電腦科學導論(第7版微課版高等院校電腦教育系列教材)

作者：編者:瞿中|責編:章憶文//李玉萍
出版社：清華大學
ISBN：9787302636779

出版日期：2023/08/01
裝幀：平裝
頁數：345

人民幣：RMB 59.6 元售價：元

內容大鋼

本書將理論講解和實際應用相結合，參照美國電腦協會（Associgion for Computing Machinery，ACM）與美國電氣和電子工程師協會（Insdtute of：Electrical and：Electronic Engineers，IEEE）的《計算學科教程2020》（Computing Curricula 2020），對電腦科學與技術進行了系統和科學的闡述。本書主要介紹了體系結構與組織、程序設計語言、軟體開發基礎、演算法與複雜度、信息管理、基於平台的開發、軟體工程、操作系統、網路與通信、系統基礎、並行和分散式計算、信息保障與安全、離散結構、計算科學、圖形學與可視化、人機交互、智能系統、社會問題與專業實踐等18個知識體，目的是讓讀者了解電腦科學與技術學科基礎知識的全貌。本書每章末尾均配有一定數量的習題，以便讀者鞏固所學知識。
本書既可作為高等學校電腦科學與技術專業學生的基礎課程教材，也可作為網路工程、網路空間安全、信息安全、數據科學與大數據技術、智能科學與技術、人工智慧、信息管理與信息系統、空間信息與數字技術、通信工程、電子信息工程、信息工程、物聯網工程、電子科學與技術、自動化等相關專業學生的電腦課程教材。

作者介紹

編者:瞿中|責編:章憶文//李玉萍

第1章  概述
  1.1  計算的起源
  1.2  電腦的產生和發展階段
    1.2.1  電腦產生之前的計算歷史
    1.2.2  電腦的產生
    1.2.3  電腦的發展階段
    1.2.4  我國電腦的發展歷程
  1.3  電腦科學與技術學科的知識體系
    1.3.1  計算學科
    1.3.2  電腦科學與技術學科
    1.3.3  電腦科學與技術知識體系的核心內容
  1.4  電腦的應用領域和發展趨勢
    1.4.1  電腦的應用領域
    1.4.2  電腦的發展趨勢
  1.5  電腦科學與技術學科的教育
  1.6  電腦產業
  本章小結
  習題
第2章  體系結構與組織
  2.1  電腦體系結構的發展
  2.2  數據的機器級表示
    2.2.1  數的表示及數制轉換
    2.2.2  數的原碼、反碼和補碼
    2.2.3  定點數和浮點數
    2.2.4  數據的機器級編碼和彙編編碼
  2.3  非數值數據
    2.3.1  文字信息的編碼
    2.3.2  聲音的編碼
    2.3.3  圖形數據的編碼
  2.4  數字邏輯與數字系統
    2.4.1  基本邏輯關係及邏輯門
    2.4.2  邏輯代數與邏輯函數
  2.5  彙編級電腦組成
    2.5.1  圖靈模型
    2.5.2  馮·諾依曼機的基本組成
    2.5.3  指令集和類型
    2.5.4  電腦系統的組成
    2.5.5  電腦的硬體系統
    2.5.6  電腦的軟體系統
    2.5.7  電腦的分類
    2.5.8  電腦的特點
    2.5.9  電腦系統主要的技術指標
    2.5.10  電腦的基本工作方式
  2.6  存儲系統的結構與組織
    2.6.1  存儲器的分類
    2.6.2  結構與組織
    2.6.3  緩存
    2.6.4  虛擬存儲
  2.7  介面與通信
  本章小結

  習題
第3章  程序設計語言
  3.1  程序設計語言概述
    3.1.1  程序的概念
    3.1.2  程序設計語言的種類
  3.2  程序設計方法
    3.2.1  結構化程序設計
    3.2.2  面向對象程序設計
    3.2.3  面向切面程序設計
    3.2.4  函數式程序設計
    3.2.5  事件驅動程序設計和反應性程序設計
  3.3  類型系統
  3.4  編譯技術
    3.4.1  編譯技術概述
    3.4.2  詞法分析
    3.4.3  語法分析
    3.4.4  語義處理
    3.4.5  中間代碼生成
    3.4.6  中間代碼優化
    3.4.7  目標代碼生成
    3.4.8  編譯技術的發展
  3.5  運行時系統
  3.6  靜態分析
  3.7  高級程序結構
  3.8  邏輯式程序設計
  本章小結
  習題
第4章  軟體開發基礎
  4.1  程序設計的基本概念
    4.1.1  高級語言的基本語法和語義
    4.1.2  變數和基本數據類型
    4.1.3  簡單輸入輸出
    4.1.4  條件和循環控制結構
    4.1.5  函數和參數傳遞
  4.2  數據結構基礎
    4.2.1  基本概念
    4.2.2  抽象數據類型
    4.2.3  幾種典型的數據結構
    4.2.4  串類數據結構
    4.2.5  高級數據結構
    4.2.6  引用和別名
    4.2.7  查找
    4.2.8  排序
  4.3  軟體開發方法
    4.3.1  程序理解
    4.3.2  程序正確性
    4.3.3  統一建模語言
    4.3.4  簡單重構
    4.3.5  調試策略
    4.3.6  編寫文檔和編程風格

    4.3.7  現代編程環境
  本章小結
  習題
第5章  演算法與複雜度
  5.1  演算法基礎與設計
    5.1.1  演算法
    5.1.2  演算法的特性
    5.1.3  演算法描述工具
    5.1.4  演算法的評估
    5.1.5  問題求解過程中演算法的角色
    5.1.6  問題求解策略
    5.1.7  設計的基本概念和原理
  5.2  基礎分析
  5.3  演算法策略
  5.4  基礎演算法
  5.5  基礎自動機的可計算性及複雜度
  5.6  高級計算複雜度
  5.7  高級自動機理論及可計算性
  5.8  高級演算法及分析
  本章小結
  習題
第6章  信息管理
  6.1  模型與信息系統
    6.1.1  信息
    6.1.2  信息模型
    6.1.3  信息獲取和表示
    6.1.4  信息系統
  6.2  資料庫系統
    6.2.1  資料庫系統的演變
    6.2.2  數據管理技術階段
    6.2.3  資料庫系統的組成
    6.2.4  資料庫系統的結構
    6.2.5  資料庫管理系統
  6.3  數據模型
  6.4  索引
  6.5  關係資料庫
  6.6  查詢語言
  6.7  事務處理
    6.7.1  事務
    6.7.2  故障和恢復
    6.7.3  資料庫管理系統的併發控制
  6.8  物理資料庫設計
  6.9  常用資料庫管理系統
  6.10  資料庫的發展
  6.11  信息存儲和檢索
  6.12  多媒體系統
  本章小結
  習題
第7章  基於平台的開發
  7.1  平台

    7.1.1  平台概述
    7.1.2  基於指定平台API的編程
    7.1.3  平台語言
    7.1.4  平台約束編程
  7.2  Web平台
  7.3  移動平台
  7.4  工業平台
  7.5  遊戲平台
  本章小結
  習題
第8章  軟體工程
  8.1  軟體工程概述
  8.2  軟體工程過程
    8.2.1  軟體過程
    8.2.2  軟體生命周期
  8.3  軟體項目管理
  8.4  軟體工具和環境
  8.5  需求工程
    8.5.1  需求工程概述
    8.5.2  需求獲取
    8.5.3  需求分析
    8.5.4  需求建模
    8.5.5  需求的確認與驗證
    8.5.6  需求管理
  8.6  軟體設計
    8.6.1  軟體設計概述
    8.6.2  軟體設計的原理
    8.6.3  軟體設計範例和模式
    8.6.4  軟體體系結構設計
    8.6.5  需求和設計的關係
  8.7  軟體構建
    8.7.1  編碼實現
    8.7.2  編碼標準
    8.7.3  程序中潛在的安全問題
    8.7.4  軟體複雜性
  8.8  軟體驗證與確認
    8.8.1  基本概念
    8.8.2  軟體評審
    8.8.3  軟體測試
    8.8.4  軟體調試
    8.8.5  軟體質量評估
  8.9  軟體演化
    8.9.1  軟體演化的概念
    8.9.2  軟體重構
    8.9.3  軟體重用
    8.9.4  變更管理
  8.10  軟體可靠性
    8.10.1  軟體可靠性的相關概念
    8.10.2  軟體可靠性的模型
    8.10.3  容錯軟體技術

    8.10.4  軟體可靠性度量
  8.11  形式化方法
  本章小結
  習題
第9章  操作系統
  9.1  操作系統概述
    9.1.1  操作系統的概念
    9.1.2  操作系統的角色和目標
    9.1.3  操作系統的基本組成
    9.1.4  操作系統的設計要素
    9.1.5  操作系統的啟動
  9.2  操作系統的發展
  9.3  操作系統的分類
  9.4  操作系統的功能
  9.5  操作系統的體系結構
  9.6  調度和分發
  9.7  安全和防護
  9.8  容錯性
  9.9  系統性能評估
  9.10  內存管理
  本章小結
  習題
第10章  網路與通信
  10.1  數據通信基礎
    10.1.1  數據通信的基本概念
    10.1.2  數據通信的方式
    10.1.3  數據傳輸的方式
  10.2  電腦網路基礎
    10.2.1  互聯網的組織
    10.2.2  網路交換技術
    10.2.3  網路物理組成
    10.2.4  網路傳輸媒體
    10.2.5  網路分層原理
    10.2.6  網路體系結構
  10.3  網路應用程序
    10.3.1  命名和地址方案
    10.3.2  分散式應用程序
    10.3.3  HTTP協議
    10.3.4  TCP和UDP
    10.3.5  網路套接字
  10.4  可靠數據傳輸
  10.5  路由和轉發
    10.5.1  路由器
    10.5.2  路由協議
    10.5.3  IP協議
  10.6  區域網
    10.6.1  區域網的發展
    10.6.2  區域網的分類
    10.6.3  區域網拓撲結構
    10.6.4  乙太網

    10.6.5  介質訪問控制
  10.7  資源分配
    10.7.1  資源分配的需求
    10.7.2  資源分配的分類
    10.7.3  擁塞控制與處理
  10.8  移動性
  10.9  社交網路
  10.10  區塊鏈
  10.11  5G/6G網路
  本章小結
  習題
第11章  系統基礎
  11.1  計算範式
    11.1.1  計算範式概述
    11.1.2  流水線技術
  11.2  跨層通信
  11.3  狀態機
  11.4  並行性
  11.5  評估技術
    11.5.1  性能指標
    11.5.2  性能分析
  11.6  資源分配與調度技術
  11.7  虛擬化
    11.7.1  虛擬化技術
    11.7.2  虛擬機的優勢
  11.8  冗餘下的可靠性
  本章小結
  習題
第12章  並行和分散式計算
  12.1  並行基礎
    12.1.1  並行處理的應用
    12.1.2  並行處理基本策略
    12.1.3  並行軟體
    12.1.4  並行電腦的發展
  12.2  並行分解
  12.3  並行演算法
  12.4  通信和協同
  12.5  並行體系結構
  12.6  並行性能
  12.7  分散式系統
  12.8  雲計算
  12.9  語義學和形式化模型
  本章小結
  習題
第13章  信息保障與安全
  13.1  信息安全基本概念
    13.1.1  信息保障與安全的歷史
    13.1.2  CIA三元組
    13.1.3  信息安全保障面臨的威脅和攻擊
    13.1.4  身份驗證、授權與訪問控制

    13.1.5  責任披露
  13.2  安全策略和管理
  13.3  網路安全
    13.3.1  網路安全的概念
    13.3.2  網路安全面臨的威脅和攻擊
    13.3.3  網路安全防護策略
  13.4  密碼學
    13.4.1  密碼學的發展過程
    13.4.2  密碼體制的分類
    13.4.3  密碼協議
  13.5  Web安全
  13.6  平台安全
  13.7  數字取證
  本章小結
  習題
第14章  離散結構
  14.1  集合、關係與函數
    14.1.1  集合
    14.1.2  關係
    14.1.3  函數
  14.2  基礎邏輯
    14.2.1  命題邏輯
    14.2.2  謂詞邏輯
    14.2.3  真值表和範式
  14.3  證明方法
    14.3.1  證明的基本概念
    14.3.2  基本證明的方法
    14.3.3  良序關係
  14.4  計數基礎
    14.4.1  計數論及其應用
    14.4.2  鴿巢原理
    14.4.3  排列與組合
    14.4.4  求解遞推關係
    14.4.5  模運算基礎
  14.5  圖和樹
  14.6  離散概率
  本章小結
  習題
第15章  計算科學
  15.1  建模與模擬
    15.1.1  建模與模擬的概念
    15.1.2  建模與模擬的評價指標
    15.1.3  模擬技術和模擬工具
    15.1.4  模擬過程
    15.1.5  建立模型
  15.2  處理
  15.3  數值分析
    15.3.1  數值分析中的誤差
    15.3.2  函數逼近
    15.3.3  數值積分與微分

    15.3.4  微分方程
  15.4  數字圖書館
  本章小結
  習題
第16章  圖形學與可視化
  16.1  圖形學的基本概念
    16.1.1  電腦圖形信息的處理
    16.1.2  電腦圖形學的起源和發展
    16.1.3  電腦圖形學的主要研究內容
    16.1.4  電腦圖形學的應用
    16.1.5  電腦圖形的標準化
  16.2  圖形系統
  16.3  基本繪製
  16.4  幾何建模
  16.5  高級繪製
  16.6  電腦動畫
  16.7  可視化
  本章小結
  習題
第17章  人機交互
  17.1  人機交互技術基礎
  17.2  人機交互模型
  17.3  人機系統交互界面的構架
  17.4  人機界面的設計
  17.5  數據交互
  17.6  語音交互
  17.7  圖像交互
  17.8  行為交互
  17.9  4D列印
  17.10  人機交互的發展
  本章小結
  習題
第18章  智能系統
  18.1  人工智慧系統
    18.1.1  人工智慧
    18.1.2  智能行為
    18.1.3  代理的本質
  18.2  知識表達及推理方法
    18.2.1  知識與知識表示概述
    18.2.2  經典推理技術
    18.2.3  高級知識推理方法
  18.3  搜索技術
    18.3.1  問題空間與狀態空間
    18.3.2  基本搜索策略
    18.3.3  高級搜索方法
  18.4  自然語言處理
    18.4.1  自然語言的發展
    18.4.2  句法和語義的分析
    18.4.3  自然語言處理技術
  18.5  機器學習方法

    18.5.1  機器學習概述
    18.5.2  機器學習的方法與任務
    18.5.3  簡單統計學習
  18.6  機器人學
    18.6.1  機器人學概述
    18.6.2  智能機器人的主要研究領域
  18.7  人工智慧的應用
  本章小結
  習題
第19章  社會問題與專業實踐
  19.1  社會環境
  19.2  分析工具
  19.3  職業道德
  19.4  知識產權
  19.5  隱私和公民自由
  19.6  專業交流
  19.7  可持續性
  19.8  計算經濟性
  19.9  安全政策、法律和電腦犯罪
  本章小結
  習題
參考文獻

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