第1章 计算思维概述 1
1.1 计算机发展概述 1
1.1.1 历史回顾 1
1.1.2 发展现状 2
1.1.3 发展趋势 8
1.2 什么是计算思维 9
1.2.1 计算机的发展与思维方式的变化 9
1.2.2 思维与科学思维 11
1.2.3 计算思维的定义 12
1.2.4 计算思维的特性 12
1.3 计算机求解问题的过程 13
1.3.1 问题的描述 13
1.3.2 建立数学模型 13
1.3.3 算法设计 14
1.3.4 算法的正确性证明 14
1.3.5 算法分析 14
1.3.6 算法的程序实现 15
习题1 15
第2章 算法基础 16
2.1 计算科学的典型问题 16
2.1.1 排序问题 16
2.1.2 汉诺塔问题 16
2.1.3 n皇后问题 17
2.1.4 旅行商问题 17
2.1.5 学习算法的意义 18
2.2 算法初步 18
2.2.1 算法概念 18
2.2.2 算法特征 19
2.2.3 算法描述 20
2.3 算法结构 21
2.2.5 算法设计方法 23
2.2.6 算法分析 25
习题2 26
第3章 计算机的硬件基础 27
3.1 计算机的基本组成及其工作原理 27
3.1.1 计算机的基本组成 27
3.1.2 计算机的基本工作原理 28
3.2 信息在计算机中的表示 31
3.2.1 数值数据 31
3.2.2 字符数据 39
3.2.3 声音数据 41
3.2.4 图像和图形数据 41
3.2.5 视频数据 42
3.3 运算基础 43
3.3.1 四则运算 43
3.3.2 补码加减运算 44
3.3.3 十进制数运算 46
3.3.4 逻辑运算 47
3.4 逻辑代数及逻辑电路 49
3.4.1 逻辑代数的初步知识 49
3.4.2 基本逻辑电路 51
3.4.3 基本逻辑部件 57
习题3 64
第4章 计算机系统的硬件结构 67
4.1 中央处理器（CPU） 67
4.1.1 运算器 67
4.1.2 控制器 70
4.1.3 CPU典型结构举例 74
4.1.4 多核CPU和GPU 78
4.2 主存储器 81
4.2.1 主存储器概述 81
4.2.2 半导体存储器 84
4.2.3 用芯片组成一个存储器 87
4.3 辅助存储器 89
4.3.1 磁表面存储器 89
4.3.2 光盘存储器 93
4.3.3 可移动外存储器 95
4.3.4 计算机的存储体系 95
4.4 输入/输出系统 97
4.4.1 输入设备 97
4.4.2 输出设备 99
4.4.3 输入/输出接口 102
4.4.4 输入/输出控制方式 104
4.5 指令系统及执行 106
4.5.1 指令系统 106
4.5.2 总线 110
4.5.3 计算机的时标系统 112
4.5.4 计算机的整机工作原理 113
4.5.5 计算机的性能评价 118
4.6 计算机的系统结构 119
4.6.1 并行处理的概念 119
4.6.2 流水线处理机系统 120
4.6.3 并行处理机系统 122
4.6.4 多处理机系统 123
4.6.5 数据流计算机 123
4.6.6 精简指令系统计算机 124
习题4 125
第5章 数据的组织与管理 128
5.1 数据结构基础 128
5.1.1 基本概念 128
5.1.2 线性表 130
5.1.3 图 133
5.1.4 树 134
5.2 数据库系统 136
5.2.1 什么是数据库 137
5.2.2 数据模型 138
5.2.3 数据库的基本结构形式——数据表 140
5.2.4 数据库语言 141
5.2.5 数据库设计 143
5.2.6 数据库技术的发展 146
习题5 150
第6章 计算机系统的软件 152
6.1 计算机软件概述 152
6.1.1 什么是软件 152
6.1.2 软件的分类 153
6.1.3 常用软件简介 153
6.1.4 计算机系统的组成 154
6.2 程序设计语言 156
6.2.1 程序设计语言发展概述 156
6.2.2 程序设计基础 159
6.2.3 面向对象程序设计 168
6.3 操作系统 172
6.3.1 操作系统概述 172
6.3.2 处理器管理 177
6.3.3 存储管理 183
6.3.4 设备管理 187
6.3.5 文件管理 191
6.4 编译系统 197
6.4.1 编译原理概述 197
6.4.2 词法分析 199
6.4.3 语法分析 201
6.4.4 中间代码生成 203
6.4.5 代码优化 204
6.4.6 目标代码生成 205
6.4.7 表格管理和出错处理 206
6.5 软件工程 207
6.5.1 软件工程概述 207
6.5.2 软件开发模型 209
习题6 213
第7章 计算机系统及应用 215
7.1 计算机网络 215
7.1.1 计算机网络的组成 215
7.1.2 计算机网络的分类 218
7.1.3 网络中数据传输的基本原理 221
7.1.4 网络通信协议 223
7.1.5 计算机网络示例 225
7.1.6 互联网Internet简介 227
7.1.7 互联网新技术 233
7.1.8 无线网 235
7.1.9 物联网 238
7.1.10 云计算 239
7.2 多媒体技术 241
7.2.1 基本概念 242
7.2.2 多媒体关键技术 245
7.2.3 多媒体计算机系统 249
7.2.4 Windows多媒体环境 252
7.2.5 多媒体技术的应用与发展 254
7.3 虚拟现实 255
7.3.1 什么是虚拟现实 255
7.3.2 VR的发展历程 257
7.3.3 VR系统结构 259
7.3.4 构造VR系统的主要软/硬件设备 259
7.3.5 VR的应用系统 261
7.4 人工智能 264
7.4.1 什么是人工智能 265
7.4.2 人工智能的主要研究方向与应用领域 266
7.4.3 专家系统 270
7.4.4 人工神经网络 275
习题7 279
第8章 计算机信息安全及职业道德 281
8.1 计算机信息安全概述 281
8.1.1 什么是计算机信息安全 281
8.1.2 威胁计算机网络安全的主要因素 282
8.2 计算机病毒 284
8.2.1 病毒的定义和特点 284
8.2.2 三种有影响的病毒 285
8.2.3 病毒的分类 285
8.2.4 反病毒技术概述 287
8.3 计算机黑客 289
8.3.1 什么是计算机黑客 289
8.3.2 黑客的主要攻击手段 289
8.4 计算机犯罪 290
8.5 防火墙的基本概念 291
8.5.1 什么是防火墙 291
8.5.2 包过滤路由器 292
8.5.3 应用级网关 293
8.5.4 防火墙产品简介 294
8.6 计算机职业道德 294
8.6.1 职业道德的基本范畴 295
8.6.2 计算机职业道德教育的重要性 295
8.6.3 信息使用的道德规范 295
习题8 296
第9章 计算机导论实验 297
9.1 计算机硬件实验 297
9.2 Office办公软件实验 300
9.3 操作系统文件管理实验 306
9.4 网络综合应用实验 308
9.5 多媒体综合应用实验 309
9.6 Access数据库应用实验 311
附录 专业学习指南 315
附录A 计算机科学与技术专业知识体系与科学方法论 315
附录B 计算机科学与技术专业的职业类别 319
附录C 计算机行业背景知识 321
附录D 常见英文计算机缩略语对照表 324
参考文献 326