第1章 符号化——可计算基础 1
1.1信息与符号 1
1.1.1信息 1
1.1.2符号 1
1.1.3八卦符号 3
1.2数值的0、1编码 6
1.2.1十进制数与二进制数 6
1.2.2基于二进制的运算规则 6
1.2.3二进制与十进制之间的转换 8
1.2.4原码、反码、补码和移码 10
1.2.5机器数的浮点形式与定点形式 13
1.3非数值的0、1编码 14
1.3.1声音的0.1编码 14
1.3.2图形/图像的0、1编码 16
1.3.3文字的0、1编码 19
1.3.4指令的0、1编码与计算机程序设计语言 22
1.4抗干扰编码 24
1.4.1数据传输中的错误 24
1.4.2奇偶校验 24
1.5数字系统中的信息单位与量级 26
1.5.1数字系统中的信息单位 26
1.5.2数字系统中的数量级 26
1.6知识链接 27
1.6.1计数制 27
1.6.2用开关实现门电路 28
习题1 31
参考文献1 34
第2章 计算自动化 35
2.1程序化计算工具 35
2.1.1程序控制的算盘 35
2.1.2程序控制的提花机 36
2.1.3 Babbage计算模型 37
2.1.4计算机进入电气时代 39
2.1.5 Neumann计算模型 40
2.2 Neumann计算机组成 41
2.2.1计算机存储器 41
2.2.2计算机控制器 45
2.2.3总线 48
2.2.4主板 53
2.3计算机系统 58
2.3.1计算机管理程序化 58
2.3.2操作系统的功能结构 59
2.3.3现代计算机系统结构 61
2.3.4自动计算理论的再讨论 62
2.4计算性能及其评测 62
2.4.1计算机的主要性能指标 62
2.4.2计算机性能测试工具 67
2.4.3天梯图 69
2.5知识链接 71
2.5.1 Neumann体系改进 71
2.5.2智能计算机 75
2.5.3人工神经元网络 78
2.5.4未来计算机元器件展望 83
习题2 91
参考文献2 92
第3章 问题求解工程化 94
3.1面向过程的程序开发 94
3.1.1数据类型 94
3.1.2标识符及其声明 96
3.1.3表达式 97
3.1.4操作符与表达式求值规则 100
3.1.5语句及其流程控制 102
3.1.6组织过程 106
3.1.7库函数与头文件 110
3.1.8派生数据类型 110
3.2面向对象程序开发 116
3.2.1对象模型的建立和对象的生成 116
3.2.2对象的生成 117
3.2.3继承与聚合 118
3.3程序错误和异常 120
3.3.1程序错误和异常 120
3.3.2程序测试及其形式 121
3.3.3程序的结构测试 122
3.3.4程序的功能测试 124
3.4软件工程 128
3.4.1软件开发过程及其模型 128
3.4.2程序设计风格和规范 130
3.4.3软件开发工具与环境 132
3.4.4软件再工程 135
3.4.5复用技术对OO方法的支持 137
3.5知识链接 139
3.5.1领域工程 139
3.5.2软件能力成熟度模型 139
习题3 141
参考文献3 142
第4章 计算之魂 143
4.1算法基础 143
4.1.1穷举 143
4.1.2迭代与递推 144
4.1.3递归 146
4.2模拟算法 148
4.2.1产品随机抽样 148
4.2.2用蒙特卡洛法求π的近似值 151
4.2.3事件步长法——中子扩散问题 152
4.2.4时间步长法——盐水池问题 155
4.3数组元素的排序与查找 158
4.3.1直接选择排序 159
4.3.2冒泡排序 161
4.3.3二分查找 162
4.4常用算法设计策略 164
4.4.1分治 164
4.4.2回溯 167
4.4.3贪心策略 171
4.4.4动态规划 174
4.5算法综述 176
4.5.1算法及其要素 176
4.5.2算法的中间描述工具 177
4.5.3算法的特征 182
4.5.4算法评价 183
4.6知识链接 184
4.6.1数据结构 184
4.6.2文本压缩算法 189
4.6.3搜索引擎网页排序算法 192
4.6.4数据挖掘算法 195
习题4 200
参考文献4 209
第5章 协同计算 210
5.1层次型协同 210
5.1.1计算机系统的层次协同 210
5.1.2计算机网络的7层标准模型：ISO/OSI-RM 211
5.1.3计算机网络的事实标准：TCP/IP+IEEE 802 214
5.2时序控制型协同 217
5.2.1计算机微操作的时序控制 217
5.2.2通信中的时序控制 219
5.2.3 TCP连接与释放 223
5.3中间代理型协同 225
5.3.1代理服务器 225
5.3.2 I/O接口 227
5.3.3中间件技术 230
5.3.4网络协同攻击 232
5.4资源相关型协同 238
5.4.1地址类协议 239
5.4.2认证类协议 246
5.4.3可靠传输协议 248
5.4.4竞争型资源共享 253
5.4.5基于优先权的资源共享 256
5.4.6封锁性资源共享 260
5.5知识链接 263
5.5.1并行计算 263
5.5.2普适计算 267
5.5.3服务计算 268
5.5.4计算机支持的协同工作 269
5.5.5决策支持系统 270
5.5.6物联网 272
习题5 276
参考文献5 278
第6章 计算虚拟化 279
6.1计算虚拟化概述 279
6.1.1虚拟化：模式与优势 279
6.1.2计算虚拟化：特点与分布 280
6.1.3计算虚拟化的解决方案与实现技术 281
6.2 CPU虚拟化 282
6.2.1指令重叠与流水 282
6.2.2 VMM技术 284
6.2.3迁移技术 285
6.3存储虚拟化 286
6.3.1概述 286
6.3.2虚拟存储器 287
6.3.3 Cache-主存机制 289
6.3.4基于VMM的内存虚拟化 293
6.3.5网络存储模式与云存储 293
6.3.6数据库的三级模式 297
6.4 I/O虚拟化 299
6.4.1 I/O虚拟化思路 299
6.4.2基于VMM的I/O虚拟化 300
6.4.3虚拟现实 300
6.5桌面虚拟化 304
6.5.1桌面虚拟化及其发展 304
6.5.2桌面虚拟化技术构架 305
6.5.3桌面虚拟化应用模式 306
6.6网络虚拟化 308
6.6.1分组交换、虚电路与数据报 308
6.6.2信道的多路复用 313
6.6.3虚拟局域网VLAN 317
6.6.4虚拟专用网VPN 318
6.6.5交换机虚拟化 320
6.6.6服务器虚拟化 322
6.7云计算 324
6.7.1云计算及其特点 324
6.7.2云计算的服务形式 325
6.7.3集中云与分散云 326
6.7.4云计算其他相关技术 327
6.7.5云计算架构 328
习题6 329
参考文献6 330