計(jì)算機(jī)科學(xué)概論 （第10版）

前言

本書是計(jì)算機(jī)科學(xué)的入門教材。在力求保持學(xué)科廣度的同時(shí)，還兼顧主題的深度，同時(shí)也將對(duì)所涉及的主題給出中肯的評(píng)價(jià)。本書面向計(jì)算機(jī)科學(xué)以及其他各個(gè)學(xué)科的學(xué)生。大多數(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生在最初的學(xué)習(xí)中都有這樣一個(gè)誤解，認(rèn)為計(jì)算機(jī)科學(xué)就是程序設(shè)計(jì)和瀏覽網(wǎng)頁，因?yàn)檫@基本上就是他們所看到的一切。實(shí)際上計(jì)算機(jī)科學(xué)遠(yuǎn)非如此。因此，在入門階段，學(xué)生們需要了解他們主攻的這門學(xué)科所涉及內(nèi)容的廣度，這也正是本書的宗旨。本書使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)有一個(gè)總體的概念——在這個(gè)基礎(chǔ)上，他們可以諳熟該領(lǐng)域今后其他課程的特點(diǎn)以及課程之間的相互關(guān)系。事實(shí)上，本書采用的綜述方式也是自然科學(xué)入門教程的常見模式。其他學(xué)科的學(xué)生如果想融入這個(gè)技術(shù)化社會(huì)，也需要具備這些寬泛的知識(shí)背景。適用于他們的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程提供的應(yīng)該是對(duì)整個(gè)領(lǐng)域很實(shí)用的剖析，而不僅僅是培訓(xùn)學(xué)生如何上網(wǎng)和使用一些流行的軟件。當(dāng)然這種培訓(xùn)也有其適用的地方，而本書的目的是用作教科書。正如一句中國(guó)諺語所說：“授人以魚，不如授人以漁。”因此，在寫這本書時(shí)，保持對(duì)學(xué)生的可讀性是主要目標(biāo)。這樣做的結(jié)果是先前的9個(gè)版本已經(jīng)很成功地作為教科書廣為使用，讀者包括從高中生到研究生的各個(gè)教育層次眾多專業(yè)的學(xué)生。本版仍將貫徹這一目標(biāo)。

內(nèi)容概要

　　本書是計(jì)算機(jī)科學(xué)概論課程的經(jīng)典教材，全書對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)做了百科全書式的精彩闡述，充分展現(xiàn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)的歷史背景、發(fā)展歷程和新的技術(shù)趨勢(shì)。本書首先介紹的是信息編碼及計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本原理(第1章和第2章)，進(jìn)而講述操作系統(tǒng)(第3章)和組網(wǎng)及因特網(wǎng)(第4章)，接著探討了算法、程序設(shè)計(jì)語言及軟件工程(第5章至第7章)，然后討論數(shù)據(jù)抽象和數(shù)據(jù)庫(kù)(第8章和第9章)方面的問題，第10章通過圖形學(xué)講述計(jì)算機(jī)技術(shù)的一些主要應(yīng)用，第11章涉及人工智能，第12章通過對(duì)計(jì)算理論的介紹來結(jié)束全書。本書在內(nèi)容編排上由具體到抽象逐步推進(jìn)，很適合教學(xué)安排，每一個(gè)主題自然而然地引導(dǎo)出下一個(gè)主題。此外，書中還包含大量的圖、表和實(shí)例，有助于讀者對(duì)知識(shí)的了解與把握?！　”緯m合作為高等院校計(jì)算機(jī)以及相關(guān)專業(yè)本科生的教材?！　?/pre>


作者簡(jiǎn)介
作者：(美國(guó))布魯克希爾(J.Glenn Brookshear) 譯者：劉藝 肖成海 馬小會(huì)J.Glenn Brookshear，世界知名的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育家。他在1975年獲得新墨西哥州立大學(xué)博士學(xué)位后，創(chuàng)立了Marquette大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)位項(xiàng)目，并在該校任教至今、他的主要研究方向是計(jì)算理論。除了本書之外，他還著有Theory of Computation；Formal Languages，Automata，and Complexity。


書籍目錄
第0章　緒論　　0.1　算法的作用　　0.2　計(jì)算機(jī)器的由來　　0.3　算法的科學(xué)　　0.4　抽象　　0.5　學(xué)習(xí)大綱　　0.6　社會(huì)影響　　0.7　社會(huì)問題　　課外閱讀　第1章　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)　　1.1　位和位存儲(chǔ)　　　1.1.1　布爾運(yùn)算　　　1.1.2　門和觸發(fā)器　　　1.1.3　十六進(jìn)制記數(shù)法　　1.2　主存儲(chǔ)器　　　1.2.1　存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)　　　1.2.2　存儲(chǔ)器容量的度量　　1.3　海量存儲(chǔ)器　　　1.3.1　磁學(xué)系統(tǒng)　　　1.3.2　光學(xué)系統(tǒng)　　　1.3.3　閃存驅(qū)動(dòng)器　　　1.3.4　文件存儲(chǔ)及檢索　　1.4　用位模式表示信息　　　1.4.1　文本的表示　　　1.4.2　數(shù)值的表示　　　1.4.3　圖像的表示　　　1.4.4　聲音的表示　　1.5　二進(jìn)制系統(tǒng)　　　1.5.1　二進(jìn)制記數(shù)法　　　1.5.2　二進(jìn)制加法　　　1.5.3　二進(jìn)制中的小數(shù)　　1.6　整數(shù)存儲(chǔ)　　　1.6.1　二進(jìn)制補(bǔ)碼記數(shù)法　　　1.6.2　余碼記數(shù)法　　1.7　小數(shù)的存儲(chǔ)　　　1.7.1　浮點(diǎn)記數(shù)法　　　1.7.2　截?cái)嗾`差　　1.8　數(shù)據(jù)壓縮　　　1.8.1　通用的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)　　　1.8.2　圖像壓縮　　　1.8.3　音頻和視頻壓縮　　1.9　通信差錯(cuò)　　　1.9.1　奇偶校驗(yàn)位　　　1.9.2　糾錯(cuò)編碼　　　復(fù)習(xí)題　　　社會(huì)問題　　　課外閱讀　第2章　數(shù)據(jù)操控　　2.1　計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)　　　2.1.1　CPU基礎(chǔ)知識(shí)　　　2.1.2　存儲(chǔ)程序概念　　2.2　機(jī)器語言　　　2.2.1　指令系統(tǒng)　　　2.2.2　一種演示用的機(jī)器語言　　2.3　程序執(zhí)行　　　2.3.1　程序執(zhí)行的一個(gè)例子　　　2.3.2　程序與數(shù)據(jù)　　2.4　算術(shù)/邏輯指令　　　2.4.1　邏輯運(yùn)算　　　2.4.2　循環(huán)移位及移位運(yùn)算　　　2.4.3　算術(shù)運(yùn)算　　2.5　與其他設(shè)備的通信　　　2.5.1　控制器的作用　　　2.5.2　直接內(nèi)存存取　　　2.5.3　握手　　　2.5.4　流行的通信媒介　　　2.5.5　通信速率　　2.6　其他體系結(jié)構(gòu)　　　2.6.1　流水線　　　2.6.2　多處理器計(jì)算機(jī)　　復(fù)習(xí)題　　社會(huì)問題　　課外閱讀　第3章　操作系統(tǒng)　　3.1　操作系統(tǒng)的歷史　　3.2　操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)　　　3.2.1　軟件概述　　　3.2.2　操作系統(tǒng)組件　　　3.2.3　系統(tǒng)啟動(dòng)　　3.3　協(xié)調(diào)機(jī)器的活動(dòng)　　　3.3.1　進(jìn)程的概念　　　3.3.2　進(jìn)程管理　　3.4　處理進(jìn)程間的競(jìng)爭(zhēng)　　　3.4.1　信號(hào)量　　　3.4.2　死鎖　　3.5　安全性　　　3.5.1　來自機(jī)器外部的攻擊　　　3.5.2　來自機(jī)器內(nèi)部的攻擊　　復(fù)習(xí)題　　社會(huì)問題　　課外閱讀　第4章　組網(wǎng)及因特網(wǎng)　　4.1　網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)　　　4.1.1　網(wǎng)絡(luò)分類　　　4.1.2　協(xié)議　　　4.1.3　網(wǎng)絡(luò)互連　　　4.1.4　進(jìn)程間通信的方法　　　4.1.5　分布式系統(tǒng)　　4.2　因特網(wǎng)　　　4.2.1　因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)　　　4.2.2　因特網(wǎng)編址　　　4.2.3　因特網(wǎng)應(yīng)用　　4.3　萬維網(wǎng)　　　4.3.1　萬維網(wǎng)實(shí)現(xiàn)　　　4.3.2　HTML　　　4.3.3　XML　　　4.3.4　客戶端和服務(wù)器端的活動(dòng)　　4.4　因特網(wǎng)協(xié)議　　　4.4.1　因特網(wǎng)軟件的分層方法　　　4.4.2　TCP/IP協(xié)議簇　　4.5　安全性　　　4.5.1　入侵的形式　　　4.5.2　防護(hù)和對(duì)策　　　4.5.3　加密　　　4.5.4　網(wǎng)絡(luò)安全的法律途徑　　復(fù)習(xí)題　　社會(huì)問題　　課外閱讀　第5章　算法　　5.1　算法的概念　　　5.1.1　概覽　　　5.1.2　算法的正式定義　　　5.1.3　算法的抽象本質(zhì)　　5.2　算法的表示　　　5.2.1　原語　　　5.2.2　偽代碼　　5.3　算法的發(fā)現(xiàn)　　　5.3.1　問題求解的藝術(shù)　　　5.3.2　入門　　5.4　迭代結(jié)構(gòu)　　　5.4.1　順序搜索法　　　5.4.2　循環(huán)控制　　　5.4.3　插入排序算法　　5.5　遞歸結(jié)構(gòu)　　　5.5.1　二分搜索算法　　　5.5.2　遞歸控制　　5.6　有效性和正確性　　　5.6.1　算法有效性　　　5.6.2　軟件驗(yàn)證　　復(fù)習(xí)題　　社會(huì)問題　　課外閱讀　第6章　程序設(shè)計(jì)語言　　6.1　歷史回顧　　　6.1.1　早期程序設(shè)計(jì)語言　　　6.1.2　獨(dú)立并超越機(jī)器　　　6.1.3　程序設(shè)計(jì)范型　　6.2　傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)概念　　　6.2.1　變量和數(shù)據(jù)類型　　　6.2.2　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　　6.2.3　常量和字面量　　　6.2.4　賦值語句　　　6.2.5　控制語句　　　6.2.6　注釋　　6.3　過程單元　　　6.3.1　過程　　　6.3.2　參數(shù)　　　6.3.3　函數(shù)　　6.4　語言實(shí)現(xiàn)　　　6.4.1　翻譯過程　　　6.4.2　軟件開發(fā)包　　6.5　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)　　　6.5.1　類和對(duì)象　　　6.5.2　構(gòu)造器　　　6.5.3　附加特性　　6.6　程序設(shè)計(jì)中的并發(fā)活動(dòng)　　6.7　說明性程序設(shè)計(jì)　　　6.7.1　邏輯推演　　　6.7.2　Prolog　　復(fù)習(xí)題　　社會(huì)問題　　課外閱讀　第7章　軟件工程　第8章　數(shù)據(jù)抽象　第9章　數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)　第10章　計(jì)算機(jī)圖形學(xué)　第11章　人工智能　第12章　計(jì)算理論　附錄A　ASCII碼　附錄B　處理二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的電路　附錄C　一種簡(jiǎn)單的機(jī)器語言　附錄D　高級(jí)編程語言　附錄E　迭代結(jié)構(gòu)與遞歸結(jié)構(gòu)的等價(jià)性　索引　問題與練習(xí)答案（圖靈網(wǎng)站下載）


章節(jié)摘錄
插圖：第1章數(shù)據(jù)存儲(chǔ)　本章中，我們學(xué)習(xí)有關(guān)計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的內(nèi)容。我們要研究的數(shù)據(jù)類型包括文本、數(shù)值、圖像、音頻和視頻。除了傳統(tǒng)計(jì)算外，本章的很多內(nèi)容還涉及數(shù)字?jǐn)z影、音頻，視頻錄制和復(fù)制以及遠(yuǎn)程通信等領(lǐng)域。我們首先要學(xué)習(xí)的是在計(jì)算機(jī)科學(xué)中信息如何編碼和存儲(chǔ)。第一步，我們要討論計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的基礎(chǔ)知識(shí)，然后進(jìn)一步研究如何進(jìn)行信息編碼并存儲(chǔ)到系統(tǒng)內(nèi)部。我們還將探討現(xiàn)如今數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的各個(gè)分支，以及如何用數(shù)據(jù)壓縮、糾錯(cuò)等技術(shù)來克服其不足。1.1　位和位存儲(chǔ)在今天的計(jì)算機(jī)中，信息是以0和1的模式編碼的。這些數(shù)字稱為位（bit，binary digits的縮寫）。盡管你可能傾向于把它們與數(shù)值聯(lián)系在一起，但它們的確只是些符號(hào)，其意義取決于正在處理的應(yīng)用。有時(shí)用來表示數(shù)值；有時(shí)又代表字母表里的字符和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)；有時(shí)表示圖像；有時(shí)還表示聲音。1.1.1　布爾運(yùn)算 為了理解單獨(dú)的位在計(jì)算機(jī)中是如何進(jìn)行存儲(chǔ)和操作的，這里我們假設(shè)位0代表假值，位1代表真值，這樣表示就可以把對(duì)位的運(yùn)算看作是對(duì)真／假值的操作。數(shù)學(xué)家喬治·布爾（Gedrge—Boole，1815—1864）是邏輯數(shù)學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū)，為了紀(jì)念他，人們把處理真，假值的運(yùn)算命名為布爾運(yùn)算（Boolean operation）。3個(gè)基本的布爾運(yùn)算是AND（與）、OR（或）以及XOR（異或），見圖1.1。這些運(yùn)算類似于算術(shù)運(yùn)算的乘法和加法，因?yàn)樗鼈兘Y(jié)合一對(duì)值（運(yùn)算輸入），然后得出第三個(gè)值（運(yùn)算輸出）。不過，與算術(shù)運(yùn)算不同的是，布爾運(yùn)算結(jié)合的是真／假值，而不是數(shù)值。




編輯推薦
《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論(第10版)》由人民郵電出版社出版。《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論》（Computer Scierice：An Overview）多年來一直深受世界各國(guó)高校師生的歡迎，是許多著名大學(xué)（包括美國(guó)哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、普林斯頓大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校等）的首選教材。對(duì)我國(guó)的高校教學(xué)也產(chǎn)生了廣泛影響?！队?jì)算機(jī)科學(xué)概論(第10版)》以歷史眼光，從發(fā)展的角度、當(dāng)前的水平，以及現(xiàn)階段的研究方向等幾個(gè)方面，全景式描繪了計(jì)算機(jī)科學(xué)各個(gè)子學(xué)科的主要領(lǐng)域。在內(nèi)容編排上，《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論(第10版)》很好地兼顧了學(xué)科廣度和主題深度，把握了最新的技術(shù)趨勢(shì)。《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論(第10版)》用算法、數(shù)據(jù)抽象等核心思想貫穿各個(gè)主題，并且充分展現(xiàn)了歷史背景、發(fā)展歷程和新的技術(shù)趨勢(shì)，培養(yǎng)讀者的大局觀，為今后深入學(xué)習(xí)其他計(jì)算機(jī)專業(yè)教程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論(第10版)》深入淺出、圖文并茂，內(nèi)容引人入勝，極易引發(fā)讀者的興趣，絕無一般教材的枯燥和晦澀。此外，《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論(第10版)》教學(xué)手段多樣、習(xí)題豐富，并且每章后都附有與本章內(nèi)容相關(guān)的社會(huì)現(xiàn)實(shí)問題供讀者思考和討論，這些都很好地體現(xiàn)了作者強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生分析問題能力的教學(xué)理念?！队?jì)算機(jī)科學(xué)概論(第10版)》為最新的第10版，其中新增加了關(guān)于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一章（第10章），這一章主要介紹視頻游戲和當(dāng)今電影產(chǎn)業(yè)中使用的技術(shù)，為讀者進(jìn)一步了解虛擬現(xiàn)實(shí)打下了基礎(chǔ)。此外，這一版對(duì)組網(wǎng)及因特網(wǎng)、軟件工程、人工智能等章節(jié)也做了大幅修訂，使內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)?！队?jì)算機(jī)科學(xué)概論(第10版)》適合各個(gè)學(xué)科以及不同教育層次的讀者，既適合國(guó)內(nèi)高等院校用作計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教材，也可以供其他專業(yè)的讀者作為計(jì)算機(jī)科學(xué)入門參考。





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