《計算機科學概論》共12章，具體內(nèi)容涉及計算機科學基礎(chǔ)知識，包括計算機發(fā)展歷史、計算機科學基礎(chǔ)概念和計算思維概念；計算機硬件知識，包括數(shù)據(jù)在硬件上的表示方法、硬件功能結(jié)構(gòu)；計算機軟件知識，包括程序設(shè)計基礎(chǔ)和軟件工程基本概念等；計算機數(shù)據(jù)相關(guān)內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)的抽象、存儲和表示等；計算機網(wǎng)絡相關(guān)內(nèi)容，包括網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與信息安全等；最后一章對計算機技術(shù)的最新發(fā)展方向進行了介紹。讀者在閱讀《計算機科學概論》后可在整體上對計算機科學產(chǎn)生較為全面的認識。
《計算機科學概論》對計算機科學領(lǐng)域的重要理論知識有廣泛的覆蓋，內(nèi)容全面翔實，語言易讀易懂，有充分的圖片、舉例、練習和拓展閱讀，是高等院校計算機科學、軟件工程及計算機相關(guān)專業(yè)學生入門的理想教材。
呂云翔，北京航空航天大學副教授 軟件學院SAP ERP 咨詢顧問專業(yè)主任，比利時布魯塞爾大學應用科學學院應用信息技術(shù)專業(yè)碩士、經(jīng)濟學院工商管理專業(yè)碩士。具有多年的軟件開發(fā)、項目管理、計算機教學經(jīng)驗。對IT行業(yè)具有較全面的認識。2003至今任北航軟件學院副教授。目前研究領(lǐng)域包括：軟件工程 IT項目管理。 著有《計算機導論實踐教程》(高等院校計算機教材系列)，《軟件工程》，譯有《計算機文化》(原書第8版)。
第1章 計算機科學基礎(chǔ)
1.1 計算機發(fā)展簡史
1.1.1 電子計算機誕生之前
1.1.2 電子計算機的發(fā)展
1.1.3 計算機發(fā)展趨勢
1.2 計算機科學
1.2.1 計算機科學概念
1.2.2 計算機科學知識體系
1.3 計算機科學應用概述
1.3.1 計算機科學的應用領(lǐng)域
1.3.2 計算機科學在各行業(yè)內(nèi)的應用
1.3.3 計算機科學與其他領(lǐng)域?qū)W科的交叉
本章小結(jié)
習題
第2章 計算思維
2.1 計算思維概念
2.1.1 計算與函數(shù)
2.1.2 計算機、計算機科學與計算思維
2.1.3 計算思維的主要思想及特點
2.2 利用計算思維求解問題
2.2.1 抽象
2.2.2 理論
2.2.3 設(shè)計
2.3 計算的發(fā)展趨勢
2.3.1 高性能計算
2.3.2 普適計算
2.3.3 計算智能與智能計算
2.3.4 生物計算
本章小結(jié)
習題
第3章 計算機數(shù)據(jù)表示
3.1 信息與數(shù)據(jù)
3.2 進制與進制的轉(zhuǎn)換
3.2.1 基數(shù)與進制
3.2.2 二進制
3.2.3 進制之間的相互轉(zhuǎn)換
3.3 計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)
3.3.1 計算機采用的進制
3.3.2 位與布爾運算
3.4 數(shù)字的存儲與運算
3.4.1 整數(shù)的存儲
3.4.2 溢出問題
3.4.3 實數(shù)的存儲
3.5 其他數(shù)據(jù)類型的存儲
3.5.1 文本
3.5.2 圖像
3.5.3 音頻
本章小結(jié)
習題
第4章 計算機硬件結(jié)構(gòu)
4.1 計算機組成
4.1.1 概述
4.1.2 計算機硬件主要組成部分
4.1.3 計算機分層組織結(jié)構(gòu)
4.1.4 馮·諾依曼模型與非馮·諾依曼模型
4.2 中央處理單元
4.2.1 CPU的基本知識和組成原理
4.2.2 處理器的性能與指標
4.2.3 指令執(zhí)行過程與指令流水線
4.2.4 RISC和CISC體系結(jié)構(gòu)
4.2.5 中央處理器的發(fā)展歷史
4.3 存儲設(shè)備
4.3.1 存儲器的類型
4.3.2 存儲器的層次結(jié)構(gòu)
4.3.3 存儲器的度量
4.3.4 主存儲器
4.3.5 外部存儲器
4.4 輸入輸出設(shè)備
4.4.1 常用輸入設(shè)備
4.4.2 常用輸出設(shè)備
4.4.3 I/O控制方式
4.5 計算機的其他組成部分
4.5.1 主板
4.5.2 總線
本章小結(jié)
習題
第5章 操作系統(tǒng)
5.1 操作系統(tǒng)的定義與發(fā)展
5.1.1 操作系統(tǒng)的定義與重要性
5.1.2 操作系統(tǒng)的功能與特征
5.1.3 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.1.4 操作系統(tǒng)的發(fā)展和分類
5.2 操作系統(tǒng)的功能
5.2.1 進程管理與CPU調(diào)度
5.2.2 存儲管理
5.2.3 文件管理
5.2.4 設(shè)備管理
5.2.5 網(wǎng)絡與安全管理
5.2.6 用戶接口管理
5.3 主流操作系統(tǒng)簡介
5.3.1 DOS系統(tǒng)
5.3.2 UNIX系統(tǒng)
5.3.3 Windows操作系統(tǒng)
5.3.4 Linux操作系統(tǒng)
5.3.5 MacOS操作系統(tǒng)
5.4 其他類型的操作系統(tǒng)
5.4.1 移動終端操作系統(tǒng)
5.4.2 嵌入式系統(tǒng)
5.4.3 云操作系統(tǒng)
本章小結(jié)
習題
第6章 算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
6.1 算法的概念
6.1.1 算法是什么
6.1.2 算法的特征
6.1.3 算法性能的表示
6.1.4 算法結(jié)構(gòu)與表示
6.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念
6.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義
6.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示
6.2.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型
6.3 線性結(jié)構(gòu)
6.3.1 順序表
6.3.2 鏈表
6.3.3 棧與隊列
6.3.4 串
6.4 非線性結(jié)構(gòu)
6.4.1 樹
6.4.2 二叉樹
6.4.3 圖
6.5 算法研究方面
6.5.1 搜索算法
6.5.2 排序
6.5.3 動態(tài)規(guī)劃
6.5.4 貪心思路
6.5.5 圖論
6.5.6 字符串處理
6.5.7 計算幾何
6.6 經(jīng)典算法問題簡介
6.6.1 哥尼斯堡七橋問題
6.5.2 漢諾塔問題
6.6.2 旅行商人問題
6.6.3 圖靈測試問題
6.6.4 哲學家進餐問題
本章小結(jié)
習題
第7章 程序設(shè)計
7.1 程序設(shè)計簡介
7.1.1 程序設(shè)計基本概念
7.1.2 程序設(shè)計范型
7.2 程序設(shè)計語言
7.2.1 機器語言與匯編語言
……
第8章 軟件工程
第9章 數(shù)據(jù)庫
第10章 計算機網(wǎng)絡
第11章 信息安全
第12章 計算機科學發(fā)展前景
附錄 ASCII碼
習題答案
參考文獻
《計算機科學概論》：
數(shù)字證書保證了在互聯(lián)網(wǎng)上進行的交易是真實可靠的，并且能夠使交易的各方都具有絕對的信心�？偟膩碚f，數(shù)字證書保證了交易中如下幾個方面。
1.信息的保密性
信息的保密性是指在交易過程中的信息不能被別人知道，如銀行卡號、用戶名。數(shù)字證書通過對交易信息進行加密和解密，保證了即使在交易過程中加密過的信息被別人獲取，也不會造成交易信息的泄露。
2.交易者身份的確定性
電子商務的交易雙方往往是相互不認識的，要想交易成功，首先需要確定對方的身份。數(shù)字證書采用的是消息驗證中確定消息源的方式對交易雙方的身份進行確定，保證在交易中的雙方是合法用戶。
3.不可否認性
電子商務同現(xiàn)實中一樣，一旦交易達成，就不能否認交易的存在，交易的某一方也不能抵賴交易的存在。數(shù)字證書保證在信息發(fā)送的時候，會由用戶的私鑰對數(shù)據(jù)進行加密處理，而私鑰是用戶個人所有，具有唯一性，保證了發(fā)送的數(shù)據(jù)是由簽名者自己發(fā)送的，不能否認。
4.不可修改性
同不可否認性一樣，基于網(wǎng)絡平臺的交易還需要保證交易信息不能被修改，以保證交易的嚴肅性和公正性。數(shù)字證書采用的基于消息摘要的機制保證了一旦信息經(jīng)過修改，那么數(shù)字簽名就會改變和不被接收，保證了交易信息不會被改變。11.2.5身份認證身份認證是指在計算機及計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中確認操作者身份的過程，從而確定該用戶是否具有對某種資源進行訪問和使用的權(quán)限，防止攻擊者假冒合法用戶獲得資源的訪問權(quán)限，保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全，以及授權(quán)訪問者的合法利益。
計算機網(wǎng)絡世界中一切信息包括用戶的身份信息都是用一組特定的數(shù)據(jù)來表示的，計算機只能識別用戶的數(shù)字身份，所有對用戶的授權(quán)也是針對用戶數(shù)字身份的授權(quán)。如何保證以數(shù)字身份進行操作的操作者就是這個數(shù)字身份合法擁有者，也就是說保證操作者的物理身份與數(shù)字身份相對應，身份認證就是為了解決這個問題，作為防護網(wǎng)絡資產(chǎn)的第一道關(guān)口，身份認證有著舉足輕重的作用。
目前，身份認證的方法基本上分為如下幾種。
1.基于共享密鑰的身份認證
基于共享密鑰的身份驗證是指服務器端和用戶共同擁有一個或一組密碼。當用戶需要進行身份驗證時，用戶通過輸入或通過保管有密碼的設(shè)備提交由用戶和服務器共同擁有的密碼。服務器在收到用戶提交的密碼后，檢查用戶所提交的密碼是否與服務器端保存的密碼一致，如普通網(wǎng)站的登錄密碼。
2.基于生物學特征的身份認證
基于生物學特征的身份驗證是指基于每個人身體上獨一無二的特征，如指紋、虹膜等。
3.基于公開密鑰加密算法的身份認證
基于公開密鑰加密算法的身份驗證是指通信中的雙方分別持有公開密鑰和私有密鑰，由其中的一方采用私有密鑰對特定數(shù)據(jù)進行加密，而對方采用公開密鑰對數(shù)據(jù)進行解密，如果解密成功，就認為用戶是合法用戶，否則就認為是身份驗證失敗，如SSL、數(shù)字簽名等。常見的幾種在商業(yè)上進行認證的形式主要如下。
（1）靜態(tài)密碼靜態(tài)密碼就是我們?nèi)粘Ｊ褂玫膽谩⒕W(wǎng)站密碼等。用戶在登錄的時候手動輸入密碼，如果和服務器上的密碼驗證一致，則表示操作者是合法用戶。但是靜態(tài)密碼的方式安全性很低，如有些人會采用如生日、電話號碼等作為密碼，很容易被試探出來，另外在提交密碼的時候容易在計算機內(nèi)存或網(wǎng)絡傳輸中被木馬程序劫持。但是其使用非常廣泛。
（2）智能卡智能卡是一種內(nèi)置集成電路的芯片，芯片中存有與用戶身份相關(guān)的數(shù)據(jù)，由專門的廠商進行生產(chǎn)，并且不能被復制。在用戶需要使用的時候，直接插入讀卡器里識別內(nèi)部的身份信息。由于其卡內(nèi)的信息是靜態(tài)的，也容易被內(nèi)存掃描或者網(wǎng)絡監(jiān)聽的方式獲取到。
（3）短信密碼短信密碼以手機短信形式請求包含六位隨機數(shù)的動態(tài)密碼，身份認證系統(tǒng)以短信形式發(fā)送隨機的六位密碼到客戶的手機上。客戶在登錄或者交易認證時候輸入此動態(tài)密碼，從而確保系統(tǒng)身份認證的安全性。由于安全性比較高、手機的普及性也非常好，因而目前在移動互聯(lián)網(wǎng)和銀行等使用比較廣泛。
……
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