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第1章　概述1

1.1 计算机的产生和发展阶段1

1.1.1　计算机产生的史前史1

1.1.2　计算机的产生5

1.1.3　计算机的发展阶段7

1.2　计算机系统8

1.2.1　计算机的硬件系统8

1.2.2　计算机的软件系统10

1.2.3　计算机的特点11

1.2.4　计算机系统主要技术指标11

1.2.5　计算机的分类12

1.2.6　计算机的基本运作方式13

1.3 计算机的应用领域和发展趋势13

1.3.1　计算机的应用领域13

1.3.2　计算机的发展趋势15

1.4　计算学科概述16

1.4.1　计算学科的定义16

1.4.2　计算学科的本质16

1.4.3　计算学科的三个过程17

1.4.4　计算学科新的应用领域18

1.5.2　计算机科学与技术学科的定义21

1.5.1　计算机科学与技术学科的形成与发展21

1.5　计算机科学与技术学科的知识体系21

1.5.3　计算机科学与技术学科的根本问题及研究范畴22

1.5.4　计算机科学课程体系的核心内容22

1.6　计算机科学与技术学科的教育26

1.6.1　教育的目的和基本要求26

1.6.2　学习方法27

1.7　本章小结29

1.8 习题30

2.1　数值数据32

2.1.1　数制32

第2章　计算机基础知识32

2.1.2　数的原码、反码和补码37

2.1.3　定点数和浮点数39

2.1.4　十进制数的编码41

2.2　非数值数据42

2.2.1　文字信息的编码42

2.2.2　声音的编码46

2.2.3　图形数据的编码47

2.3　数据的机器编码47

2.3.1 数据的机器级编码47

2.3.2　数据的汇编级编码48

2.4.1　基本逻辑关系及逻辑门49

2.4　数字逻辑与数字系统49

2.4.2　逻辑代数与逻辑函数51

2.5　本章小结55

2.6 习题55

第3章　计算机体系结构57

3.1　微型计算机系统的组成57

3.1.1　微型计算机系统的组成57

3.1.2　微型计算机的硬件系统58

3.1.3　微型计算机的软件系统63

3.2　存储系统组织结构65

3.2.1　存储器与存储系统概述66

3.2.2　存储系统的组织结构68

3.2.3 高速缓冲存储器69

3.2.4　虚拟存储器70

3.3　输入／输出系统72

3.3.1　输入／输出系统概述72

3.3.2　总线结构73

3.3.3　输入／输出接口75

3.3.4　外设数据传送控制方式76

3.4　计算机系统的分类78

3.5　高性能计算机80

3.6　并行计算机82

3.7　网络计算机84

3.8　分布式系统85

3.9　多媒体计算机86

3.9.1 多媒体技术概述86

3.9.2　多媒体技术87

3.9.3　多媒体计算机的基本特征88

3.9.4　多媒体技术的应用89

3.10　本章小结90

3.11 习题90

4.1.2　操作系统在计算机系统中的地位92

4.1.1　操作系统概念92

4.1　操作系统概念92

第4章　操作系统92

4.1.3　操作系统的启动93

4.2　操作系统的历史94

4.2.1　手工操作阶段94

4.2.2　批处理系统阶段94

4.2.3　多道程序系统95

4.2.4 现代操作系统96

4.3　操作系统的功能96

4.3.1　资源管理功能96

4.3.3　网络操作系统的功能99

4.4.　操作系统的分类99

4.3.2　扩展的虚拟机功能99

4.5　操作系统的一些基本概念及组成101

4.5.1　操作系统的一些基本概念101

4.5.2　操作系统的基本组成105

4.6　操作系统的体系结构113

4.7　主流操作系统简介114

4.7.1　Windows操作系统114

4.7.2　UNIX操作系统115

4.7.3　Linux操作系统117

4.8　操作系统的新发展118

4.10　习题120

4.9　本章小结120

第5章　网络计算122

5.1　通信与组网122

5.1.1　数据通信的基本概念122

5.1.2　数据通信方式123

5.1.3　数据传输方式125

5.2　计算机网络126

5.2.1　计算机网络的起源126

5.2.2　计算机网络的定义128

5.2.3　计算机网络的主要部件128

5.2.4　计算机网络的传输媒体129

5.2.5　计算机网络的分类132

5.2.6　计算机网络拓扑结构134

5.2.7　计算机网络的体系结构137

5.2.8　计算机网络间的互连139

5.3　Internet和TCP/IP协议140

5.3.1 Internet的起源140

5.3.2　TCP/IP协议140

5.3.3　IP地址141

5.3.4　Internet提供的主要服务143

5.4　网络管理146

5.3.5　Intranet146

5.4.1 网络管理基础147

5.4.2　网络管理功能148

5.4.3　Internet的管理信息库150

5.4.4　网络管理协议151

5.4.5 网管系统发展方向153

5.5　移动通信与无线上网154

5.6　网络安全机制157

5.6.1 网络安全的基本问题157

5.6.2　网络安全的内容159

5.6.3　数据加密技术159

5.6.4　防病毒技术161

5.6.5　防火墙技术162

5.7.1 网格导论164

5.7　网格计算导论164

5.7.2　网格计算165

5.8　本章小结165

5.9　习题165

第6章　程序设计与算法分析168

6.1　程序设计基础168

6.1.1　程序的概念168

6.1.2　计算机程序设计语言169

6.1.3 高级语言程序设计的基本内容173

6.2.1 结构化程序设计方法176

6.2　程序设计方法176

6.2.2　面向对象的程序设计方法180

6.3　数据结构184

6.3.1 基本概念184

6.3.2　线性表186

6.3.3　栈187

6.3.4　队列188

6.3.5　树190

6.3.6　图191

6.4　算法分析基础192

6.4.1 概述193

6.4.2　常用算法介绍194

6.4.3　算法的评价197

6.4.4　NP问题198

6.5　编译原理198

6.5.1　编译程序概述198

6.5.2　词法分析200

6.5.3　语法分析201

6.5.4　语义处理202

6.5.5　中间代码生成203

6.5.6　中间代码优化203

6.5.8　编译技术的新发展204

6.5.7　目标代码生成204

6.6　本章小结205

6.7　习题206

第7章　信息系统208

7.1　信息系统概述208

7.1.1　信息208

7.1.2　信息系统209

7.2　数据库系统概述209

7.2.1　数据库的基本概念209

7.2.2　数据管理技术的发展210

7.2.3　数据模型212

7.3.2　关系模型与关系模式216

7.3　关系数据库216

7.3.1　关系数据库的基本概念216

7.4　数据库查询语言SQL219

7.4.1　SQL的特点220

7.4.2　SQL的功能220

7.4.3　SQL的基本概念221

7.4.4　SQL的简单实例221

7.5　关系数据库设计224

7.5.1 关系数据库的设计原则224

7.5.2　关系数据库的设计步骤224

7.6.1　DBA的职责与管理工具225

7.6　数据库管理225

7.6.2　数据库的安全性控制226

7.6.3　事务处理技术226

7.6.4　数据库的完整性控制227

7.7　常用关系数据库管理系统227

7.8　数据库新发展231

7.8.1　分布式数据库231

7.8.2　空间数据库231

7.8.3　多媒体数据库231

7.8.4　数据仓库232

7.8.5　信息存储与检索232

7.10　习题233

7.9　本章小结233

第8章　软件工程236

8.1　软件工程概述236

8.1.1　软件危机236

8.1.2　软件工程的基本概念238

8.1.3　软件工程过程240

8.1.4　软件生命周期241

8.2　软件开发模型243

8.2.1 瀑布模型244

8.2.2　快速原型法模型245

8.2.3 螺旋模型246

8.2.4 喷泉模型247

8.2.5　转换模型248

8.2.6　智能模型249

8.3　软件开发方法250

8.3.1 面向数据结构方法250

8.3.2　统一建模语言250

8.3.3　软件复用和构件技术251

8.4　软件质量评价和保证254

8.4.1 软件质量的定义254

8.4.2　软件质量的度量和评价254

8.4.3　软件质量保证255

8.5　质量度量模型257

8.5.1　McCall质量度量模型257

8.5.2　ISO的软件质量评价模型258

8.6　软件复杂性259

8.6.1　软件复杂性的基本概念259

8.6.2　软件复杂性的度量方法260

8.7　软件项目管理261

8.7.1　软件项目计划概念261

8.7.2　软件项目计划内容261

8.7.4　软件开发成本估算262

8.7.3　软件工程规范262

8.7.5 风险分析264

8.7.6　软件项目进度安排264

8.7.7　软件质量保证265

8.8　软件可靠性265

8.8.1　软件可靠性定义265

8.8.2　软件可靠性指标265

8.8.3　软件可靠性模型266

8.9　软件评审267

8.9.1 设计质量的评审内容267

8.9.2　程序质量的评审内容267

8.10.1　容错软件定义268

8.10　软件容错技术268

8.10.2　容错的一般方法269

8.10.3　容错软件的设计过程270

8.11　软件工程环境270

8.11.1　软件开发环境概述270

8.11.2　软件开发环境的分类271

8.11.3　软件工具的基本概念273

8.11.4　计算机辅助软件工程274

8.12　本章小结277

8.13　习题278

9.1.1　计算机图形信息的处理280

9.1 图形学基本概念280

第9章　图形学和可视化280

9.1.2　计算机图形学的起源281

9.1.3　计算机图形学主要研究的内容281

9.1.4　计算机图形学的应用282

9.1.5　计算机图形的标准化283

9.1.6　常见的图形图像格式284

9.2　图形系统286

9.3　计算机视觉和可视化287

9.3.1　人的视觉287

9.4　图形用户界面288

9.3.3 可视化288

9.3.2　计算机视觉288

9.5　人机交互289

9.5.1 人机交互技术基础289

9.5.2 人机交互模型290

9.5.3　人机系统交互界面的构架291

9.5.4　人机界面的设计293

9.5.5　数据交互296

9.5.6　语音交互297

9.5.7　图像交互297

9.6.1　虚拟现实技术基本概念298

9.6.2　虚拟现实技术的发展和特征298

9.6　虚拟现实298

9.5.8　行为交互298

9.6.3　虚拟现实系统的组成300

9.6.4　虚拟现实系统分类301

9.6.5　VRML虚拟现实建模语言301

9.6.6　虚拟现实技术的研究303

与应用303

9.7　本章小结306

9.8　习题307

10.1.1　人工智能的起源与发展309

10.1　人工智能系统概述309

第10章　智能系统309

10.1.2　人工智能的主要学派312

10.1.3　人工智能的研究与应用领域313

10.2　知识表示及推理317

10.2.1　知识与知识表示317

10.2.2　经典推理技术319

10.2.3 高级知识推理技术321

10.3　搜索技术322

10.3.1　一般搜索技术323

10.3.2　高级搜索技术324

10.4.1　语言及其理解的一般问题325

10.4　自然语言处理325

10.4.2　句法和语义的分析326

10.4.3　机器翻译328

10.5　智能计算328

10.5.1 智能计算概述328

10.5.2　遗传算法329

10.5.3　群集智能329

10.5.4　人工神经网络331

10.6　机器学习334

10.6.1　机器学习的定义334

10.6.3　机器学习的主要研究方向335

10.6.2　机器学习的发展过程335

10.6.4　机器学习策略336

10.6.5　机器学习方法336

10.7　本章小结338

10.8　习题338

第11章　离散结构340

11.1　离散结构的研究对象及主要内容340

11.1.1　离散结构的研究对象340

11.1.2　离散结构研究的主要内容340

11.2　数理逻辑341

11.2.1　命题逻辑341

11.2.2　谓词逻辑346

11.3　集合论348

11.3.1　集合的基本概念与运算348

11.3.2　关系与函数350

11.4　代数结构355

11.4.1　代数结构概述355

11.4.2　格与布尔代数356

11.5　图论358

11.5.1　图的基本概念358

11.5.2　路径、回路及连通性360

11.5.3　图的矩阵表示361

11.6　离散概率362

11.7　数值分析363

11.8　运筹学364

11.9　数学建模与计算机模拟364

11.10　本章小结366

11.11 习题366

第12章　社会和职业问题370

12.1　计算的社会背景370

12.2.2　道德选择372

12.2.3　道德评价372

12.2.1　道德的哲学含义372

12.2　计算机与道德372

12.2.4　计算机专业人员的职业道德准则373

12.2.5　计算机用户的道德374

12.3　基于计算机系统的风险与责任375

12.4　知识产权376

12.5　隐私与公民自由379

12.6　计算机犯罪380

12.7　哲学框架381

12.8　本章小结383

12.9　习题383

参考文献385