計(jì)算機(jī)科學(xué)必讀入門教材：

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本書主要內(nèi)容目錄：

緒0論 緒論 1

0．1 算法的作用 1

0．2 計(jì)算機(jī)器的由來 3

0．3 學(xué)習(xí)大綱 6

0．4 計(jì)算機(jī)科學(xué)的首要主題 7

0．4．1 算法 8

0．4．2 抽象 9

0．4．3 創(chuàng)新 9

0．4．4 數(shù)據(jù) 10

0．4．5 程序設(shè)計(jì) 10

0．4．6 因特網(wǎng) 10

0．4．7 影響 11

社會(huì)問題 11

課外閱讀 13

第1章 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 14

1．1 位和位存儲(chǔ) 14

1．1．1 布爾運(yùn)算 14

1．1．2 門和觸發(fā)器 15

1．1．3 十六進(jìn)制記數(shù)法 18

1．2 主存儲(chǔ)器 19

1．2．1 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 19

1．2．2 存儲(chǔ)器容量的度量 20

1．3 海量存儲(chǔ)器 21

1．3．1 磁系統(tǒng) 21

1．3．2 光系統(tǒng) 22

1．3．3 閃存驅(qū)動(dòng)器 23

1．4 用位模式表示信息 24

1．4．1 文本的表示 24

1．4．2 數(shù)值的表示 26

1．4．3 圖像的表示 27

1．4．4 聲音的表示 27

*1．5 二進(jìn)制系統(tǒng) 29

1．5．1 二進(jìn)制記數(shù)法 29

1．5．2 二進(jìn)制加法 30

1．5．3 二進(jìn)制中的小數(shù) 31

*1．6 整數(shù)的存儲(chǔ) 32

1．6．1 二進(jìn)制補(bǔ)碼記數(shù)法 33

1．6．2 余碼記數(shù)法 35

*1．7 小數(shù)的存儲(chǔ) 37

1．7．1 浮點(diǎn)記數(shù)法 37

1．7．2 截?cái)嗾`差 38

*1．8 數(shù)據(jù)與程序設(shè)計(jì) 40

1．8．1 Python入門 41

1．8．2 你好，Python 41

1．8．3 變量 42

1．8．4 運(yùn)算符和表達(dá)式 43

1．8．5 貨幣轉(zhuǎn)換 44

1．8．6 調(diào)試 44

*1．9 數(shù)據(jù)壓縮 45

1．9．1 通用的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) 45

1．9．2 圖像壓縮 47

1．9．3 音頻和視頻壓縮 48

*1．10 通信差錯(cuò) 49

1．10．1 奇偶校驗(yàn)位 49

1．10．2 糾錯(cuò)碼 50

復(fù)習(xí)題 52

社會(huì)問題 55

課外閱讀 56

第2章 數(shù)據(jù)操控 57

2．1 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 57

2．1．1 CPU基礎(chǔ)知識(shí) 57

2．1．2 存儲(chǔ)程序概念 58

2．2 機(jī)器語(yǔ)言 59

2．2．1 指令系統(tǒng) 60

2．2．2 一種演示用的機(jī)器語(yǔ)言 61

2．3 程序執(zhí)行 64

2．3．1 程序執(zhí)行的一個(gè)例子 65

2．3．2 程序與數(shù)據(jù) 67

*2．4 算術(shù)/邏輯指令 69

2．4．1 邏輯運(yùn)算 69

2．4．2 循環(huán)移位運(yùn)算及移位運(yùn)算 70

2．4．3 算術(shù)運(yùn)算 71

*2．5 與其他設(shè)備通信 72

2．5．1 控制器的作用 72

2．5．2 直接存儲(chǔ)器存取 74

2．5．3 握手 74

2．5．4 流行的通信媒介 74

2．5．5 通信速率 75

*2．6 數(shù)據(jù)操控編程 76

2．6．1 邏輯運(yùn)算和移位運(yùn)算 76

2．6．2 控制結(jié)構(gòu) 77

2．6．3 輸入和輸出 79

2．6．4 馬拉松訓(xùn)練助手 80

*2．7 其他體系結(jié)構(gòu) 82

2．7．1 流水線 82

2．7．2 多處理器機(jī)器 83

復(fù)習(xí)題 84

社會(huì)問題 89

課外閱讀 90

第3章 操作系統(tǒng) 91

3．1 操作系統(tǒng)的歷史 91

3．2 操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 94

3．2．1 軟件概述 94

3．2．2 操作系統(tǒng)組件 96

3．2．3 系統(tǒng)啟動(dòng) 98

3．3 協(xié)調(diào)機(jī)器的活動(dòng) 100

3．3．1 進(jìn)程的概念 100

3．3．2 進(jìn)程管理 100

*3．4 處理進(jìn)程間的競(jìng)爭(zhēng) 102

3．4．1 信號(hào)量 102

3．4．2 死鎖 103

3．5 安全性 105

3．5．1 來自外部的攻擊 106

3．5．2 來自內(nèi)部的攻擊 106

復(fù)習(xí)題 108

社會(huì)問題 110

課外閱讀 110

第4章 組網(wǎng)及因特網(wǎng) 112

4．1 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 112

4．1．1 網(wǎng)絡(luò)分類 112

4．1．2 協(xié)議 113

4．1．3 組合網(wǎng)絡(luò) 115

4．1．4 進(jìn)程間通信的方法 117

4．1．5 分布式系統(tǒng) 118

4．2 因特網(wǎng) 118

4．2．1 因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 119

4．2．2 因特網(wǎng)編址 120

4．2．3 因特網(wǎng)應(yīng)用 122

4．3 萬(wàn)維網(wǎng) 126

4．3．1 萬(wàn)維網(wǎng)實(shí)現(xiàn) 126

4．3．2 HTML 127

4．3．3 XML 129

4．3．4 客戶端和服務(wù)器端的活動(dòng) 130

*4．4 因特網(wǎng)協(xié)議 132

4．4．1 因特網(wǎng)軟件的分層方法 132

4．4．2 TCP/IP協(xié)議簇 134

4．5 安全性 136

4．5．1 入侵的形式 136

4．5．2 防護(hù)和對(duì)策 137

4．5．3 加密 138

4．5．4 網(wǎng)絡(luò)安全的法律途徑 140

復(fù)習(xí)題 142

社會(huì)問題 143

課外閱讀 144

第5章 算法 146

5．1 算法的概念 146

5．1．1 非正式的回顧 146

5．1．2 算法的正式定義 147

5．1．3 算法的抽象本質(zhì) 148

5．2 算法的表示 148

5．2．1 原語(yǔ) 149

5．2．2 偽代碼 151

5．3 算法的發(fā)現(xiàn) 154

5．3．1 問題求解的藝術(shù) 155

5．3．2 邁出第一步 156

5．4 迭代結(jié)構(gòu) 159

5．4．1 順序搜索算法 159

5．4．2 循環(huán)控制 160

5．4．3 插入排序算法 164

5．5 遞歸結(jié)構(gòu) 167

5．5．1 二分搜索算法 167

5．5．2 遞歸控制 171

5．6 效率和正確性 174

5．6．1 算法效率 174

5．6．2 軟件驗(yàn)證 177

復(fù)習(xí)題 180

社會(huì)問題 185

課外閱讀 185

第6章 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 186

6．1 歷史回顧 186

6．1．1 早期程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 186

6．1．2 機(jī)器無(wú)關(guān)和超越機(jī)器無(wú)關(guān) 188

6．1．3 程序設(shè)計(jì)范型 189

6．2 傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)概念 192

6．2．1 變量和數(shù)據(jù)類型 193

6．2．2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 195

6．2．3 常量和字面量 196

6．2．4 賦值語(yǔ)句 197

6．2．5 控制語(yǔ)句 198

6．2．6 注釋 201

6．3 過程單元 202

6．3．1 函數(shù) 202

6．3．2 參數(shù) 203

6．3．3 有返回值的函數(shù) 205

6．4 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn) 207

6．4．1 翻譯過程 207

6．4．2 軟件開發(fā)包 212

6．5 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) 213

6．5．1 類和對(duì)象 213

6．5．2 構(gòu)造器 216

6．5．3 附加特性 217

*6．6 程序設(shè)計(jì)并發(fā)活動(dòng) 218

*6．7 說明性程序設(shè)計(jì) 220

6．7．1 邏輯推演 220

6．7．2 Prolog 222

復(fù)習(xí)題 224

社會(huì)問題 227

課外閱讀 228

第7章 軟件工程 229

7．1 軟件工程學(xué)科 229

7．2 軟件生命周期 231

7．2．1 周期是個(gè)整體 231

7．2．2 傳統(tǒng)的開發(fā)階段 232

7．3 軟件工程方法學(xué) 234

7．4 模塊化 236

7．4．1 模塊式實(shí)現(xiàn) 236

7．4．2 耦合 238

7．4．3 內(nèi)聚 239

7．4．4 信息隱藏 239

7．4．5 構(gòu)件 240

7．5 行業(yè)工具 241

7．5．1 較老的工具 241

7．5．2 統(tǒng)一建模語(yǔ)言 242

7．5．3 設(shè)計(jì)模式 246

7．6 質(zhì)量保證 247

7．6．1 質(zhì)量保證的范圍 247

7．6．2 軟件測(cè)試 248

7．7 文檔 249

7．8 人機(jī)界面 250

7．9 軟件所有權(quán)和責(zé)任 252

復(fù)習(xí)題 254

社會(huì)問題 256

課外閱讀 257

第8章 數(shù)據(jù)抽象 258

8．1 基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 258

8．1．1 數(shù)組和聚合 258

8．1．2 列表、棧和隊(duì)列 259

8．1．3 樹 260

8．2 相關(guān)概念 261

8．2．1 抽象 261

8．2．2 靜態(tài)結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu) 261

8．2．3 指針 262

8．3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn) 263

8．3．1 存儲(chǔ)數(shù)組 263

8．3．2 存儲(chǔ)聚合 265

8．3．3 存儲(chǔ)列表 266

8．3．4 存儲(chǔ)棧和隊(duì)列 268

8．3．5 存儲(chǔ)二叉樹 270

8．3．6 操控?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 272

8．4 一個(gè)簡(jiǎn)短的案例 273

8．5 定制的數(shù)據(jù)類型 277

8．5．1 用戶定義的數(shù)據(jù)類型 277

8．5．2 抽象數(shù)據(jù)類型 278

8．6 類和對(duì)象 280

*8．7 機(jī)器語(yǔ)言中的指針 282

復(fù)習(xí)題 284

社會(huì)問題 287

課外閱讀 288

第9章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 290

9．1 數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ) 290

9．1．1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的重要性 290

9．1．2 模式的作用 291

9．1．3 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 292

9．1．4 數(shù)據(jù)庫(kù)模型 293

9．2 關(guān)系模型 294

9．2．1 關(guān)系設(shè)計(jì)中的問題 294

9．2．2 關(guān)系運(yùn)算 297

9．2．3 SQL 300

*9．3 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù) 302

*9．4 維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性 304

9．4．1 提交/回滾協(xié)議 304

9．4．2 鎖定 305

*9．5 傳統(tǒng)的文件結(jié)構(gòu) 307

9．5．1 順序文件 307

9．5．2 索引文件 309

9．5．3 散列文件 310

9．6 數(shù)據(jù)挖掘 313

9．7 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的社會(huì)影響 314

復(fù)習(xí)題 316

社會(huì)問題 319

課外閱讀 320

第10章 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 321

10．1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的范圍 321

10．2 3D圖形概述 322

10．3 建模 324

10．3．1 單個(gè)物體的建模 324

10．3．2 整個(gè)場(chǎng)景的建模 327

10．4 渲染 329

10．4．1 光－表面交互 329

10．4．2 裁剪、掃描轉(zhuǎn)換和隱藏面的

消除 331

10．4．3 著色 333

10．4．4 渲染－流水線硬件 334

*10．5 處理全局照明 335

10．5．1 光線跟蹤 336

10．5．2 輻射度 337

10．6 動(dòng)畫 338

10．6．1 動(dòng)畫基礎(chǔ) 338

10．6．2 動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué) 339

10．6．3 動(dòng)畫制作過程 340

復(fù)習(xí)題 341

社會(huì)問題 342

課外閱讀 343

第11章 人工智能 344

11．1 智能與機(jī)器 344

11．1．1 智能體 344

11．1．2 研究方法 346

11．1．3 圖靈測(cè)試 346

11．2 感知 347

11．2．1 理解圖像 347

11．2．2 語(yǔ)言處理 349

11．3 推理 352

11．3．1 產(chǎn)生式系統(tǒng) 352

11．3．2 搜索樹 354

11．3．3 啟發(fā)式法 356

11．4 其他研究領(lǐng)域 360

11．4．1 知識(shí)的表達(dá)和處理 360

11．4．2 學(xué)習(xí) 361

11．4．3 遺傳算法 362

11．5 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 363

11．5．1 基本特性 363

11．5．2 訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 365

11．5．3 聯(lián)想記憶 367

11．6 機(jī)器人學(xué) 369

11．7 后果的思考 371

復(fù)習(xí)題 372

社會(huì)問題 376

課外閱讀 377

第12章 計(jì)算理論 378

12．1 函數(shù)及其計(jì)算 378

12．2 圖靈機(jī) 380

12．2．1 圖靈機(jī)的原理 380

12．2．2 丘奇-圖靈論題 382

12．3 通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 383

12．3．1 Bare Bones語(yǔ)言 383

12．3．2 用Bare Bones語(yǔ)言編程 385

12．3．3 Bare Bones的通用性 385

12．4 一個(gè)不可計(jì)算的函數(shù) 387

12．4．1 停機(jī)問題 387

12．4．2 停機(jī)問題的不可解性 388

12．5 問題的復(fù)雜性 391

12．5．1 問題復(fù)雜性的度量 391

12．5．2 多項(xiàng)式問題與非多項(xiàng)式問題 394

12．5．3 NP問題 395

*12．6 公鑰密碼學(xué) 397

12．6．1 模表示法 398

12．6．2 RSA公鑰密碼學(xué) 399

復(fù)習(xí)題 400

社會(huì)問題 403

課外閱讀 404

附錄A ASCII碼 405

附錄B 用于處理二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的電路 406

附錄C 一種簡(jiǎn)單的機(jī)器語(yǔ)言 408

附錄D 高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 410

附錄E 迭代結(jié)構(gòu)與遞歸結(jié)構(gòu)的等價(jià)性 412

索引 414

內(nèi)容提要

總結(jié)

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