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第1章引论 1

1.1计算机是什么 1

1.2计算机模型 2

1.2.1黑盒模型 2

1.2.2具有程序能力的数据处理机 3

1.3现代计算机模型 3

1.3.1计算机的五个组成部分 4

1.3.2程序存储原理 5

1.4计算机系统 5

1.4.1硬件系统 5

1.4.2计算机软件 7

1.4.3计算机是如何运行的 9

1.5信息系统 10

1.6因特网和万维网 11

1.7计算机文化和计算思维 12

本章小结 13

习题1 14

第2章 数据表示及逻辑基础 18

2.1概述 18

2.2数制 19

2.2.1常用数制 19

2.2.2二进制数的基本运算 20

2.2.3数制转换 21

2.2.4原码、反码和补码 23

2.2.5定点数和浮点数 24

2.3编码和文本 25

2.4多媒体数据 26

2.4.1图形和图像 26

2.4.2音频 27

2.4.3视频 28

2.4.4压缩编码 29

2.5逻辑运算和门电路 30

2.5.1逻辑关系 30

2.5.2逻辑电路 31

2.5.3加法器 32

2.5.4存储单元电路 33

2.5.5集成电路 33

本章小结 34

习题2 35

第3章 计算机硬件 39

3.1概述 39

3.2处理器 41

3.2.1处理器芯片和结构 41

3.2.2处理器的技术指标 43

3.2.3 CISC和RISC 44

3.3存储器 44

3.3.1存储模式和存储容量 44

3.3.2内存 45

3.3.3外存 46

3.3.4固态存储器 48

3.3.5存储器的主辅结构 48

3.4输入和输出 49

3.4.1端口 50

3.4.2输入设备 50

3.4.3输出设备 52

3.5系统总线和USB 54

本章小结 55

习题3 56

第4章操作系统 60

4.1概述 60

4.2常用的操作系统 62

4.3操作系统的结构 64

4.4操作系统的功能 65

4.4.1进程管理 66

4.4.2存储器管理 67

4.4.3设备管理 68

4.4.4启动和停机 70

4.5文件管理 70

4.5.1文件和文件系统 71

4.5.2命名文件 71

4.5.3文件存取 73

4.5.4文件的存储结构 74

4.5.5文件系统的安全 75

本章小结 76

习题4 77

第5章算法基础 81

5.1概述 81

5.2算法的三种结构 82

5.3算法的表示和发现 83

5.4算法举例 85

5.4.1基本算法 85

5.4.2迭代 87

5.4.3递归 88

5.4.4排序 89

5.4.5查找 90

5.5算法的方法学 91

5.5.1贪心算法 91

5.5.2分治法 92

5.5.3动态规划 92

5.5.4回溯法 93

5.6数据表达和数据结构 95

本章小结 97

习题5 97

第6章语言、程序和软件 101

6.1概述 101

6.2程序和指令 102

6.2.1程序：按步骤执行 102

6.2.2指令和指令系统 102

6.3程序设计语言 103

6.3.1机器语言和指令 103

6.3.2汇编语言 105

6.3.3面向过程的高级语言 105

6.3.4面向对象的程序设计语言 106

6.3.5其他语言 108

6.4翻译系统：程序的程序 109

6.5高级语言的概念 110

6.5.1数据类型 110

6.5.2基本语句 112

6.5.3分支语句 113

6.5.4循环语句 113

6.5.5函数和方法 114

6.6怎样编写程序 115

6.7软件工程 116

本章小结 118

习题6 119

第7章数据库 123

7.1概述 123

7.2数据库系统 124

7.3关系型数据库 126

7.3.1数据库模型 126

7.3.2关系型数据库 127

7.3.3关系运算 128

7.3.4 SQL 129

7.4数据库技术 130

7.4.1其他类型的数据库 130

7.4.2决策支持和数据仓库 132

7.4.3数据挖掘和大数据 132

7.5构建数据库系统 133

本章小结 134

习题7 135

第8章网络 138

8.1通信基础 138

8.1.1数据传输速率和带宽 139

8.1.2通信介质 139

8.1.3通信理论基础 141

8.2网络技术和类型 143

8.2.1网络传输 143

8.2.2网络类型 144

8.3组建网络 146

8.3.1网络设备 146

8.3.2网络模型和网络协议 148

8.3.3局域网协议和组网技术 149

8.3.4服务器和网络软件 151

8.4因特网 152

8.4.1 TCP/IP 152

8.4.2 IP网络 153

8.4.3接入因特网 156

8.4.4因特网服务 157

8.4.5搜索引擎 159

8.4.6 Web服务和移动互联网 160

8.4.7电子货币和电子商务 160

8.4.8无限的因特网 161

本章小结 162

习题8 163

第9章高级主题 168

9.1高性能计算 168

9.1.1并行计算 168

9.1.2分布式计算 169

9.1.3集群计算 169

9.1.4云计算 170

9.2人工智能 171

9.2.1图灵测试 171

9.2.2推理：知识表达 172

9.2.3专家系统 173

9.2.4神经网络 174

9.2.5机器人 175

9.2.6自然语言处理 176

9.2.7有关人工智能的几个问题 177

9.3虚拟现实 178

9.4自动机理论 179

9.4.1有限自动机 179

9.4.2图灵机 180

9.4.3细胞自动机 181

9.5可计算理论 181

9.5.1可计算函数 181

9.5.2哥德尔数 182

9.5.3计算复杂性 183

9.5.4停机问题 185

9.6信息安全 185

9.6.1信息安全工程 186

9.6.2计算机病毒 186

9.6.3黑客和防火墙 187

9.7信息社会 188

9.7.1社会影响 188

9.7.2软件版权和自由软件 190

9.7.3计算机与环境和健康 191

本章小结 193

习题9 194

附录A ASCII码表 198

附录B常用术语英汉对照表 201

参考文献 221