性和上下文自由语法的模糊性及其影响。对语言和抽象机器之间的关系进行探索。学生们将在图灵的论文中看到计算的概念，计算的替代模型和抽象机器表示法的应用。还有对编译过程的进一步介绍，包括词法分析和句法分析。 在本模块结束时，学生将理解编程语言和形式语言理论的关系。他们将拥有对高级编程语言编译过程的基本理解。我们鼓励学生参与计算机科学的理论方面，以补充他们学位的其他部分的实践技能。该课程与其他学科有联系，如语言学，并解释了软件开发和计算机科学背景下的编译挑战。

探索实验性人机交互（HCI）的高级主题，如了解用户和他们的要求，调查设计空间和原型设计，开发创新的交互技术。该模块提供了更多关于人机交互文献和设计方法的经验，包括有无用户，以及使用支持工具的实践经验。作为该模块的一部分，学生将学习建模技术和设计空间技术。完成该模块后，学生将拥有进行实验性人机交互研究的知识，并拥有了解用户及其交互要求的动机、经验和工具。该模块有助于发展科学写作技巧和分析性思维，并为学生进一步的研究生学习，或在IT或计算机领域的成功职业做好准备。

该模块将使学生有能力发展和应用对基本原则、技术和技术的深刻理解，这些都是当今全球IT基础设施的基础。他们将学会评估新的系统技术，知道技术在综合模式中的位置，并知道为了发展更深层次的理解，应该阅读什么。学生将专注于系统组件的属性，并熟悉系统组件的优势、劣势、可扩展性和瓶颈。这将使他们能够在今天的IT基础设施中对分布式系统的基本构件做出明智和合理的权衡。 这是一个高度实用的模块，学生在其中建立一个代表端到端IT基础设施的主要系统，同时也是高度面向讨论的，经常有课堂讨论部分和解决问题的小组工作。该模块涵盖了现代分布式系统中非常广泛的最先进的技术和原理。这些包括：缓存、分层、复制、同步、故障和可靠性。学生还将探索现实世界的技术，从分布式系统的交互模式，到对等架构和可扩展的高性能网络和存储。

第四年的项目将集中在一个重要的规范、设计、实施和/或评估项目上，以达到理学硕士资格的合适水平。在该项目中，学生通过应用他们在计算机科学中的知识来解决一个现实世界的问题。该项目通常与行业实习一起完成；但是，它也可以在大学完成。业界提出的建议将由一个学术团队进行审查，以确保适当的深度，如果找不到合适的业界项目，学术人员将提供一个。 该部门的一名学术人员每周都会给予指导，以确保保持必要的学术内容和严谨性。在知识商业中心（KBC）也有商业发展导师，为学生提供关于与行业合作的日常期望和责任的洞察力。四年级项目旨在挑战学生，发展他们在本科阶段已有的知识、理解和技能，以产生一个重要的学术上严格的项目工作。

学生在第四年的秋季学期完成10周的工业实习。大学有一系列的企业，从中小企业到大型企业，供学生实习。该模块没有教学内容，但学生可以得到一位学术导师的指导，并在实习期间为他们提供帮助。安置工作将在秋季学期分配给学生。学生将获得在当代ICT相关环境中工作的第一手经验，发展对工业、商业和专业环境中专业实践和行为准则的欣赏和理解。公司将设置与学生相关的任务，使他们能够在专业环境中运用所学的知识和经验。各种公司提供不同主题的实习。通过初步的匹配和申请过程，我们确保学生的兴趣和公司的要求之间有尽可能大的重叠。

在从数据（包括大数据）中提取信息方面，学生将全面覆盖与数据表示、操作和处理有关的问题。他们将把他们的工作理解运用到数据入门、数据处理和分类。他们还将加强对动态数据空间划分的熟悉，使用进化、聚类和数据云，以及在线监测自学系统的质量。学生还将获得开发软件脚本的能力，实现先进的数据表示和处理，并展示其对性能的影响。此外，他们将在列出、解释和归纳性能的权衡方面发展工作知识，以及在设计数据表示和处理问题在存储、时间和计算能力方面的实际解决方案的复杂性.

学生将获得对研究的正式理解，并将发展对计算机领域的研究方法和实践进行批判性思考的能力。研究方法也将鼓励学生了解其他学科、学术团体和行业进行研究的不同方式。将有机会计划一个研究项目，并开发一个令人信服的研究设计，以解决一个挑战或问题。本模块探讨了与研究相关的道德和数据管理问题，以及行业的研究和创新实践。该模块涵盖了研究的基础知识，如抽样和设计，然后再考虑策略和研究方法。此外，该模块提供了对研究设计的更多见解，如如何结构和框架研究，选择研究策略和选择最佳研究方法。在了解工业实习的机会和期望之前，学生将学习研究中的道德问题和批准程序。