目 錄
第1章 計(jì)算思維概述 1
1.1 計(jì)算機(jī)發(fā)展概述 2
1.1.1 計(jì)算機(jī)歷史回顧 2
1.1.2 計(jì)算機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.1.3 計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 8
1.2 計(jì)算思維 10
1.2.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與思維方式的變化 10
1.2.2 數(shù)據(jù)思維與科學(xué)思維 12
1.2.3 計(jì)算思維的定義 13
1.2.4 計(jì)算思維的特性 13
1.3 計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的過(guò)程 14
拓展資料：中國(guó)古代計(jì)算工具——算籌和算盤 16
習(xí)題1 19
第2章 算法基礎(chǔ) 20
2.1 計(jì)算科學(xué)的典型問(wèn)題 21
2.1.1 算法研究的典型例子 21
2.1.2 計(jì)算領(lǐng)域最重要的問(wèn)題類型 22
2.1.3 學(xué)習(xí)算法的意義 23
2.2 算法初步 23
2.2.1 算法概念 23
2.2.2 算法特征 24
2.2.3 算法描述 25
2.2.4 算法結(jié)構(gòu) 26
2.2.5 算法設(shè)計(jì)方法 28
2.2.6 算法分析 30
拓展資料：國(guó)密算法 31
習(xí)題2 33
第3章 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ) 34
3.1 計(jì)算機(jī)基本組成及其工作原理 35
3.1.1 計(jì)算機(jī)的基本組成 35
3.1.2 計(jì)算機(jī)的基本工作原理 36
3.2 信息在計(jì)算機(jī)中的表示 38
3.2.1 數(shù)值數(shù)據(jù) 38
3.2.2 字符數(shù)據(jù) 45
3.2.3 聲音數(shù)據(jù) 47
3.2.4 圖像和圖形數(shù)據(jù) 47
3.2.5 視頻數(shù)據(jù) 48
3.3 運(yùn)算基礎(chǔ) 49
3.3.1 四則運(yùn)算 49
3.3.2 補(bǔ)碼加法和減法運(yùn)算 50
3.3.3 十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算 51
3.3.4 邏輯運(yùn)算 53
3.4 邏輯代數(shù)及邏輯電路 54
3.4.1 邏輯代數(shù)的初步知識(shí) 54
3.4.2 基本邏輯電路 56
3.4.3 基本邏輯部件 62
拓展閱讀：華羅庚對(duì)中國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)的貢獻(xiàn) 69
習(xí)題3 70
第4章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 73
4.1 中央處理器 74
4.1.1 運(yùn)算器 74
4.1.2 控制器 76
4.1.3 CPU典型結(jié)構(gòu)舉例 81
4.1.4 多核CPU和GPU 85
4.2 主存儲(chǔ)器 87
4.2.1 主存儲(chǔ)器概述 88
4.2.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 90
4.2.3 用芯片組成一個(gè)存儲(chǔ)器 94
4.3 輔助存儲(chǔ)器 95
4.3.1 磁表面存儲(chǔ)器 96
4.3.2 光盤存儲(chǔ)器 99
4.3.3 固態(tài)存儲(chǔ)器 101
4.3.4 計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)體系 101
4.4 輸入/輸出系統(tǒng) 103
4.4.1 輸入設(shè)備 103
4.4.2 輸出設(shè)備 105
4.4.3 輸入/輸出接口 108
4.4.4 輸入/輸出控制方式 110
4.5 指令系統(tǒng)及執(zhí)行 111
4.5.1 指令系統(tǒng) 112
4.5.2 總線 115
4.5.3 計(jì)算機(jī)的時(shí)標(biāo)系統(tǒng) 117
4.5.4 計(jì)算機(jī)的整機(jī)工作原理 118
4.5.5 計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià) 122
4.6 計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 122
4.6.1 并行處理的概念 123
4.6.2 流水線處理機(jī)系統(tǒng) 123
4.6.3 并行處理機(jī)系統(tǒng) 125
4.6.4 多處理機(jī)系統(tǒng) 126
4.6.5 數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī) 126
4.6.6 精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī) 127
拓展閱讀：中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī) 128
習(xí)題4 132
第5章 數(shù)據(jù)的組織和管理 135
5.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 136
5.1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述 136
5.1.2 線性表 138
5.1.3 圖 140
5.1.4 樹(shù) 142
5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 144
5.2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)概述 145
5.2.2 數(shù)據(jù)模型 146
5.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)形式——數(shù)據(jù)表 147
5.2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言 149
5.2.5 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 151
5.2.6 常用數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)平臺(tái) 152
5.2.7 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展 154
5.2.8 大數(shù)據(jù)及其技術(shù) 158
拓展閱讀：國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù) 163
習(xí)題5 166
第6章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件 168
6.1 計(jì)算機(jī)軟件概述 169
6.1.1 什么是軟件 169
6.1.2 軟件的分類 169
6.1.3 常用軟件簡(jiǎn)介 169
6.1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 171
6.2 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 172
6.2.1 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展概述 172
6.2.2 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 175
6.2.3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) 184
6.3 操作系統(tǒng) 187
6.3.1 操作系統(tǒng)概述 187
6.3.2 處理器管理 192
6.3.3 存儲(chǔ)管理 196
6.3.4 設(shè)備管理 197
6.3.5 文件管理 201
6.3.6 操作系統(tǒng)實(shí)例 206
6.4 編譯原理 209
6.4.1 編譯原理概述 209
6.4.2 詞法分析 211
6.4.3 語(yǔ)法分析 213
6.4.4 中間代碼生成 214
6.4.5 代碼優(yōu)化 216
6.4.6 目標(biāo)代碼生成 216
6.4.7 表格管理和出錯(cuò)處理 217
6.5 軟件工程 218
6.5.1 軟件工程概述 218
6.5.2 軟件開(kāi)發(fā)模型 220
拓展閱讀：華為鴻蒙系統(tǒng) 224
習(xí)題6 228
第7章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用 229
7.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 230
7.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 230
7.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 233
7.1.3 網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕�本原�?235
7.1.4 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 238
7.1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)示例 239
7.1.6 Internet簡(jiǎn)介 241
7.1.7 無(wú)線網(wǎng) 247
7.1.8 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 249
7.1.9 物聯(lián)網(wǎng) 251
7.1.10 云計(jì)算 253
7.2 多媒體技術(shù) 255
7.2.1 多媒體的基本概念 255
7.2.2 多媒體關(guān)鍵技術(shù) 258
7.2.3 多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 262
7.2.4 Windows多媒體環(huán)境 264
7.2.5 多媒體技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 266
7.3 虛擬現(xiàn)實(shí) 266
7.3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)概述 266
7.3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷程 268
7.3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 270
7.3.4 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)造 270
7.3.5 虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用 271
7.4 人工智能 275
7.4.1 人工智能概述 275
7.4.2 人工智能的主要研究方向與應(yīng)用領(lǐng)域 277
7.4.3 專家系統(tǒng) 280
7.4.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 285
拓展閱讀：中國(guó)人工智能之父吳文俊 289
習(xí)題7 291
第8章 信息安全素養(yǎng)與職業(yè)道德 293
8.1 計(jì)算機(jī)信息安全概述 294
8.1.1 什么是計(jì)算機(jī)信息安全 294
8.1.2 威脅計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的主要因素 295
8.2 計(jì)算機(jī)病毒 296
8.2.1 病毒的定義和特點(diǎn) 297
8.2.2 典型計(jì)算機(jī)病毒 297
8.2.3 病毒的分類 298
8.2.4 反病毒技術(shù)概述 299
8.3 計(jì)算機(jī)黑客 301
8.4 計(jì)算機(jī)犯罪 303
8.5 防火墻 304
8.6 計(jì)算機(jī)職業(yè)道德 307
拓展閱讀：習(xí)近平談網(wǎng)絡(luò)安全，“人民”二字一以貫之 308
習(xí)題8 311
第9章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 313
9.1 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn) 314
9.2 Office辦公軟件實(shí)驗(yàn) 317
9.3 操作系統(tǒng)文件管理實(shí)驗(yàn) 322
9.4 網(wǎng)絡(luò)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 324
9.5 多媒體綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 326
9.6 Access數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 327
附錄A 專業(yè)學(xué)習(xí)指南 331
A.1 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識(shí)體系和科學(xué)方法論 332
A.2 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的職業(yè)類別 336
A.3 計(jì)算機(jī)行業(yè)背景知識(shí) 338
A.4 常見(jiàn)英文計(jì)算機(jī)縮略語(yǔ)對(duì)照表 343
參考文獻(xiàn) 323