計算機導論

前言

　　為了適應教學改革的需要，按照國家精品課程建設：有特色風格、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創(chuàng)新、技術創(chuàng)新和理念創(chuàng)新的含量）、先進性（對原有的學科體系有實質(zhì)性的改革和發(fā)展、順應并符合新世紀教學發(fā)展的規(guī)律、代表并引領課程發(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《計算機導論》教程?！　∫粋€專業(yè)的“導論”課程是非常重要的，計算學科（計算機科學與技術）專業(yè)也不例外。國內(nèi)外的許多高校都非常重視計算機及其相關專業(yè)的“導論”課程，絕大部分高校都開設了《計算機導論》或《計算機概論》。然而，作為計算學科“導論”課程，它要達到什么目的？起什么作用？如何定位？這是我們必須認真思考的問題，也是必須首先明確的問題。　　作為計算機專業(yè)全程教學內(nèi)容的引導課程，計算機“導論”課程構(gòu)建的實質(zhì)是尋求一種統(tǒng)一的思想來認知計算學科，并對計算學科進行系統(tǒng)化和科學化的描述。該課程應站在學科的高度，告訴學生計算學科的基本內(nèi)涵；讓學生知道該學什么，應該怎么學，并使學生對本學科產(chǎn)生濃厚的興趣，等等。同時，計算機“導論”又是計算機的入門課程，學好它，將為后續(xù)課程打下良好的基礎。該課程在這里主要起一種“承前啟后”的作用?！　∷^“承前”，一是讓學生了解計算學科的發(fā)展過程以及前輩們所做的貢獻，二是讓學生了解計算機的本質(zhì)問題；所謂“啟后”，一是介紹本學科的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，二是讓本專業(yè)的學生了解應該掌握哪些知識，應該具備什么樣的知識結(jié)構(gòu)和能力?！　∑浯?，在教學目標方面可以歸納為：了解本學科的發(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算及計算機的本質(zhì)問題；了解本學科的知識結(jié)構(gòu)體系及其相互之間的關系，掌握正確的學習方法；激發(fā)學生的學習興趣；從整體上提高學生對本學科的認識水平。因此，計算學科“導論”應該體現(xiàn)出如下指導思想和特點：　?。?）教學目的明確：作為計算機“導論”，它應該是計算學科的窗口，強化“導論”屬性，俯視計算學科全貌，突出“承前啟后”。為進一步深入學習有關后續(xù)課程打下良好基礎，并且對學生學習本專業(yè)知識具有較長時間（大學期間，甚至大學以后）的“指導”作用?！　。?）知識結(jié)構(gòu)合理：應該站在整個學科的高度上討論問題，教學內(nèi)容宏觀，知識面廣。允許初學者對本課程的內(nèi)容“知其然，不知其所以然”，只要求學生了解本學科的基本概念、作用、地位、影響、歷史、現(xiàn)狀和前景等知識，而不要求學生掌握具體的理論、方法、原理和技術。　?。?）具有激發(fā)作用：興趣是學習動力之源泉。通過計算機“導論”的學習，應該讓學生對本學科產(chǎn)生強烈的興趣和求知欲望，這是學生學好本專業(yè)知識非常重要的前提?！　。?）重點突出：讓學生了解計算及計算機的本質(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，應該介紹計算學科的教學規(guī)律和學習方法?！　。?）邏輯性強：努力使學生理解本學科、本專業(yè)各門課程的作用、地位及其相互關系，認識并掌握本學科、本專業(yè)的特點與規(guī)律。

內(nèi)容概要

　　本書根據(jù)計算機科學技術專業(yè)《計算機導論》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計算機教程的知識體系結(jié)構(gòu)，吸取了國內(nèi)外同類教材的優(yōu)點，全面系統(tǒng)地介紹了計算機科學的基本概念和基礎知識。本書共分10章，分別為引論、計算機中的數(shù)據(jù)表示、計算機硬件系統(tǒng)、計算機軟件系統(tǒng)、計算機軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫技術、計算機多媒體技術、計算機網(wǎng)絡技術、計算機安全技術、計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)與擇業(yè)?！　”緯奶攸c是內(nèi)容取材新穎、重點突出、邏輯性強，注重系統(tǒng)性、科學性和實用性，符合當今計算機科學技術發(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，從更高層次講述計算機科學技術的基礎知識。作者按教與學的規(guī)律精心設計每一章的內(nèi)容，注重對學生實踐能力和探究能力的培養(yǎng)，是一本將計算機科學技術眾多經(jīng)典成果與最新進展科學地組合在一起的教科書?！　”緯m合作為高等院校計算機科學技術、計算機應用、電子信息類本科和高職高?！队嬎銠C導論》課程教材，也可作為成人教育、自學考試和從事計算機應用的工程技術人員的參考書。

書籍目錄

第1章 引論1.1 人類計算工具的進步1.1.1 手工時代1.1.2 機械時代1.1.3 機電時代1.1.4 ENIAC的誕生1.2 現(xiàn)代計算機體系的形成1.2.1 布爾與布爾代數(shù)1.2.2 香農(nóng)等人的貢獻1.2.3 圖靈與TM和TT1.2.4 馮·諾依曼與EDVAC1.3 計算機的類型與發(fā)展1.3.1 計算機的類型1.3.2 計算機的發(fā)展過程1.3.3 計算機的發(fā)展趨勢1.4 計算機的特點與應用1.4.1 計算機的主要特點1.4.2 計算機的主要應用1.5 計算學科的知識體系1.5.1 計算學科的概念1.5.2 計算學科的研究范疇1.5.3 計算學科的知識結(jié)構(gòu)1.5.4 計算學科的課程體系1.6 計算學科的特性1.6.1 計算學科的主要特點1.6.2 計算學科的三個形態(tài)1.6.3 計算學科的思維方式1.6.4 計算學科的文化特性本章小結(jié)習題1第2章 計算機中的數(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 進位計數(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 實型數(shù)的表示2.3.3 十進制數(shù)的編碼表示2.3.4 數(shù)據(jù)的奇偶校驗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)習題2第3章 計算機硬件系統(tǒng)3.1 計算機組成原理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 計算機的工作過程3.2 計算機外部設備3.2.1 外存儲器3.2.2 輸入設備3.2.3 輸出設備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 主機板3.4.計算機系統(tǒng)的性能指標與評測標準3.4.1 計算機系統(tǒng)的性能指標3.4.2 計算機系統(tǒng)的評測標準3.5 計算機體系結(jié)構(gòu)3.5.1 計算機體系結(jié)構(gòu)概念3.5.2 并行處理技術3.5.3 流水線處理技術3.5.4 精簡指令集系統(tǒng)3.5.5 超越馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計算機本章小結(jié)習題3第4章 計算機軟件系統(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4.1.4 軟件的分類4.1.5 軟件與硬件的關系4.2 計算機操作系統(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)習題4第5章 計算機軟件開發(fā)5.1 計算機語言與翻譯程序5.1.1 計算機語言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 棧和隊列5.3.4 樹形結(jié)構(gòu)5.4 程序設計與開發(fā)工具5.4.1 程序設計概念5.4.2 程序設計方法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)習題5第6章 數(shù)據(jù)庫技術6.1 數(shù)據(jù)庫技術概述6.1.1 數(shù)據(jù)庫6.1.2 數(shù)據(jù)管理技術的發(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 計算機信息管理系統(tǒng)6.3.4 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計6.4 數(shù)據(jù)庫技術的研究與發(fā)展6.4.1 數(shù)據(jù)庫技術的研究6.4.2 數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展本章小結(jié)習題6第7章 計算機多媒體技術7.1 多媒體概念7.1.1 媒體與多媒體7.1.2 多媒體的技術特征7.1.3 多媒體的數(shù)據(jù)特點7.2 多媒體計算機7.2.1 多媒體計算機硬件系統(tǒng)7.2.2 多媒體計算機軟件系統(tǒng)7.3 多媒體信息處理技術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7.3.5 其他處理技術7.4 多媒體技術的應用與發(fā)展7.4.1 多媒體技術的應用7.4.2 多媒體技術的發(fā)展7.5 虛擬現(xiàn)實技術7.5.1 虛擬現(xiàn)實技術的基本概念7.5.2 虛擬現(xiàn)實技術中的關鍵技術7.5.3 虛擬現(xiàn)實技術的應用本章小結(jié)習題7第8章 計算機網(wǎng)絡技術8.1 網(wǎng)絡的基本概念8.1.1 網(wǎng)絡的發(fā)展8.1.2 網(wǎng)絡的定義8.1.3 網(wǎng)絡的功能8.1.4 網(wǎng)絡的分類8.1.5 網(wǎng)絡的應用8.2 網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)組成8.2.1 網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)8.2.2 網(wǎng)絡的邏輯結(jié)構(gòu)8.2.3 網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)8.2.4 網(wǎng)絡硬件的組成8.2.5 網(wǎng)絡軟件的組成8.3 計算機局域網(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 計算機因特網(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8.4.4 電子郵件服務8.4.5 文件傳輸服務8.4.6 新聞與公告類服務8.4.7 Intemet的接入本章小結(jié)習題8第9章 計算機安全技術9.1 計算機安全概述9.1.1 計算機安全概念9.1.2 計算機安全威脅9.1.3 計算機安全策略9.1.4 計算機安全管理9.1.5 計算機對環(huán)境的要求9.2 計算機病毒9.2.1 病毒的定義與特征9.2.2 病毒的類型與機理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 計算機網(wǎng)絡病毒9.2.6 病毒的預防與整治9.3 計算機黑客9.3.1 計算機黑客的概念9.3.2 計算機黑客的入侵9.3.3 計算機黑客的預防9.4 防火墻技術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 計算機密碼技術9.5.1 密碼技術的概念9.5.2 常用加密方法9.5 3數(shù)字認證本章小結(jié)習題9第10章 計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)與擇業(yè)10.1 計算機與信息化10.1.1 信息技術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 計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)10.2.1 理論學習能力的培養(yǎng)10.2.2 實踐動手能力的培養(yǎng)10.2.3 自我提高能力的培養(yǎng)10.3 計算機專業(yè)崗位的基本要求10.3.1 基本素質(zhì)要求10.3.2 職業(yè)習慣要求10.3.3 業(yè)務能力要求10.3.4 事業(yè)責任要求10.4 計算機職業(yè)道德規(guī)范與法律法規(guī)10.4.1 計算機職業(yè)道德規(guī)范10.4.2 知識產(chǎn)權10.4 13計算機軟件知識產(chǎn)權的保護10.4.4 計算機軟件知識產(chǎn)權的有關法律10.4.5 隱私與公民自由10.4.6 計算機犯罪及其處罰10.5 計算機專業(yè)崗位的需求10.5.1 計算機專業(yè)的職業(yè)種類10.5.2 計算機專業(yè)的崗位領域10.5.3 體現(xiàn)專業(yè)特色的崗位10.5.4 計算機互聯(lián)網(wǎng)類的崗位本章小結(jié)習題10附錄A 中華人民共和國計算機信息系統(tǒng)安全保護條例附錄B 部分習題參考答案參考文獻

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表項，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，從而可以方便地實現(xiàn)直接存取，達到快速訪問目的。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給出。

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