本书是计算机科学概论课程的经典教材,全书对计算机科学做了百科全书式的精彩阐述,充分展现了计算机科学的历史背景、发展历程和新的技术趋势。本书首先介绍的是信息编码及计算机体系结构的基本原理(第1章和第2章),进而讲述操作系统(第3章)和组网及因特网(第4章),接着探讨了算法、程序设计语言及软件工程(第5章至
第7章),然后讨论数据抽象和数据库(第8章和第9章)方面的问题,第10章通过图形学讲述计算机技术的一些主要应用,第11章涉及人工智能,第12章通过对计算理论的介绍来结束全书。本书在内容编排上由具体到抽象逐步推进,很适合教学安排,每一个主题自然而然地引导出下一个主题。此外,书中还包含大量的图、表和实例,有助于读者对知识的了解与把握。
本书适合作为高等院校计算机以及相关专业本科生的教材。

第1章 数据存储
本章中,我们学习有关计算机中数据表示和数据存储的内容。我们要研究的数据类型包括文本、数值、图像、音频和视频。除了传统计算外,本章的很多内容还涉及数字摄影、音频,视频录制和复制以及远程通信等领域。
我们首先要学习的是在计算机科学中信息如何编码和存储。**步,我们要讨论计算机数据存储设备的基础知识,然后进一步研究如何进行信息编码并存储到系统内部。我们还将探讨现如今数据存储系统的各个分支,以及如何用数据压缩、纠错等技术来克服其不足。
1.1 位和位存储
在今天的计算机中,信息是以0和1的模式编码的。这些数字称为位(bit,binary digits的缩写)。尽管你可能倾向于把它们与数值联系在一起,但它们的确只是些符号,其意义取决于正在处理的应用。有时用来表示数值;有时又代表字母表里的字符和标点符号;有时表示图像;有时还表示声音。
1.1.1 布尔运算
为了理解单独的位在计算机中是如何进行存储和操作的,这里我们假设位0代表假值,位1代表真值,这样表示就可以把对位的运算看作是对真/假值的操作。数学家乔治·布尔(Gedrge—Boole,1815—1864)是逻辑数学领域的先驱,为了纪念他,人们把处理真,假值的运算命名为布尔运算(Boolean operation)。3个基本的布尔运算是AND(与)、OR(或)以及XOR(异或),见图1.1。这些运算类似于算术运算的乘法和加法,因为它们结合一对值(运算输入),然后得出第三个值(运算输出)。不过,与算术运算不同的是,布尔运算结合的是真/假值,而不是数值。
……

第0章 绪论
0.1 算法的作用
0.2 计算机器的由来
0.3 算法的科学
0.4 抽象
0.5 学习大纲
0.6 社会影响
0.7 社会问题
课外阅读
第1章 数据存储
1.1 位和位存储
1.1.1 布尔运算
1.1.2 门和触发器
1.1.3 十六进制记数法
1.2 主存储器
1.2.1 存储器结构
1.2.2 存储器容量的度量
1.3 海量存储器
1.3.1 磁学系统
1.3.2 光学系统
1.3.3 闪存驱动器
1.3.4 文件存储及检索
1.4 用位模式表示信息
1.4.1 文本的表示
1.4.2 数值的表示
1.4.3 图像的表示
1.4.4 声音的表示
1.5 二进制系统
1.5.1 二进制记数法
1.5.2 二进制加法
1.5.3 二进制中的小数
1.6 整数存储
1.6.1 二进制补码记数法
1.6.2 余码记数法
1.7 小数的存储
1.7.1 浮点记数法
1.7.2 截断误差
1.8 数据压缩
1.8.1 通用的数据压缩技术
1.8.2 图像压缩
1.8.3 音频和视频压缩
1.9 通信差错
1.9.1 奇偶校验位
1.9.2 纠错编码
复习题
社会问题
课外阅读
第2章 数据操控
2.1 计算机体系结构
2.1.1 CPU基础知识
2.1.2 存储程序概念
2.2 机器语言
2.2.1 指令系统
2.2.2 一种演示用的机器语言
2.3 程序执行
2.3.1 程序执行的一个例子
2.3.2 程序与数据
2.4 算术/逻辑指令
2.4.1 逻辑运算
2.4.2 循环移位及移位运算
2.4.3 算术运算
2.5 与其他设备的通信
2.5.1 控制器的作用
2.5.2 直接内存存取
2.5.3 握手
2.5.4 流行的通信媒介
2.5.5 通信速率
2.6 其他体系结构
2.6.1 流水线
2.6.2 多处理器计算机
复习题
社会问题
课外阅读
第3章 操作系统
3.1 操作系统的历史
3.2 操作系统的体系结构
3.2.1 软件概述
3.2.2 操作系统组件
3.2.3 系统启动
3.3 协调机器的活动
3.3.1 进程的概念
3.3.2 进程管理
3.4 处理进程间的竞争
3.4.1 信号量
3.4.2 死锁
3.5 **性
3.5.1 来自机器外部的攻击
3.5.2 来自机器内部的攻击
复习题
社会问题
课外阅读
第4章 组网及因特网
4.1 网络基础
4.1.1 网络分类
4.1.2 协议
4.1.3 网络互连
4.1.4 进程间通信的方法
4.1.5 分布式系统
4.2 因特网
4.2.1 因特网体系结构
4.2.2 因特网编址
4.2.3 因特网应用
4.3 万维网
4.3.1 万维网实现
4.3.2 HTML
4.3.3 XML
4.3.4 客户端和服务器端的活动
4.4 因特网协议
4.4.1 因特网软件的分层方法
4.4.2 TCP/IP协议簇
4.5 **性
4.5.1 入侵的形式
4.5.2 防护和对策
4.5.3 加密
4.5.4 网络**的法律途径
复习题
社会问题
课外阅读
第5章 算法
5.1 算法的概念
5.1.1 概览
5.1.2 算法的正式定义
5.1.3 算法的抽象本质
5.2 算法的表示
5.2.1 原语
5.2.2 伪代码
5.3 算法的发现
5.3.1 问题求解的艺术
5.3.2 入门
5.4 迭代结构
5.4.1 顺序搜索法
5.4.2 循环控制
5.4.3 插入排序算法
5.5 递归结构
5.5.1 二分搜索算法
5.5.2 递归控制
5.6 有效性和正确性
5.6.1 算法有效性
5.6.2 软件验证
复习题
社会问题
课外阅读
第6章 程序设计语言
6.1 历史回顾
6.1.1 早期程序设计语言
6.1.2 独立并超越机器
6.1.3 程序设计范型
6.2 传统的程序设计概念
6.2.1 变量和数据类型
6.2.2 数据结构
6.2.3 常量和字面量
6.2.4 赋值语句
6.2.5 控制语句
6.2.6 注释
6.3 过程单元
6.3.1 过程
6.3.2 参数
6.3.3 函数
6.4 语言实现
6.4.1 翻译过程
6.4.2 软件开发包
6.5 面向对象程序设计
6.5.1 类和对象
6.5.2 构造器
6.5.3 附加特性
6.6 程序设计中的并发活动
6.7 说明性程序设计
6.7.1 逻辑推演
6.7.2 Prolog
复习题
社会问题
课外阅读
第7章 软件工程
第8章 数据抽象
第9章 数据库系统
第10章 计算机图形学
第11章 人工智能
第12章 计算理论
附录A ASCII码
附录B 处理二进制补码表示的电路
附录C 一种简单的机器语言
附录D **编程语言
附录E 迭代结构与递归结构的等价性
索引
问题与练习答案(图灵网站下载)