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(guó)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(duì)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(shì)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(xiě)了《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》教程?！　∫粋€(gè)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(guó)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(kāi)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(wèn)題，也是必須首先明確的問(wèn)題。　　作為計(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(lái)認(rèn)知計(jì)算學(xué)科，并對(duì)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(duì)本學(xué)科產(chǎn)生濃厚的興趣，等等。同時(shí)，計(jì)算機(jī)“導(dǎo)論”又是計(jì)算機(jī)的入門(mén)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(guò)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(wèn)題；所謂“啟后”，一是介紹本學(xué)科的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)，二是讓本專業(yè)的學(xué)生了解應(yīng)該掌握哪些知識(shí)，應(yīng)該具備什么樣的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力。　　其次，在教學(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(shì)，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(wèn)題；了解本學(xué)科的知識(shí)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(duì)本學(xué)科的認(rèn)識(shí)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(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí)具有較長(zhǎng)時(shí)間（大學(xué)期間，甚至大學(xué)以后）的“指導(dǎo)”作用?！　。?）知識(shí)結(jié)構(gòu)合理：應(yīng)該站在整個(gè)學(xué)科的高度上討論問(wèn)題，教學(xué)內(nèi)容宏觀，知識(shí)面廣。允許初學(xué)者對(duì)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(shí)，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(dòng)力之源泉。通過(guò)計(jì)算機(jī)“導(dǎo)論”的學(xué)習(xí)，應(yīng)該讓學(xué)生對(duì)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(shí)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(wèn)題，只有抓住事物的本質(zhì)，才有利于分析問(wèn)題和解決問(wèn)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(mén)課程的作用、地位及其相互關(guān)系，認(rèn)識(shí)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(shū)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(duì)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(shí)體系結(jié)構(gòu)，吸取了國(guó)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(shí)。本書(shū)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(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)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?shū)的特點(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(shì)。同時(shí)，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(shí)。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(duì)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(shū)。　　本書(shū)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(shū)。

書(shū)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(shí)代1.1.2 機(jī)械時(shí)代1.1.3 機(jī)電時(shí)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(guò)程1.3.3 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)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(shí)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(shí)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(gè)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(guò)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(chǔ)器3.1.5 計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程3.2 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備3.2.1 外存儲(chǔ)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(píng)測(cè)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(píng)測(cè)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(jiǎn)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(pán)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)5.1 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與翻譯程序5.1.1 計(jì)算機(jī)語(yǔ)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(guò)程5.2.3 算法的描述方法5.2.4 常用算法簡(jiǎn)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(shù)形結(jié)構(gòu)5.4 程序設(shè)計(jì)與開(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)模型本章小結(jié)習(xí)題5第6章 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述6.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)6.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展6.2 數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)系統(tǒng)6.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本組成6.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.4 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究與發(fā)展6.4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究6.4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)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(dòng)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(duì)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(huì)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(dòng)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(shí)產(chǎn)權(quán)10.4 13計(jì)算機(jī)軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)10.4.4 計(jì)算機(jī)軟件知識(shí)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(guó)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(duì)于這種變長(zhǎng)記錄用直接存取方法來(lái)訪問(wèn)一個(gè)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(zhǎng)記錄文件建立一張索引表，對(duì)主文件中的每個(gè)記錄，在索引表中建立一個(gè)相應(yīng)表項(xiàng)，用于記錄該記錄的長(zhǎng)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(gè)定長(zhǎng)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(wèn)目的。索引文件的組織形式如圖4-5所示。　　采用索引結(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(duì)于每個(gè)文件，在存儲(chǔ)介質(zhì)中除存儲(chǔ)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(hào)和與之對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)，索引表也以文件的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，索引表的物理地址則由文件說(shuō)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專《計(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(shū)。

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