计算机科学导论

目录Contents第1章计算机科学概貌1 1.1什么是计算机科学2 1.1.1计算思维4 1.1.2步骤、符号、操作与计算过程8 1.1.3能够自动执行的抽象16 1.2计算机科学的发展实例18 1.2.1巴贝奇问题——计算机系统实例19 1.2.2布什问题——计算机使用模式实例21 1.2.3图灵问题——智能应用实例24 1.2.4计算机科学的三个奇妙之处29 1.3计算机科学的创新故事36 1.3.1文王演周易36 1.3.2自由软件的故事41 1.3.3为什么未来不需要我们46 1.4编程练习49 1.5习题53 第2章计算模型与逻辑思维54 2.1从一个实例看逻辑思维54 2.2逻辑思维要点55 2.2.1布尔逻辑55 2.2.2图灵机模型62 2.2.3悖论与不完备定理66 2.2.4能够自动执行的精准逻辑67 2.3计算逻辑的创新故事69 2.3.1布尔的故事69 2.3.2图灵的故事72◆计算机科学导论目录2.3.3臭虫与病毒73 2.4习题79 第3章算法思维81 3.1从一个实例看算法81 3.2算法思维的要点与实例83 3.2.1分治算法83 3.2.2其他算法实例90 3.2.3算法复杂度浅介96 3.3算法的创新故事98 3.3.1平稳复杂度98 3.3.2红帽的故事101 3.3.3创业公司五步曲103 3.4编程练习111 3.5习题113 第4章网络思维116 4.1从一个实例看网络与协议117 4.2网络思维的要点119 4.2.1名字空间119 4.2.2网络拓扑122 4.2.3互联网协议栈124 4.2.4服务质量与用户体验126 4.2.5网络的规律举例127 4.3网络的创新故事130 4.3.1ARPANET131 4.3.2以太网、路由器和TCP/IP协议134 4.3.3万维网139 4.3.4社交网络143 4.4编程练习145 4.5习题147 第5章系统思维150 5.1从一个实例看计算系统151 5.2计算系统思维要点153 5.2.1抽象化154 5.2.2模块化159 5.2.3无缝衔接172 5.2.4抽象是应对系统复杂度的利器179 5.3计算系统创新故事180 5.3.1半导体集成电路180 5.3.2计算机硬件188 5.3.3计算机软件213 5.4编程练习227 5.5习题232 第6章课程实践234 6.1构造图灵机实验234 6.1.1实验目的和原理234 6.1.2实验内容、方法和步骤235 6.1.3实验注意事项236 6.1.4成绩评定方法236 6.1.5思考题236 6.2算法游戏实验236 6.2.1实验目的和原理236 6.2.2实验内容、方法和步骤237 6.2.3实验注意事项238 6.2.4成绩评定方法238 6.2.5思考题238 6.3网络路由实验238 6.3.1实验目的和原理238 6.3.2实验内容、方法和步骤239 6.3.3实验注意事项240 6.3.4成绩评定方法241 6.3.5思考题241 6.4淝水之战系统实验241 6.4.1实验目的和原理241 6.4.2实验内容、方法和步骤242 6.4.3实验注意事项244 6.4.4成绩评定方法245 6.4.5思考题245 6.5班级快速排序实验245 6.5.1实验目的和原理245 6.5.2实验内容、方法和步骤246 6.5.3实验注意事项246 6.5.4成绩评定方法247 6.5.5思考题247 6.6莱布尼茨问题实验247 6.6.1实验目的和原理247 6.6.2实验内容、方法和步骤247 6.6.3实验注意事项248 6.6.4成绩评定方法248 6.7信息隐藏编程实验248 6.7.1实验目的和原理248 6.7.2实验准备249 6.7.3实验内容、方法和步骤258 6.7.4实验注意事项273 6.7.5成绩评定方法274 附录A计算机科学技术中常用的倍数和分数275 附录B原文阅读列表277 参考文献279