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0.1.1 算法2

0.1 计算机的产生2

0.1.2 计算机的产生3

0.2 计算机的发展7

0.3 计算机学科的构成11

0.3.1 应用层11

0.3.2 专业基础层11

0.3.3 专业基础的理论基础层12

第1章 图灵机模型13

1.1.1 图灵机的直观描述14

1.1 图灵机概述14

1.1.2 图灵机的形式化描述15

1.2 计算“x+1”的图灵机15

1.3 通用图灵机17

1.4 图灵机模型的启示19

关键术语21

思考与练习21

第2章 数据编码与存储22

2.1.2 八进制和十六进制23

2.1 二进制23

2.1.1 数制23

2.1.3 二进制与其他数制的转换24

2.2 二进制位的存储25

2.2.1 逻辑运算和门25

2.2.2 触发器26

2.2.3 其他存储技术28

2.3 存储器28

2.4 数值数据编码29

2.4.1 机器数29

2.3.2 辅助存储器29

2.3.1 主存储器29

2.4.2 整数和实数30

2.4.3 带符号数的表示31

2.5 字符数据编码33

2.5.1 西文字符33

2.5.2 汉字编码34

2.6.2 图形与图像的数字化36

2.6 图形和图像数据编码36

2.6.1 基本概念36

2.7 音频数据的表示37

2.8 数据压缩38

2.8.1 无损压缩38

2.8.2 有损压缩41

2.9 误码及对策42

2.9.1 奇偶校验43

2.9.2 纠错码43

思考与练习45

关键术语45

第3章 计算机结构47

3.1 指令系统48

3.1.1 指令系统的概念48

3.1.2 RISC和CISC48

3.1.3 指令系统的设计要求49

3.1.4 指令格式49

3.2 中央处理器51

3.2.2 控制器52

3.2.1 运算器52

3.2.3 寄存器53

3.3 寻址方式54

3.3.1 指令的寻址方式54

3.3.2 操作数寻址方式54

3.4 指令执行56

3.4.1 非访存指令的指令周期57

3.4.2 直接访问内存指令的指令周期58

3.4.3 间接访问内存指令的指令周期59

3.4.4 程序控制指令的指令周期62

3.5 流水线技术63

3.5.1 什么是流水线63

3.5.2 理想流水线性能分析63

3.5.3 流水操作中的主要障碍64

3.6 存储系统65

3.6.1 存储器的层次结构65

3.6.2 存储体系涉及的问题66

3.6.4 内存67

3.6.3 高速缓冲存储器67

3.6.5 虚拟存储器68

3.6.6 存储设备70

3.7 外围设备72

3.8 输入输出方式73

3.8.1 程序查询方式73

3.8.2 中断方式74

3.8.3 直接内存访问方式75

3.9 多处理器系统75

3.9.1 并行系统结构的分类76

3.9.2 并行处理的困难78

关键术语79

思考与练习79

第4章 操作系统80

4.1 操作系统的发展81

4.1.1 串行处理81

4.1.2 简单批处理82

4.1.3 多道批处理83

4.1.6 网络操作系统85

4.1.4 分时系统85

4.1.5 实时系统85

4.1.7 分布式操作系统86

4.2 操作系统的结构86

4.2.1 操作系统的功能87

4.2.2 操作系统的组成87

4.2.3 系统的引导89

4.3 现代操作系统处理的难题90

4.3.1 进程90

4.3.2 并发控制的难题92

4.3.3 有效地分配处理器93

4.3.4 提供充足和高效的存储器94

4.4 常见的操作系统99

4.4.1 DOS操作系统100

4.4.2 Windows操作系统100

4.4.3 UNIX操作系统101

4.4.4 Linux操作系统101

关键术语102

思考与练习103

第5章 程序设计基础104

5.1 计算机程序设计概述105

5.1.1 程序设计语言105

5.1.2 高级语言与编译系统110

5.2 结构化程序设计111

5.2.1 结构化程序设计的概念111

5.2.2 顺序结构113

5.2.3 分支结构114

5.2.4 循环结构115

5.2.5 过程和函数116

5.3 面向对象程序设计117

5.3.1 面向对象概述117

5.3.2 面向对象与面向过程的区别118

5.3.3 对象和类119

5.3.4 面向对象技术的基本特征119

5.3.5 面向对象程序设计语言122

思考与练习124

关键术语124

第6章 算法与数据结构125

6.1 算法概述126

6.2 经典排序算法127

6.2.1 冒泡排序128

6.2.2 插入排序129

6.2.3 快速排序130

6.3.1 递归和分治132

6.3.2 枚举和动态规划132

6.3 算法策略132

6.3.3 贪心算法134

6.3.4 回溯法136

6.4 数据结构概述136

6.5 线性表139

6.5.1 数组140

6.5.2 栈141

6.5.3 队列141

6.6 树和图142

6.6.1 树142

6.6.2 图143

关键术语144

思考与练习145

第7章 软件工程146

7.1 软件危机147

7.2 软件工程149

7.2.1 软件工程框架模型149

7.2.2 软件工程本质特征151

7.2.3 软件工程基本原理151

7.2.5 软件过程模型152

7.2.4 软件过程152

7.3 软件工程方法学154

7.3.1 结构化方法学154

7.3.2 面向对象方法学157

7.4 标准建模语言159

7.4.1 标准建模语言UML的出现160

7.4.2 UML的内容161

7.4.3 UML的主要特点163

7.4.4 UML的应用领域163

7.5 统一开发过程164

7.6 能力成熟度模型166

7.7 软件项目管理169

7.7.1 计划169

7.7.2 组织170

7.7.3 控制170

7.7.4 国际标准171

关键术语171

思考与练习172

第8章 信息系统173

8.1 信息与信息系统174

8.1.1 信息与数据174

8.1.2 信息系统及其需求175

8.2 信息管理技术的发展176

8.2.1 人工管理阶段：20世纪50年代以前177

8.2.2 文件系统阶段：20世纪50年代后期到60年代中期177

8.2.3 数据库系统阶段179

8.3 数据库与数据库系统180

8.3.1 数据模型与数据库181

8.3.2 关系数据库语言184

8.3.3 数据库系统的构成190

8.4 基于数据库的应用系统193

8.4.1 数据库应用系统分类193

8.4.2 数据库应用系统结构193

8.4.3 数据库应用系统设计195

8.5 信息系统的回顾与展望197

关键术语200

思考与练习200

第9章 人工智能201

9.1 人工智能概述202

9.1.1 人工智能定义202

9.1.2 人工智能的研究方法203

9.1.3 人工智能的研究目标205

9.1.4 人工智能发展简史205

9.2 基于符号推理的传统人工智能212

9.2.1 知识表示212

9.2.2 推理方法215

9.2.5 搜索策略217

9.2.4 冲突消解策略217

9.2.3 匹配方法217

9.3 基于连接机制的计算智能219

9.3.1 计算智能基本概念220

9.3.2 模糊计算220

9.3.3 神经计算222

9.3.4 进化计算225

9.4 人工智能主要应用与研究领域227

9.4.2 机器学习228

9.4.1 专家系统228

9.4.3 机器人229

9.4.4 模式识别230

9.4.5 计算机视觉232

9.4.6 自然语言理解233

9.4.7 自动定理证明234

9.4.8 自动程序设计234

9.4.9 博弈235

9.4.10 智能决策支持系统235

9.4.12 数据挖掘与知识发现236

9.4.11 智能搜索236

关键术语237

思考与练习237

第10章 图形图像及多媒体239

10.1 计算机图形学240

10.1.1 计算机图形学的发展240

10.1.2 计算机图形系统的组成和功能241

10.1.3 图形显示系统243

10.1.4 常用的图形输入输出设备245

10.1.5 计算机图形学研究的内容247

10.1.6 计算机图形学的应用249

10.1.7 计算机图形学的进展与展望252

10.2 计算机图像处理255

10.2.1 图像处理概述255

10.2.2 数字图像257

10.2.3 图像处理系统的硬件设备259

10.2.4 数字图像识别技术262

10.2.5 数字水印技术263

10.3.1 多媒体技术的定义266

10.3 多媒体技术及其应用266

10.3.2 多媒体的关键技术267

10.3.3 多媒体系统269

10.3.4 音频处理技术270

10.3.5 多媒体技术的应用271

10.3.6 多媒体技术的发展方向272

关键术语273

思考与练习273

第11章 计算机网络274

11.1 计算机网络概述275

11.2 计算机网络的体系结构276

11.2.1 OSI参考模型276

11.2.2 TCP/IP参考模型277

11.2.3 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较278

11.3 计算机网络硬件279

11.4 集群和网格280

11.4.1 集群280

11.5 网络操作系统281

11.4.2 网格281

11.5.1 网络操作系统的分类282

11.5.2 网络操作系统的功能282

1 1.5.3 NetWare283

11.5.4 Windows NT和Windows 2000284

11.5.5 UNIX和Linux284

11.6.1 万维网285

11.6.2 电子邮件285

11.6 计算机网络应用285

11.6.3 FTP286

11.6.4 即时通信286

关键术语287

思考与练习287

第12章 计算机安全288

12.1 计算机安全概述289

12.1.1 研究内容289

12.1.2 发展过程290

12.2.1 基本概念291

12.2 计算机密码学291

12.2.2 密码编码学293

12.2.3 密码分析学299

12.3 计算机病毒300

12.3.1 计算机病毒概述300

12.3.2 病毒分类301

12.3.3 病毒的检测303

12.3.4 病毒的防护304

12.4.1 网络的特点及安全问题305

12.4 计算机网络安全305

12.4.2 网络的数据加密306

12.4.3 防火墙技术307

12.4.4 虚拟专网技术309

12.4.5 入侵检测311

12.4.6 了解黑客314

关键术语315

思考与练习316

附录 计算机发展大事记318

主要参考文献327