計(jì)算機(jī)導(dǎo)論

前言

　　為了適應(yīng)教學(xué)改革的需要，按照國家精品課程建設(shè)：有特色風(fēng)格、有創(chuàng)新性（新體系、新內(nèi)容、新手段、新思路，教材的內(nèi)容體系有較高的科學(xué)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和理念創(chuàng)新的含量）、先進(jìn)性（對原有的學(xué)科體系有實(shí)質(zhì)性的改革和發(fā)展、順應(yīng)并符合新世紀(jì)教學(xué)發(fā)展的規(guī)律、代表并引領(lǐng)課程發(fā)展的趨勢和方向）、示范性（教材所體現(xiàn)的課程體系具有較廣泛的輻射性和示范性）和一定的前瞻性的要求，我們編寫了《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》教程。　　一個專業(yè)的“導(dǎo)論”課程是非常重要的，計(jì)算學(xué)科（計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)）專業(yè)也不例外。國內(nèi)外的許多高校都非常重視計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的“導(dǎo)論”課程，絕大部分高校都開設(shè)了《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》或《計(jì)算機(jī)概論》。然而，作為計(jì)算學(xué)科“導(dǎo)論”課程，它要達(dá)到什么目的？起什么作用？如何定位？這是我們必須認(rèn)真思考的問題，也是必須首先明確的問題?！　∽鳛橛?jì)算機(jī)專業(yè)全程教學(xué)內(nèi)容的引導(dǎo)課程，計(jì)算機(jī)“導(dǎo)論”課程構(gòu)建的實(shí)質(zhì)是尋求一種統(tǒng)一的思想來認(rèn)知計(jì)算學(xué)科，并對計(jì)算學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)化和科學(xué)化的描述。該課程應(yīng)站在學(xué)科的高度，告訴學(xué)生計(jì)算學(xué)科的基本內(nèi)涵；讓學(xué)生知道該學(xué)什么，應(yīng)該怎么學(xué)，并使學(xué)生對本學(xué)科產(chǎn)生濃厚的興趣，等等。同時，計(jì)算機(jī)“導(dǎo)論”又是計(jì)算機(jī)的入門課程，學(xué)好它，將為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。該課程在這里主要起一種“承前啟后”的作用?！　∷^“承前”，一是讓學(xué)生了解計(jì)算學(xué)科的發(fā)展過程以及前輩們所做的貢獻(xiàn)，二是讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)的本質(zhì)問題；所謂“啟后”，一是介紹本學(xué)科的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，二是讓本專業(yè)的學(xué)生了解應(yīng)該掌握哪些知識，應(yīng)該具備什么樣的知識結(jié)構(gòu)和能力?！　∑浯危诮虒W(xué)目標(biāo)方面可以歸納為：了解本學(xué)科的發(fā)展史及其發(fā)展趨勢，能從中獲得必要的啟示；從理論模型的層次上掌握計(jì)算及計(jì)算機(jī)的本質(zhì)問題；了解本學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)體系及其相互之間的關(guān)系，掌握正確的學(xué)習(xí)方法；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；從整體上提高學(xué)生對本學(xué)科的認(rèn)識水平。因此，計(jì)算學(xué)科“導(dǎo)論”應(yīng)該體現(xiàn)出如下指導(dǎo)思想和特點(diǎn)：　?。?）教學(xué)目的明確：作為計(jì)算機(jī)“導(dǎo)論”，它應(yīng)該是計(jì)算學(xué)科的窗口，強(qiáng)化“導(dǎo)論”屬性，俯視計(jì)算學(xué)科全貌，突出“承前啟后”。為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)有關(guān)后續(xù)課程打下良好基礎(chǔ)，并且對學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)知識具有較長時間（大學(xué)期間，甚至大學(xué)以后）的“指導(dǎo)”作用?！　。?）知識結(jié)構(gòu)合理：應(yīng)該站在整個學(xué)科的高度上討論問題，教學(xué)內(nèi)容宏觀，知識面廣。允許初學(xué)者對本課程的內(nèi)容“知其然，不知其所以然”，只要求學(xué)生了解本學(xué)科的基本概念、作用、地位、影響、歷史、現(xiàn)狀和前景等知識，而不要求學(xué)生掌握具體的理論、方法、原理和技術(shù)?！　。?）具有激發(fā)作用：興趣是學(xué)習(xí)動力之源泉。通過計(jì)算機(jī)“導(dǎo)論”的學(xué)習(xí)，應(yīng)該讓學(xué)生對本學(xué)科產(chǎn)生強(qiáng)烈的興趣和求知欲望，這是學(xué)生學(xué)好本專業(yè)知識非常重要的前提?！　。?）重點(diǎn)突出：讓學(xué)生了解計(jì)算及計(jì)算機(jī)的本質(zhì)問題，只有抓住事物的本質(zhì)，才有利于分析問題和解決問題。因此，應(yīng)該介紹計(jì)算學(xué)科的教學(xué)規(guī)律和學(xué)習(xí)方法。　?。?）邏輯性強(qiáng)：努力使學(xué)生理解本學(xué)科、本專業(yè)各門課程的作用、地位及其相互關(guān)系，認(rèn)識并掌握本學(xué)科、本專業(yè)的特點(diǎn)與規(guī)律。

內(nèi)容概要

　　本書根據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程對于更新教材的迫切需求，參考了IEEE-CS&ACM提出的CC2001和CCC2002計(jì)算機(jī)教程的知識體系結(jié)構(gòu)，吸取了國內(nèi)外同類教材的優(yōu)點(diǎn)，全面系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念和基礎(chǔ)知識。本書共分10章，分別為引論、計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)安全技術(shù)、計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)與擇業(yè)?！　”緯奶攸c(diǎn)是內(nèi)容取材新穎、重點(diǎn)突出、邏輯性強(qiáng)，注重系統(tǒng)性、科學(xué)性和實(shí)用性，符合當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢。同時，注意與后繼課程的分工與銜接，并與目前高校的教育改革相呼應(yīng)，從更高層次講述計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)知識。作者按教與學(xué)的規(guī)律精心設(shè)計(jì)每一章的內(nèi)容，注重對學(xué)生實(shí)踐能力和探究能力的培養(yǎng)，是一本將計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)眾多經(jīng)典成果與最新進(jìn)展科學(xué)地組合在一起的教科書?！　”緯m合作為高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子信息類本科和高職高?！队?jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程教材，也可作為成人教育、自學(xué)考試和從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用的工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章 引論1.1 人類計(jì)算工具的進(jìn)步1.1.1 手工時代1.1.2 機(jī)械時代1.1.3 機(jī)電時代1.1.4 ENIAC的誕生1.2 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系的形成1.2.1 布爾與布爾代數(shù)1.2.2 香農(nóng)等人的貢獻(xiàn)1.2.3 圖靈與TM和TT1.2.4 馮·諾依曼與EDVAC1.3 計(jì)算機(jī)的類型與發(fā)展1.3.1 計(jì)算機(jī)的類型1.3.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程1.3.3 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢1.4 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用1.4.1 計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)1.4.2 計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用1.5 計(jì)算學(xué)科的知識體系1.5.1 計(jì)算學(xué)科的概念1.5.2 計(jì)算學(xué)科的研究范疇1.5.3 計(jì)算學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)1.5.4 計(jì)算學(xué)科的課程體系1.6 計(jì)算學(xué)科的特性1.6.1 計(jì)算學(xué)科的主要特點(diǎn)1.6.2 計(jì)算學(xué)科的三個形態(tài)1.6.3 計(jì)算學(xué)科的思維方式1.6.4 計(jì)算學(xué)科的文化特性本章小結(jié)習(xí)題1第2章 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.1 數(shù)據(jù)與信息2.1.1 數(shù)據(jù)與信息概念2.1.2 數(shù)據(jù)類型與單位2.2 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.2.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制2.2.2 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換2.3 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2.3.1 整型數(shù)的表示2.3.2 實(shí)型數(shù)的表示2.3.3 十進(jìn)制數(shù)的編碼表示2.3.4 數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)2.4 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2.4.1 字符的編碼表示2.4.2 漢字的編碼表示2.4.3 字符與漢字的處理過程2.5 邏輯數(shù)據(jù)的表示2.5.1 邏輯代數(shù)2.5.2 邏輯電路本章小結(jié)習(xí)題2第3章 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)3.1 計(jì)算機(jī)組成原理3.1.1 基本結(jié)構(gòu)組成3.1.2 指令系統(tǒng)3.1.3 扣央處理器3.1.4 內(nèi)存儲器3.1.5 計(jì)算機(jī)的工作過程3.2 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備3.2.1 外存儲器3.2.2 輸入設(shè)備3.2.3 輸出設(shè)備3.3 硬件系統(tǒng)的連接3.3.1 系統(tǒng)總線3.3.2 接口電路3.3.3 主機(jī)板3.4.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)與評測標(biāo)準(zhǔn)3.4.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)3.4.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的評測標(biāo)準(zhǔn)3.5 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)3.5.1 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概念3.5.2 并行處理技術(shù)3.5.3 流水線處理技術(shù)3.5.4 精簡指令集系統(tǒng)3.5.5 超越馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)本章小結(jié)習(xí)題3第4章 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)4.1 軟件的基本概念4.1.1 什么是軟件4.1.2 軟件的功能4.1.3 軟件的特點(diǎn)4.1.4 軟件的分類4.1.5 軟件與硬件的關(guān)系4.2 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)4.2.1 操作系統(tǒng)的概念4.2.2 操作系統(tǒng)的功能4.2.3 操作系統(tǒng)的類型4.2.4 典型的操作系統(tǒng)4.3 文件與文件系統(tǒng)4.3.1 文件的結(jié)構(gòu)形式4.3.2 文件的組織形式4.3.3 文件的常用操作4.3.4 常用的文件系統(tǒng)4.4 磁盤操作系統(tǒng)簡介4.4.1 DOS的結(jié)構(gòu)組成4.4.2 DOS的文件規(guī)則4.4.3 DOS的目錄結(jié)構(gòu)4.4.4 DOS的命令規(guī)則本章小結(jié)習(xí)題4第5章 計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)5.1 計(jì)算機(jī)語言與翻譯程序5.1.1 計(jì)算機(jī)語言5.1.2 翻譯程序5.1.3 編譯原理5.2 算法5.2.1 算法的基本概念5.2.2 算法的定制過程5.2.3 算法的描述方法5.2.4 常用算法簡介5.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5.3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念5.3.2 線性表5.3.3 棧和隊(duì)列5.3.4 樹形結(jié)構(gòu)5.4 程序設(shè)計(jì)與開發(fā)工具5.4.1 程序設(shè)計(jì)概念5.4.2 程序設(shè)計(jì)方法5.4.3 程序開發(fā)工具5.5 軟件工程5.5.1 軟件危機(jī)5.5.2 軟件工程概念5.5.3 軟件生存周期5.5.4 軟件開發(fā)模型本章小結(jié)習(xí)題5第6章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)6.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述6.1.1 數(shù)據(jù)庫6.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展6.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)6.2.1 DBMS的基本功能6.2.2 DBMS的層次結(jié)構(gòu)6.2.3 DBMS的基本類型6.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)6.3.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本組成6.3.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)6.3.3 計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)6.3.4 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究與發(fā)展6.4.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究6.4.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展本章小結(jié)習(xí)題6第7章 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)7.1 多媒體概念7.1.1 媒體與多媒體7.1.2 多媒體的技術(shù)特征7.1.3 多媒體的數(shù)據(jù)特點(diǎn)7.2 多媒體計(jì)算機(jī)7.2.1 多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)7.2.2 多媒體計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)7.3 多媒體信息處理技術(shù)7.3.1 音頻信息處理7.3.2 圖形、圖像信息處理7.3.3 活動圖像信息處理7.3.4 多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)7.3.5 其他處理技術(shù)7.4 多媒體技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展7.4.1 多媒體技術(shù)的應(yīng)用7.4.2 多媒體技術(shù)的發(fā)展7.5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)7.5.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念7.5.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)7.5.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用本章小結(jié)習(xí)題7第8章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)8.1 網(wǎng)絡(luò)的基本概念8.1.1 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展8.1.2 網(wǎng)絡(luò)的定義8.1.3 網(wǎng)絡(luò)的功能8.1.4 網(wǎng)絡(luò)的分類8.1.5 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用8.2 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成8.2.1 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)8.2.2 網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)8.2.3 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)8.2.4 網(wǎng)絡(luò)硬件的組成8.2.5 網(wǎng)絡(luò)軟件的組成8.3 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)8.3.1 局域網(wǎng)的基本概念8.3.2 局域網(wǎng)的基本類型8.4 計(jì)算機(jī)因特網(wǎng)8.4.1 Internet的基本概念8.4.2 IP地址與域名8.4.3 WWW服務(wù)8.4.4 電子郵件服務(wù)8.4.5 文件傳輸服務(wù)8.4.6 新聞與公告類服務(wù)8.4.7 Intemet的接入本章小結(jié)習(xí)題8第9章 計(jì)算機(jī)安全技術(shù)9.1 計(jì)算機(jī)安全概述9.1.1 計(jì)算機(jī)安全概念9.1.2 計(jì)算機(jī)安全威脅9.1.3 計(jì)算機(jī)安全策略9.1.4 計(jì)算機(jī)安全管理9.1.5 計(jì)算機(jī)對環(huán)境的要求9.2 計(jì)算機(jī)病毒9.2.1 病毒的定義與特征9.2.2 病毒的類型與機(jī)理9.2.3 病毒的傳播與危害9.2.4 病毒的癥狀與規(guī)律9.2.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)病毒9.2.6 病毒的預(yù)防與整治9.3 計(jì)算機(jī)黑客9.3.1 計(jì)算機(jī)黑客的概念9.3.2 計(jì)算機(jī)黑客的入侵9.3.3 計(jì)算機(jī)黑客的預(yù)防9.4 防火墻技術(shù)9.4.1 防火墻的概念9.4.2 防火墻的作用9.4.3 防火墻的分類??：9.4.4 防火墻的不足9.5 計(jì)算機(jī)密碼技術(shù)9.5.1 密碼技術(shù)的概念9.5.2 常用加密方法9.5 3數(shù)字認(rèn)證本章小結(jié)習(xí)題9第10章 計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)與擇業(yè)10.1 計(jì)算機(jī)與信息化10.1.1 信息技術(shù)10.1.2 信息社會10.1.3 信息產(chǎn)業(yè)10.1.4 信息產(chǎn)業(yè)人才戰(zhàn)略10.2 計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)10.2.1 理論學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)10.2.2 實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)10.2.3 自我提高能力的培養(yǎng)10.3 計(jì)算機(jī)專業(yè)崗位的基本要求10.3.1 基本素質(zhì)要求10.3.2 職業(yè)習(xí)慣要求10.3.3 業(yè)務(wù)能力要求10.3.4 事業(yè)責(zé)任要求10.4 計(jì)算機(jī)職業(yè)道德規(guī)范與法律法規(guī)10.4.1 計(jì)算機(jī)職業(yè)道德規(guī)范10.4.2 知識產(chǎn)權(quán)10.4 13計(jì)算機(jī)軟件知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)10.4.4 計(jì)算機(jī)軟件知識產(chǎn)權(quán)的有關(guān)法律10.4.5 隱私與公民自由10.4.6 計(jì)算機(jī)犯罪及其處罰10.5 計(jì)算機(jī)專業(yè)崗位的需求10.5.1 計(jì)算機(jī)專業(yè)的職業(yè)種類10.5.2 計(jì)算機(jī)專業(yè)的崗位領(lǐng)域10.5.3 體現(xiàn)專業(yè)特色的崗位10.5.4 計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)類的崗位本章小結(jié)習(xí)題10附錄A 中華人民共和國計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)條例附錄B 部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　顯然，對于這種變長記錄用直接存取方法來訪問一個記錄是十分低效的。為了提高文件的檢索效率，可采用索引文件的組織形式。它是為變長記錄文件建立一張索引表，對主文件中的每個記錄，在索引表中建立一個相應(yīng)表項(xiàng)，用于記錄該記錄的長度L及指向該記錄的指針（指向該記錄在邏輯地址空間的首址）。由于索引表是按記錄關(guān)鍵字排序的，因此，索引表本身是一個定長記錄的順序文件，從而可以方便地實(shí)現(xiàn)直接存取，達(dá)到快速訪問目的。索引文件的組織形式如圖4-5所示?！　〔捎盟饕Y(jié)構(gòu)，邏輯上連續(xù)的文件可以存放在若干不連續(xù)的物理塊中，但對于每個文件，在存儲介質(zhì)中除存儲文件本身外，還要求系統(tǒng)另外建立一張索引表，索引表記錄了文件信息所在的邏輯塊號和與之對應(yīng)的物理塊號，索引表也以文件的形式存儲在存儲介質(zhì)中，索引表的物理地址則由文件說明信息項(xiàng)給出。

編輯推薦

　　《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論：理論篇（第2版）》適合作為高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子信息類本科和高職高?！队?jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程教材，也可作為成人教育、自學(xué)考試和從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用的工程技術(shù)人員的參考書。

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