目 錄
第1章 計算思維概述 1
1.1 計算機發(fā)展概述 2
1.1.1 計算機歷史回顧 2
1.1.2 計算機發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.1.3 計算機發(fā)展趨勢 8
1.2 計算思維 10
1.2.1 計算機的發(fā)展與思維方式的變化 10
1.2.2 數(shù)據(jù)思維與科學(xué)思維 12
1.2.3 計算思維的定義 13
1.2.4 計算思維的特性 13
1.3 計算機求解問題的過程 14
拓展資料：中國古代計算工具——算籌和算盤 16
習(xí)題1 19
第2章 算法基礎(chǔ) 20
2.1 計算科學(xué)的典型問題 21
2.1.1 算法研究的典型例子 21
2.1.2 計算領(lǐng)域最重要的問題類型 22
2.1.3 學(xué)習(xí)算法的意義 23
2.2 算法初步 23
2.2.1 算法概念 23
2.2.2 算法特征 24
2.2.3 算法描述 25
2.2.4 算法結(jié)構(gòu) 26
2.2.5 算法設(shè)計方法 28
2.2.6 算法分析 30
拓展資料：國密算法 31
習(xí)題2 33
第3章 計算機硬件基礎(chǔ) 34
3.1 計算機基本組成及其工作原理 35
3.1.1 計算機的基本組成 35
3.1.2 計算機的基本工作原理 36
3.2 信息在計算機中的表示 38
3.2.1 數(shù)值數(shù)據(jù) 38
3.2.2 字符數(shù)據(jù) 45
3.2.3 聲音數(shù)據(jù) 47
3.2.4 圖像和圖形數(shù)據(jù) 47
3.2.5 視頻數(shù)據(jù) 48
3.3 運算基礎(chǔ) 49
3.3.1 四則運算 49
3.3.2 補碼加法和減法運算 50
3.3.3 十進(jìn)制數(shù)運算 51
3.3.4 邏輯運算 53
3.4 邏輯代數(shù)及邏輯電路 54
3.4.1 邏輯代數(shù)的初步知識 54
3.4.2 基本邏輯電路 56
3.4.3 基本邏輯部件 62
拓展閱讀：華羅庚對中國計算機事業(yè)的貢獻(xiàn) 69
習(xí)題3 70
第4章 計算機系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 73
4.1 中央處理器 74
4.1.1 運算器 74
4.1.2 控制器 76
4.1.3 CPU典型結(jié)構(gòu)舉例 81
4.1.4 多核CPU和GPU 85
4.2 主存儲器 87
4.2.1 主存儲器概述 88
4.2.2 半導(dǎo)體存儲器 90
4.2.3 用芯片組成一個存儲器 94
4.3 輔助存儲器 95
4.3.1 磁表面存儲器 96
4.3.2 光盤存儲器 99
4.3.3 固態(tài)存儲器 101
4.3.4 計算機的存儲體系 101
4.4 輸入/輸出系統(tǒng) 103
4.4.1 輸入設(shè)備 103
4.4.2 輸出設(shè)備 105
4.4.3 輸入/輸出接口 108
4.4.4 輸入/輸出控制方式 110
4.5 指令系統(tǒng)及執(zhí)行 111
4.5.1 指令系統(tǒng) 112
4.5.2 總線 115
4.5.3 計算機的時標(biāo)系統(tǒng) 117
4.5.4 計算機的整機工作原理 118
4.5.5 計算機的性能評價 122
4.6 計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 122
4.6.1 并行處理的概念 123
4.6.2 流水線處理機系統(tǒng) 123
4.6.3 并行處理機系統(tǒng) 125
4.6.4 多處理機系統(tǒng) 126
4.6.5 數(shù)據(jù)流計算機 126
4.6.6 精簡指令系統(tǒng)計算機 127
拓展閱讀：中國的超級計算機 128
習(xí)題4 132
第5章 數(shù)據(jù)的組織和管理 135
5.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 136
5.1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述 136
5.1.2 線性表 138
5.1.3 圖 140
5.1.4 樹 142
5.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 144
5.2.1 數(shù)據(jù)庫概述 145
5.2.2 數(shù)據(jù)模型 146
5.2.3 數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)形式——數(shù)據(jù)表 147
5.2.4 數(shù)據(jù)庫語言 149
5.2.5 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 151
5.2.6 常用數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺 152
5.2.7 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展 154
5.2.8 大數(shù)據(jù)及其技術(shù) 158
拓展閱讀：國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫 163
習(xí)題5 166
第6章 計算機系統(tǒng)的軟件 168
6.1 計算機軟件概述 169
6.1.1 什么是軟件 169
6.1.2 軟件的分類 169
6.1.3 常用軟件簡介 169
6.1.4 計算機系統(tǒng)的組成 171
6.2 程序設(shè)計語言 172
6.2.1 程序設(shè)計語言發(fā)展概述 172
6.2.2 程序設(shè)計基礎(chǔ) 175
6.2.3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 184
6.3 操作系統(tǒng) 187
6.3.1 操作系統(tǒng)概述 187
6.3.2 處理器管理 192
6.3.3 存儲管理 196
6.3.4 設(shè)備管理 197
6.3.5 文件管理 201
6.3.6 操作系統(tǒng)實例 206
6.4 編譯原理 209
6.4.1 編譯原理概述 209
6.4.2 詞法分析 211
6.4.3 語法分析 213
6.4.4 中間代碼生成 214
6.4.5 代碼優(yōu)化 216
6.4.6 目標(biāo)代碼生成 216
6.4.7 表格管理和出錯處理 217
6.5 軟件工程 218
6.5.1 軟件工程概述 218
6.5.2 軟件開發(fā)模型 220
拓展閱讀：華為鴻蒙系統(tǒng) 224
習(xí)題6 228
第7章 計算機系統(tǒng)應(yīng)用 229
7.1 計算機網(wǎng)絡(luò) 230
7.1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成 230
7.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 233
7.1.3 網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕�本原�?235
7.1.4 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 238
7.1.5 計算機網(wǎng)絡(luò)示例 239
7.1.6 Internet簡介 241
7.1.7 無線網(wǎng) 247
7.1.8 移動通信網(wǎng)絡(luò) 249
7.1.9 物聯(lián)網(wǎng) 251
7.1.10 云計算 253
7.2 多媒體技術(shù) 255
7.2.1 多媒體的基本概念 255
7.2.2 多媒體關(guān)鍵技術(shù) 258
7.2.3 多媒體計算機系統(tǒng) 262
7.2.4 Windows多媒體環(huán)境 264
7.2.5 多媒體技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 266
7.3 虛擬現(xiàn)實 266
7.3.1 虛擬現(xiàn)實概述 266
7.3.2 虛擬現(xiàn)實的發(fā)展歷程 268
7.3.3 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 270
7.3.4 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)造 270
7.3.5 虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用 271
7.4 人工智能 275
7.4.1 人工智能概述 275
7.4.2 人工智能的主要研究方向與應(yīng)用領(lǐng)域 277
7.4.3 專家系統(tǒng) 280
7.4.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 285
拓展閱讀：中國人工智能之父吳文俊 289
習(xí)題7 291
第8章 信息安全素養(yǎng)與職業(yè)道德 293
8.1 計算機信息安全概述 294
8.1.1 什么是計算機信息安全 294
8.1.2 威脅計算機網(wǎng)絡(luò)安全的主要因素 295
8.2 計算機病毒 296
8.2.1 病毒的定義和特點 297
8.2.2 典型計算機病毒 297
8.2.3 病毒的分類 298
8.2.4 反病毒技術(shù)概述 299
8.3 計算機黑客 301
8.4 計算機犯罪 303
8.5 防火墻 304
8.6 計算機職業(yè)道德 307
拓展閱讀：習(xí)近平談網(wǎng)絡(luò)安全，“人民”二字一以貫之 308
習(xí)題8 311
第9章 計算機系統(tǒng)實驗 313
9.1 計算機硬件實驗 314
9.2 Office辦公軟件實驗 317
9.3 操作系統(tǒng)文件管理實驗 322
9.4 網(wǎng)絡(luò)綜合應(yīng)用實驗 324
9.5 多媒體綜合應(yīng)用實驗 326
9.6 Access數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實驗 327
附錄A 專業(yè)學(xué)習(xí)指南 331
A.1 計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識體系和科學(xué)方法論 332
A.2 計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的職業(yè)類別 336
A.3 計算機行業(yè)背景知識 338
A.4 常見英文計算機縮略語對照表 343
參考文獻(xiàn) 323