《計算機導論(第3版)》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,內容包括計算機系統的基礎知識(組成、工作原理、數制和編碼、運算基礎、邏輯代數與邏輯電路)、計算機系統的硬件(中央處理器、存儲器、輸入/輸出系統、整機結構、系統結構)、計算機系統的軟件(算法與數據結構、 程序設計語言、數據庫系統、編譯原理、操作系統、軟件工程)、計算機系統的應用(計算機網絡、多媒體技術、虛擬現實、人工智能、計算機控制系統、計算機信息安全與職業道德)、計算機導論操作實驗和專業學習指南。本教材還為任課教師提供電子教案、實驗程序和模擬試題等教學資源。
《計算機導論(第3版)》適合作為計算機專業本、?平滩,也可作為非計算機專業的“計算機基礎”教材,也是計算機初學者的理想入門讀物
本套教材在國家規劃教材的基礎上,進行全面更新,以適應高校課程與教學改革的需要,并特別注意教材的可讀性和可用性,為任課教師提供各種教學服務(包括教學電子課件、教學指導材料、習題解答和實驗指導等)。
《計算機導論》第1版作為國家“九五”規劃教材于1997年出版,至2004年9月已印刷21次!队嬎銠C導論》第2版于2005年1月出版,至2008年9月又印刷9次。本次修訂的第3版是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,它修訂的主要依據是“高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告”中對《計算機導論》課程所指出的任務:《計算機導論》應為計算機科學與技術專業的新生提供一個關于計算機科學與技術學科的入門介紹,使他們能對該學科有一個整體的認識,并了解該專業的學生應具有的基本知識和技能,以及在該領域工作應有的職業道德和應遵守的法律準則。
《計算機導論》如何為新生提供“入門”知識,使他們有一個“整體的認識”,是修訂本書要解決的關鍵問題。為此本次修訂在課程內容安排上努力遵循“戰略研究報告”中指出的《計算機導論》課程的教學大綱,并保持了前兩版書的基本風格及結構框架。主要修訂的內容有:
刪除前版書中的陳舊內容。如將第2版書中的第5章(Windows2000操作指南)及第6章(Word2000操作指南)全部刪除。修訂后的第5章改為計算機導論操作實驗,它以實驗的形式,由學生自測計算機操作的能力。
重寫了前版書中某些章節。如第3章(計算機系統的軟件)中的“算法與數據結構”、“程序設計語言”、“數據庫系統”等。
增寫了前版書中沒有的新內容。如在第4章(計算機系統的應用)中增寫了“多媒體技術及應用”,新增附錄“專業學習指南”,該附錄為進入計算機科學與技術專業的新生提供了必要的、與專業學習相關的基本知識和常識。
第1章 計算機系統的基礎知識
1.1 計算機的發展概述
1.1.1 計算機的產生
1.1.2 計算機的發展
1.1.3 計算機應用的發展趨勢
1.2 計算機的基本組成及工作原理
1.2.1 計算機的基本組成
1.2.2 計算機的基本工作原理
1.3 信息在計算機中的表示
1.3.1 數值數據的表示
1.3.2 字符的表示
1.3.3 聲音信息的表示
1.3.4 圖像和圖形信息的表示
1.3.5 視頻信息的表示
1.4 運算基礎
1.4.1 二進制數的四則運算
1.4.2 補碼加減運算
1.4.3 十進制數運算
1.4.4 邏輯運算
1.5 邏輯代數及邏輯電路
1.5.1 邏輯代數的初步知識
1.5.2 基本邏輯電路
1.5.3 基本邏輯部件
習題1
第2章 計算機系統的硬件
2.1 中央處理器(CPU)
2.1.1 運算器
2.1.2 控制器
2.1.3 80x86 CPU結構舉例
2.1.4 64位CPU及雙核CPU
2.1.5 國產CPU(龍芯)
2.2 主存儲器
2.2.1 主存儲器概述
2.2.2 半導體存儲器
2.2.3 用芯片組成一個存儲器
2.3 輔助存儲器
2.3.1 磁表面存儲器
2.3.2 光盤存儲器
2.3.3 可移動外存儲器
2.3.4 計算機的存儲體系
2.4 輸入/輸出系統
2.4.1 輸入設備
2.4.2 輸出設備
2.4.3 輸入/輸出接口
2.4.4 輸入/輸出控制方式
2.5 計算機的整機結構
2.5.1 指令系統
2.5.2 總線
2.5.3 計算機的時標系統
2.5.4 計算機的整機工作原理
2.5.5 計算機的性能評價
2.6 計算機的系統結構
2.6.1 并行處理的概念
2.6.2 流水線處理機系統
2.6.3 并行處理機系統
2.6.4 多處理機系統
2.6.5 數據流計算機
2.6.6 精簡指令系統計算機
習題2
第3章 計算機系統的軟件
3.1 計算機軟件概述
3.1.1 什么是軟件
3.1.2 軟件的分類
3.1.3 常用軟件簡介
3.1.4 計算機系統的組成
3.2 算法與數據結構
3.2.1 為什么要學習算法與數據結構
3.2.2 算法基礎
3.2.3 數據結構基礎
3.3 程序設計語言
3.3.1 程序設計語言發展概述
3.3.2 程序設計基礎
3.3.3 面向對象程序設計
3.4 數據庫系統
3.4.1 什么是數據庫
3.4.2 數據模型
3.4.3 數據庫語言
3.4.4 數據庫設計
3.4.5 數據庫技術的發展
3.5 編譯原理
3.5.1 編譯原理概述
3.5.2 詞法分析
3.5.3 語法分析
3.5.4 中間代碼生成
3.5.5 代碼優化
3.5.6 目標代碼生成
3.5.7 表格管理和出錯處理
3.6 操作系統
3.6.1 操作系統概述
3.6.2 處理器管理
3.6.3 存儲管理
3.6.4 設備管理
3.6.5 文件管理
3.7 軟件工程
3.7.1 軟件工程概述
3.7.2 軟件開發模型
習題3
第4章 計算機系統的應用
4.1 計算機網絡
4.1.1 計算機網絡的組成
4.1.2 計算機網絡的分類
4.1.3 網絡中數據傳輸的基本原理
4.1.4 網絡通信協議
4.1.5 計算機網絡示例
4.1.6 國際互聯網Internet簡介
4.2 多媒體技術
4.2.1 基本概念
4.2.2 多媒體關鍵技術
4.2.3 多媒體計算機系統
4.2.4 Windows多媒體環境
4.2.5 多媒體技術的應用與發展
4.3 虛擬現實
4.3.1 什么是虛擬現實
4.3.2 VR的發展歷程
4.3.3 VR系統結構
4.3.4 構造VR系統的主要軟/硬件設備
4.3.5 VR的應用系統
4.4 人工智能與專家系統
4.4.1 什么是人工智能
4.4.2 人工智能的主要研究方向與應用領域
4.4.3 專家系統
4.4.4 人工神經網絡
4.5 計算機控制系統與管控一體化系統
4.5.1 計算機控制系統
4.5.2 計算機管控一體化系統
4.6 計算機信息安全與職業道德
4.6.1 計算機信息安全概述
4.6.2 計算機病毒
4.6.3 計算機黑客
4.6.4 計算機犯罪
4.6.5 防火墻的基本概念
4.6.6 計算機職業道德
習題4
第5章 計算機導論實驗
5.1 計算機硬件實驗
5.2 Office辦公軟件實驗
5.3 操作系統文件管理實驗
5.4 網絡綜合應用實驗
5.5 多媒體綜合應用實驗
5.6 Access數據庫應用實驗
附錄 專業學習指南
附錄A 計算機科學與技術專業知識體系與科學方法論
附錄B 計算機科學與技術專業的職業類別
附錄C 計算機行業背景知識
附錄D 常見英文計算機縮略語對照表
參考文獻
如前所述,計算機系統的硬件只提供了執行機器指令的“物質基礎”,要用計算機來解決一個具體任務,需要根據求解該任務的“算法”,用指令來編制實現該算法的程序,計算機通過運行該程序才能獲得解決這一任務的結果。所謂軟件,粗略地講,就是程序的集合。隨著計算機硬件技術的不斷發展及廣泛應用,計算機軟件技術也日趨完善與豐富。作為信息處理的計算機似乎有神奇的力量,什么都能干,這種神奇之力來自軟件!
本章將簡要介紹現代計算機系統中軟件的基本概念,如計算機程序設計語言及其編譯程序、操作系統及軟件工程等,并對生成軟件的基礎技術,如數據結構及算法做簡單介紹。
程序是一種信息,它的傳播需要借助于某種介質。程序作為商品以有形介質(如磁盤、光盤)為載體進行交易,就稱做軟件(Softwafe)。確切地說,軟件是指為運行、維護、管理及應用計算機所編制的所有程序及其文檔資料的總和。軟件具有下列一些特性:
。1)軟件是功能、性能相對完備的程序系統。程序是軟件,但軟件不僅是程序,還包括說明其功能、性能的說明性信息,如使用維護說明、指南、培訓教材等。
(2)軟件是具有使用性能的軟設備。我們編制一個應用程序,可以解決自己的問題,但不能稱之為應用軟件。一旦使用良好并轉讓給他人則可稱為應用軟件。
。3)軟件是信息商品。軟件作為商品,不僅有功能、性能要求,還要有質量、成本、交貨期、使用壽命等要求。軟件開發者一般不是使用者,軟件的開發、生產、銷售形成了市場前景廣闊的信息產業。軟件是極具競爭性的商品,投入的資金主要是人工費,研制時間過長,必然導致成本陡增,使軟件變得毫無競爭力。按軟件工程的方法制作軟件,利用軟件工具開發軟件、管理項目是當今軟件開發的基本模式,可提高軟件作為商品的競爭力。
(4)軟件是一種只有過時而無“磨損”的商品。硬件和一般產品都有使用壽命,長時間使用會“磨損”,就會變得不可靠。軟件與硬件不同,用得越多的軟件其內部的錯誤將被清除得越干凈。所以軟件只有過時,而無用壞一說。所謂過時往往是指它所在的硬件環境升級,導致軟件做相應升級。