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第1章 符号模型的数学描述 1

1.1科学抽象 1

1.1.1科学抽象的意义 2

1.1.2数学抽象的基本原则 3

1.1.3七桥问题 5

1.1.4四色猜想问题的抽象 7

1.1.5抽象的层次 8

1.2形式化与计算描述 9

1.2.1形式化 9

1.2.2计算科学与数学的关系 12

1.2.3计算描述的特点 14

1.3常用数学描述 16

1.3.1集合 16

1.3.2巴科斯范式 18

1.3.3正则表达式 19

1.3.4有限状态机 21

1.3.5 HTML 23

1.3.6 XML 25

1.4有限状态机的应用举例 27

1.5实验Haskell使用入门 30

1.5.1什么是Haskell 30

1.5.2初次使用Haskell 30

1.5.3以编程方式使用Haskell 32

1.5.4实验安排建议 33

1.6进一步阅读材料 33

习题 34

第2章 什么是信息 35

2.1信息的概念与定义 35

2.1.1热身问题 35

2.1.2信息的定义及其物理解释 36

2.2信息量的数学表达 40

2.2.1信息量的数学表达——信息熵 40

2.2.2信息熵的应用 43

2.2.3信息概念的进一步讨论 45

2.3数字化 45

2.3.1比特 45

2.3.2信息表示的种类 49

2.3.3模拟信号的数字化 50

2.4信息表示方法 52

2.4.1二进制 52

2.4.2字符信息的编码 55

2.4.3图形图像的数据表示 57

2.4.4格雷码 58

2.5信息处理 59

2.5.1人类信息处理发展史 59

2.5.2信息处理过程 60

2.6哈夫曼编码 62

2.7熵的计算及应用举例 65

2.8实验 67

实验一 香农实验 67

实验二 编写Gray码产生程序 68

实验三 编写一个哈夫曼编解码的程序 68

2.9进一步阅读材料 69

习题 70

第3章 什么是计算 72

3.1计算机的历史及人类对计算本质的认识过程 72

实验五 并行快速排序 291

6.7进一步阅读材料 291

习题 292

第7章 计算思维 294

7.1计算思维导引 294

7.1.1科学思维 294

7.1.2计算思维的产生 297

7.1.3计算思维的定义 299

7.1.4计算思维的特征和作用 301

7.1.5计算思维与计算机科学 302

7.1.6计算思维培养 303

7.2计算透镜 304

7.2.1计算生物学 306

7.2.2人类基因组计划 311

7.2.3霰弹枪测序 312

7.2.4仿生计算 314

7.2.5万维网和因特网 315

7.3社会计算 317

7.3.1社会计算的研究内容 318

7.3.2社会网络媒体 319

7.3.3计算社会科学 323

7.3.4人本计算 325

7.3.5集体智能、威客、众包 327

7.4普适计算 328

7.5普适计算应用举例 333

7.6实验 337

实验一 京都基因和基因组百科全书（KEGG） 337

实验二 利用CLab4研究高级语言的机器执行 337

7.7进一步阅读材料 339

习题 339

附录Haskell程序设计基础 341