《計算機科學導論》是國外計算機等IT相關(guān)專業(yè)本科生的一本基礎(chǔ)課教材，也是一本非常經(jīng)典的計算機入門讀物。作為一本百科全書式的計算機專業(yè)基礎(chǔ)入門讀物，書中涉及計算機科學的方方面面。雖然讀者對象是計算機專業(yè)的學生，但這本書深入淺出，引人入勝，勾畫出計算機科學體系的框架，為有志于IT行業(yè)的學生奠定計算機科學知識的基礎(chǔ)，架設(shè)進一步深入專業(yè)理論學習的橋梁。
出版者的話
譯者序
前言
第1章 緒論1
1.1 圖靈模型1
1.1.1 數(shù)據(jù)處理器1
1.1.2 可編程數(shù)據(jù)處理器2
1.1.3 通用圖靈機3
1.2 馮·諾依曼模型3
1.2.1 4個子系統(tǒng)3
1.2.2 存儲程序概念4
1.2.3 指令的順序執(zhí)行4
1.3 計算機組成部分4
1.3.1 計算機硬件4
1.3.2 數(shù)據(jù)4
1.3.3 計算機軟件5
1.4 歷史6
1.4.1 機械計算機器（1930年以前）6
1.4.2 電子計算機的誕生（1930～1950年）7
1.4.3 計算機的誕生（1950年至今）7
1.5 計算機科學作為一門學科8
1.6 課程綱要8
1.6.1 第一部分：數(shù)據(jù)的表示與運算8
1.6.2 第二部分：計算機硬件8
1.6.3 第三部分：計算機軟件8
1.6.4 第四部分：數(shù)據(jù)組織與抽象9
1.6.5 第五部分：高級話題9
1.6.6 第六部分：社交媒體和社會話題9
1.7 章末材料9
1.8 練習10
第2章 數(shù)字系統(tǒng)11
2.1 引言11
2.2 位置化數(shù)字系統(tǒng)11
2.2.1 十進制系統(tǒng)12
2.2.2 二進制系統(tǒng)13
2.2.3 十六進制系統(tǒng)14
2.2.4 八進制系統(tǒng)15
2.2.5 4種位置化數(shù)字系統(tǒng)小結(jié)16
2.2.6 轉(zhuǎn)換16
2.3 非位置化數(shù)字系統(tǒng)21
2.4 章末材料22
2.5 練習23
第3章 數(shù)據(jù)存儲27
3.1 數(shù)據(jù)類型27
3.1.1 計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)28
3.1.2 數(shù)據(jù)壓縮28
3.1.3 錯誤檢測和糾正29
3.2 存儲數(shù)字29
3.2.1 存儲整數(shù)29
3.2.2 3種系統(tǒng)的比較34
3.2.3 實數(shù)35
3.3 存儲文本41
3.3.1 代碼41
3.4 存儲音頻42
3.4.1 采樣42
3.4.2 量化42
3.4.3 編碼43
3.4.4 聲音編碼標準43
3.5 存儲圖像43
3.5.1 光柵圖43
3.5.2 矢量圖44
3.6 存儲視頻45
3.7 章末材料45
3.8 練習47
第4章 數(shù)據(jù)運算50
4.1 邏輯運算50
4.1.1 位層次上的邏輯運算 50
4.1.2 模式層次上的邏輯運算52
4.2 移位運算54
4.2.1 邏輯移位運算54
4.3 算術(shù)運算56
4.3.1 整數(shù)的算術(shù)運算56
4.3.2 實數(shù)的算術(shù)運算58
4.4 章末材料58
4.5 練習59
第5章 計算機組成61
5.1 引言61
5.2 中央處理單元61
5.2.1 算術(shù)邏輯單元62
5.2.2 寄存器62
5.2.3 控制單元63
5.3 主存儲器63
5.3.1 地址空間63
5.3.2 存儲器的類型64
5.3.3 存儲器的層次結(jié)構(gòu)65
5.3.4 高速緩沖存儲器65
5.4 輸入/輸出子系統(tǒng)66
5.4.1 非存儲設(shè)備66
5.4.2 存儲設(shè)備66
5.5 子系統(tǒng)的互連70
5.5.1 CPU和存儲器的連接70
5.5.2 I/O設(shè)備的連接71
5.5.3 輸入／輸出設(shè)備的尋址73
5.6 程序執(zhí)行74
5.6.1 機器周期74
5.6.2 輸入／輸出操作75
5.7 不同的體系結(jié)構(gòu)77
5.7.1 CISC77
5.7.2 RISC77
5.7.3 流水線77
5.7.4 并行處理78
5.8 簡單計算機79
5.8.1 CPU80
5.8.2 主存80
5.8.3 輸入/輸出子系統(tǒng)80
5.8.4 指令集81
5.8.5 處理指令82
5.8.6 存儲程序和數(shù)據(jù)83
5.8.7 指令周期83
5.8.8 另一個例子85
5.8.9 可重用性87
5.9 章末材料87
5.10 練習89
第6章 計算機網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)92
6.1 引言92
6.1.1 網(wǎng)絡(luò)92
6.1.2 因特網(wǎng)93
6.1.3 硬件和軟件95
6.1.4 協(xié)議分層95
6.1.5 TCP/IP協(xié)議族97
6.2 應用層99
6.2.1 提供服務100
6.2.2 應用層模式100
6.2.3 標準客戶機-服務器應用101
6.2.4 文件傳輸協(xié)議103
6.2.5 電子郵件104
6.2.6 TELNET105
6.2.7 安全外殼106
6.2.8 域名系統(tǒng)106
6.2.9 端到端模式108
6.3 傳輸層109
6.3.1 傳輸層服務110
6.3.2 傳輸層協(xié)議111
6.4 網(wǎng)絡(luò)層111
6.4.1 網(wǎng)絡(luò)層提供的服務112
6.4.2 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議114
6.5 數(shù)據(jù)鏈路層116
6.5.1 節(jié)點和鏈接117
6.5.2 局域網(wǎng)118
6.5.3 廣域網(wǎng)120
6.6 物理層122
6.6.1 數(shù)據(jù)和信號122
6.6.2 數(shù)字化傳輸124
6.6.3 模擬傳輸124
6.7 傳輸介質(zhì)125
6.7.1 導向介質(zhì)125
6.7.2 非導向介質(zhì)：無線126
6.8 章末材料127
6.9 練習129
第7章 操作系統(tǒng)132
7.1 引言132
7.1.1 操作系統(tǒng)132
7.1.2 自舉過程133
7.2 演化133
7.2.1 批處理系統(tǒng)133
7.2.2 分時系統(tǒng)133
7.2.3 個人系統(tǒng)134
7.2.4 并行系統(tǒng)134
7.2.5 分布式系統(tǒng)134
7.2.6 實時系統(tǒng)134
7.3 組成部分134
7.3.1 用戶界面135
7.3.2 內(nèi)存管理器135
7.3.3 進程管理器138
7.3.4 文件管理器142
7.4 主流操作系統(tǒng)142
7.4.1 UNIX143
7.4.2 Linux144
7.4.3 Windows144
7.5 章末材料145
7.6 練習147
第8章 算法149
8.1 概念149
8.1.1 非正式定義149
8.1.2 示例149
8.1.3 定義動作151
8.1.4 細化151
8.1.5 泛化152
8.2 三種結(jié)構(gòu)152
8.2.1 順序152
8.2.2 判斷152
8.2.3 循環(huán)152
8.3 算法的表示153
8.3.1 UML153
8.3.2 偽代碼153
8.4 更正式的定義155
8.4.1 定義良好156
8.4.2 明確步驟156
8.4.3 產(chǎn)生結(jié)果156
8.4.4 在有限的時間內(nèi)終止156
8.5 基本算法156
8.5.1 求和156
8.5.2 乘積157
8.5.3 最大和最小157
8.5.4 排序157
8.5.5 查找161
8.6 子算法163
8.6.1 結(jié)構(gòu)圖163
8.7 遞歸164
8.7.1 迭代的定義164
8.7.2 遞歸的定義164
8.8 章末材料166
8.9 練習167
第9章 程序設(shè)計語言170
9.1 演化170
9.1.1 機器語言170
9.1.2 匯編語言171
9.1.3 高級語言171
9.2 翻譯172
9.2.1 編譯172
9.2.2 解釋172
9.2.3 翻譯過程173
9.3 編程模式173
9.3.1 過程式模式174
9.3.2 面向?qū)ο竽Ｊ?76
9.3.3 函數(shù)式模式177
9.3.4 聲明式模式179
9.4 共同概念179
9.4.1 標識符179
9.4.2 數(shù)據(jù)類型179
9.4.3 變量180
9.4.4 字面值180
9.4.5 常量181
9.4.6 輸入和輸出181
9.4.7 表達式181
9.4.8 語句182
9.4.9 子程序184
9.5 章末材料187
9.6 練習188
第10章 軟件工程191
10.1 軟件生命周期191
10.1.1 開發(fā)過程模型191
10.2 分析階段192
10.2.1 面向過程分析192
10.2.2 面向?qū)ο蠓治?93
10.3 設(shè)計階段194
10.3.1 面向過程設(shè)計194
10.3.2 面向?qū)ο笤O(shè)計195
10.4 實現(xiàn)階段195
10.4.1 語言的選擇196
10.4.2 軟件質(zhì)量196
10.5 測試階段197
10.5.1 白盒測試197
10.5.2 黑盒測試199
10.6 文檔199
10.6.1 用戶文檔199
10.6.2 系統(tǒng)文檔199
10.6.3 技術(shù)文檔200
10.7 章末材料200
10.8 練習201
第11章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)203
11.1 數(shù)組203
11.1.1 數(shù)組名與元素名205
11.1.2 多維數(shù)組205
11.1.3 存儲配置205
11.1.4 數(shù)組操作206
11.1.5 字符串207
11.1.6 數(shù)組的應用207
11.2 記錄208
11.2.1 記錄名與域名208
11.2.2 記錄與數(shù)組的比較208
11.2.3 記錄數(shù)組209
11.2.4 數(shù)組與記錄數(shù)組209
11.3 鏈表209
11.3.1 數(shù)組與鏈表210
11.3.2 鏈表名與節(jié)點名211
11.3.3 鏈表操作211
11.3.4 鏈表的應用218
11.4 章末材料218
11.5 練習219
第12章 抽象數(shù)據(jù)類型221
12.1 背景221
12.1.1 簡單抽象數(shù)據(jù)類型221
12.1.2 復雜抽象數(shù)據(jù)類型222
12.1.3 定義222
12.1.4 抽象數(shù)據(jù)類型的模型222
12.1.5 實現(xiàn)223
12.2 棧223
12.2.1 棧的操作223
12.2.2 棧的抽象數(shù)據(jù)類型224
12.2.3 棧的應用224
12.2.4 棧的實現(xiàn)226
12.3 隊列227
12.3.1 隊列的操作227
12.3.2 隊列的抽象數(shù)據(jù)類型228
12.3.3 隊列的應用229
12.3.4 隊列的實現(xiàn)230
12.4 廣義線性表230
12.4.1 廣義線性表的操作231
12.4.2 廣義線性表的抽象數(shù)據(jù)類型232
12.4.3 廣義線性表的應用233
12.4.4 廣義線性表的實現(xiàn)234
12.5 樹234
12.5.1 二叉樹235
12.5.2 二叉樹的操作236
12.5.3 二叉樹的應用237
12.5.4 二叉樹的實現(xiàn)238
12.5.5 二叉搜索樹238
12.6 圖240
12.7 章末材料240
12.8 練習242
第13章 文件結(jié)構(gòu)244
13.1 引言244
13.1.1 順序存取244
13.1.2 隨機存取244
13.2 順序文件245
13.2.1 更新順序文件245
13.3 索引文件246
13.3.1 倒排文件247
13.4 散列文件247
13.4.1 散列方法248
13.4.2 沖突249
13.5 目錄251
13.5.1 UNIX操作系統(tǒng)中的目錄251
13.6 文本文件與二進制文件252
13.6.1 文本文件253
13.6.2 二進制文件253
13.7 章末材料253
13.8 練習255
第14章 數(shù)據(jù)庫257
14.1 引言257
14.1.1 定義257
14.1.2 數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點257
14.1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)258
14.2 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)259
14.2.1 內(nèi)層259
14.2.2 概念層259
14.2.3 外層259
14.3 數(shù)據(jù)庫模型259
14.3.1 層次模型259
14.3.2 網(wǎng)狀模型260
14.3.3 關(guān)系模型260
14.4 關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型260
14.4.1 關(guān)系260
14.4.2 關(guān)系的操作261
14.5 數(shù)據(jù)庫設(shè)計265
14.5.1 實體關(guān)系模型266
14.5.2 從E-R圖到關(guān)系266
14.5.3 規(guī)范化267
14.6 其他數(shù)據(jù)庫模型268
14.6.1 分布式數(shù)據(jù)庫268
14.6.2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫269
14.7 章末材料269
14.8 練習271
第15章 數(shù)據(jù)壓縮273
15.1 引言273
15.2 無損壓縮方法273
15.2.1 游程長度編碼274
15.2.2 赫夫曼編碼275
15.2.3 Lempel Ziv編碼276
15.3 有損壓縮方法279
15.3.1 圖像壓縮：JPEG280
15.3.2 視頻壓縮：MPEG282
15.3.3 音頻壓縮283
15.4 章末材料283
15.5 練習285
第16章 安全287
16.1 引言287
16.1.1 安全目標287
16.1.2 攻擊288
16.1.3 服務和技術(shù)289
16.2 機密性289
16.2.1 對稱密鑰密碼術(shù)290
16.2.2 非對稱密鑰密碼術(shù)295
16.3 其他安全服務299
16.3.1 消息完整性299
16.3.2 消息驗證300
16.3.3 數(shù)字簽名301
16.3.4 實體驗證304
16.3.5 密鑰管理306
16.4 防火墻309
16.4.1 包過濾防火墻310
16.4.2 代理防火墻311
16.5 章末材料311
16.6 練習313
第17章 計算理論316
17.1 簡單語言316
17.1.1 遞增語句316
17.1.2 遞減語句316
17.1.3 循環(huán)語句317
17.1.4 簡單語言的威力317
17.2 圖靈機319
17.2.1 圖靈機組成部件319
17.2.2 對簡單語言的模擬321
17.2.3 邱奇-圖靈論題323
17.3 歌德爾數(shù)324
17.3.1 表示一個程序324
17.3.2 翻譯一個數(shù)字324
17.4 停機問題325
17.4.1 停機問題是不可解的325
17.5 問題的復雜度326
17.5.1 不可解問題327
17.5.2 可解問題327
17.6 章末材料328
17.7 練習329
第18章 人工智能331
18.1 引言331
18.1.1 什么是人工智能331
18.1.2 人工智能簡史331
18.1.3 圖靈測試332
18.1.4 智能體332
18.1.5 編程語言332
18.2 知識表示332
18.2.1 語義網(wǎng)333
18.2.2 框架333
18.2.3 謂詞邏輯334
18.2.4 基于規(guī)則的系統(tǒng)338
18.3 專家系統(tǒng)339
18.3.1 抽取知識339
18.3.2 抽取事實340
18.3.3 體系結(jié)構(gòu)340
18.4 感知341
18.4.1 圖像處理341
18.4.2 語言理解343
18.5 搜索345
18.5.1 搜索方法345
18.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)348
18.6.1 生物神經(jīng)元348
18.6.2 感知器349
18.6.3 多層網(wǎng)絡(luò)350
18.6.4 應用350
18.7 章末材料350
18.8 練習351
第19章 社交媒體導論354
19.1 引言354
19.2 Facebook355
19.2.1 梗概355
19.2.2 網(wǎng)頁356
19.2.3 成員357
19.2.4 獲取Facebook的服務358
19.2.5 朋友358
19.2.6 交換信息359
19.3 Twitter360
19.3.1 梗概360
19.3.2 頁面361
19.3.3 成員361
19.3.4 獲取Twitter的服務362
19.3.5 跟隨以及被跟隨362
19.3.6 發(fā)送推文363
19.3.7 接收推文364
19.4 章末材料364
19.5 練習365
第20章 社會和道德問題366
20.1 道德原則366
20.1.1 道德規(guī)則366
20.1.2 使用366
20.1.3 社會契約366
20.2 知識產(chǎn)權(quán)367
20.2.1 知識產(chǎn)權(quán)的類型367
20.3 隱私368
20.4 計算機犯罪368
20.4.1 攻擊的類型368
20.4.2 動機369
20.4.3 攻擊保護369
20.4.4 花費369
20.5 黑客369
20.6 章末材料369
20.7 練習370
附錄A Unicode372
附錄B UML376
附錄C 偽代碼384
附錄D 結(jié)構(gòu)圖387
附錄E 布爾代數(shù)和邏輯電路390
附錄F C、C++和Java程序示例403
附錄G 數(shù)學知識410
附錄H 錯誤檢測和糾正417
附錄I 符號加絕對值整數(shù)的加減法428
附錄J 實數(shù)的加減法431
縮略語434
術(shù)語表436
書單推薦
