introduction 國立清華大學資訊工程學系 cs1356 資訊工程導論 2015/6/10

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Introduction 國國國國國國國國國國國國 CS1356 資資資資資資 111/03/12

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Introduction

國立清華大學資訊工程學系

CS1356 資訊工程導論

112/04/18

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How to Make a Cappuccino?

• 材料:咖啡豆、牛奶、肉桂粉

• 用具:磨豆機、摩卡壼、牛奶發泡器

肉桂

3

The Recipe

• 材料:咖啡豆、牛奶、肉桂粉或可可粉• 用具:磨豆機、摩卡壼、牛奶發泡器1. 將咖啡豆磨成粉,倒入摩卡壺杯內2. 將摩卡壺下半部倒入水,上下套好,鎖緊壺身3. 將咖啡壺置於瓦斯爐上煮沸,待熱水全部上升至

上半部時離火,將咖啡倒進咖啡杯裡。4. 在發泡器中倒入 1/3 壺鮮奶,加熱至 60 度 C5. 將濾網蓋放入發泡器中上下抽動約 60 次6. 將發泡器底層之奶水倒入咖啡杯中約 1/3 杯,

再刮入 1/3 杯奶泡,灑上可可粉或肉桂粉 完成一杯卡布奇諾咖啡

Input

Output

Algorithm

(演算法 )

Program

Hardware

4

What’s the Point?

• Making cappuccino and writing computer programs are just like solving math problems

y = f (x) = 3x2 + 2x + 5

– “Algorithm” can be composed using basic steps and operations (+ – )

Output Input Algorithm/program

5

What Is Computer Science /Engineering

Doing?Algorithm methods to solve a problem

Program a set of instructions to implement an algorithm

Systematic, EfficientProblem Solving

6

Center of Computer Science

Computer science/computer engineering studies algorithms and programming

7

Compare Disciplines

8

• Algorithm: A set of steps that defines how a task is performed

• Program: A representation of an algorithm

• Programming: The process of developing a program

• Software: Programs and algorithms

• Hardware: Equipment

Some Terminologies

how to do

9

What Are We Going to Learn?

• Part I: How computers work? – Data representation – Data manipulation – Operating system – Computer network

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Data Representation

• The ingredients

HamBasic

particles AtomMolecule

Data FilesByte Bit

1 0

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Data Manipulation

• The tools

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Operating System

• The manager of the house

File system

Process management

User interaction

Memory management

booting Security Hardware management

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Computer Network

• The system to link computers and let them communicate

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What Else to Learn?

• Part II: How to make computers work? – Algorithm – Programming language – Data structure– System development and

software engineering

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Algorithms

• The recipe to do everything on computers

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Programming Language

• The spells to command computers

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Data Structure

• The data arrangement that makes algorithms and programs efficient

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Software Engineering

• The principles of (large-scaled) system development

Users input

Testing

Analysis

Design

Maintain

Implementationhttp://monsterguide.net/how-to-build-a-dog-house

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We Will Also Talk about

• Part III: What computers can/cannot do? – Database systems– Multimedia– Artificial intelligence – Computer aided design/scientific computing – Theory of computation

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Database

• The system appearing everywhere in our daily life

Cashier system ATM systemPhone bill Parking

violation bill

School’s system

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Multimedia

• Text, audio, images, animation, video, and computer games

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Artificial Intelligence

• The study and design of intelligent agents

Robot

Perception

Software agent

Games

Neural network

Computer vision

Natural language

Data mining

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CAD/Scientific Computing

• The tools aiding design and scientific discovery

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Theory of Computation

• Knowing the limitations of computers

Turing machine

The unsolvable: the halting problem

Problem classification

Problem of unknown difficulty

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The Class Map

• 必修課• 系學程分類

– 理論與演算法– 電腦網路– 系統軟體– IC 設計– 多媒體與影像處理

• Weblink http://www.cs.nthu.edu.tw/nthucs/

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必修課大一上 大一下 大二上 大二下 大三上 大三

下大四上

大四下

計算機程式設計

資訊工程導論( 必 )

資料結構( 必 )

離散數學( 必 )

軟體實驗( 必 )

數位邏輯設計 ( 必 )

線性代數( 必 )

計算機結構 ( 必 )

硬體實驗( 必 )

機率( 必 )

作業系統( 必 )

計算方法設計( 必 )

系統整合實作一 ( 必 )

系統整合實作二 ( 必 )

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計算機程式設計

資訊工程導論( 必 )

資料結構( 必 )

離散數學( 必 )

軟體實驗( 必 )

數位邏輯設計 ( 必 )

線性代數( 必 )

計算機結構 ( 必 )

硬體實驗( 必 )

機率( 必 )

作業系統( 必 )

計算方法設計( 必 )

系統整合實作一 ( 必 )

系統整合實作二 ( 必 )

理論與演算法大一上 大一下 大二上 大二下 大三上 大三

下大四上

大四下

正規語言

高等程式設計實作

科學計算

資料庫系統概論

人工智慧概論

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計算機程式設計

資訊工程導論( 必 )

資料結構( 必 )

離散數學( 必 )

軟體實驗( 必 )

數位邏輯設計 ( 必 )

線性代數( 必 )

計算機結構 ( 必 )

硬體實驗( 必 )

機率( 必 )

作業系統( 必 )

計算方法設計( 必 )

系統整合實作一 ( 必 )

系統整合實作二 ( 必 )

電腦網路大一上 大一下 大二上 大二下 大三上 大三

下大四上

大四下

計算機網路概論

區域網路

網路程式設計

密碼與網路安全概論

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計算機程式設計

資訊工程導論( 必 )

資料結構( 必 )

離散數學( 必 )

軟體實驗( 必 )

數位邏輯設計 ( 必 )

線性代數( 必 )

計算機結構 ( 必 )

硬體實驗( 必 )

機率( 必 )

作業系統( 必 )

計算方法設計( 必 )

系統整合實作一 ( 必 )

系統整合實作二 ( 必 )

系統軟體大一上 大一下 大二上 大二下 大三上 大三

下大四上

大四下

電路與電子學

編譯器設計

軟體工程

嵌入式系統概論

平行程式

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計算機程式設計

資訊工程導論( 必 )

資料結構( 必 )

離散數學( 必 )

軟體實驗( 必 )

數位邏輯設計 ( 必 )

線性代數( 必 )

計算機結構 ( 必 )

硬體實驗( 必 )

機率( 必 )

作業系統( 必 )

計算方法設計( 必 )

系統整合實作一 ( 必 )

系統整合實作二 ( 必 )

IC設計

大一上 大一下 大二上 大二下 大三上 大三下

大四上

大四下

電路與電子學

硬體描述語言與合成

嵌入式系統概論

工程數學

積體電路設計簡介

CAD概論

數位矽智財設計

類比電路設計入門

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計算機程式設計

資訊工程導論( 必 )

資料結構( 必 )

離散數學( 必 )

軟體實驗( 必 )

數位邏輯設計 ( 必 )

線性代數( 必 )

計算機結構 ( 必 )

硬體實驗( 必 )

機率( 必 )

作業系統( 必 )

計算方法設計( 必 )

系統整合實作一 ( 必 )

系統整合實作二 ( 必 )

多媒體與影像處理大一上 大一下 大二上 大二下 大三上 大三

下大四上

大四下

訊號與系統

資料庫系統概論

工程數學

多媒體技術概論

科學計算

影像處理簡介

人工智慧概論

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Course Administration

• 授課老師 : 金仲達– 辦公室 : 資電 443 電話 : 2804

email: [email protected]

• 助教 : 羅祥維、余家祥• 上課時間 :

– 星期一 10:10-12:00 星期三 9:00-9:50

• 上課地點 : 資電館 132 室 • 課程網頁 :

http://www.cs.nthu.edu.tw/~king/courses/cs4100.html

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Textbook and References

• Computer Science: An Overview (10th ed) by J. Glenn Brookshear– We will cover most part of chapters 1-4, and

5, 6, 8, and use other chapter as references

• Many materials are obtained from the Internet. A list of references, including books and web links, will be given for each topic.

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Relations to Other Courses

• There will be “related courses” for each topic

• Particularly, these two are strongly related to this course– 「資訊系統及應用導論」 teaches practical

computer systems and applications – 「計算機程式設計 」 teaches programming

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Slides

• The slides are only used as a teaching aid in class. You need to read the textbook

• Slides will be put on website– http://www.cs.nthu.edu.tw/~king/courses/cs1356.html – I will also bring handouts to class

• Icon system in the slidesYou need to know the concepts

You must know the details

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Grading

• Assignments: 40%– There will be written assignments and

programming assignments

• Exams: 50%– There will be 2 exams

• Attendance: 10%

04/18/23 36

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Course Problems

• Cannot make examinations– Tell us early and we will schedule makeup

• Cannot turn in homework on time– No late homework is accepted

• H1N1 threat– Do NOT come to class, but please inform me or TAs

as soon as possible

• What is cheating?– Study together in groups is encouraged– Work must be your own