计算机设计与实践第2讲
《计算机辅助设计2》课程教学大纲
《计算机辅助设计2》教学大纲
一、课程地位与课程目标
（一）课程地位
本课程是产品设计专业本科生必修的学科基础课程，主要讲授计算机三维辅助设计软件的应用。
通过本课程的学习，逐步培养学生的三维空间建模意识，掌握计算机这一现代化的设计工具在产品设计领域的应用理论和实践，是一项工业设计、三维设计人才的必备技能，对于表达设计创意、讨论设计结构以及渲染效果气氛都有着重要作用。
（二）课程目标
1．了解三维设计软件的相关技术知识以及各主要软件的技术特点；
2.掌握常用多媒体制作软件的使用以及三维设计制作的思路流程；
3.掌握常用产品设计产品建模、渲染软件。
二、课程目标达成的途径与方法
从三维软件的工作原理切入，逐步培养三维建模思维以及空间建构能力，理论联系实践，多种建模手段的对比研究，从而熟练掌握相关工具。
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系
四、课程内容及基本要求
五、考核方式及成绩评定
六、推荐教材与主要参考书
（一）推荐教材：
《犀牛Rhino 3.0&3ds max6魔典》，孙伟著，北京希望电子出版社，2004年9月第一版（二）主要参考书：
1.《Rhino3高级应用技法详解》，丁峰著，兵器工业出版社，2006年10月第一版
2.《Keyshot 3D Rendering》，Packt Publishing Limited出版，2012年12月。
程序设计基础_大学计算机基础教程（第2版）_[共9页]
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184 需要具体问题具体分析。
5．算法的评价要评价一个算法，首先要考虑算法的时间复杂度和算法的空间复杂度，其次算法应具有良好的结构、易于理解、易于修改，可见算法的可读性也很重要。
（1）算法的时间复杂度（Time Complexity）。
算法的时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量，即整个程序中语句的重复执行次数之和作为此程序运行的时间特征。
同一个算法用不同的语言实现，用不同的编译程序进行编译，在不同的计算机上运行，效率均可能不同，这表明使用绝对的时间单位衡量算法的效率是不合适的。
抛开这些与计算机硬件、软件有关的因素，可以认为一个特定算法“运行工作量”的大小，只依赖于问题的规模（通常用整数n表示），它是问题的规模函数，即算法的工作量=f(n)例如，在N×N矩阵相乘的算法中，整个算法的执行时间与该基本操作（乘法）重复执行的次数n3成正比，也就是时间复杂度为n3，即3()()f n O n=例如，对于下例3个简单的程序段：①x＝x+1②for(i=l；i<=n；i++)x=x+1③for(i=1；i<=n；i++)for(j=1；j<=n；j++)x=x+1包含基本操作“x=x+1”的语句的频度分别为1，n，n2，则这3个程序段的时间复杂度分别为O(1)，O (n)和O (n2)，分别称作常数阶、线性阶和平方阶。
常用的时间复杂度，按数量级递增排列依次为：常数阶O (1)、对数阶O (log2n)、线性阶O(n)、线性对数阶O(n log2n)、平方阶O(n2)、立方阶O(n3)、……、k次方阶O(n k)、指数阶O(2n)。
（2）算法的空间复杂度（Space Complexity）。
算法的空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。
程序在计算机上运行所占用的内存空间同样是问题规模n的一个函数，称为算法的空间复杂度，记为S(n)。
一个算法所占用的存储空间包括算法程序所占的空间、输入的初始数据所占的存储空间以及算法执行过程中所需要的额外空间。
计算机课程的教学模式设计与实践
计算机课程的教学模式设计与实践一、引言计算机课程的教学模式设计与实践一直是教育领域中的热门话题。
随着计算机技术的快速发展和社会的需求日益增长，传统的课堂教学模式已经无法满足学生的学习需求。
本文旨在探讨计算机课程的新型教学模式，并通过实践案例来验证其效果。
二、课程设计与教学模式在设计计算机课程时，需要结合学生的实际情况和学习目标，采用合适的教学模式。
以下是几种常见的教学模式：1. 项目驱动教学模式项目驱动教学模式通过设置具体的项目，让学生参与到实际项目开发中，从而提高他们的实践能力和问题解决能力。
学生在项目中扮演不同角色，进行团队合作，同时将理论知识应用到实践中。
这种教学模式强调实践与理论的结合，可以更好地培养学生的实际能力。
2. 反转课堂教学模式反转课堂教学模式是将课堂上的讲授内容转移到课后学习，而将课堂时间用于学生的实践和讨论。
学生通过预习课程内容，课堂时间则用于与教师和同学的互动交流，进行实践操作和深入讨论。
这种模式能够激发学生的学习兴趣，提高他们的主动学习能力。
3. 合作学习教学模式合作学习教学模式强调学生之间的合作和交流。
学生分为小组，在小组内进行学习和合作任务。
每个小组成员发挥自己的专长，共同解决问题。
这种模式能够培养学生的团队合作精神和沟通能力，提高他们的学习效果。
三、实践案例：计算机编程课程的教学模式设计以计算机编程课程为例，我们设计了以下教学模式：1. 项目驱动教学模式我们设计了一个模拟的实际项目，要求学生以小组为单位进行网站开发。
每个小组成员担任不同的角色，如项目经理、UI设计师、前端工程师等。
学生需要在规定时间内完成网站的设计和开发，并进行展示和评审。
通过这个项目，学生能够深入理解并应用编程知识，培养团队合作和问题解决能力。
2. 反转课堂教学模式我们将课程的理论知识以在线课程的形式提供给学生，要求在课堂前进行预习和学习。
课堂时间用于实践操作和讨论，教师会和学生们一起进行编程实验、debug过程的分享和解析，以及开展小组间的讨论和交流，帮助他们更好地理解和掌握编程技巧。
课程设计计算机程序设计
课程设计 计算机程序设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解计算机程序设计的基本概念，掌握至少一种编程语言的基础语法和结构。
2. 使学生了解程序设计的流程，包括需求分析、算法设计、编码、调试等环节。
3. 引导学生掌握程序设计中常用的数据结构和算法。
技能目标：1. 培养学生运用编程语言解决实际问题的能力，具备初步的编程实践技能。
2. 培养学生通过分析问题，设计合适的算法，并使用编程语言实现解决问题的能力。
3. 培养学生运用调试工具，发现并修正程序中错误的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机程序设计的兴趣，提高学习积极性。
2. 培养学生具备团队协作精神，能够在编程实践中互相帮助，共同解决问题。
3. 引导学生认识到计算机程序设计在现实生活中的应用价值，树立正确的价值观。
课程性质分析：本课程为计算机程序设计入门课程，旨在让学生掌握编程基础知识和技能，培养学生解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生为初中年级，具备一定的逻辑思维能力，对新事物充满好奇，但可能缺乏自律性和持续学习的耐心。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的动手实践能力。
2. 教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导。
3. 创设有趣的教学情境，激发学生的学习兴趣。
二、教学内容1. 计算机程序设计基本概念：程序、编程语言、算法、数据结构等。
教材章节：第一章 计算机程序设计概述2. 编程语言基础：Python语言入门，包括变量、数据类型、运算符、表达式、控制结构等。
教材章节：第二章 Python语言基础3. 程序设计流程：需求分析、算法设计、编码、调试与优化。
教材章节：第三章 程序设计流程4. 常用数据结构：列表、元组、字典、集合等。
教材章节：第四章 常用数据结构5. 基本算法：顺序查找、二分查找、冒泡排序、选择排序等。
教材章节：第五章 基本算法6. 编程实践：运用所学知识解决实际问题，如计算器、小游戏等。
教材章节：第六章 编程实践7. 项目实训：分组完成一个综合性的程序设计项目，锻炼学生的综合运用能力。
第二讲--2 工程设计集成分系统
了描述各个组成面素的信息的面表。即曲面是由哪些基
本曲线构成。
三． 曲面生成方法
1.对于一般常用的曲面，可以采用几种简化曲面生成
的方法。
1)线性拉伸面(平移表面) 这是一种将某曲线，沿固 定方向拉伸，而产生的曲面的方法。
2）直纹面
给定两条相似的NURBS曲线或其它曲线，
它们具有相等的次数，和相等的节点个数，将两条曲
线上的对应的节点用直线连接，就形成了直纹曲面。
3）旋转面
将指定的曲线，绕旋转轴，旋转一个
角度，所生成的曲面就是旋转曲面。
4）扫描面
扫描面构造方法很多，其中应用最多、最
有效的方法是沿导向曲线（也有称它为控制线）扫描
而形成曲面，它适用于创建有相同构形规律的表面。
5）边界曲面
在4条连接直线或多义线间建立一个三维表面
2 工程设计集成分系统
CIMS工程设计集成分系统(CIMS／EDIS) 是指用计算机辅助产品设计、制造准备及 产品性能测试等产品开发各过程的系统。 随着计算机应用日益广泛，在EDIS中也相 继出现了多个计算机辅助子系统，包括计 算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺规程 制定(CAPP)和计算机辅助加工制造及监控 (CAM)。
（5）软件设计技术 如窗口界面设计、 软件工具、软件工程规范等。 近十多年来，由于先进制造技术 的快速发展，带动了先进设计技术的同 步发展，使传统CAD技术有了很大的扩 展，将这些扩展的CAD技术总称为“现 代CAD技术”。
值得指出的是：不应该将CAD与计算机绘图、 计算机图形学混淆起来。 计算机绘图的内涵；计算机绘图是使用 图形软件和硬件进行绘图及有关标注的一种 方法和技术，以摆脱繁重的手工绘图为其主 要目标。 计算机图形学（computer graphics，CG） 的内涵：计算机图形学是研究通过计算机将 数据转换为图形，并在专用设备上显示的原 理、方法和技术的科学. CG的研究内容有以下四个方面：
大学计算机计算思维导论第2讲习题及解析
(M OR (NOT N) OR K) AND ((NOT M) OR (N AND (NOT K))) = ( T. OR (NOT F.) OR T.) AND ((NOT T.) OR (F. AND (NOT T.))) = T. AND ((NOT T.) OR F.) = T. AND F. = F.
战德臣 教授
(1) 如果Ai = 1，Bi = 0，Ci = 1，则Si，Ci+1 的值为________。(A|B|C|D) (A)0，0；(B)0，1；(C)1，0；(D)1，1； (2) 如果Ai = 1，Bi = 1，Ci = 1，则Si，Ci+1 的值为________。(A|B|C|D) (A)0，0；(B)0，1；(C)1，0；(D)1，1；
(M OR (NOT N) OR K) AND ((NOT M) OR (N AND (NOT K))) = ( 1 OR (NOT 0) OR 1) AND ((NOT 1) OR (0 AND (NOT 1))) = 1 AND ((NOT 1) OR 0) = 1 AND 0 =0
模拟练习题
战德臣 教授
(B) (12B)16 (D) (300)10
rn-1 rn-2 .… … r2 r1 r0 . r-1 r-2…… r-m
数位的权值 数位
r进制数
n-1 n-2 … 2 1 0 . -1 -2 … -m (dn-1dn-2……d2d1d0 . d-1d-2……d-m)r
n1
=dn-1rn-1 + dn-2 rn-2+…+d2 r2 + d1 r1 + d0 r0 + d-1 r-1 +d-2 r-2 + … + d-m r-m =
大学计算机计算思维导论第 讲习题及解析
第2讲-习题解析Research Center on I ntelligentC omputing for E nterprises & S ervices,H arbin I nstitute of T echnology战德臣哈尔滨工业大学计算机学院教授.博士生导师教育部大学计算机课程教学指导委员会委员OKZhanDC战德臣教授1、易经是用0和1符号化自然现象及其变化规律的典型案例。
下列说法不正确的是_____。
---A|B|C|D。
(A)易经既是用0和1来抽象自然现象，同时又不单纯是0和1，起始即将0和1与语义“阴”和“阳”绑定在一起；(B)易经本质上是关于0和1、0和1的三画(或六画)组合、以及这些组合之间相互变化规律的一门学问；(C)易经仅仅是以自然现象为依托，对人事及未来进行占卜或算卦的一种学说；(D)易经通过“阴”“阳”(即0和1)符号化，既反映了自然现象及其变化规律，又能将其映射到不同的空间，反映不同空间事务的变化规律，例如人事现象及其变化规律。
战德臣教授2、易经的乾卦是从“天”这种自然现象抽象出来的，为什么称其为“乾”而不称其为“天”呢？_____。
(A|B|C|D)(A)易经创作者故弄玄虚，引入一个新的名词，其实没有必要；(B)易经的“乾”和“天”是不同的，“乾”是一种比“天”具有更丰富语义的事物；(C)“天”是一种具体事物，只能在自然空间中应用，若变换到不同空间应用，可能会引起混淆；而“乾”是抽象空间中的概念，是指具有“天”这种事务的性质，应用于不同的空间时不会产生这种问题；(D)易经创作者依据阴阳组合的符号特征，选择了更符合该符号的名字“乾”。
战德臣教授000001 →000010→000100→001000 “左移”010100 →101011; 110011 →001100 “取反”3、易经的符号化案例，启示我们________。
(A|B|C|D|E )(A)社会/自然规律的一种研究方法是符号化，即利用符号的组合及其变化来反映社会/自然现象及其变化，将看起来不能计算的事物转换为可以计算的事物；(B)任何事物只要符号化，就可以被计算；(C)符号化，不仅仅是数学符号化；任何事物都可以符号化为0和1，也就能进行基于0和1的运算；(D)符号的计算不仅仅是数学计算，符号的组合及其变化同样也是一种计算，这种计算可以基于0和1来实现。
第2课 计算机解决问题的一般过程
课题
计算机解决问题的一般过程
单元
第一单元
学科
信息科技
年级
五年级
教材分析
在江西科学技术出版社2022版信息科技五年级第一单元《解决问题的过程》第2课《计算机解决问题的一般过程》中，本单元内容简介：在现实生活中,我们经常需要对数据进行统计、分析。当数据量不多时，我们可以采用人工方法来处理；然而，当数据量增多时,我们运用计算机来解决问题将是一种更高效 、更便捷的方法。通过学习本课程，理解计算机解决问题的一般过程，能分辨人工与计算机解决问题的区别。探索问题的奧秘，为人类社会的进步贡献自己的力量。
4.信息社会责任:通过实践活动，让学生认识到计算机解决问题的一般过程，能运用计算机解决问题的过程步骤来解决实际问题，为构建和谐网络社会贡献力量。
重点
分析问题通过寻找计算机解决问题的途径与方法
难点
解决问题并验证结果
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
计算机已成为人们解决问题的重要工具。计算机具有运算速度快、计算精确度高、逻辑运算能力强、存储容量大和自动化程度高等特点。当数据量很大,人工处理较为复杂时,我们可以借助计算机来解决问题,它能在一定程度上提高问题解决的效率。
例如，马路上常见的红绿灯,其实就用到了计算机。实际上,它里面包含一个交通信号控制系统,这个系统就是利用计算机程序控制红绿灯时长变化来指挥交通的,可以在节省人力的前提下,科学分配道路上车辆、行人的通行权,使之有秩序地顺利通行。
学生认真聆听、讨论。
引发学生的兴趣与思考。
讲授新课
人们解决问题的过程通常包括分析问题，寻找解决问题的途径与方法，以及解决问题并验证结果等阶段。
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上节内容回顾第二讲
本讲内容硬件描述语言硬件描述语言VHDL
一个最简单的C 程序
#include <stdio.h>
一个最简单的Library IEEE;
Use IEEE.Std_logic_1164.ALL;引用说明
等价的逻辑电路
#include <stdio.h>
VHDL Library IEEE;
Design Entity 设
库文件（library）实体说明
Entity实体名is
实体说明之类属说明
类属为设计实体及其外部环境通信的静态信息提实体说明之端口说明
端口为设计实体及其外部环境的动态通信提供通
实体说明之端口模式实体说明之端口模式
VHDL #include <stdio.h>结构体定义
Architecture结构体名of实体名is
VHDL
#include <
Design Entity 数据对象（Data Object）数据类型（Data Type）
数据类型（Data Type）数据类型（Data Type）数据对象（Data Object）数据对象（Data Object）数据对象（Data Object）运算符（Operator）
数据流描述（结构体的描述方式
行为描述（数据流描述（
序
结构描述（
进程（Process）进程举例
进程的格式进程语句之说明区
进程语句之敏感信号表进程语句之敏感信号表
实例一：含有敏感信号表的进
程不能有显式的WAIT语句可以有多个显式的WAIT语句
Architecture multiple_wait of tests is
描述与门——无敏感信号表描述与门——有敏感信号表进程与VHDL程序的关系进程之间的关系图解
进程同步
显式同步
等9wait until使进程暂停，直到预期的条件为真。
等
Variable temp : Bit;--temp为变量
Begin
隐式同步
进程的同步由进程语句中的敏感信号表来控
Entity dff is
D
Library IEEE; Entity test1
那End test1;
Architecture test1_body of test1is
第
一
个
波
形
图这是一个latch——锁存器
End test1;
Architecture test1_body of test1is
第
二
个
波
形
图这是一个Flip-Flop——D触发器。