根據(jù)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)、軟件工程專業(yè)以及信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的規(guī)范和應(yīng)用型本科院校的教學(xué)需求特點，本著“通俗易懂，注重理論、兼顧實踐、科學(xué)導(dǎo)學(xué)”的原則，本書從計算機(jī)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用等幾個方面對計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程和相關(guān)知識點進(jìn)行了介紹。主要內(nèi)容包括計算機(jī)專業(yè)知識體系、計算機(jī)發(fā)展史、計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、軟件與程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、人工智能、計算機(jī)安全、計算機(jī)新技術(shù)和應(yīng)用。
計算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生入學(xué)學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)必修課，它構(gòu)建在計算學(xué)科認(rèn)知模型的基礎(chǔ)上，并以計算機(jī)科學(xué)的內(nèi)容為背景，從學(xué)科思想與方法層面對計算學(xué)科進(jìn)行導(dǎo)引，著力提高學(xué)生的計算思維能力。它來源于ACM教育委員會對“整個計算學(xué)科綜述性導(dǎo)引”（計算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論）課程構(gòu)建的要求，即用嚴(yán)密的方式將學(xué)生引入計算學(xué)科各個富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之中。本教材為學(xué)生正確認(rèn)知計算學(xué)科提供方法，為今后深入學(xué)習(xí)計算機(jī)課程作鋪墊。
通過計算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生更好的了解計算學(xué)科各主領(lǐng)域的基本內(nèi)容及其相應(yīng)的課程設(shè)置、計算學(xué)科中的核心概念、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)科學(xué)方法、社會和職業(yè)問題等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)最終幫助學(xué)生能夠了解計算機(jī)行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，能夠分析計算機(jī)工程實踐的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。在計算機(jī)軟硬件開發(fā)工程實踐過程中具有明確的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展理念。能夠理解和評價針對復(fù)雜工程問題的計算機(jī)軟硬件工程實踐對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響。了解職業(yè)性質(zhì)和責(zé)任，能夠在計算機(jī)工程實踐中自覺遵守職業(yè)道德和規(guī)范，具有責(zé)任感。本課程的任務(wù)是：
（1）使計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué)就能全面了解計算機(jī)領(lǐng)域的專業(yè)知識，最新發(fā)展及應(yīng)用。使學(xué)生更好的掌握計算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全技術(shù)、職業(yè)道德、法律法規(guī)。
（2）使學(xué)生對今后學(xué)習(xí)的主要知識，專業(yè)方向有一個了解，為后繼課程構(gòu)建一個基本知識框架，為今后學(xué)習(xí)和掌握專業(yè)知識進(jìn)行科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)，通過學(xué)習(xí)計算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論使學(xué)生了解計算機(jī)行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、軟硬件發(fā)展知識，新技術(shù)和計算機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢。
（3）為學(xué)生今后的專業(yè)學(xué)習(xí)做一個良好的鋪墊，使學(xué)生了解相關(guān)的職業(yè)，職業(yè)道德法律法規(guī)。
全書共分12章，主要內(nèi)容包括：計算機(jī)的發(fā)展過程與趨勢、計算基礎(chǔ)、計算機(jī)組成、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計語言、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、操作系統(tǒng)、多媒體技術(shù)、社會與職業(yè)道德、計算機(jī)新技術(shù)。內(nèi)容密切結(jié)合教指委對該課程的基本教學(xué)要求，同時兼顧計算機(jī)軟件和硬件的最新發(fā)展，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，層次分明，敘述準(zhǔn)確。各高校可根據(jù)實際教學(xué)學(xué)時、學(xué)生的基礎(chǔ)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x取。
本書由甘勇、尚展壘、韓麗等編著，其中鄭州輕工業(yè)學(xué)院的甘勇、尚展壘任主編，鄭州輕工業(yè)學(xué)的韓麗、張旭、常化文任副主編。參加本書編寫的還有鄭州輕工業(yè)學(xué)院的盧冰、朱會東、孟潁輝、南姣芬、王華。其中，第1章由甘勇和尚展壘編寫，第2、9章張旭編寫，第3章由南姣芬編寫，第4章由韓麗編寫，第5、6章由盧冰編寫，第7、12章由王華編寫，第8章由朱會東編寫，第10章由常化文編寫，第11章由孟潁輝編寫。韓麗、張旭還負(fù)責(zé)本書的統(tǒng)稿和組織工作。在本書的編寫過程中得到了鄭州輕工業(yè)學(xué)院、河南省高等學(xué)校計算機(jī)教育研究會以及電子工業(yè)出版社的大力支持和幫助，在此由衷地向他們表示感謝！
由于編者水平有限，書中不足和疏漏之處，敬請廣大讀者特別是同行專家們批評指正。
收起全部↑
甘勇，男，1965年5月出生。中共黨員。研究生學(xué)歷，鄭州輕工業(yè)學(xué)院計算機(jī)與通信工程系學(xué)院教授，院長。擔(dān)任中國計算機(jī)學(xué)會微機(jī)專委常委、河南省計算機(jī)學(xué)會理事、河南省高校計算機(jī)教育研究會副理事長、鄭州市青聯(lián)委員、河南省軟件行業(yè)協(xié)會常務(wù)理事。榮獲過河南省優(yōu)秀專家、河南省管優(yōu)秀青年科技專家、河南省跨世紀(jì)學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人培養(yǎng)對象、河南省優(yōu)秀教師等榮譽(yù)稱號。
第1章 概述 1
1．1 計算機(jī)發(fā)展前史 1
1．2 計算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用 6
1．2．1 電子計算機(jī)的發(fā)展 6
1．2．2 計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 8
1．3 計算機(jī)模型 10
1．3．1 圖靈模型 10
1．3．2 馮?諾依曼模型 11
1．4 計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的計算模式 12
1．4．1 單主機(jī)計算模式 13
1．4．2 分布式客戶/服務(wù)器計算模式 13
1．4．3 瀏覽器/服務(wù)器計算模式 14
1．4．4 新的計算模式 14
1．5 計算學(xué)科 17
1．5．1 計算學(xué)科的歷史背景 17
1．5．2 計算學(xué)科領(lǐng)域的分化及主要內(nèi)容 18
1．6 小結(jié) 20
第2章 計算基礎(chǔ) 23
2．1 數(shù)制 23
2．1．1 數(shù)制的定義 23
2．1．2 數(shù)制的規(guī)律 24
2．1．3 常用的數(shù)制 24
2．1．4 二進(jìn)制數(shù) 26
2．1．5 數(shù)制轉(zhuǎn)換 29
2．2 數(shù)據(jù)存儲的組織方式 32
2．2．1 數(shù)據(jù)存儲單位 33
2．2．2 存儲設(shè)備結(jié)構(gòu) 33
2．2．3 編址與地址 34
2．3 數(shù)值在計算機(jī)中的表示 34
2．3．1 數(shù)的定點和浮點表示 35
2．3．2 數(shù)的編碼表示 35
2．3．3 計算機(jī)中數(shù)的浮點表示 37
2．4 信息編碼 39
2．4．1 二―十進(jìn)制編碼（BCD碼） 39
2．4．2 字符編碼 39
2．4．3 漢字編碼 41
2．4．4 多媒體信息編碼 43
2．5 小結(jié) 45
第3章 計算機(jī)組成 48
3．1 計算機(jī)的系統(tǒng)組成 48
3．1．1 計算機(jī)的硬件系統(tǒng) 49
3．1．2 計算機(jī)的軟件系統(tǒng) 55
3．1．3 計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)之間的關(guān)系 57
3．2 計算機(jī)的工作原理 57
3．2．1 計算機(jī)指令 57
3．2．2 計算機(jī)的工作原理 58
3．3 計算機(jī)的性能評價 59
3．4 小結(jié) 60
第4章 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 61
4．1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 61
4．1．1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念 61
4．1．2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 62
4．1．3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 62
4．1．4 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 63
4．1．5 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 64
4．1．6 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用模式 66
4．2 網(wǎng)絡(luò)中間系統(tǒng) 67
4．2．1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 67
4．2．2 網(wǎng)絡(luò)接口卡 70
4．2．3 集線器 70
4．2．4 交換機(jī) 71
4．2．5 路由器 71
4．3 計算機(jī)局域網(wǎng) 72
4．3．1 局域網(wǎng)概述 72
4．3．2 載波偵聽多路訪問/沖突檢測協(xié)議 73
4．3．3 以太網(wǎng) 74
4．4 Internet的基礎(chǔ)知識 75
4．4．1 Internet的概述 75
4．4．2 Internet的接入 77
4．4．3 IP地址與MAC地址 78
4．4．4 WWW服務(wù) 85
4．4．5 域名系統(tǒng) 88
4．4．6 電子郵件 91
4．4．7 文件傳輸 91
4．4．8 遠(yuǎn)程登錄服務(wù) 92
4．4．9 Intranet 92
4．5 小結(jié) 92
第5章 程序設(shè)計語言 96
5．1 程序設(shè)計概述 96
5．1．1 什么是程序 96
5．1．2 程序設(shè)計的步驟 97
5．1．3 程序設(shè)計語言的發(fā)展 98
5．2 程序設(shè)計語言模式 99
5．2．1 過程式模式 99
5．2．2 面向?qū)ο竽Ｊ?100
5．2．3 函數(shù)式模式 101
5．2．4 邏輯式模式 101
5．3 程序編譯過程 102
5．3．1 編譯過程概述 102
5．3．2 詞法分析 102
5．3．3 語法分析 103
5．3．4 語義分析和中間代碼生成 103
5．3．5 目標(biāo)代碼優(yōu)化 103
5．3．6 目標(biāo)代碼生成 104
5．3．7 表格管理和出錯管理 104
5．4 過程式語言的共同概念 104
5．4．1 基本數(shù)據(jù)類型 104
5．4．2 變量和常量 105
5．4．3 運(yùn)算符與表達(dá)式 105
5．4．4 控制結(jié)構(gòu) 105
5．4．5 函數(shù) 107
5．5 面向?qū)ο笳Z言的特性 107
5．5．1 面向?qū)ο蟮幕靖拍?108
5．5．2 面向?qū)ο蟮奶卣?108
5．5．3 面向?qū)ο蟮奶攸c 109
5．6 當(dāng)下主流語言的介紹 109
5．6．1 Ｃ語言 109
5．6．6 C++ 110
5．6．3 Java 111
5．6．4 Python 111
5．6．5 C# 112
5．6．6 PHP 113
5．6．7 JavaScript 113
5．6．8 Perl 114
5．6．9 Visual Basic．NET 114
5．6．10 Ruby 115
5．7 小結(jié) 115
第6章 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 116
6．1 算法概述 116
6．1．1 算法及特性 116
6．1．2 算法的描述方式 117
6．1．3 算法的度量 119
6．2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述 120
6．2．1 什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 120
6．2．2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本術(shù)語 120
6．3 線性結(jié)構(gòu) 121
6．3．1 線性表 121
6．3．2 棧 123
6．3．3 隊列 123
6．3．4 串 123
6．4 樹狀結(jié)構(gòu) 124
6．4．1 樹 124
6．4．2 二叉樹 125
6．4．3 樹的存儲 127
6．4．4 樹和森林的遍歷 128
6．5 圖 128
6．5．1 圖的定義與術(shù)語 128
6．5．2 圖的存儲 129
5．5．3 圖的遍歷 130
6．5．4 最小生成樹 131
6．5．5 最短路徑 132
6．6 排序 132
6．7 計算思維與算法設(shè)計技巧 134
6．7．1 計算思維 134
6．7．2 貪心算法 134
6．7．3 分治算法 135
6．7．4 動態(tài)規(guī)劃 136
6．7．5 回溯算法 136
6．7．6 分支界限法 137
6．6 小結(jié) 138
第7章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述 140
7．1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 140
7．1．1 數(shù)據(jù)庫的基本概念 140
7．1．2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展 142
7．1．3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成 144
7．1 數(shù)據(jù)模型 145
7．2．1 數(shù)據(jù)模型的三要素 145
7．2．2 數(shù)據(jù)模型的分類 146
7．2．3 概念模型與邏輯模型 146
7．2．4 實體聯(lián)系模型 147
7．2．5 常見邏輯模型介紹 147
7．3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本概念 148
7．3．1 關(guān)系模型基本概念 149
7．3．2 關(guān)系模型的規(guī)范化 150
7．4 關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計 151
7．4．1 系統(tǒng)規(guī)劃 151
7．4．2 需求分析 152
7．4．3 概念設(shè)計 152
7．4．4 邏輯設(shè)計 153
7．4．5 物理設(shè)計 153
7．4．6 系統(tǒng)實現(xiàn) 154
7．4．7 運(yùn)行與維護(hù) 154
7．5 結(jié)構(gòu)化查詢語言 155
7．5．1 數(shù)據(jù)定義 156
7．5．2 數(shù)據(jù)查詢 157
7．5．3 數(shù)據(jù)操縱 158
7．5．4 數(shù)據(jù)控制 158
7．6 數(shù)據(jù)庫管理軟件介紹 159
7．7 小結(jié) 161
第8章 軟件工程 163
8．1 軟件工程概述 163
8．1．1 軟件的定義 163
8．1．2 軟件危機(jī) 164
8．1．1 軟件工程的定義 165
8．2 軟件開發(fā)模型 166
8．2．1 軟件生存周期 166
8．2．2 瀑布模型 167
8．2．3 原型模型 168
8．2．4 增量模型 168
8．2．5 螺旋模型 168
8．3 軟件開發(fā)方法 169
8．3．1 結(jié)構(gòu)化方法 169
8．3．2 面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法 170
8．4 軟件開發(fā)過程 170
8．4．1 可行性研究 170
8．4．2 需求分析 171
7．4．3 總體設(shè)計 174
8．4．4 詳細(xì)設(shè)計 177
8．4．5 編碼實現(xiàn) 180
8．5 軟件質(zhì)量 180
8．5．1 軟件可靠性 180
8．5．2 軟件質(zhì)量的度量 181
8．5．3 軟件評審 182
8．6 軟件維護(hù) 182
8．6．1 軟件維護(hù)的定義 182
8．6．2 軟件維護(hù)的分類 182
8．7 軟件項目管理 183
8．7．1 軟件開發(fā)成本估算 183
8．7．2 風(fēng)險分析 184
8．7．3 軟件開發(fā)進(jìn)度安排 184
8．7．4 軟件項目的組織 184
8．8 小結(jié) 185
第9章 操作系統(tǒng) 186
9．1 操作系統(tǒng)概述 186
9．2 操作系統(tǒng)的發(fā)展史 187
9．1．2 手工操作（無操作系統(tǒng)） 187
9．2．2 批處理系統(tǒng) 187
9．2．3 多道程序系統(tǒng)（多道批處理系統(tǒng)） 188
9．2．4 分時系統(tǒng) 189
9．2．5 實時系統(tǒng) 189
9．2．6 通用操作系統(tǒng) 190
9．2．7 操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展 190
9．3 操作系統(tǒng)的特征 191
9．4 操作系統(tǒng)的功能 192
9．4．1 處理機(jī)管理 192
9．4．2 存儲管理 195
9．4．3 設(shè)備管理 198
9．4．4 文件管理 199
9．4．5 用戶接口 201
9．5 操作系統(tǒng)的分類 201
9．6 主流操作系統(tǒng) 202
9．7 未來操作系統(tǒng)發(fā)展趨勢 204
9．8 小結(jié) 204
第10章 多媒體技術(shù)概述 207
10．1 多媒體的基本概念 207
10．1．1 媒體 207
10．1．2 多媒體 208
10．1．3 多媒體系統(tǒng) 208
10．1．4 多媒體技術(shù) 209
10．2 音頻處理技術(shù) 209
10．2．1 聲音的本質(zhì)與聽覺系統(tǒng) 210
10．2．2 聲音信號的數(shù)字化 211
10．2．3 聲音文件的存儲格式 213
10．2．4 音頻處理軟件 214
10．3 色彩信息的表示 216
10．3．1 視覺系統(tǒng)對顏色的感知特點 217
10．3．2 顏色的數(shù)字化 217
10．3．3 常見顏色模型 219
10．3．4 顏色模型之間的轉(zhuǎn)換 221
10．4 圖像處理技術(shù) 222
10．4．1 圖像處理概述 222
10．4．2 數(shù)字圖像的屬性 223
10．4．3 圖像的種類 226
10．4．4 數(shù)字圖像處理常用的 方法 228
10．4．5 圖像文件的存儲格式 228
10．6 視頻處理技術(shù) 230
10．6．1 視頻概述 230
10．6．2 彩色視頻的編碼方法 231
10．6．3 視頻技術(shù)相關(guān)術(shù)語 231
10．6．4 視頻文件的存儲格式 232
10．7 計算機(jī)圖形學(xué) 234
10．7．1 計算機(jī)圖形學(xué)概述 234
10．7．2 計算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 236
10．7．3 光柵圖形學(xué)概述 238
10．7．4 OpenGL簡介 240
10．8 多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) 241
10．8．1 多媒體信息的冗余性 242
10．8．2 數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù) 242
10．8．3 常見多媒體壓縮算法 243
10．9 小結(jié) 245
第11章 社會和職業(yè)問題 247
11．1 計算機(jī)與社會 247
11．1．1 計算機(jī)對社會的影響 247
11．1．2 社會計算 249
11．2 計算機(jī)與道德 249
11．2．1 計算機(jī)從業(yè)人員職業(yè)道德 249
11．2．2 計算機(jī)用戶道德 251
11．2．3 計算機(jī)犯罪 252
11．2．4 隱私與言論自由 253
11．3 知識產(chǎn)權(quán) 254
11．4 個人與團(tuán)隊 255
11．4．1 個人在團(tuán)隊中的作用 255
11．4．2 個人與團(tuán)隊的合作 256
11．5 計算機(jī)與哲學(xué) 257
11．5．1 計算機(jī)哲學(xué) 257
11．5．2 計算機(jī)教育哲學(xué) 257
11．6 小結(jié) 258
第12章 計算機(jī)新技術(shù) 260
12．1 人工智能 260
12．1．1 人工智能的概念 260
12．1．2 人工智能的發(fā)展階段 261
12．1．3 人工智能的研究領(lǐng)域 261
12．1．4 人工智能的研究方法 262
12．2 物聯(lián)網(wǎng) 263
12．2．1 物聯(lián)網(wǎng)概述 263
12．2．2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢 263
12．2．3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 264
13．3 大數(shù)據(jù) 265
12．3．1 大數(shù)據(jù)的基本概念和特征 265
12．3．2 大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢 265
12．3．3 大數(shù)據(jù)的處理技術(shù) 266
12．4 云計算與云平臺 268
12．4．1 云計算 268
12．4．2 云平臺 270
12．5 小結(jié) 271
新書資訊