课程教学大纲
院系:日期:年月日
课程代码
课程名称
大数据导论
英文名称
IntroductiontoBig-data
学分数
2
周学时
36
授课语言
中文
课程性质
专业基础课
教学目的
本课程的重点是要求学生了解数据科学与大数据技术的学科体系，主要课程结构，大致了解主要课程的内容，掌握相关课程中的一些基本概念，为其下步的学习做好准备。基本内容简介
主要包括：数据科学与大数据技术本科专业知识体系，数据科学与大数据技术概况，大数据硬件环境，数据通信与计算机网络，程序、软件与系统，数据采集与存储，数据统计与分析，图形学、图像处理与可视化，人工智能，数据安全，大数据平台、框架及工具。基本要求:
了解数据科学与大数据技术本科专业知识体系，数据科学与大数据技术概况，大数据硬件环境，数据通信与计算机网络，程序、软件与系统，数据采集与存储，数据统计与分析，图形学、图像处理与可视化，人工智能，数据安全，大数据平台、框架及工具。通过学习，掌握以上相关课程中的一些基本概念，理解其相关技术和方法的基本原理。
授课方式:
主要以老师课堂授课为主，辅助少量的学生提问和讨论。
教学内容安排和要求:
第1章专业学习要求教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：了解数据科学与大数据技术本科专业基本情况，专业定位，课程体系，知识点要求，学习方法，本专业的基本能力要求、创新能力要求和工程素质要求。第2章学科概述教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：了解大数据现状和大数据技术，数据科学的现状和发展，全球大数据发展战略包括世界各国大数据发展战略和大数据产业与应用。第3章大数据硬件环境教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：了解计算机系统的组成，包括图灵机模型与冯·诺依曼机模型，掌握计算机系统事物基本组成结构和组成原理；了解硬件计算设备包括超级计算机、小型机与工作站、桌上型计算机与笔记本计算机、平板计算机与掌上计算机、计算机化手机；了解检测系统的概念，传感器，自动化仪表和RFID无线射频识别。第4章数据通信与计算机网络教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：了解通信系统、调制解调技术、数据传输技术和数字信号的接收；掌握计算机网络的基本概念和网络硬件原理，了解Internet目前的状态；了解未来网络发展趋势，包括全光网、云计算、网格计算、普适计算、物联网、无线传感器网。第5章程序、软件与系统教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：掌握程序的概念，计算机语言，软件的概念；掌握操作系统的基本功能，了解不同的操作系统；了解软件工程的基本概念，软件开发方法和软件开发工具；了解知识工程和数据工程的概念和区别，知识管理与数据管理的概念和区别，以及知件的概念。第6章数据采集与存储教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：了解数据采集的概念、数据前期处理、数据传送方式、数据清洗和ETL技术；掌握数据结构几种基本类型，了解离散数学中的一些基本概念。掌握数据库的概念、关系数据库，范式等，了解联邦数据库和数据仓库的概念。第7章数据统计与分析教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：了解概率与统计中的相关概念；了解数值分析和算法分析中的一些方法；了解数据挖掘基本方法和软件工具（包括商务智能和软件）。第8章图形学、图像处理与可视化教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：掌握图形学、数字图像处理和可视化的概念；了解其在计算机辅助设计、计算机视觉艺术、多媒体技术、虚拟现实、计算机仿真、医学成像中的应用。第9章人工智能教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：了解人工智能的概念、人工智能历史、人工智能系统现状；掌握人工智能、机器学习、决策支持系统、专家系统、深度学习、推荐系统、智慧地球、智慧城市的概念；了解智能交通系统与工具、智能电网、智能楼宇与智能家居；了解人工智能的未来，包括生物信息学、人工生命、人脑思维下载上载、电子与生物造人等。第10章数据安全教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：了解密码学、对称密码体制、非对称密码体制、身份认证技术、网络安全策略、VPN与隔离技术；掌握数字签名、防火墙、入侵检测、访问控制等概念；了解数据安全的威胁、数据安全的核心技术、数据保护、数据容灾、数据库安全、信息隐藏技术；了解信息系统安全技术，包括计算机病*及防治、黑客攻击与防范、计算机犯罪。第11章大数据平台、框架及工具教学目的与要求：通过本章学习，要求学生达到：了解大数据平台总体框架，大数据整合和大数据共享与开放的理念；了解大数据框架与工具，包括大数据软件框架Hadoop、大数据存储、大数据访问SQL引擎、大数据采集与导入、大数据框架Spark技术。考核和评价方式（提供学生课程最终成绩的分数组成，体现形成性的评价过程）:
闭卷考试，%。
题型包括：
一、对错判断题（共5题,每题2分，本题10分）
二、选择题（共10题,每题1分，本题10分）
三、名词解释（共5题,每题4分，本题20分）
四、简答题（共5小题，每题6分，本题30分）
五、论述题（共2题，每题15分，共30分）
课程配套教材
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本科课程教学进度计划表
(---学年度第1学期)
学
院：
主讲教师：张凯
课程名称：大数据导论
课程号：
课程性质： 基础课
总学时数：36
教务部制表
基本信息
主讲教师
张凯
职称
教授
学位
博士
授课对象
（专业与年级）
课程名称
大数据导论
课程编号
课程类别
必修课√选修课□
学时（学分）
上课上机各48，3学分
总学时
其中课堂讲授36学时；实验教学0学时；其它教学（讨论、见习）学时；机动学时
考核方式
考试√考查□其他□
教学课件
有√无□
考试形式
开卷□闭卷√其他□
教学方式
讲授、演示、实验
教材名称
大数据导论
作者
张凯
出版社
清华大学出版社
出版年
主要参考书
教研室
审核意见
教研室主任（签字）年月日
系主任
审核意见
系主任（签字）年月日
学院（单位）审核意见
主管教学负责人（签字）学院盖章年月日
校历
周次
教学内容安排
（写明章、节扼要内容）
学
时
教学形式及其手段
课后作业
或辅导安排
执行
情况
1
第1章专业学习要求
1.1专业概述与定位
1.1.1专业概述
1.1.2专业定位
1.2课程体系
1.2.1课程体系概述
1.2.2知识点要求
1.2.3学习方法
1.3能力要求
1.3.1基本能力要求
1.3.2创新能力要求
1.3.3工程素质要求
2
讲授
课件
2
第2章学科概述
2.1大数据及其技术
2.1.1大数据概述
2.1.2大数据技术
2.2数据科学
2.2.1数据科学概述
2.2.2数据科学发展
2.3全球大数据发展战略
2.3.1世界各国大数据发展战略
2.3.2大数据产业与应用
2
讲授
课件
3
第3章大数据硬件环境
3.1计算机系统的组成
3.1.1图灵机模型与冯·诺依曼机模型
3.1.2计算机系统组成结构
3.1.3计算机组成原理
3.2硬件计算设备
3.2.1超级计算机
3.2.2小型机与工作站
3.2.3桌上型计算机与笔记本计算机
3.2.4平板计算机与掌上计算机
3.2.5计算机化手机
3.3检测系统
3.3.1检测系统概论
3.3.2传感器
3.3.3自动化仪表
3.3.4RFID无线射频识别
3
讲授
课件
4
第4章数据通信与计算机网络
4.1数据通信
4.1.1通信系统概述
4.1.2调制解调技术
4.1.3数据传输技术
4.1.4数字信号的接收
4.2计算机网络
4.2.1计算机网络概述
4.2.2网络硬件
4.2.3Internet概述
4.3未来网络发展
4.3.1全光网
4.3.2云计算
4.3.3网格计算
4.3.4普适计算
4.3.5物联网
4.3.6无线传感器网
3
讲授
5
第5章程序、软件与系统
5.1程序、语言与软件
5.1.1程序
5.1.2计算机语言
5.1.3软件
5.2操作系统
5.2.1操作系统概述
5.2.2不同的操作系统
5.3软件工程
5.3.1软件工程的概述
5.3.2软件开发方法
5.3.3软件开发工具
5.4知识工程与数据工程
5.4.1知识工程与数据工程概述
5.4.2知识管理与数据管理
5.4.3知件
3
讲授
6
第6章数据采集与存储
6.1数据采集与信号调理
6.1.1数据采集
6.1.2数据前期处理
6.1.3数据传送方式
6.1.4数据清洗与ETL技术
6.2数据结构与离散数学
6.2.1数据结构
6.2.2离散数学
6.3数据库与数据仓库
6.3.1数据库
6.3.2联邦数据库
6.3.3数据仓库
3
讲授
演示
7
第7章数据统计与分析
7.1概率与统计
7.1.1概率
7.1.2统计
7.2数值分析与算法分析
7.2.1数值分析
7.2.2算法分析
7.3数据挖掘与软件工具
7.3.1数据挖掘
7.3.2数据挖掘方法
7.3.3大数据与商务智能
7.3.4商务智能软件
3
讲授
演示
8
第8章图形学、图像处理与可视化
8.1图形与图像
8.1.1图形学
8.1.2数字图像处理
8.1.3可视化
8.2应用
8.2.1计算机辅助设计
8.2.2计算机视觉艺术
8.2.3多媒体技术
8.2.4虚拟现实
8.2.5计算机仿真
8.2.6医学成像
3
讲授
演示
9
第9章人工智能
9.1人工智能概述
9.1.1人工智能
9.1.2人工智能历史
9.1.3人工智能系统现状
9.2人工智能学科相关分支
9.2.1机器学习
9.2.2决策支持系统与专家系统
9.2.3深度学习与推荐系统
9.3人工智能应用
9.3.1智慧地球和智慧城市
9.3.2智能交通系统与工具
9.3.3智能电网
9.3.4智能楼宇与智能家居
9.4人工智能的未来
9.4.1生物信息学
9.4.2人工生命
9.4.3人脑思维下载上载
9.4.4电子与生物造人
4
讲授
课件
10
第10章数据安全
10.1密码体制与认证技术学
10.1.1密码学
10.1.2对称密码体制
10.1.3非对称密码体制
10.1.4数字签名
10.1.5身份认证技术
10.2信息安全防范
10.2.1防火墙
10.2.2入侵检测
10.2.3访问控制
10.2.4网络安全策略、VPN与隔离
10.3数据安全
10.3.1数据安全的威胁
10.3.2数据安全的核心技术
10.3.3数据保护
10.3.4数据容灾
10.3.5数据库安全
10.3.6信息隐藏
10.4系统安全
10.4.1计算机病*及防治
10.4.2黑客攻击与防范
10.4.3计算机犯罪
6
讲授
课件
11
第11章大数据平台、框架及工具
11.1大数据平台
11.1.1大数据平台总体框架
11.1.2大数据整合
11.1.3大数据共享与开放
11.2大数据框架与工具
11.2.1大数据软件框架Hadoop
11.2.2大数据存储
11.2.3大数据访问SQL引擎
11.2.4大数据采集与导入
11.2.5大数据框架Spark技术
4
讲授
课件
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