本書是計算機科學與技術專業(yè)的基礎教材，以通俗易懂、深入淺出的方式闡述計算機科學與技術專業(yè)的基礎知識與基本方法。全書共分為6 章，內容包括緒論、計算機基礎知識、計算機系統結構、計算機科學與技術學科中的典型問題、計算機科學與技術學科中的核心概念、計算機信息安全與計算機職業(yè)道德。為了提高和鞏固學習效果，每章還提供了相應的小結和習題。本書內容豐富，能夠使讀者直觀、迅速地掌握計算機學科的基礎知識，為后續(xù)計算機專業(yè)課程的學習構建一個基本的知識框架，使計算機科學與技術專業(yè)的學生對今后要學習的主要知識、專業(yè)方向有一個基本的了解。本書適合作為高等院校計算機科學與技術專業(yè)的計算機導論課程教材，也可作為計算機基礎課程參考書及計算機入門普及教材。
當前，信息技術發(fā)展日新月異，在物聯網、云計算、大數據、人工智能、現代通信技術等領域向更深、更寬的方向拓展，引起了社會各方面的變革。信息技術在融入社會生活方方面面的同時，深刻改變著人類的思維、生活和學習方式，展示了人類社會發(fā)展的前景。隨著這一進程的全面深入，無處不在的計算思維成為人們認識和解決問題的基本能力之一。
本書是在國內外廣泛關注且推進計算思維教學理念的大背景下，在教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會編制的《高等學校計算機科學與技術專業(yè)實踐教學體系與規(guī)范》和《高等學校計算機科學與技術專業(yè)核心課程教學實施方案》基礎上，對《計算機科學與技術導論》的一次全面修訂。隨著教學理念的不斷完善以及教學經驗的積累，本書大多數章節(jié)都在原有內容基礎上進行了修改和擴充，試圖使讀者深刻理解問題的計算特性并善于利用計算機解決問題，即培養(yǎng)讀者的計算思維能力；同時鼓勵讀者在該學科領域張揚學科思維個性化，在實踐中體驗登峰的感覺。
本書以此為出發(fā)點，期望實現兩個目標：將計算機科學與技術學科的全貌呈現在讀者面前；使讀者體驗利用計算機解決實際問題的過程和思路，并在此過程中感受學習的樂趣。全書分為6 章，首先從計算機科學與技術專業(yè)的基礎知識入手，介紹了計算機的發(fā)展史、計算機科學與技術學科知識體系、圖靈機模型、計算機中數據的存儲與表示、計算機系統結構、軟件實現等，然后介紹了計算機科學與技術學科中的一些典型問題、核心概念等，后對計算機信息安全與職業(yè)道德的部分基礎知識做了介紹。每章都配有核心內容、小結和習題。全書力求做到概念清、層次明、知識全。
本書由王建國任主編，付禾芳、李靜、胡寧玉任副主編。后，由王建國、李靜負責統稿。本書在編寫過程中參考了一些相關書籍，并從Internet 上參考了部分有價值的資料，在此向相關資料的作者、編者、譯者、出版者和網站表示感謝。同時，本書得到了全國高等院校計算機基礎教育研究會2018 年度計算機基礎教育教學研究項目（項目編號：2018-AFCEC-367）的資助，在此一并表示感謝。
由于編者水平有限，書中難免存在疏漏和不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。
編
者
2018 年7 月
第1 章
緒論. 1
1.1 計算機的基本概念... 1
1.1.1 計算機的發(fā)展史..................
1
1.1.2 計算機的分類及發(fā)展趨勢.. 10
1.1.3 計算機的特點及應用......... 17
1.1.4 未來計算機. 19
1.1.5 中國計算機事業(yè)的發(fā)展史.. 21
1.1.6 計算機界著名獎項.............
25
1.2 計算機科學與技術學科.................
27
1.2.1 計算機科學與技術學科的定義及研究范疇.................
27
1.2.2 計算機科學與技術學科知識體系.........
28
1.2.3 計算機科學與技術專業(yè)實踐.................
38
1.2.4 計算思維..... 39
小結............. 40
習題............. 41
第2 章
計算機基礎知識. 42
2.1 計算及圖靈機模型. 42
2.2 計算機中的數據存儲和表示.........
46
2.2.1 進位制數及其相互轉換..... 46
2.2.2 數據單位..... 52
2.2.3 數據編碼..... 52
2.2.4 聲音、圖像的表示.............
60
2.2.5 算術運算及邏輯運算......... 64
小結............. 71
習題............. 72
第3 章
計算機系統結構. 73
3.1 計算機系統構成..... 73
3.2 計算機硬件系統..... 74
3.2.1 馮·諾依曼體系結構及計算機工作原理. 74
3.2.2 CPU ............ 76
3.2.3 內存............ 81
3.2.4 輸入/輸出設備 83
3.2.5 輔助存儲設備. 91
3.2.6 總線............ 94
3.3 計算機軟件系統..... 96
3.3.1 軟件系統的分類................
96
3.3.2 操作系統..... 97
3.3.3 軟件開發(fā)基礎..................
105
3.3.4 軟件的實現... 110
小結........... 114
習題........... 115
第4 章
計算機科學與技術學科中的典型問題......... 116
4.1 計算機科學與技術學科中的學科形態(tài)............
116
4.1.1 科學問題的定義..............
117
4.1.2 計算本質及計算學科的根本問題.......
117
4.1.3 計算機學科中的三個學科形態(tài)...........
120
4.2 計算機學科領域典型問題認知.... 122
4.2.1 哥尼斯堡七橋問題...........
122
4.2.2 梵天塔問題... 124
4.2.3 證比求易算法..................
127
4.2.4 旅行商問題... 128
4.2.5 哲學家共餐問題..............
129
4.2.6 兩軍問題... 131
4.2.7 圖靈測試... 133
4.2.8 中文屋子問題..................
134
4.2.9 博弈問題... 135
小結........... 138
習題........... 138
第5 章
計算機科學與技術學科中的核心概念......... 140
5.1 算法.. 140
5.1.1 算法的概念... 140
5.1.2 算法的表示... 141
5.1.3 算法分析... 144
5.1.4 典型算法列舉..................
145
5.2 數據結構..............
161
5.2.1 數據結構的基本概念....... 161
5.2.2 常用數據結構..................
162
5.3 數據庫..................
164
5.3.1 數據庫概念... 165
5.3.2 數據庫的發(fā)展..................
165
5.3.3 數據庫基礎知識..............
168
5.3.4 常用數據庫... 170
5.4 數據通信與網絡... 171
5.4.1 數據通信的基礎知識....... 171
5.4.2 計算機網絡的基礎知識... 175
5.4.3 因特網...... 180
5.4.4 物聯網...... 184
5.4.5 大數據與云計算..............
187
5.4.6 區(qū)塊鏈...... 190
5.4.7 人工智能... 192
小結........... 196
習題........... 197
第6 章
計算機信息安全與計算機職業(yè)道德............. 198
6.1 計算機信息安全... 198
6.1.1 計算機信息安全的基本概念...............
198
6.1.2 計算機信息安全面臨的威脅...............
200
6.1.3 計算機信息安全防范策略 201
6.2 計算機病毒.......... 203
6.2.1 計算機病毒的基本知識... 203
6.2.2 典型計算機病毒介紹....... 206
6.2.3 計算機病毒的檢測與防治 208
6.3 計算機法律法規(guī)和職業(yè)道德.......
209
6.3.1 計算機犯罪... 210
6.3.2 計算機法律法規(guī)和職業(yè)道德規(guī)范.......
211
小結........... 215
習題........... 215
附錄
歷屆圖靈獎獲得者... 216
參考文獻.... 220
書單推薦
