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《计算机科学导论》为“面向21世纪普通高等学校计算机专业新编系列教材”的一本,系统地介绍了计算机科学的发展、基本概念、基本原理和计算机科学的总体框架,是计算机专业学生的必修课。《计算机科学导论》共八章,第1章阐述计算机科学的基本特性;第2章介绍计算机的硬件知识;第3章介绍计算机的软件知识;第4章介绍有关计算机网络的知识;第5章介绍计算机中的数据组织;第6章介绍计算机科学的发展趋势;第7章介绍计算机科学与其他学科之间的关系;第8章介绍了如何学习计算机专业课程。《计算机科学导论》内容丰富、叙述脉络清楚,可作为计算机专业、与计算机相关的专业、通信专业和具有初等教育的计算机爱好者的计算机入门教材。

1引论
1.1 计算机的演变及发展
1.1.1 先驱者的足迹
1.1.2 从机电计算机到电子计算机
1.1.3 “埃尼阿克”的诞生
1.1.4 现代计算机的演变
1.2 计算机科学的内容
1.2.1 计算机科学的学科形态
1.2.2 计算机科学的含义和基本问题
1.2.3 计算机科学的发展
1.2.4 计算机科学的若干分支
1.3 计算机科学的人文特征
实验
复习思考题与习题

2 计算机硬件
2.1 存储程序式计算机
2.1.1 存储程序式计算机的组成
2.1.2 存储程序式计算机的工作原理
2.2 数据存储
2.2.1 位的存储
2.2.2 存储器
2.2.3 位模式的信息表示
2.2.4 二进制系统
2.2.5 实数的存储
2.2.6 数据压缩
2.3 数据操作
2.3.1 **处理单元
2.3.2 存储程序概念
2.3.3 程序的执行
2.3.4 算术/逻辑指令
2.3.5 与其他设备的通信
2.4 并行计算机
2.4.1 并行处理
2.4.2 通道
2.4.3 并行计算
复习思考题与习题

3 计算机软件
3.1 计算机软件的基本知识
3.1.1 计算机软件
3.1.2 计算机软件的特点与功能
3.1.3 系统软件
3.1.4 应用软件
3.1.5 软件的开发过程
3.1.6 软件开发技术的发展
3.1.7 软件开发工具
3.1.8 软件开发技术的发展趋势
3.2 算法
3.2.1 算法的概念
3.2.2 算法的描述
3.2.3 算法的复杂性
3.2.4 算法的正确性和效率
3.2.5 基本查找算法
3.3 程序设计语言
3.3.1 程序设计语言的演变
3.3.2 程序设计的基本知识
3.3.3 程序构成单元
3.3.4 程序的编制与语言处理程序
3.3.5 程序设计风格
3.3.6 程序设计语言介绍
3.4 计算机操作系统
3.4.1 操作系统概述
3.4.2 操作系统的外部环境
3.4.3 操作系统的结构
3.4.4 操作系统的组成
3.4.5 磁盘操作系统msdos
3.4.6 windows2000操作系统
3.5 软件工程
3.5.1 软件工程的作用
3.5.2 软件工程的七条基本原理
3.5.3 软件工程采用的方法
3.5.4 软件生命周期阶段
3.5.5 瀑布模型的思想
3.5.6 技术审查和管理复审
实验
复习思考题与习题

4 计算机网络
4.1 计算机网络发展的四个阶段
4.1.1 联机终端网络
4.1.2 计算机计算机网络
4.1.3 计算机网络体系结构
4.1.4 internet(因特网)阶段
4.2 信息技术发展的特点
4.3 信息基础设施
4.3.1 **信息基础设施
4.3.2 nii的层次结构
4.4 计算机网络的基础技术
4.4.1 计算机网络的分类和拓扑结构
4.4.2 网络通信协议
4.4.3 计算机网络系统中的层次
4.4.4 tcp/ip网络体系结构
4.5 ip地址和域名系统
4.5.1 ip地址和子网掩码
4.5.2 域名系统
4.5.3 统一资源定位符url
4.6 用户与因特网的连接方法
4.6.1 通过数据通信网连接到isp
4.6.2 通过电话网连接到isp
4.7 internet中的www应用
4.7.1 www的由来和特点
4.7.2 http和html
4.8 计算机网络**
4.8.1 网络**的层次划分
4.8.2 网络防火墙与监督工具
4.8.3 应用网关与代理服务器
4.8.4 基于密码理论的技术
实验
复习思考题与习题

5 数据组织
5.1 数据结构
5.1.1 数组
5.1.2 链表
5.1.3 栈
5.1.4 队列
5.1.5 树
5.2 文件结构
5.2.1 操作系统的文件管理功能
5.2.2 顺序文件
5.2.3 文本文件
5.2.4 索引文件
5.2.5 哈希文件
5.3 数据库
5.3.1 数据模型
5.3.2 数据库管理系统
5.3.3 数据库的**
5.3.4 数据库技术的发展
5.4 多媒体数据
5.4.1 媒体
5.4.2 多媒体
5.4.3 超媒体
5.4.4 多媒体编著软件
实验
复习思考题与习题

6 计算机科学的发展趋势
6.1 计算机科学知识的演变
6.2 计算机学科知识的特点
复习思考题与习题

7 计算机科学与其他学科的关系
7.1 计算机科学与哲学
7.1.1 计算机软件和硬件的哲学意义
7.1.2 人工智能与大脑
7.2 计算机科学与数学
7.2.1 计算机科学与数学的关系
7.2.2 计算机科学的数学基础
7.3 计算机科学与光电子科学
7.4 计算机科学与生物学
7.5 计算机科学与其他科学
复习思考题与习题

8 学好专业知识与提高综合素质
8.1 计算机科学专业对人才的需要
8.1.1 计算机科学专业的培养规格和目标
8.1.2 计算机科学专业各学期**课程
8.1.3 实验课程的学习
8.2 思维方式的培养
8.3 典型方法的掌握
8.4 综合素质的培养
8.4.1 计算机科学与技术专业人才的知识与素质要求
8.4.2 专业教育与素质教育相结合应思考的两个问题
8.4.3 计算机科学与技术专业人才创新能力的培养
8.4.4 专业教育与素质教育结合进行的实践
复习思考题与习题
附录 一个典型的机器语言
参考文献
……

3.5.4.2 软件开发时期
开发时期具体设计和实现在前一个时期定义的软件,它通常由下述四个阶段组成:总体设计、详细设计、编码和单元测试、综合测试。其中前两个阶段又称为系统设计,后两个阶段又称为系统实现。
(1)总体设计
这个阶段必须的任务是如何解决问题。从开发规模和开发成本上考虑,有三种可能的方案:
①低成本的解决方案,系统只能完成*必要的工作。
②中等成本的解决方案,系统不仅能够很好地完成预定的任务,使用起来很方便,而且可能还具有用户没有具体指定的某些功能和特点。虽然用户没有提出这些具体要求,但是系统分析员根据自己的知识和经验断定,这些附加是应该有的,或是不能少的。
③高成本解决方案,系统具有用户可能希望有的所有功能和特点。
系统分析员应该使用系统流程图或其他工具描述每种可能的解决方案,估算每种方案的成本和效益,还应该在充分权衡各种方案的利弊的基础上,**一个较好的系统方案,并且制定实现所**的系统的详细计划。
通常用层次图或结构图描绘软件的结构,用结构设计的方法设计软件的结构,程序应该模块化,也就是一个大程序应该由许多规模适中的模块按合理的层次结构组织而成,确定程序由哪些模块组成以及模块间的关系。
(2)详细设计
详细设计阶段的任务就是给出问题求解的每一步骤,给出怎样具体地实现这个系统的描述。这个阶段的任务还不是编写程序,而是设计出程序的详细规格说明。这种规格说明的作用很类似于其他工程领域中经常使用的工程蓝图,应该包含必要的细节,是程序员程序代码的依据。通常用HIPO图(层次图加输入/处理/输出图)或PDL语言(过程设计语言)描述详细设计的结果。
(3)编码和单元测试
这个阶段的任务是用程序设计语言写出正确的、容易理解的、容易维护的程序模块代码。
程序员应该根据目标系统的性质和实际环境,选取一种适当的**程序设计语言,必要时用汇编语言,把详细设计的结果翻译成用选定的语言书写的程序,设计一些有代表性的数据和输入输出模型,并且仔细测试编写出的每一个模块代码。 计算机科学导论课程是“面向21世纪”计算机科学与技术系列课程中的核心课程之一,它针对大学一年级新生所开设的一门核心基础课,系统地讲解一些人门的基本概念、计算机基本知识、计算机科学的全貌,介绍一些主要领域的当前热点以及学习计算机科学的主要方法。培养学生的专业思想和兴趣,介绍正确的学习方法,以便为他们的计算机后续课程的学习做一个铺垫。
由于大学一年级学生刚进入大学,他们对计算机的了解和熟悉程度参差不齐,所以,给本课程的教学带来了一定难度,既要保证大多数学生能掌握基本的知识,又要保证有一定基础的学生能有更进一步的提高。所以,在本书的编写过程中,我们强调计算机的文化素养,并从简单到复杂、从低级到**的认知顺序来组织、安排本书的内容。同时,把实验加在相应的章节后面,理论与实践并重,这样能使学生更好地领会和懂得本章所讲的知识,并在实验中进一步去体会与领悟。所以,利于培养学生脑手并用,在加强理解基本理论的同时,又增强了他们的动手能力,经过长时间的这种训练,可以帮助学生尽快地找到适合自己的学习方法,并为后续课程的学习或将来从事科学研究提供一个好的思路。
本书第1版经过一年的教学使用,效果良好。第2版在第1版的基础上,对第1章、第6章和第8章的内容进行了修改和补充,对第4章的某些节的内容进行了删减,更加突出了本教材的特色,便于读者学习。
本书共分八章:第1章概述计算机科学的基本特性;第2章介绍计算机的硬件知识;第3章介绍计算机的软件知识;第4章介绍计算机网络的基本知识;第5章介绍计算机中的数据组织;第6章介绍计算机科学的发展趋势;第7章介绍计算机科学与其他学科之间的关系;第8章介绍如何学习计算机专业课程。
本书由武汉理工大学钟珞教授担任主编,郑州大学的王相林教授、武汉理工大学的杨国勋副教授、刘传文博士、宋华珠博士、袁景凌博士、Tareq M.Malti硕士、李煌、常春明、唐志鹏等参加了本书的编写工作。
本书内容丰富、叙述脉络清楚,可作为计算机专业、与计算机相关的专业具有初等教育的计算机爱好者的计算机专业入门教材。因为水平有限,书中难免存在不妥的地方,请读者批评指正。