《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会、IEEE-CS和ACM对计算机导论课程的要求,在学科思想方法这个较高的层面将学科知识有机地统一起来,避免了学科知识的杂乱堆积,有助于课程的教与学,也有助于学生计算思维能力的提高。
《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》主要内容有:计算学科专业名称的演变及培养的侧**,学科知识体与核心课程,“计算机导论”课程的构建,计算思维与计算机导论,学科的基本问题,学科中的抽象、理论和设计3个学科形态,学科中的核心概念、数学方法、系统科学方法,社会与职业问题,以及学科若干问题的探讨与学科未来教育的展望等。为了使读者更好地理解和掌握书中的内容,《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》在第1版的基础上,增加了大量的实例和习题。
《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》可作为高等学校“计算机导论”或“计算思维导论”等课程的教材或参考书,还可供

语言、文法以及自动机有着密切的关系。语言由文法产生,文法是一种数学模型,是建立在有限集合上的一组变换(运算)。因此,根据代数系统的定义,也可以将文法看作是一种代数系统,而语言正是由这种代数系统产生的。
计算机使用的语言是一种形式语言,形式语言与自动机理论密切相关,并构成计算机科学重要的理论基础,在形式语言与自动机理论中,语言又可分为短语结构语言、上下文有关语言、上下文无关语言和正规语言,它们分别由0型文法、1型文法、2型文法和3型文法产生。自动机是识别语言的数学模型,各类文法所对应的自动机分别是图灵机、线性有界自动机、下推自动机和有限状态自动机。
需要指出的是,语言与数学模型不是一一对应的关系,一种语言可以由不同的文法产生,也可以由不同的自动机识别。
5.4.5定义、定理和证明
定义、定理和证明是数学的核心,也是计算学科理论形态的核心内容。其中,定义是蕴含在公理系统之中的概念和命题;定理是被证明为真的数学命题;证明是为使人们确信一个命题为真而作的一种逻辑论证。
数学家们认为,定义是数学的灵魂,定理和证明是数学的精髓。对一个问题来说,给出一个**的定义是不容易的,以至有人认为,若能像图灵给出“计算”的形式化定义那样给出“智能”的定义,那么,“智能”的本质将被揭示,“智能”领域也将产生一个质的飞跃。
例5.8定义。定义是对一种事物的本质特征或一个概念的内涵与外延确切而简要的说明。陈波在其著作《逻辑是什么?》一书中,从定义的作用、规则等多方面对定义做了系统的论述。
(1)定义的作用。
①综合作用:人们可以通过定义,对事物已有的认识进行总结,用文字的形式固定下来,并成为人们进行新的认识和实践活动的基础。
②分析作用:人们可以通过定义,分析某个语词、概念、命题的使用是否适合,是否存在逻辑方面的错误。
③交流作用:人们可以通过定义,在理性的交谈、对话、写作、阅读中,对于所使用的语词、概念、命题有一个共同的理解,从而避免因误解、误读而产生的无谓争论,提高成功交流的可能性。
……

第1章 绪论.1.1 引言1.2 学科专业名称的演变、学科描述及培养侧**1.3 学科知识体和核心课程1.3.1 计算机科学知识体及专业核心课程1.3.2 计算机工程知识体及专业核心课程1.3.3 软件工程知识体及专业核心课程1.3.4 信息技术知识体及专业核心课程1.4 如何构建“计算机导论”课程1.5 计算思维与计算机导论1.6 本章小结习题第2章 学科的基本问题2.1 引言2.2 对问题进行抽象的一个典型实例:哥尼斯堡七桥问题2.3 可计算问题与不可计算问题2.3.1 梵天塔问题2.3.2 算法复杂性中的难解性问题、P类问题和NP类问题2.3.3 证比求易算法2.3.4 P=?NP2.3.5 RSA公开密钥密码系统2.3.6 -个不可计算问题:停机问题2.3.7 旅行商问题与组合爆炸问题2.3.8 找零问题、背包问题与贪婪算法2.4 GOTO话句与程序的结构2.5 哲学家共餐问题与计算机的资源管理2.6 两军问题与计算机网络2.6.1 两军问题2.6.2 互联网软件的分层结构2.7 人工智能中的若干哲学问题2.7.1 图灵测试2.7.2 西尔勒的“中文屋子”2.7.3 计算机中的博弈问题2.8 计算机科学各主领域及其基本问题2.9 本章小结习题二第3章 3个学科形态3.1 引言3.2 一个关于“学生选课”的例子3.2.1 对“学生选课”例子的感性认识3.2.2 对“学生选课”例子的理性认识3.2.3 “学生选课”系统的工程设计3.3 抽象形态.3.4 理论形态3.5 设计形态.3.6 3个学科形态的内在联系3.7 计算机语言的发展及其3个学科形态的内在联系3.7.1 自然语言与形式语言3.7.2 图灵机与冯·诺依曼计算机.3.7.3 机器指令与汇编语言3.7.4 以虚拟机的观点来划分计算机的层次结构3.7.5 **语言3.7.6 应用语言3.7.7 自然语言3.7.8 小结3.8 计算机科学各领域3个学科形态的主要内容3.9 本章小结习题三第4章 学科中的核心概念4.1 引言4.2 算法4.2.1 算法的历史简介4.2.2 算法的定义和特征.4.2.3 算法实例.4.2.4 算法的表示方法4.2.5 算法分析4.2.6 常用的两类算法:搜索与排序4.3 数据结构4.3.1 数据结构的基本概念4.3 2基于Vcomputer机器的数据结构概述4.3.3 基于Vcomputer机器的数据的逻辑结构4.3.4 基于Vcomputer机器的数据昀存储结构l4.4 程序4.5 软件4.6 硬件4.7 数据的存储和表示4.7.1 进位制数及其相互转换4.7.2 原码、反码、补码及其转换4.7.3 字符、字符串和汉字4.7.4 图像4.7.5 声音4.8 CC1991报告提取的核心概念4.9 本章小结习题四第5章 学科中的数学方法5.1 引言5.2 数学的基本特征5.3 数学方法的作用5.4 计算学科中常用的数学概念和术语5.4.1 集合5.4.2 函数和关系5.4.3 代数系统5.4.4 字母表、字符串和语言5.4.5 定义、定理和证明5.4.6 必要条件和充分条件5.5 证明方法5.5.1 直接证明法和间接证明法5.5.2 反证法5.5.3 归纳法5.5.4 构造性证明5.6 递妇和迭代5.6.1 递归5.6.2 迭代5.7 随机数和蒙特卡洛方法5.7.1 随机数5.7.2 蒙特卡洛方法5.8 公理化方法5.8.1 理论体系5.8.2 公理化方法的基本概念5.8.3 实例5.9 形式化方法……第6章 学科中的系统科学方法第7章 社会与职业问题第8章 探讨与展望附录A CC2001中的计算机科学知识体附录B Armstrong公理系统附录C 哲学家共餐问题的模型检验附录D m+O=m的定理证明索引参考文献

《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》是长期课程建设及教学研究与实践的结果。《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》以计算思维能力的培养为核心,用严密的方法将学生引入计算学科各个富有挑战性的领域。经过十多年的研究、实践和建设,以《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》为主要内容的计算机导论课程被评为**精品课程。
《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》抓住课程关键,注重内容的合理性、系统性,以及在教学上的可操作性。《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》抓住课程结构设计这个关键问题,基于学科认知模型对学科知识进行了系统化的梳理,将学科中一些看似零乱的知识有机地联系起来,精选并构造了大量实例,增强了《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》在教学上的可操作性。
《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》追踪国际计算机教育动态,从学科的思想方法人手讲授学科的本质和核心概念,可以有效地提高学生的计算思维能力。《“十二五”普通高等教育本科**级规划教材·计算机科学导论:思想与方法(第2版)》根据IEEE-CS和ACM对计算机导论课程严密性和挑战性的要求,从学科的思想方法人手讲授学科的本质和核心概念,提供了与硬件优先、算法优先、程序优先不同的,从学科认知规律人手的教学模式,可以有效地提高学生的计算思维能力。
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