计算机科学导论

出版者的话
译者序
前言
第1章　绪论1
1.1　图灵模型1
1.1.1　数据处理器1
1.1.2　可编程数据处理器2
1.1.3　通用图灵机3
1.2　冯·诺依曼模型3
1.2.1　4个子系统3
1.2.2　存储程序概念4
1.2.3　指令的顺序执行4
1.3　计算机组成部分4
1.3.1　计算机硬件4
1.3.2　数据4
1.3.3　计算机软件5
1.4　历史6
1.4.1　机械计算机器（1930年以前）6
1.4.2　电子计算机的诞生（1930～1950年）7
1.4.3　计算机的诞生（1950年至今）7
1.5　计算机科学作为一门学科8
1.6　课程纲要8
1.6.1　**部分：数据的表示与运算8
1.6.2　第二部分：计算机硬件8
1.6.3　第三部分：计算机软件8
1.6.4　第四部分：数据组织与抽象9
1.6.5　第五部分：高级话题9
1.6.6　第六部分：社交媒体和社会话题9
1.7　章末材料9
1.8　练习10
第2章　数字系统11
2.1　引言11
2.2　位置化数字系统11
2.2.1　十进制系统12
2.2.2　二进制系统13
2.2.3　十六进制系统14
2.2.4　八进制系统15
2.2.5　4种位置化数字系统小结16
2.2.6　转换16
2.3　非位置化数字系统21
2.4　章末材料22
2.5　练习23
第3章　数据存储27
3.1　数据类型27
3.1.1　计算机内部的数据28
3.1.2　数据压缩28
3.1.3　错误检测和纠正29
3.2　存储数字29
3.2.1　存储整数29
3.2.2　3种系统的比较34
3.2.3　实数35
3.3　存储文本41
3.3.1　代码41
3.4　存储音频42
3.4.1　采样42
3.4.2　量化42
3.4.3　编码43
3.4.4　声音编码标准43
3.5　存储图像43
3.5.1　光栅图43
3.5.2　矢量图44
3.6　存储视频45
3.7　章末材料45
3.8　练习47
第4章　数据运算50
4.1　逻辑运算50
4.1.1　位层次上的逻辑运算 50
4.1.2　模式层次上的逻辑运算52
4.2　移位运算54
4.2.1　逻辑移位运算54
4.3　算术运算56
4.3.1　整数的算术运算56
4.3.2　实数的算术运算58
4.4　章末材料58
4.5　练习59
第5章　计算机组成61
5.1　引言61
5.2　中央处理单元61
5.2.1　算术逻辑单元62
5.2.2　寄存器62
5.2.3　控制单元63
5.3　主存储器63
5.3.1　地址空间63
5.3.2　存储器的类型64
5.3.3　存储器的层次结构65
5.3.4　高速缓冲存储器65
5.4　输入/输出子系统66
5.4.1　非存储设备66
5.4.2　存储设备66
5.5　子系统的互连70
5.5.1　CPU和存储器的连接70
5.5.2　I/O设备的连接71
5.5.3　输入／输出设备的寻址73
5.6　程序执行74
5.6.1　机器周期74
5.6.2　输入／输出操作75
5.7　不同的体系结构77
5.7.1　CISC77
5.7.2　RISC77
5.7.3　流水线77
5.7.4　并行处理78
5.8　简单计算机79
5.8.1　CPU80
5.8.2　主存80
5.8.3　输入/输出子系统80
5.8.4　指令集81
5.8.5　处理指令82
5.8.6　存储程序和数据83
5.8.7　指令周期83
5.8.8　另一个例子85
5.8.9　可重用性87
5.9　章末材料87
5.10　练习89
第6章　计算机网络和因特网92
6.1　引言92
6.1.1　网络92
6.1.2　因特网93
6.1.3　硬件和软件95
6.1.4　协议分层95
6.1.5　TCP/IP协议族97
6.2　应用层99
6.2.1　提供服务100
6.2.2　应用层模式100
6.2.3　标准客户机-服务器应用101
6.2.4　文件传输协议103
6.2.5　电子邮件104
6.2.6　TELNET105
6.2.7　安全外壳106
6.2.8　域名系统106
6.2.9　端到端模式108
6.3　传输层109
6.3.1　传输层服务110
6.3.2　传输层协议111
6.4　网络层111
6.4.1　网络层提供的服务112
6.4.2　网络层协议114
6.5　数据链路层116
6.5.1　节点和链接117
6.5.2　局域网118
6.5.3　广域网120
6.6　物理层122
6.6.1　数据和信号122
6.6.2　数字化传输124
6.6.3　模拟传输124
6.7　传输介质125
6.7.1　导向介质125
6.7.2　非导向介质：无线126
6.8　章末材料127
6.9　练习129
第7章　操作系统132
7.1　引言132
7.1.1　操作系统132
7.1.2　自举过程133
7.2　演化133
7.2.1　批处理系统133
7.2.2　分时系统133
7.2.3　个人系统134
7.2.4　并行系统134
7.2.5　分布式系统134
7.2.6　实时系统134
7.3　组成部分134
7.3.1　用户界面135
7.3.2　内存管理器135
7.3.3　进程管理器138
7.3.4　文件管理器142
7.4　主流操作系统142
7.4.1　UNIX143
7.4.2　Linux144
7.4.3　Windows144
7.5　章末材料145
7.6　练习147
第8章　算法149
8.1　概念149
8.1.1　非正式定义149
8.1.2　示例149
8.1.3　定义动作151
8.1.4　细化151
8.1.5　泛化152
8.2　三种结构152
8.2.1　顺序152
8.2.2　判断152
8.2.3　循环152
8.3　算法的表示153
8.3.1　UML153
8.3.2　伪代码153
8.4　更正式的定义155
8.4.1　定义良好156
8.4.2　明确步骤156
8.4.3　产生结果156
8.4.4　在有限的时间内终止156
8.5　基本算法156
8.5.1　求和156
8.5.2　乘积157
8.5.3　*大和*小157
8.5.4　排序157
8.5.5　查找161
8.6　子算法163
8.6.1　结构图163
8.7　递归164
8.7.1　迭代的定义164
8.7.2　递归的定义164
8.8　章末材料166
8.9　练习167
第9章　程序设计语言170
9.1　演化170