计算机科学概论 （第10版）

第0章 绪论1

0.1 算法的作用1

0.2 计算机器的由来2

0.3 算法的科学6

0.4 抽象7

0.5 学习大纲7

0.6 社会影响8

0.7 社会问题10

课外阅读11

第1章 数据存储12

1.1 位和位存储12

1.1.1 布尔运算12

1.1.2 门和触发器13

1.1.3 十六进制记数法16

1.2 主存储器17

1.2.1 存储器结构17

1.2.2 存储器容量的度量18

1.3 海量存储器19

1.3.1 磁学系统20

1.3.2 光学系统22

1.3.3 闪存驱动器22

1.3.4 文件存储及检索23

1.4 用位模式表示信息24

1.4.1 文本的表示24

1.4.2 数值的表示25

1.4.3 图像的表示26

1.4.4 声音的表示27

*1.5 二进制系统29

1.5.1 二进制记数法29

1.5.2 二进制加法30

1.5.3 二进制中的小数31

1.6 整数存储32

1.6.1 二进制补码记数法33

1.6.2 余码记数法35

1.7 小数的存储37

1.7.1 浮点记数法37

1.7.2 截断误差38

1.8 数据压缩40

1.8.1 通用的数据压缩技术40

1.8.2 图像压缩41

1.8.3 音频和视频压缩43

1.9 通信差错44

1.9.1 奇偶校验位44

1.9.2 纠错编码45

复习题46

社会问题49

课外阅读50

第2章 数据操控51

2.1 计算机体系结构51

2.1.1 CPU基础知识51

2.1.2 存储程序概念52

2.2 机器语言53

2.2.1 指令系统53

2.2.2 一种演示用的机器语言54

2.3 程序执行57

2.3.1 程序执行的一个例子59

2.3.2 程序与数据61

2.4 算术/逻辑指令62

2.4.1 逻辑运算62

2.4.2 循环移位及移位运算64

2.4.3 算术运算65

2.5 与其他设备的通信66

2.5.1 控制器的作用66

2.5.2 直接内存存取67

2.5.3 握手68

2.5.4 流行的通信媒介68

2.5.5 通信速率68

2.6 其他体系结构69

2.6.1 流水线69

2.6.2 多处理器计算机70

复习题71

社会问题75

课外阅读76

第3章 操作系统77

3.1 操作系统的历史77

3.2 操作系统的体系结构80

3.2.1 软件概述80

3.2.2 操作系统组件81

3.2.3 系统启动83

3.3 协调机器的活动85

3.3.1 进程的概念85

3.3.2 进程管理85

3.4 处理进程间的竞争87

3.4.1 信号量87

3.4.2 死锁89

3.5 安全性90

3.5.1 来自机器外部的攻击91

3.5.2 来自机器内部的攻击91

复习题93

社会问题95

课外阅读95

第4章 组网及因特网96

4.1 网络基础96

4.1.1 网络分类96

4.1.2 协议97

4.1.3 网络互连99

4.1.4 进程间通信的方法101

4.1.5 分布式系统102

4.2 因特网102

4.2.1 因特网体系结构103

4.2.2 因特网编址104

4.2.3 因特网应用106

4.3 万维网109

4.3.1 万维网实现109

4.3.2 HTML110

4.3.3 XML113

4.3.4 客户端和服务器端的活动114

4.4 因特网协议115

4.4.1 因特网软件的分层方法115

4.4.2 TCP/IP协议簇118

4.5 安全性120

4.5.1 入侵的形式120

4.5.2 防护和对策121

4.5.3 加密123

4.5.4 网络安全的法律途径124

复习题126

社会问题128

课外阅读129

第5章 算法130

5.1 算法的概念130

5.1.1 概览130

5.1.2 算法的正式定义130

5.1.3 算法的抽象本质131

5.2 算法的表示132

5.2.1 原语132

5.2.2 伪代码134

5.3 算法的发现138

5.3.1 问题求解的艺术138

5.3.2 入门140

5.4 迭代结构142

5.4.1 顺序搜索法142

5.4.2 循环控制144

5.4.3 插入排序算法147

5.5 递归结构150

5.5.1 二分搜索算法150

5.5.2 递归控制155

5.6 有效性和正确性156

5.6.1 算法有效性156

5.6.2 软件验证159

复习题162

社会问题166

课外阅读167

第6章 程序设计语言168

6.1 历史回顾168

6.1.1 早期程序设计语言168

6.1.2 独立并超越机器170

6.1.3 程序设计范型171

6.2 传统的程序设计概念174

6.2.1 变量和数据类型175

6.2.2 数据结构177

6.2.3 常量和字面量178

6.2.4 赋值语句179

6.2.5 控制语句180

6.2.6 注释182

6.3 过程单元183

6.3.1 过程184

6.3.2 参数185

6.3.3 函数188

6.4 语言实现189

6.4.1 翻译过程189

6.4.2 软件开发包194

6.5 面向对象程序设计195

6.5.1 类和对象195

6.5.2 构造器198

6.5.3 附加特性199

6.6 程序设计中的并发活动200

6.7 说明性程序设计202

6.7.1 逻辑推演202

6.7.2 Prolog204

复习题206

社会问题209

课外阅读210

第7章 软件工程211

7.1 软件工程学科211

7.2 软件生命周期213

7.2.1 周期是个整体213

7.2.2 传统的开发阶段214

7.3 软件工程方法216

7.4 模块化217

7.4.1 模块的实现217

7.4.2 耦合220

7.4.3 内聚221

7.4.4 信息隐藏222

7.4.5 构件222

7.5 行业工具223

7.5.1 较老的工具223

7.5.2 统一建模语言224

7.5.3 设计模式228

7.6 质量保证229

7.6.1 质量保证的范围229

7.6.2 软件测试230

7.7 文档编制231

7.8 人机界面232

7.9 软件所有权和责任234

复习题236

社会问题238

课外阅读239

第8章 数据抽象241

8.1 数据结构基础241

8.1.1 数组241

8.1.2 表.栈和队列241

8.1.3 树242

8.2 相关概念244

8.2.1 抽象244

8.2.2 静态结构与动态结构244

8.2.3 指针245

8.3 数据结构的实现245

8.3.1 数组的存储245

8.3.2 表的存储248

8.3.3 栈和队列的存储250

8.3.4 二叉树的存储252

8.3.5 数据结构的操作255

8.4 一个简短案例的研究256

8.5 定制的数据类型260

8.5.1 用户自定义数据类型260

8.5.2 抽象数据类型261

8.6 类和对象263

8.7 机器语言中的指针264

复习题266

社会问题270

课外阅读271

第9章 数据库系统272

9.1 数据库基础272

9.1.1 数据库系统的重要性272

9.1.2 模式的作用273

9.1.3 数据库管理系统274

9.1.4 数据库模型275

9.2 关系模型275

9.2.1 关系设计中的问题276

9.2.2 关系运算279

9.2.3 SQL282

9.3 面向对象数据库284

9.4 维护数据库的完整性286

9.4.1 提交/回滚协议286

9.4.2 锁定287

9.5 传统的文件结构288

9.5.1 顺序文件288

9.5.2 索引文件291

9.5.3 散列文件291

9.6 数据挖掘294

9.7 数据库技术的社会影响296

复习题297

社会问题300

课外阅读301

第10章 计算机图形学302

10.1 计算机图形学的范围302

10.2 3D图形概述303

10.3 建模305

10.3.1 单个物体的建模305

10.3.2 整个场景的建模310

10.4 渲染311

10.4.1 光－表面交互311

10.4.2 裁剪.扫描转换和隐藏面的消除313

10.4.3 着色315

10.4.4 渲染－流水线硬件317

10.5 处理全局照明318

10.5.1 光线跟踪318

10.5.2 辐射度319

10.6 动画320

10.6.1 动画基础320

10.6.2 运动学和动力学321

10.6.3 动画制作过程322

复习题323

社会问题325

课外阅读325

第11章 人工智能326

11.1 智能与机器326

11.1.1 智能体326

11.1.2 研究方法328

11.1.3 图灵测试328

11.2 感知329

11.2.1 理解图像329

11.2.2 语言处理331

11.3 推理333

11.3.1 产生式系统334

11.3.2 搜索树336

11.3.3 启发338

11.4 其他研究领域342

11.4.1 知识的表达和处理342

11.4.2 学习343

11.5 人工神经网络345

11.5.1 基本特性345

11.5.2 训练人工神经网络346

11.5.3 联想记忆348

11.6 机器人学351

11.7 后果的思考353

复习题354

社会问题357

课外阅读358

第12章 计算理论360

12.1 函数及其计算360

12.2 图灵机362

12.2.1 图灵机原理362

12.2.2 丘奇-图灵论题364

12.3 通用程序设计语言365

12.3.1 BareBones语言365

12.3.2 用BareBones语言编程367

12.3.3 BareBones的通用性368

12.4 一个不可计算的函数369

12.4.1 停机问题369

12.4.2 停机问题的不可解性371

12.5 问题复杂性373

12.5.1 问题复杂性的度量374

12.5.2 多项式问题与非多项式问题377

12.5.3 NP问题378

12.6 公钥密码学380

12.6.1 模表示法381

12.6.2 RSA公钥密码系统381

复习题383

社会问题386

课外阅读387

附录A ASCII码388

附录B 处理二进制补码表示的电路389

附录C 一种简单的机器语言391

附录D 高级编程语言393

附录E 迭代结构与递归结构的等价性395

索引397

问题与练习答案（图灵网站下载）

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