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0.1.1 算法 2

0.1 计算机的产生 2

0.1.2 计算机的产生 3

0.2 计算机的发展 7

0.3 计算机学科的构成 11

0.3.1 应用层 11

0.3.2 专业基础层 11

0.3.3 专业基础的理论基础层 12

第1章 图灵机模型 13

1.1.1 图灵机的直观描述 14

1.1 图灵机概述 14

1.1.2 图灵机的形式化描述 15

1.2 计算“x+1”的图灵机 15

1.3 通用图灵机 17

1.4 图灵机模型的启示 19

关键术语 21

思考与练习 21

第2章 数据编码与存储 22

2.1.2 八进制和十六进制 23

2.1 二进制 23

2.1.1 数制 23

2.1.3 二进制与其他数制的转换 24

2.2 二进制位的存储 25

2.2.1 逻辑运算和门 25

2.2.2 触发器 26

2.2.3 其他存储技术 28

2.3 存储器 28

2.4 数值数据编码 29

2.4.1 机器数 29

2.3.2 辅助存储器 29

2.3.1 主存储器 29

2.4.2 整数和实数 30

2.4.3 带符号数的表示 31

2.5 字符数据编码 33

2.5.1 西文字符 33

2.5.2 汉字编码 34

2.6.2 图形与图像的数字化 36

2.6 图形和图像数据编码 36

2.6.1 基本概念 36

2.7 音频数据的表示 37

2.8 数据压缩 38

2.8.1 无损压缩 38

2.8.2 有损压缩 41

2.9 误码及对策 42

2.9.1 奇偶校验 43

2.9.2 纠错码 43

思考与练习 45

关键术语 45

第3章 计算机结构 47

3.1 指令系统 48

3.1.1 指令系统的概念 48

3.1.2 RISC和CISC 48

3.1.3 指令系统的设计要求 49

3.1.4 指令格式 49

3.2 中央处理器 51

3.2.2 控制器 52

3.2.1 运算器 52

3.2.3 寄存器 53

3.3 寻址方式 54

3.3.1 指令的寻址方式 54

3.3.2 操作数寻址方式 54

3.4 指令执行 56

3.4.1 非访存指令的指令周期 57

3.4.2 直接访问内存指令的指令周期 58

3.4.3 间接访问内存指令的指令周期 59

3.4.4 程序控制指令的指令周期 62

3.5 流水线技术 63

3.5.1 什么是流水线 63

3.5.2 理想流水线性能分析 63

3.5.3 流水操作中的主要障碍 64

3.6 存储系统 65

3.6.1 存储器的层次结构 65

3.6.2 存储体系涉及的问题 66

3.6.4 内存 67

3.6.3 高速缓冲存储器 67

3.6.5 虚拟存储器 68

3.6.6 存储设备 70

3.7 外围设备 72

3.8 输入输出方式 73

3.8.1 程序查询方式 73

3.8.2 中断方式 74

3.8.3 直接内存访问方式 75

3.9 多处理器系统 75

3.9.1 并行系统结构的分类 76

3.9.2 并行处理的困难 78

关键术语 79

思考与练习 79

第4章 操作系统 80

4.1 操作系统的发展 81

4.1.1 串行处理 81

4.1.2 简单批处理 82

4.1.3 多道批处理 83

4.1.6 网络操作系统 85

4.1.4 分时系统 85

4.1.5 实时系统 85

4.1.7 分布式操作系统 86

4.2 操作系统的结构 86

4.2.1 操作系统的功能 87

4.2.2 操作系统的组成 87

4.2.3 系统的引导 89

4.3 现代操作系统处理的难题 90

4.3.1 进程 90

4.3.2 并发控制的难题 92

4.3.3 有效地分配处理器 93

4.3.4 提供充足和高效的存储器 94

4.4 常见的操作系统 99

4.4.1 DOS操作系统 100

4.4.2 Windows操作系统 100

4.4.3 UNIX操作系统 101

4.4.4 Linux操作系统 101

关键术语 102

思考与练习 103

第5章 程序设计基础 104

5.1 计算机程序设计概述 105

5.1.1 程序设计语言 105

5.1.2 高级语言与编译系统 110

5.2 结构化程序设计 111

5.2.1 结构化程序设计的概念 111

5.2.2 顺序结构 113

5.2.3 分支结构 114

5.2.4 循环结构 115

5.2.5 过程和函数 116

5.3 面向对象程序设计 117

5.3.1 面向对象概述 117

5.3.2 面向对象与面向过程的区别 118

5.3.3 对象和类 119

5.3.4 面向对象技术的基本特征 119

5.3.5 面向对象程序设计语言 122

思考与练习 124

关键术语 124

第6章 算法与数据结构 125

6.1 算法概述 126

6.2 经典排序算法 127

6.2.1 冒泡排序 128

6.2.2 插入排序 129

6.2.3 快速排序 130

6.3.1 递归和分治 132

6.3.2 枚举和动态规划 132

6.3 算法策略 132

6.3.3 贪心算法 134

6.3.4 回溯法 136

6.4 数据结构概述 136

6.5 线性表 139

6.5.1 数组 140

6.5.2 栈 141

6.5.3 队列 141

6.6 树和图 142

6.6.1 树 142

6.6.2 图 143

关键术语 144

思考与练习 145

第7章 软件工程 146

7.1 软件危机 147

7.2 软件工程 149

7.2.1 软件工程框架模型 149

7.2.2 软件工程本质特征 151

7.2.3 软件工程基本原理 151

7.2.5 软件过程模型 152

7.2.4 软件过程 152

7.3 软件工程方法学 154

7.3.1 结构化方法学 154

7.3.2 面向对象方法学 157

7.4 标准建模语言 159

7.4.1 标准建模语言UML的出现 160

7.4.2 UML的内容 161

7.4.3 UML的主要特点 163

7.4.4 UML的应用领域 163

7.5 统一开发过程 164

7.6 能力成熟度模型 166

7.7 软件项目管理 169

7.7.1 计划 169

7.7.2 组织 170

7.7.3 控制 170

7.7.4 国际标准 171

关键术语 171

思考与练习 172

第8章 信息系统 173

8.1 信息与信息系统 174

8.1.1 信息与数据 174

8.1.2 信息系统及其需求 175

8.2 信息管理技术的发展 176

8.2.1 人工管理阶段：20世纪50年代以前 177

8.2.2 文件系统阶段：20世纪50年代后期到60年代中期 177

8.2.3 数据库系统阶段 179

8.3 数据库与数据库系统 180

8.3.1 数据模型与数据库 181

8.3.2 关系数据库语言 184

8.3.3 数据库系统的构成 190

8.4 基于数据库的应用系统 193

8.4.1 数据库应用系统分类 193

8.4.2 数据库应用系统结构 193

8.4.3 数据库应用系统设计 195

8.5 信息系统的回顾与展望 197

关键术语 200

思考与练习 200

第9章 人工智能 201

9.1 人工智能概述 202

9.1.1 人工智能定义 202

9.1.2 人工智能的研究方法 203

9.1.3 人工智能的研究目标 205

9.1.4 人工智能发展简史 205

9.2 基于符号推理的传统人工智能 212

9.2.1 知识表示 212

9.2.2 推理方法 215

9.2.5 搜索策略 217

9.2.4 冲突消解策略 217

9.2.3 匹配方法 217

9.3 基于连接机制的计算智能 219

9.3.1 计算智能基本概念 220

9.3.2 模糊计算 220

9.3.3 神经计算 222

9.3.4 进化计算 225

9.4 人工智能主要应用与研究领域 227

9.4.2 机器学习 228

9.4.1 专家系统 228

9.4.3 机器人 229

9.4.4 模式识别 230

9.4.5 计算机视觉 232

9.4.6 自然语言理解 233

9.4.7 自动定理证明 234

9.4.8 自动程序设计 234

9.4.9 博弈 235

9.4.10 智能决策支持系统 235

9.4.12 数据挖掘与知识发现 236

9.4.11 智能搜索 236

关键术语 237

思考与练习 237

第10章 图形图像及多媒体 239

10.1 计算机图形学 240

10.1.1 计算机图形学的发展 240

10.1.2 计算机图形系统的组成和功能 241

10.1.3 图形显示系统 243

10.1.4 常用的图形输入输出设备 245

10.1.5 计算机图形学研究的内容 247

10.1.6 计算机图形学的应用 249

10.1.7 计算机图形学的进展与展望 252

10.2 计算机图像处理 255

10.2.1 图像处理概述 255

10.2.2 数字图像 257

10.2.3 图像处理系统的硬件设备 259

10.2.4 数字图像识别技术 262

10.2.5 数字水印技术 263

10.3.1 多媒体技术的定义 266

10.3 多媒体技术及其应用 266

10.3.2 多媒体的关键技术 267

10.3.3 多媒体系统 269

10.3.4 音频处理技术 270

10.3.5 多媒体技术的应用 271

10.3.6 多媒体技术的发展方向 272

关键术语 273

思考与练习 273

第11章 计算机网络 274

11.1 计算机网络概述 275

11.2 计算机网络的体系结构 276

11.2.1 OSI参考模型 276

11.2.2 TCP/IP参考模型 277

11.2.3 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较 278

11.3 计算机网络硬件 279

11.4 集群和网格 280

11.4.1 集群 280

11.5 网络操作系统 281

11.4.2 网格 281

11.5.1 网络操作系统的分类 282

11.5.2 网络操作系统的功能 282

1 1.5.3 NetWare 283

11.5.4 Windows NT和Windows 2000 284

11.5.5 UNIX和Linux 284

11.6.1 万维网 285

11.6.2 电子邮件 285

11.6 计算机网络应用 285

11.6.3 FTP 286

11.6.4 即时通信 286

关键术语 287

思考与练习 287

第12章 计算机安全 288

12.1 计算机安全概述 289

12.1.1 研究内容 289

12.1.2 发展过程 290

12.2.1 基本概念 291

12.2 计算机密码学 291

12.2.2 密码编码学 293

12.2.3 密码分析学 299

12.3 计算机病毒 300

12.3.1 计算机病毒概述 300

12.3.2 病毒分类 301

12.3.3 病毒的检测 303

12.3.4 病毒的防护 304

12.4.1 网络的特点及安全问题 305

12.4 计算机网络安全 305

12.4.2 网络的数据加密 306

12.4.3 防火墙技术 307

12.4.4 虚拟专网技术 309

12.4.5 入侵检测 311

12.4.6 了解黑客 314

关键术语 315

思考与练习 316

附录 计算机发展大事记 318

主要参考文献 327