計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論

內(nèi)容概要

《21世紀(jì)高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)規(guī)劃教材:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)教材，以通俗易懂、深入淺出的方式闡述計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)與基本方法。《21世紀(jì)高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)規(guī)劃教材:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論》共分為6章：緒論、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中的典型M題、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中的核心概念、計(jì)算機(jī)信息安全與計(jì)算機(jī)職業(yè)道德等。為了提高和鞏固學(xué)習(xí)效果，每章還提供了相應(yīng)的習(xí)題。全書內(nèi)容豐富，使讀者能夠直觀、迅速地掌握計(jì)算機(jī)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，并力求為后續(xù)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)構(gòu)建一個(gè)基本的知識(shí)框架，使計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生對(duì)今后要學(xué)習(xí)的主要知識(shí)、專業(yè)方向有一個(gè)基本的了解。

書籍目錄

第1章緒論 1.1計(jì)算機(jī)的基本概念 1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展史 1.1.2計(jì)算機(jī)的分類及發(fā)展趨勢(shì) 1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 1.1.4未來(lái)計(jì)算機(jī) 1.1.5中國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展史 1.1.6計(jì)算機(jī)界著名獎(jiǎng)項(xiàng) 1.2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科 1.2.1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的定義及研究范疇 1.2.2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科知識(shí)體系 1.2.3計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐 小結(jié) 習(xí)題 第2章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 第1章緒論 1.1計(jì)算機(jī)的基本概念 1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展史 1.1.2計(jì)算機(jī)的分類及發(fā)展趨勢(shì) 1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 1.1.4未來(lái)計(jì)算機(jī) 1.1.5中國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展史 1.1.6計(jì)算機(jī)界著名獎(jiǎng)項(xiàng) 1.2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科 1.2.1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的定義及研究范疇 1.2.2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科知識(shí)體系 1.2.3計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐 小結(jié) 習(xí)題 第2章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 2.1計(jì)算及圖靈機(jī)模型 2.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和表示 2.2.1進(jìn)位制數(shù)及其相互轉(zhuǎn)換 2.2.2數(shù)據(jù)單位 2.2.3數(shù)據(jù)編碼 2.2.4算術(shù)運(yùn)算及邏輯運(yùn)算 2.2.5聲音、圖像的表示 小結(jié) 習(xí)題 第3章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成 3.2計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 3.2.1馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)及計(jì)算機(jī)工作原理 3.2.2CPU 3.2.3內(nèi)存 3.2.4輸入／輸出設(shè)備 3.2.5輔助存儲(chǔ)設(shè)備 3.2.6總線 3.3計(jì)算機(jī)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(kāi)發(fā)基礎(chǔ) 3.3.4軟件的實(shí)現(xiàn) 小結(jié) 習(xí)題 第4章計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中的典型問(wèn)題 4.1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中的學(xué)科形態(tài) 4.1.1科學(xué)問(wèn)題的定義 4.1.2計(jì)算本質(zhì)及計(jì)算學(xué)科的根本問(wèn)題 4.1.3計(jì)算機(jī)學(xué)科中的三個(gè)學(xué)科形態(tài) 4.2計(jì)算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域的典型問(wèn)題的認(rèn)知 4.2.1哥尼斯堡七橋問(wèn)題 4.2.2梵天塔問(wèn)題 4.2.3證比求易算法 4.2.4旅行商問(wèn)題 4.2.5哲學(xué)家共餐問(wèn)題 4.2.6兩軍問(wèn)題 4.2.7圖靈測(cè)試 4.2.8中文屋子問(wèn)題 4.2.9博弈問(wèn)題 小結(jié) 習(xí)題 第5章計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)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(jié)構(gòu) 5.2.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念 5.2.2常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 5.3數(shù)據(jù)庫(kù) 5.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)概念 5.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展 5.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí) 5.3.4常用數(shù)據(jù)庫(kù) 5.4數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò) 5.4.1數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) 5.4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí) 5.4.3互聯(lián)網(wǎng) 5.4.4物聯(lián)網(wǎng) 小結(jié) 習(xí)題 第6章計(jì)算機(jī)信息安全與計(jì)算機(jī)職業(yè)道德 6.1計(jì)算機(jī)信息安全 6.1.1計(jì)算機(jī)信息安全的基本概念 6.1.2計(jì)算機(jī)信息安全面臨的威脅 6.1.3計(jì)算機(jī)信息安全防范策略 6.2計(jì)算機(jī)病毒 6.2.1計(jì)算機(jī)病毒的基本知識(shí) 6.2.2典型病毒介紹 6.2.3計(jì)算機(jī)病毒的檢測(cè)與防治 6.3計(jì)算機(jī)法律法規(guī)和職業(yè)道德 6.3.1計(jì)算機(jī)犯罪 6.3.2計(jì)算機(jī)法律法規(guī)和職業(yè)道德規(guī)范 小結(jié) 習(xí)題 附錄A歷屆圖靈獎(jiǎng)獲得者 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   在關(guān)于可計(jì)算性問(wèn)題的討論時(shí)，不可避免地要提到一個(gè)與計(jì)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(guò)程，是對(duì)解題（計(jì)算）過(guò)程的精確描述，它由一組定義明確且能機(jī)械執(zhí)行的規(guī)則（語(yǔ)句、指令等）組成。根據(jù)圖靈的論點(diǎn)，可以得到這樣的結(jié)論，任一過(guò)程是能行的（能夠具體表現(xiàn)在一個(gè)算法中），當(dāng)且僅當(dāng)它能夠被一臺(tái)圖靈機(jī)實(shí)現(xiàn)。圖靈機(jī)與當(dāng)時(shí)哥德?tīng)?、丘奇、波斯特等人提出的用于解決可計(jì)算問(wèn)題的遞歸函數(shù)、演算和POST規(guī)范系統(tǒng)等計(jì)算模型在計(jì)算能力上是等價(jià)的。在這一事實(shí)的基礎(chǔ)上，形成了現(xiàn)在著名的丘奇——圖靈論題。圖靈機(jī)等計(jì)算模型均是用來(lái)解決“能行計(jì)算”問(wèn)題的，理論上的能行性隱含著計(jì)算模型的正確性，而實(shí)際實(shí)現(xiàn)中的能行性還包含時(shí)間與空間的有效性。 （4）現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生及計(jì)算學(xué)科的定義 伴隨著電子學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展，在圖靈機(jī)這個(gè)思想模型提出不到10年的時(shí)間里，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生了。其實(shí)，圖靈機(jī)反映的是一種具有能行性的用數(shù)學(xué)方法精確定義的計(jì)算模型，而現(xiàn)代計(jì)算機(jī)正是這種模型的具體實(shí)現(xiàn)。計(jì)算運(yùn)用了科學(xué)和工程兩者的方法學(xué)，理論工作已大大地促進(jìn)了這門藝術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，計(jì)算并沒(méi)有把新的科學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)與利用這些知識(shí)解決實(shí)際的問(wèn)題分割開(kāi)來(lái)。理論和實(shí)踐的緊密聯(lián)系給該學(xué)科帶來(lái)了力量和生機(jī)。正是由于計(jì)算學(xué)科理論與實(shí)踐的緊密聯(lián)系，并伴隨著計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算學(xué)科現(xiàn)已成為一個(gè)極為寬廣的學(xué)科。 計(jì)算學(xué)科是對(duì)描述和變換信息的算法過(guò)程，包括對(duì)其理論、分析、效率、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用等進(jìn)行的系統(tǒng)研究。它來(lái)源于對(duì)算法理論、數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究，并與存儲(chǔ)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明一起形成于20世紀(jì)40年代初期。 計(jì)算學(xué)科包括對(duì)計(jì)算過(guò)程的分析及計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)和使用。該學(xué)科的廣泛性在下面一段來(lái)自美國(guó)計(jì)算科學(xué)鑒定委員會(huì)（Computing Sciences Accreditation Board）發(fā)布的報(bào)告摘錄中得到強(qiáng)調(diào)：計(jì)算學(xué)科的研究包括從算法與可計(jì)算性的研究到根據(jù)可計(jì)算硬件和軟件的實(shí)際實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的研究。這樣，計(jì)算學(xué)科不但包括從總體上對(duì)算法和信息處理過(guò)程進(jìn)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(shè)計(jì)——它包括所有科目的理論研究、實(shí)驗(yàn)方法和工程設(shè)計(jì)。 2.計(jì)算學(xué)科的根本問(wèn)題 《計(jì)算作為一門學(xué)科》報(bào)告對(duì)學(xué)科中的根本問(wèn)題作了以下概括： 計(jì)算學(xué)科的根本問(wèn)題是：什么能被（有效地）自動(dòng)進(jìn)行。 計(jì)算學(xué)科的根本問(wèn)題討論的是“能行性”的有關(guān)內(nèi)容。而凡是與“能行性”有關(guān)的討論，都是處理離散并且是有限的對(duì)象的。 因?yàn)榉请x散對(duì)象，即所謂的連續(xù)對(duì)象，是很難進(jìn)行能行處理的。因此，“能行性”這個(gè)計(jì)算學(xué)科的根本問(wèn)題決定了計(jì)算機(jī)本身的結(jié)構(gòu)和它處理的對(duì)象都是有限離散型的，甚至許多連續(xù)型的問(wèn)題也必須在轉(zhuǎn)化為有限離散型問(wèn)題以后才能被計(jì)算機(jī)處理。例如，計(jì)算定積分就是把它變成離散量，再用分段求和的方法來(lái)處理的。

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《21世紀(jì)高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)規(guī)劃教材:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論》適合作為高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程教材，也可作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程參考書及計(jì)算機(jī)入門普及教材。

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