计算机科学导论

第1章 绪论 1 1.1 计算机概述 1 1.1.1 计算机的定义与组成 1 1.1.2 计算机的特点 3 1.1.3 计算机的应用 4 1.2 计算与计算工具 5 1.2.1 计算 5 1.2.2 计算工具 5 1.2.3 中国计算机的发展历程 17 1.3 计算思维 22 1.3.1 计算思维的内涵与特征 22 1.3.2 计算思维的问题求解过程 24 1.3.3 计算思维的表现形式 25 小结 26 习题 27 第2章 逻辑思维 28 2.1 逻辑思维下的实例 28 2.2 数制及其转换 29 2.2.1 数制的基本概念 29 2.2.2 数制的表示 30 2.2.3 数制之间的转换 31 2.3 数据存储与运算 35 2.3.1 数据存储 35 2.3.2 算术运算 37 2.3.3 逻辑运算 38 2.4 数据表示 43 2.4.1 数值的表示 43 2.4.2 字符的表示 49 2.4.3 汉字的表示 53 2.4.4 音频的表示 57 2.4.5 图像的表示 58 2.4.6 视频的表示 62 2.5 图灵机模型 63 2.5.1 数学危机 63 2.5.2 图灵机 65 小结 67 习题 67 第3章 数据思维 69 3.1 数据思维下的实例 69 3.2 数据的组织 70 3.2.1 数据结构 70 3.2.2 线性结构 72 3.2.3 树形结构 76 3.2.4 图形结构 80 3.3 数据的管理 82 3.3.1 数据库系统 82 3.3.2 数据模型 83 3.3.3 关系数据库 86 3.3.4 NoSQL数据库 88 3.4 数据的价值 89 3.4.1 大数据 89 3.4.2 数据挖掘 93 3.4.3 数据仓库 94 小结 95 习题 95 第4章 算法思维 97 4.1 算法思维下的实例 97 4.2 算法概述 98 4.2.1 算法的概念和特征 98 4.2.2 算法的描述方法 103 4.3 常用算法策略 105 4.3.1 枚举法 105 4.3.2 回溯法 106 4.3.3 递归法 107 4.3.4 迭代法 109 4.3.5 排序法 110 4.3.6 查找法 113 4.4 算法的实现 116 4.4.1 程序设计语言 116 4.4.2 程序解释与编译 118 4.5 算法思维下的创新 121 4.5.1 人工智能概述 121 4.5.2 人工智能的关键技术 123 小结 124 习题 124 第5章 网络思维 126 5.1 网络思维下的实例 126 5.2 计算机网络概述 127 5.2.1 计算机网络的含义与功能 127 5.2.2 计算机网络的分类 128 5.2.3 计算机网络体系结构 131 5.3 Internet基础 134 5.3.1 Internet概述 134 5.3.2 TCP/IP协议 135 5.3.3 Internet的IP地址 137 5.3.4 Internet的域名系统 144 5.3.5 Internet的应用 146 5.4 信息安全 151 5.4.1 信息安全的基本问题 151 5.4.2 信息安全防护技术 155 5.5 网络思维下的创新 159 5.5.1 云计算 159 5.5.2 物联网 162 小结 165 习题 165 第6章 系统思维 167 6.1 系统思维下的实例 167 6.2 冯·诺依曼体系结构 168 6.2.1 结构组成 168 6.2.2 工作流程 170 6.3 计算机系统 171 6.3.1 计算机硬件系统 171 6.3.2 计算机软件系统 176 6.4 系统思维要素 177 6.4.1 抽象 178 6.4.2 模块化 179 6.4.3 无缝衔接 181 6.5 系统思维下的创新 184 6.5.1 哈佛体系结构 184 6.5.2 绿色计算 184 小结 188 习题 189 第7章 工程思维 190 7.1 工程思维下的实例 190 7.2 工程概述 191 7.2.1 工程的含义 191 7.2.2 工程的特点 191 7.2.3 工程与科学、技术的关系 193 7.3 工程师 195 7.3.1 工程师的定义 195 7.3.2 工程师的分类 195 7.3.3 工程师的职业要求 197 7.4 职业道德 198 7.4.1 职业道德的内涵 198 7.4.2 计算机从业者职业道德规范 199 7.5 创新与知识产权 201 7.5.1 创新 201 7.5.2 知识产权 205 7.6 团队合作 209 7.6.1 团队合作精神及困境 209 7.6.2 个人与团队合作 210 7.7 时间管理 210 7.7.1 时间的含义与特征 210 7.7.2 时间管理的内涵 211 7.7.3 时间管理的方法 212 小结 214 习题 214 参考文献 216