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第1章 绪论 1

1.1计算机学科发展历程与趋势 1

1.2计算机学科知识体系 3

1.2.1计算机学科的基本学科能力要求 3

1.2.2不同专业方向的问题空间与知识取向 4

1.3计算机学科的重要理论和计算模型 6

1.3.1图灵模型 6

1.3.2可计算性理论 7

1.3.3停机问题 7

1.3.4计算复杂性 8

1.3.5冯·诺依曼计算机模型 8

1.3.6虚拟机 8

1.4计算机导论课程的内容组织 9

本章小结 10

习题 10

第2章 计算机文化 13

2.1计算机发展史 13

2.1.1早期的计算工具 13

2.1.2电子计算机的诞生 16

2.1.3计算机的发展阶段 18

2.1.4计算机的发展趋势 19

2.2计算机的定义 20

2.2.1计算机的概念 20

2.2.2计算机的分类 20

2.2.3计算机的特点 21

2.2.4计算机的应用领域 21

2.3中国计算机的发展 22

2.4著名的计算机公司与学术组织 23

2.4.1计算机公司 23

2.4.2计算机学术组织 24

2.5知名计算机专业学院与计算机领域杰出人物 25

2.5.1知名计算机专业学院 25

2.5.2计算机领域杰出人物 27

2.6计算机领域重要奖项、竞赛和期刊 28

2.6.1计算机领域重要奖项 28

2.6.2计算机领域重要竞赛 28

2.6.3计算机领域著名学术期刊 29

本章小结 30

习题 30

第3章 计算机数据 33

3.1数据表示 33

3.1.1数据表示的由来 33

3.1.2数字系统 33

3.2数据存储 36

3.2.1数值型数据的存储 36

3.2.2文本的存储 38

3.2.3音频的存储 40

3.2.4图像的存储 41

3.2.5视频的存储 42

3.3数据运算 42

3.3.1逻辑运算 42

3.3.2移位运算 43

3.3.3算术运算 43

本章小结 45

习题 45

第4章 计算机系统 48

4.1计算机硬件系统 49

4.1.1机箱与电源 50

4.1.2主板 50

4.1.3中央处理单元 52

4.1.4主存储器 52

4.1.5输入设备 53

4.1.6输出和存储设备 53

4.2计算机软件系统 55

4.2.1计算机系统的层次结构 55

4.2.2系统软件 56

4.2.3应用软件 57

4.3计算机体系结构 57

4.3.1 CISC结构 58

4.3.2 RISC结构 58

4.3.3流水线结构 58

4.3.4并行结构 58

本章小结 61

习题 61

第5章 计算机网络 65

5.1计算机网络的定义与分类 65

5.1.1计算机网络的定义 65

5.1.2计算机网络的分类 66

5.2计算机网络的组成与结构 67

5.2.1早期的网络体系结构 67

5.2.2现代计算机网络结构 68

5.3典型的计算机网络 69

5.3.1 ARPANET（阿帕网） 69

5.3.2 internet（互联网） 70

5.3.3 Internet（因特网） 71

5.4计算机网络参考模型 71

5.4.1开放系统互联参考模型 71

5.4.2 TCP/IP参考模型 72

5.5计算机网络硬件 73

5.6 IP地址及其子网划分 74

5.6.1 IP地址、子网掩码 75

5.6.2 IP地址子网划分和CIDR协议 76

5.6.3 IPv6协议 76

5.7网络组建实例 77

本章小结 78

习题 78

第6章 计算机程序设计语言 81

6.1程序设计与程序设计语言 81

6.2计算机程序设计语言的历史 85

6.3程序设计语言的分类 86

6.3.1按语言级别分类 86

6.3.2按年代特征进行分类 87

6.4常见的计算机语言介绍 88

6.4.1 C语言 89

6.4.2 C++语言 92

6.4.3 Java语言 96

6.4.4 C#语言 99

6.4.5 Python语言 101

本章小结 102

习题 102

第7章 计算机操作系统 105

7.1计算机系统概述 105

7.2操作系统概述 106

7.2.1操作系统的概念、地位和作用 106

7.2.2操作系统的发展 107

7.2.3操作系统的结构及类型 108

7.2.4操作系统的功能和基本特征 109

7.3操作系统的一些基本概念 110

7.3.1中断 110

7.3.2用户态和核心态 111

7.3.3多道程序设计技术 111

7.3.4分时技术 112

7.4操作系统的管理与控制 112

7.4.1进程与线程 112

7.4.2进程的同步与互斥 113

7.4.3死锁与饥饿 114

7.4.4进程调度 115

7.4.5存储管理 117

7.4.6输入输出管理 118

7.4.7文件系统 119

本章小结 120

习题 121

第8章 软件工程 123

8.1软件工程的产生 123

8.1.1软件危机 123

8.1.2软件工程 124

8.1.3软件工程的目标 124

8.1.4软件工程的内容 125

8.2软件生存周期和过程模型 126

8.2.1软件生存周期 126

8.2.2软件过程模型 127

8.2.3过程模型新发展 130

8.3软件开发方法 132

8.3.1结构化方法 133

8.3.2面向对象方法 134

8.3.3基于构件的方法 136

8.3.4软件开发新方法 138

8.4软件开发工具 138

8.4.1建模与软件开发 138

8.4.2结构化建模工具 139

8.4.3面向对象建模工具 142

8.4.4工具与环境 144

8.5软件工程管理与软件工程的发展趋势 145

8.5.1软件工程管理 145

8.5.2软件工程的发展方向 146

本章小结 146

习题 146

第9章 算法与数据结构 149

9.1概述 149

9.2算法基础 151

9.2.1算法的定义和特征 151

9.2.2算法的表达 152

9.2.3算法的分析 154

9.2.4常用的算法设计方法 157

9.3数据结构基础 162

9.3.1什么是数据结构 162

9.3.2数据的逻辑结构和物理结构 162

9.3.3抽象数据类型和数据结构 164

本章小结 166

习题 167

第10章 数据库系统 170

10.1数据库技术概述 170

10.1.1数据管理技术的发展 170

10.1.2有关数据库的基本概念 172

10.1.3数据库系统三级模式结构 175

10.2数据模型 177

10.2.1概念模型 177

10.2.2结构数据模型 179

10.3关系型数据库 180

10.3.1关系运算 181

10.3.2数据库查询语言SQL 183

10.3.3 SQL应用举例 184

10.4数据库的设计 186

10.4.1数据库设计的步骤 186

10.4.2关系数据库设计的规范化 186

10.5数据库技术的新发展 189

10.5.1面向对象数据库管理系统 190

10.5.2 Web数据库 190

10.5.3移动数据库管理系统 191

10.5.4空间数据库 191

10.5.5多媒体数据库 191

本章小结 192

习题 192

第11章 嵌入式系统 195

11.1嵌入式系统的定义及特点 195

11.1.1嵌入式系统的发展 195

11.1.2嵌入式系统的定义与特点 196

11.2嵌入式系统的组成 196

11.2.1嵌入式处理器 197

11.2.2嵌入式外围设备 198

11.2.3嵌入式系统软件 199

11.2.4嵌入式应用软件 199

11.3典型的嵌入式微处理器 200

11.3.1 ARM 200

11.3.2 MIPS 202

11.3.3 PowerPC 203

11.3.4 X86 203

11.4典型的嵌入式操作系统 204

11.4.1嵌入式操作系统的发展 204

11.4.2嵌入式操作系统的特点 204

11.4.3典型的嵌入式操作系统 205

11.5嵌入式系统的启动流程 208

11.6嵌入式系统的开发流程 209

11.6.1嵌入式系统的一般开发流程 209

11.6.2嵌入式Linux的开发流程 210

11.7嵌入式软件的交叉编译环境 211

11.7.1交叉编译 211

11.7.2“宿主机/目标机”开发模式 212

本章小结 213

习题 213

第12章 入工智能 216

12.1人工智能的起源与发展 216

12.1.1人工智能的起源 216

12.1.2人工智能的发展 217

12.2图灵测试 218

12.3人工智能的分类 220

12.3.1强人工智能 220

12.3.2弱人工智能 220

12.4人工智能研究学派与代表人物 220

12.4.1人工智能研究学派 220

12.4.2人工智能研究的代表人物 222

12.5机器人定律 223

12.6人工智能的研究目标与内容 225

12.6.1人工智能的研究目标 225

12.6.2人工智能的研究内容 225

12.7人工智能的应用 228

12.7.1自动定理证明 228

12.7.2专家系统 228

12.7.3智能机器人 229

12.7.4难题求解 229

12.7.5自动翻译 229

12.7.6智能控制 229

12.7.7智能管理 229

12.7.8智能决策 230

本章小结 230

习题 230

第13章 信息安全 233

13.1信息安全概述 233

13.1.1信息安全概念 233

13.1.2信息安全现状 234

13.1.3信息安全威胁 234

13.2数据加密与认证技术 235

13.2.1密码学基本概念 235

13.2.2数据加密算法 236

13.2.3安全认证 238

13.3防火墙 240

13.3.1防火墙概述 240

13.3.2防火墙关键技术 242

13.3.3防火墙的选择 242

13.4入侵检测 243

13.4.1入侵检测概述 243

13.4.2入侵检测技术 245

13.4.3入侵检测发展 246

13.5计算机病毒 246

13.5.1计算机病毒概述 246

13.5.2常见病毒 247

13.5.3反病毒技术 250

13.6 VPN及其安全 251

13.6.1 VPN概述 251

13.6.2 VPN关键技术 252

13.6.3 VPN的应用领域 253

本章小结 253

习题 254

第14章 计算机职业和道德规范 256

14.1计算机科学与技术专业的职业选择 256

14.1.1计算机产业 256

14.1.2计算机职业 256

14.1.3计算机职业素质要求 258

14.1.4计算机职业健康 258

14.1.5计算机科学与技术专业职业规划 259

14.2计算机职业道德规范 260

14.2.1计算机职业道德 260

14.2.2知识产权 260

14.2.3隐私和公民自由 261

14.2.4计算机犯罪 261

14.2.5相关法律规范 261

本章小结 262

习题 262