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 數據思維與科學思維 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
習題1 19
第2章 算法基礎 20
2.1 計算科學的典型問題 21
2.1.1 算法研究的典型例子 21
2.1.2 計算領域最重要的問題類型 22
2.1.3 學習算法的意義 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 算法結構 26
2.2.5 算法設計方法 28
2.2.6 算法分析 30
拓展資料：國密算法 31
習題2 33
第3章 計算機硬件基礎 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 數值數據 38
3.2.2 字符數據 45
3.2.3 聲音數據 47
3.2.4 圖像和圖形數據 47
3.2.5 視頻數據 48
3.3 運算基礎 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 十進制數運算 51
3.3.4 邏輯運算 53
3.4 邏輯代數及邏輯電路 54
3.4.1 邏輯代數的初步知識 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 69
習題3 70
第4章 計算機系統(tǒng)硬件結構 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典型結構舉例 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 輸入設備 103
4.4.2 輸出設備 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)結構 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 數據流計算機 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
習題4 132
第5章 數據的組織和管理 135
5.1 數據結構基礎 136
5.1.1 數據結構概述 136
5.1.2 線性表 138
5.1.3 圖 140
5.1.4 樹 142
5.2 數據庫系統(tǒng) 144
5.2.1 數據庫概述 145
5.2.2 數據模型 146
5.2.3 數據庫的基本結構形式——數據表 147
5.2.4 數據庫語言 149
5.2.5 數據庫設計 151
5.2.6 常用數據庫開發(fā)平臺 152
5.2.7 數據庫技術的發(fā)展 154
5.2.8 大數據及其技術 158
拓展閱讀：國產數據庫 163
習題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 程序設計語言 172
6.2.1 程序設計語言發(fā)展概述 172
6.2.2 程序設計基礎 175
6.2.3 面向對象程序設計 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
習題6 228
第7章 計算機系統(tǒng)應用 229
7.1 計算機網絡 230
7.1.1 計算機網絡的組成 230
7.1.2 計算機網絡的分類 233
7.1.3 網絡中數據傳輸的基本原理 235
7.1.4 網絡通信協(xié)議 238
7.1.5 計算機網絡示例 239
7.1.6 Internet簡介 241
7.1.7 無線網 247
7.1.8 移動通信網絡 249
7.1.9 物聯網 251
7.1.10 云計算 253
7.2 多媒體技術 255
7.2.1 多媒體的基本概念 255
7.2.2 多媒體關鍵技術 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 多媒體技術的應用與發(fā)展 266
7.3 虛擬現實 266
7.3.1 虛擬現實概述 266
7.3.2 虛擬現實的發(fā)展歷程 268
7.3.3 虛擬現實系統(tǒng)的結構 270
7.3.4 虛擬現實系統(tǒng)的構造 270
7.3.5 虛擬現實的應用 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用領域 277
7.4.3 專家系統(tǒng) 280
7.4.4 人工神經網絡 285
拓展閱讀：中國人工智能之父吳文俊 289
習題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 威脅計算機網絡安全的主要因素 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：習近平談網絡安全，“人民”二字一以貫之 308
習題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 網絡綜合應用實驗 324
9.5 多媒體綜合應用實驗 326
9.6 Access數據庫應用實驗 327
附錄A 專業(yè)學習指南 331
A.1 計算機科學與技術專業(yè)知識體系和科學方法論 332
A.2 計算機科學與技術專業(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 323