计算机与计算思维导论PDF电子书下载

第一讲 认识计算机与计算 1

主题一 计算机知多少 2

一、图灵机——计算机的理想模型 2

二、冯·诺依曼机——现代计算机的结构框架 5

三、盘点计算机的功能特点 8

四、归类计算机的家族组员 12

主题二 计算机能做什么 13

一、计算机在现代社会中的应用 13

二、信息处理与信息技术 20

三、人与计算机的智能较量 21

四、计算机的局限性 23

主题三 回眸计算机的发展历程 25

一、计算工具的发展 25

二、计算机的发展 26

三、微型计算机的发展 30

四、我国计算机的发展 33

五、计算机的发展趋势 35

主题四 无处不在的计算 37

一、关于计算的理解 37

二、普适计算 40

三、基础学科计算 41

四、高精学科计算 43

五、机构群体计算 46

六、智能科技计算 48

主题五 关于计算思维的理解 51

一、什么是计算思维 52

二、计算思维能做什么 53

三、为什么要倡导计算思维 54

四、如何培养和训练计算思维 56

思考题 58

第二讲 0与1的信息世界 60

主题一 为什么是0与1 62

一、0与1的历史追溯 62

二、计算机选择了0与1 64

三、0与1的基本运算 64

主题二 进制之间的关联和转换 65

一、计数制的概念 66

二、常用计数制 66

三、进制转换 67

主题三 0与1呈现的数值世界 69

一、整数的呈现 69

二、实数的呈现 71

主题四 0与1呈现的文字世界 73

一、西文与符号——ASCII 73

二、中文与符号——汉字编码 75

三、扩展符号——Unicode编码 78

主题五 0与1呈现的声色世界 79

一、音频的数字化 79

二、图形图像的数字化 84

三、视频的数字化 89

思考题 91

第三讲 宏观与微观的计算机系统 92

主题一 看得见的计算机躯体——硬件系统 94

一、四个子系统构成硬件总系统 94

二、处理器系统 95

三、存储器系统 97

四、输入／输出系统 97

五、总线系统 99

主题二 看不见的计算机灵魂——软件系统 100

一、指令、程序和软件 102

二、计算机语言 103

三、语言处理程序 105

主题三 计算机系统的大管家——操作系统 106

一、什么是操作系统 106

二、操作系统的组成 111

三、操作系统的载入 114

四、常见的操作系统 116

主题四 计算机软件应用与服务 120

一、软件与信息处理 120

二、软件开发与常用软件开发技术 121

三、常用应用软件 124

主题五 个人计算机——微型计算机系统 128

一、主机 128

二、外部设备 133

思考题 141

第四讲 信息存储面面观 142

主题一 存储器概述 144

一、存储器的组成 144

二、存储器分类 145

三、存储设备的性能指标 147

主题二 层次化的信息存储体系 147

一、读写速度、容量和价格的对比 147

二、分级存储体系 148

主题三 信息的舞台——内存储系统 150

一、CPU与内存 151

二、ROM和RAM 153

三、缓存 154

四、虚拟内存 155

主题四 信息的永久驻扎地——外存储系统 157

一、文件与外存 158

二、硬盘 160

三、软盘、光盘和U盘 163

四、云存储 164

主题五 高效的信息仓储中心——数据库系统 166

一、数据管理技术 166

二、数据库系统 170

三、关系数据库 172

四、数据库技术应用的新趋势 178

思考题 180

第五讲 网络世界之信息共享和计算 182

主题一 信息传输平台——网络 184

一、什么是网络 184

二、网络介质 187

三、网络设备 189

四、网络协议与体系结构 190

主题二 天涯若比邻——互联网 192

一、什么是互联网 193

二、网络协议TCP／IP 194

三、如何接入互联网 197

四、互联网的应用 199

主题三 网络有风险——网络安全 203

一、什么是网络安全 203

二、网络安全技术 205

主题四 物联世界、感知天下——物联网 207

一、什么是物联网 207

二、无线传感网、物联网与互联网 209

三、物联网的关键技术 210

四、物联网的典型应用 211

主题五 风起云涌的网络计算——云计算 213

一、什么是云计算 213

二、云计算的关键技术 216

三、云计算的应用 216

思考题 218

第六讲 计算思维之间题求解思想 220

主题一探讨问题求解过程 222

一、问题求解案例 222

二、问题求解框架 225

主题二 相关知识的认识与了解 226

一、数学建模 226

二、数据结构 228

三、程序设计 231

主题三 关于算法的理解 237

一、什么是算法 237

二、如何发现算法 238

三、怎样描述算法 239

四、如何评价算法 242

主题四 算法策略大搜罗 246

一、枚举算法 247

二、递推算法 248

三、递归算法 250

四、迭代算法 254

五、分治算法 256

六、贪心算法 258

七、回溯算法 260

主题五 几个经典案例的算法实现 264

一、背包问题 265

二、旅行商问题 269

三、汉诺塔问题 276

思考题 281