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目录 1

第二版前言 1

第一版前言 1

第一章　计算科学的基本概念和基本知识 1

1.1　计算模型与二进制 1

1.1.1　计算模型与图灵机 2

1.1.2　二进制 5

1.2　存储程序式计算机的基本结构与工作原理 8

1.3　数字逻辑与集成电路 10

1.4　机器指令与汇编语言 12

1.5　算法、过程与程序 14

1.6　高级语言与程序设计技术和方法 22

1.7　系统软件与应用软件 24

1.8　计算机组织与体系结构 25

1.9　并行计算机、通道与并行计算 27

1.10　计算机网络与通信 29

第二章　计算科学的意义、内容和方法 35

2.1　什么是计算科学 35

2.2　计算科学发展主线 39

2.2.1　计算模型与计算机 40

2.2.2　计算模型、语言与软件开发方法学 56

2.2.3　应用数学与计算机应用 68

2.3　学科的基本问题 86

2.4　计算科学的分类与分支学科简介 88

2.4.1　构造性数学基础（数理逻辑、代数系统、图论、集合论等） 88

2.4.2　计算的数学理论（计算理论、高等逻辑、形式语言与自动机、 94

形式语义学等） 94

2.4.3　计算机组成原理、器件与体系结构（计算机原理与设计、体系结构等） 96

2.4.4　计算机应用基础（算法基础、程序设计、数据结构、数据库基础、微机原理接口技术等） 97

2.4.5　计算机基本应用技术（数值计算、图形学与图像处理、网络、多媒体、计算可视化与虚拟现实、人工智能等） 98

2.4.6　软件基础（高级语言、数据结构、程序设计、编译原理、数据库原理、操作系统原理、软件工程等） 99

2.4.7　新一代计算机体系结构与软件开发方法学（并行与分布式计算机系统、智能计算机系统、软件开发方法学等） 100

2.5　计算科学与数学和其他相关学科的关系 101

2.5.1　为什么说数理逻辑和代数是计算科学的主要基础 101

2.5.2　计算科学与其他相关学科的关系 103

2.6　计算科学的学科形态与核心概念 104

2.7　计算科学的典型方法与典型实例 107

2.8　计算科学学科特点、发展规律和趋势 114

2.9　计算机产业发展前景 118

2.10　计算科学知识组织结构及其演变 121

第三章　计算科学教学计划与课程体系 126

3.1　计算科学（专业）的培养规格和目标 126

3.2　一个计算科学（专业）参考教学计划与课程体系 129

3.2.1　计算科学专业本科生A类教学计划与课程设置进度表 129

3.2.2　计算科学专业本科生B类教学计划与课程设置进度表 135

3.3.1　如何实现思维方式的数学化 137

3.3　如何学好计算科学 137

3.3.2　计算科学专业各学期重点课程 149

3.3.3　实验课程在计算科学教学计划中的作用和地位 150

3.3.4　如何提高专业能力 153

3.4　理解科学与科学素养 154

第四章　布尔代数基础 157

4.1　集合的基本概念与基本运算 157

4.1.1　从属与包含关系 157

4.1.2　集合的基本运算和基本关系 158

4.2 自对偶的公理系统 164

4.2.1　布尔代数公理系统 164

4.2.2 标准形式和公理系统的完备性 173

习题 178

附录　计算机科学系一年级计算科学实验参考目录 180

后记 182