計(jì)算機(jī)導(dǎo)論

前言

本書第1版出版于2004年9月，在使用過程中得到許多學(xué)校的老師和同學(xué)們的肯定，取得了較好的教學(xué)效果。結(jié)合近幾年的教學(xué)實(shí)踐及計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展，我們?cè)诘?版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修改和完善，使全書內(nèi)容更加翔實(shí)和新穎，更加符合IEEECS/ACM的系列計(jì)算教程（CC2001~CC2005）及教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)編制的《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專業(yè)規(guī)范（試行）》中對(duì)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程內(nèi)容的建議。我們編寫計(jì)算機(jī)導(dǎo)論教材追求的目標(biāo)是體現(xiàn)6個(gè)字的特點(diǎn)——廣、淺、新、易、趣、思。即知識(shí)面廣，要能包括計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系的各主要方面； 層次淺，每一部分內(nèi)容的介紹不宜太深入； 內(nèi)容新，要能反映計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的最新發(fā)展； 通俗易懂，要適合一年級(jí)大學(xué)生的知識(shí)背景和對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的理解能力； 激發(fā)興趣，通過本課程的學(xué)習(xí)激發(fā)起學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的興趣； 引導(dǎo)思考，本課程不只是讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些基本的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生思考一些問題，為學(xué)好后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。第2版共分9章，主要內(nèi)容及與第1版的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。第1章計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史。與第1版的第1章對(duì)應(yīng)，主要是補(bǔ)充了近幾年的最新發(fā)展及計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域等內(nèi)容，充實(shí)了對(duì)各代計(jì)算機(jī)代表機(jī)型的介紹及中國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史的介紹。第2章計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系。與第1版的第3章對(duì)應(yīng)，主要是補(bǔ)充了對(duì)核心專業(yè)課程及專業(yè)基礎(chǔ)課程的簡(jiǎn)要介紹，使學(xué)生盡早從總體上了解計(jì)算機(jī)專業(yè)的知識(shí)體系構(gòu)成。第3章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)。與第1版的第2章和4.1節(jié)對(duì)應(yīng)，將第1版中4.1節(jié)內(nèi)容融入第2章進(jìn)行統(tǒng)一介紹，同時(shí)對(duì)這一部分內(nèi)容進(jìn)行了大量的更新和補(bǔ)充，如更新了關(guān)于內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器、主板、總線、數(shù)據(jù)表示的大部分內(nèi)容，補(bǔ)充了多媒體技術(shù)的介紹。使計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的介紹更為充實(shí)、系統(tǒng)和新穎。第4章操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。與第1版的第4章（去掉4.1節(jié)）對(duì)應(yīng)，操作系統(tǒng)部分，充實(shí)了對(duì)UNIX、Linux的介紹，增加了對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的介紹； 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)部分，充實(shí)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)的發(fā)展歷程和下一代互聯(lián)網(wǎng)研究的介紹，充實(shí)了因特網(wǎng)應(yīng)用的介紹，增加了網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備和因特網(wǎng)接入方式的介紹。更符合作為導(dǎo)論課程內(nèi)容的教學(xué)要求。第5章程序設(shè)計(jì)知識(shí)。與第1版的第5章對(duì)應(yīng)，簡(jiǎn)化了具體程序設(shè)計(jì)知識(shí)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)的介紹，充實(shí)了對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的總體介紹及程序設(shè)計(jì)風(fēng)格、算法設(shè)計(jì)與分析等內(nèi)容的介紹，更便于學(xué)生從總體上了解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的作用，增強(qiáng)以后學(xué)習(xí)這些課程的針對(duì)性。第6章軟件開發(fā)知識(shí)。與第1版的第6章對(duì)應(yīng)，數(shù)據(jù)庫(kù)部分增加了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的新發(fā)展——分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、XML、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘等內(nèi)容的介紹； 軟件工程部分充實(shí)了對(duì)面向?qū)ο蠓椒ǖ慕榻B。使學(xué)生更好地了解有關(guān)軟件開發(fā)的新知識(shí)。第7章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全知識(shí)。新增加的一章，把原來(lái)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的簡(jiǎn)單介紹擴(kuò)展成了一章的內(nèi)容，介紹了目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常見的安全威脅及常用的反病毒技術(shù)、反黑客技術(shù)、防火墻技術(shù)、入侵檢測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、數(shù)據(jù)認(rèn)證技術(shù)及相應(yīng)的職業(yè)道德問題。使學(xué)生盡早具備基本的應(yīng)對(duì)安全威脅的知識(shí)和應(yīng)遵守的職業(yè)道德。第8章計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的典型問題。與第1版的第7章對(duì)應(yīng)。補(bǔ)充了中國(guó)郵路、西爾勒中文小屋、生產(chǎn)者—消費(fèi)者等問題的介紹，并歸類為圖論問題、算法復(fù)雜性問題、計(jì)算機(jī)智能問題、并發(fā)控制問題等4大類進(jìn)行介紹，同時(shí)補(bǔ)充了關(guān)于機(jī)器人、人工智能的不同觀點(diǎn)等內(nèi)容的介紹。第9章計(jì)算機(jī)學(xué)科方法論。與第1版的第8章對(duì)應(yīng)，對(duì)12個(gè)核心概念的介紹都給出了相應(yīng)的實(shí)例，各種數(shù)學(xué)方法的介紹也都有實(shí)例支持，使學(xué)生更容易理解。對(duì)于教師： 第2版保持了第1版的特色，仍然定位在對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)做一個(gè)緒論性的介紹，不求深度優(yōu)先，但求廣度優(yōu)先。主要目的在于讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的歷史發(fā)展、知識(shí)體系及學(xué)習(xí)（研究）方法有一個(gè)總體性的了解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，教師講授時(shí)應(yīng)以提高興趣、總體了解為主，適當(dāng)掌握介紹內(nèi)容的深度。第2版中，每章除習(xí)題外，還增加了思考題，習(xí)題主要是幫助學(xué)生掌握每章的基本內(nèi)容，思考題主要是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步閱讀有關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)一些問題進(jìn)行較為深入的思考。教師可選部分或全部習(xí)題留給學(xué)生做，并對(duì)思考題給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。對(duì)于學(xué)生： 該書內(nèi)容比較全面，涉及的知識(shí)點(diǎn)比較多，由于篇幅限制，每部分內(nèi)容的介紹相對(duì)簡(jiǎn)略。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣點(diǎn)，（在教師的指導(dǎo)下）自己借助圖書館、互聯(lián)網(wǎng)找一些相關(guān)文獻(xiàn)資料做進(jìn)一步的閱讀、學(xué)習(xí)和深入思考。爭(zhēng)取做到在對(duì)整個(gè)專業(yè)知識(shí)體系有基本了解的基礎(chǔ)上，在某些方面有較深入一些的理解和思考。對(duì)于習(xí)題，要在理解書中內(nèi)容的基礎(chǔ)上去做，對(duì)于思考題，應(yīng)在進(jìn)一步閱讀有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上去思考。第2版是在第1版的基礎(chǔ)上修訂而成的，修訂工作主要由袁方執(zhí)筆完成，王兵（第8章）、李繼民（第9章）、張明和王煜（41節(jié)）、蔡紅云和張彬（42節(jié)）、王苗和史青宣（52～53節(jié)）、陳昊（61節(jié)）、李珍（76節(jié)）、王亮（12節(jié)）分別參與了部分章節(jié)內(nèi)容的討論、審閱和校對(duì)工作，王帥和劉海博繪制了書中的插圖。本書的編寫參考了大量的書籍和報(bào)刊，并從互聯(lián)網(wǎng)上參考了部分有價(jià)值的材料。為此，我們向有關(guān)的作者、編者、譯者和網(wǎng)站表示衷心的感謝。 由于涉及內(nèi)容非常多，雖然各部分內(nèi)容都經(jīng)相關(guān)比較熟悉的老師審閱把關(guān)，但限于編者水平有限，書中定有不妥之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書是一本學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的入門教材，介紹了計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史、計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)知識(shí)、程序設(shè)計(jì)知識(shí)、軟件開發(fā)知識(shí)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全知識(shí)、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域典型問題和計(jì)算機(jī)學(xué)科方法論等內(nèi)容。通過本書，學(xué)生可以了解計(jì)算機(jī)發(fā)展史中的重要人物、機(jī)型和事件，了解學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)掌握的知識(shí)體系和學(xué)習(xí)方法； 從總體上了解計(jì)算機(jī)專業(yè)的基本知識(shí)，了解計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域能解決的實(shí)際問題； 幫助學(xué)生盡早建立一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)概念，構(gòu)建一個(gè)初步的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系框架，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，提高綜合素質(zhì)和能力奠定良好的基礎(chǔ)。　　本書既可作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程的教材，也可作為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教材。

書籍目錄

第1章 計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史　1.1 第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的誕生　1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展　1.3 中國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史　1.4 著名的計(jì)算機(jī)公司　1.5 著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家　1.6 計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)組織　1.7 計(jì)算機(jī)獎(jiǎng)項(xiàng)　1.8 小結(jié)　習(xí)題　思考題　課外閱讀建議第2章 計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系　2.1 計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的素質(zhì)和能力　2.2 計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)體系　2.3 計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系　2.4 小結(jié)　習(xí)題　思考題第3章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)　3.1 計(jì)算機(jī)的基本組成及工作原理　3.2 計(jì)算機(jī)硬件子系統(tǒng)　3.3 計(jì)算機(jī)軟件子系統(tǒng)　3.4 數(shù)據(jù)表示　3.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)　3.6 多媒體技術(shù)基礎(chǔ)　3.7 小結(jié)　習(xí)題　思考題第4章 操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)知識(shí)第5章 程序設(shè)計(jì)知識(shí)第6章 軟件開發(fā)知識(shí)第7章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全知識(shí)第8章 計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的典型問題第9章 計(jì)算機(jī)學(xué)科方法論詞匯表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第3章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件包括中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。計(jì)算機(jī)能夠處理文本、圖形、圖像、視頻、動(dòng)畫和音頻等多種媒體信息，但所有信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部都以二進(jìn)制數(shù)據(jù)存在，數(shù)據(jù)以文件的形式存儲(chǔ)，按層次組織文件以提高文件的管理效率和存儲(chǔ)空間的利用率。本章對(duì)這些計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)作簡(jiǎn)要介紹，更詳細(xì)的系統(tǒng)介紹在后續(xù)有關(guān)課程中進(jìn)行。3.1 計(jì)算機(jī)的基本組成及工作原理計(jì)算機(jī)是一種能夠按照程序?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行自動(dòng)處理的電子設(shè)備。這里所說(shuō)的計(jì)算機(jī)是指存儲(chǔ)程序式電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，組成計(jì)算機(jī)硬件的主體是電子器件和電子線路，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理的是數(shù)字信息，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的程序通過控制器控制計(jì)算機(jī)的信息處理工作。按字面理解，計(jì)算機(jī)就是用于計(jì)算的機(jī)器，其實(shí)最初研制計(jì)算機(jī)的目的就是為了幫助人們完成復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)，第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAc就是為了計(jì)算彈道曲線而設(shè)計(jì)的。當(dāng)然，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)計(jì)算的范疇，可以稱之為信息處理機(jī)。3.1.1 計(jì)算機(jī)的基本組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件子系統(tǒng)和軟件子系統(tǒng)兩大部分。組成一臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理設(shè)備的總稱叫做計(jì)算機(jī)硬件子系統(tǒng)，是看得見摸得著的實(shí)體，是計(jì)算機(jī)工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)工作的各種程序的集合稱為計(jì)算機(jī)軟件子系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)的靈魂，是控制和操作計(jì)算機(jī)工作的邏輯基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)T作時(shí)軟硬件協(xié)同配合，缺一不可。沒有高層次的軟件，就不能充分發(fā)揮硬件的作用；沒有高性能的硬件環(huán)境支持，就編寫不出高性能的軟件，即使有高性能的軟件，也無(wú)法高效運(yùn)行甚至于根本無(wú)法運(yùn)行。從組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件部分來(lái)看，現(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)屬于馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)，其基本組成結(jié)構(gòu)由馮·諾依曼等人在1945年完成的“關(guān)于電子計(jì)算裝置邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”研究報(bào)告中給出。計(jì)算機(jī)由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5個(gè)部分組成，如圖3.1 所示。圖中實(shí)線為數(shù)據(jù)線，虛線為控制線和反饋線。

編輯推薦

《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論(第2版)》是袁方編著的，由清華大學(xué)出版社出版。

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