計算機科學與技術導論

內(nèi)容概要

《21世紀高等院校計算機專業(yè)規(guī)劃教材:計算機科學與技術導論》是計算機科學與技術專業(yè)的基礎教材，以通俗易懂、深入淺出的方式闡述計算機科學與技術專業(yè)的基礎知識與基本方法?！?1世紀高等院校計算機專業(yè)規(guī)劃教材:計算機科學與技術導論》共分為6章：緒論、計算機基礎知識、計算機系統(tǒng)結構、計算機科學與技術學科中的典型M題、計算機科學與技術學科中的核心概念、計算機信息安全與計算機職業(yè)道德等。為了提高和鞏固學習效果，每章還提供了相應的習題。全書內(nèi)容豐富，使讀者能夠直觀、迅速地掌握計算機學科的基礎知識，并力求為后續(xù)計算機專業(yè)課程的學習構建一個基本的知識框架，使計算機科學與技術專業(yè)的學生對今后要學習的主要知識、專業(yè)方向有一個基本的了解。

書籍目錄

第1章緒論 1.1計算機的基本概念 1.1.1計算機的發(fā)展史 1.1.2計算機的分類及發(fā)展趨勢 1.1.3計算機的特點及應用 1.1.4未來計算機 1.1.5中國計算機事業(yè)的發(fā)展史 1.1.6計算機界著名獎項 1.2計算機科學與技術學科 1.2.1計算機科學與技術學科的定義及研究范疇 1.2.2計算機科學與技術學科知識體系 1.2.3計算機科學與技術專業(yè)實踐 小結 習題 第2章計算機基礎知識 第1章緒論 1.1計算機的基本概念 1.1.1計算機的發(fā)展史 1.1.2計算機的分類及發(fā)展趨勢 1.1.3計算機的特點及應用 1.1.4未來計算機 1.1.5中國計算機事業(yè)的發(fā)展史 1.1.6計算機界著名獎項 1.2計算機科學與技術學科 1.2.1計算機科學與技術學科的定義及研究范疇 1.2.2計算機科學與技術學科知識體系 1.2.3計算機科學與技術專業(yè)實踐 小結 習題 第2章計算機基礎知識 2.1計算及圖靈機模型 2.2計算機中的數(shù)據(jù)存儲和表示 2.2.1進位制數(shù)及其相互轉換 2.2.2數(shù)據(jù)單位 2.2.3數(shù)據(jù)編碼 2.2.4算術運算及邏輯運算 2.2.5聲音、圖像的表示 小結 習題 第3章計算機系統(tǒng)結構 3.1計算機系統(tǒng)構成 3.2計算機硬件系統(tǒng) 3.2.1馮·諾依曼體系結構及計算機工作原理 3.2.2CPU 3.2.3內(nèi)存 3.2.4輸入／輸出設備 3.2.5輔助存儲設備 3.2.6總線 3.3計算機軟件系統(tǒng) 3.3.1軟件系統(tǒng)的分類 3.3.2操作系統(tǒng) 3.3.3軟件開發(fā)基礎 3.3.4軟件的實現(xiàn) 小結 習題 第4章計算機科學與技術學科中的典型問題 4.1計算機科學與技術學科中的學科形態(tài) 4.1.1科學問題的定義 4.1.2計算本質(zhì)及計算學科的根本問題 4.1.3計算機學科中的三個學科形態(tài) 4.2計算機學科領域的典型問題的認知 4.2.1哥尼斯堡七橋問題 4.2.2梵天塔問題 4.2.3證比求易算法 4.2.4旅行商問題 4.2.5哲學家共餐問題 4.2.6兩軍問題 4.2.7圖靈測試 4.2.8中文屋子問題 4.2.9博弈問題 小結 習題 第5章計算機科學與技術學科中的核心概念 5.1算法 5.1.1算法的概念 5.1.2算法的表示 5.1.3算法分析 5.1.4典型算法列舉 5.2數(shù)據(jù)結構 5.2.1數(shù)據(jù)結構的基本概念 5.2.2常用數(shù)據(jù)結構 5.3數(shù)據(jù)庫 5.3.1數(shù)據(jù)庫概念 5.3.2數(shù)據(jù)庫的發(fā)展 5.3.3數(shù)據(jù)庫基礎知識 5.3.4常用數(shù)據(jù)庫 5.4數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡 5.4.1數(shù)據(jù)通信的基礎知識 5.4.2計算機網(wǎng)絡的基礎知識 5.4.3互聯(lián)網(wǎng) 5.4.4物聯(lián)網(wǎng) 小結 習題 第6章計算機信息安全與計算機職業(yè)道德 6.1計算機信息安全 6.1.1計算機信息安全的基本概念 6.1.2計算機信息安全面臨的威脅 6.1.3計算機信息安全防范策略 6.2計算機病毒 6.2.1計算機病毒的基本知識 6.2.2典型病毒介紹 6.2.3計算機病毒的檢測與防治 6.3計算機法律法規(guī)和職業(yè)道德 6.3.1計算機犯罪 6.3.2計算機法律法規(guī)和職業(yè)道德規(guī)范 小結 習題 附錄A歷屆圖靈獎獲得者 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   在關于可計算性問題的討論時，不可避免地要提到一個與計算具有同等地位和意義的基本概念，那就是算法。算法又稱能行方法或能行過程，是對解題（計算）過程的精確描述，它由一組定義明確且能機械執(zhí)行的規(guī)則（語句、指令等）組成。根據(jù)圖靈的論點，可以得到這樣的結論，任一過程是能行的（能夠具體表現(xiàn)在一個算法中），當且僅當它能夠被一臺圖靈機實現(xiàn)。圖靈機與當時哥德爾、丘奇、波斯特等人提出的用于解決可計算問題的遞歸函數(shù)、演算和POST規(guī)范系統(tǒng)等計算模型在計算能力上是等價的。在這一事實的基礎上，形成了現(xiàn)在著名的丘奇——圖靈論題。圖靈機等計算模型均是用來解決“能行計算”問題的，理論上的能行性隱含著計算模型的正確性，而實際實現(xiàn)中的能行性還包含時間與空間的有效性。 （4）現(xiàn)代計算機的產(chǎn)生及計算學科的定義 伴隨著電子學理論和技術的發(fā)展，在圖靈機這個思想模型提出不到10年的時間里，世界上第一臺電子計算機誕生了。其實，圖靈機反映的是一種具有能行性的用數(shù)學方法精確定義的計算模型，而現(xiàn)代計算機正是這種模型的具體實現(xiàn)。計算運用了科學和工程兩者的方法學，理論工作已大大地促進了這門藝術的發(fā)展。同時，計算并沒有把新的科學知識的發(fā)現(xiàn)與利用這些知識解決實際的問題分割開來。理論和實踐的緊密聯(lián)系給該學科帶來了力量和生機。正是由于計算學科理論與實踐的緊密聯(lián)系，并伴隨著計算技術的飛速發(fā)展，計算學科現(xiàn)已成為一個極為寬廣的學科。 計算學科是對描述和變換信息的算法過程，包括對其理論、分析、效率、實現(xiàn)和應用等進行的系統(tǒng)研究。它來源于對算法理論、數(shù)理邏輯、計算模型、自動計算機器的研究，并與存儲電子計算機的發(fā)明一起形成于20世紀40年代初期。 計算學科包括對計算過程的分析及計算機的設計和使用。該學科的廣泛性在下面一段來自美國計算科學鑒定委員會（Computing Sciences Accreditation Board）發(fā)布的報告摘錄中得到強調(diào)：計算學科的研究包括從算法與可計算性的研究到根據(jù)可計算硬件和軟件的實際實現(xiàn)問題的研究。這樣，計算學科不但包括從總體上對算法和信息處理過程進行研究的內(nèi)容，也包括滿足給定規(guī)格要求的、有效而可靠的軟硬件設計——它包括所有科目的理論研究、實驗方法和工程設計。 2.計算學科的根本問題 《計算作為一門學科》報告對學科中的根本問題作了以下概括： 計算學科的根本問題是：什么能被（有效地）自動進行。 計算學科的根本問題討論的是“能行性”的有關內(nèi)容。而凡是與“能行性”有關的討論，都是處理離散并且是有限的對象的。 因為非離散對象，即所謂的連續(xù)對象，是很難進行能行處理的。因此，“能行性”這個計算學科的根本問題決定了計算機本身的結構和它處理的對象都是有限離散型的，甚至許多連續(xù)型的問題也必須在轉化為有限離散型問題以后才能被計算機處理。例如，計算定積分就是把它變成離散量，再用分段求和的方法來處理的。

編輯推薦

《21世紀高等院校計算機專業(yè)規(guī)劃教材:計算機科學與技術導論》適合作為高等院校計算機科學與技術專業(yè)的“計算機導論”課程教材，也可作為計算機基礎課程參考書及計算機入門普及教材。

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