计算机科学导论（第6版）/瞿中、刘玲
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作者瞿中、刘玲、林丽丹、熊安萍
出版社清华大学出版社
ISBN9787302576471
出版时间2021-07
装帧平装
开本其他
定价59元
货号1202443409
上书时间2024-09-04
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作者简介
瞿中，男，1972年12月出生，重庆人，汉族，计算机应用技术专业博士、教授、博士生导师、重庆市名师，南京大学计算机软件新技术国家重点实验室访问学者。重庆市高等教育学会理事，重庆市教育政策研究专家，重庆市市级优秀教学团队、重庆市本科高校“三特行动计划”特色专业、重庆市大学生校外实践教育基地负责人。现任重庆邮电大学研究生院副院长兼学科建设办公室副主任，重庆邮电大学图形图像与多媒体实验室常务副主任。
目录
第1章 概述1
1.1 计算的起源1
1.2 计算机的产生和发展阶段3
1.2.1 计算机产生之前的计算历史3
1.2.2 计算机的产生7
1.2.3 计算机的发展阶段10
1.2.4 我国计算机的发展历程11
1.3 计算机的应用领域和发展趋势14
1.3.1 计算机的应用领域14
1.3.2 计算机的发展趋势15
1.4 计算学科16
1.4.1 计算学科的定义16
1.4.2 计算学科的本质16
1.4.3 计算学科的三个过程17
1.4.4 计算学科新的应用领域18
1.5 计算机科学与技术学科的知识体系19
1.5.1 计算机科学与技术学科的形成
与发展19
1.5.2 计算机科学与技术学科的
定义19
1.5.3 计算机科学与技术学科的根本
问题及研究范畴20
1.5.4 计算机科学与技术知识体系的
核心内容20
1.6 计算机科学与技术学科的教育23
1.6.1 教育的目的和基本要求23
1.6.2 理论与实践相结合24
1.6.3 学习方法24
1.7 计算机产业25
本章小结25
习题26
第2章 体系结构与组织29
2.1 计算机体系结构的发展29
2.2 数值数据30
2.2.1 数的表示及数制转换30
2.2.2 数的原码、反码和补码35
2.2.3 定点数和浮点数37
2.2.4 十进制数的编码39
2.3 非数值数据40
2.3.1 文字信息的编码40
2.3.2 声音的编码42
2.3.3 图形数据的编码42
2.4 数据的机器级表示43
2.4.1 数据的机器级编码43
2.4.2 数据的汇编级编码44
2.5 数字逻辑与数字系统44
2.5.1 基本逻辑关系及逻辑门44
2.5.2 逻辑代数与逻辑函数46
2.6 计算机系统48
2.6.1 图灵模型48
2.6.2 冯·诺依曼机的基本组成49
2.6.3 计算机系统的组成50
2.6.4 计算机的硬件系统51
2.6.5 计算机的软件系统55
2.6.6 计算机的特点55
2.6.7 计算机系统主要的技术指标56
2.6.8 计算机的分类57
2.6.9 计算机的基本工作方式58
2.7 存储系统的组织与结构58
2.7.1 存储器的分类58
2.7.2 组织与结构59
2.8 接口与通信60
2.9 多核技术62
2.10 高性能计算机62
2.11 并行计算机63
2.12 分布式系统63
本章小结64
习题64
第3章 程序设计语言67
3.1 程序设计语言概述67
3.1.1 程序的概念67
3.1.2 计算机程序设计语言67
3.2 声明和类型70
3.3 程序设计方法70
3.3.1 结构化程序设计70
3.3.2 面向对象程序设计72
3.3.3 面向切面程序设计73
3.3.4 函数式程序设计74
3.3.5 事件驱动程序设计74
3.3.6 程序设计风格75
3.4 基本类型系统75
3.5 编译原理76
3.5.1 编译程序概述76
3.5.2 词法分析77
3.5.3 语法分析78
3.5.4 语义处理79
3.5.5 中间代码生成79
3.5.6 中间代码优化80
3.5.7 目标代码生成80
3.5.8 编译技术的新发展81
3.6 程序设计语言的设计82
本章小结82
习题82
第4章 软件开发基础85
4.1 程序设计基本概念85
4.1.1 高级语言的基本语义和语法85
4.1.2 变量和基本数据类型87
4.1.3 简单输入输出89
4.1.4 条件和循环控制结构89
4.1.5 函数和参数传递90
4.2 基本数据结构91
4.2.1 基本概念91
4.2.2 几种典型的数据结构91
4.2.3 查找92
4.2.4 排序93
4.3 软件开发方法93
4.3.1 程序理解93
4.3.2 程序正确性94
4.3.3 统一建模语言94
4.3.4 简单重构95
4.3.5 现代编程环境96
本章小结97
习题97
第5章 算法与复杂度99
5.1 算法基础99
5.1.1 算法99
5.1.2 算法的特性100
5.2 算法策略100
5.3 算法描述工具104
5.4 算法的评价104
5.5 基础自动机的可计算性及复杂度105
5.5.1 可计算理论基础105
5.5.2 有限状态自动机106
5.5.3 正则表达式106
5.5.4 停机问题107
5.5.5 上下文无关文法107
5.5.6 NP问题108
5.6 分布式算法109
5.7 自动机理论109
5.8 加密算法110
5.9 几何算法111
5.10 并行算法111
本章小结112
习题112
第6章 信息管理114
6.1 模型与信息系统114
6.1.1 信息114
6.1.2 信息模型114
6.1.3 信息获取和表示115
6.1.4 信息系统115
6.2 信息存储与检索115
6.2.1 信息存储115
6.2.2 信息检索116
6.2.3 网络信息挖掘116
6.2.4 数字图书馆117
6.3 数据库系统117
6.3.1 数据库117
6.3.2 数据管理技术阶段118
6.3.3 数据库技术的发展趋势119
6.4 常用数据库管理系统120
6.5 数据库的新发展121
6.5.1 分布式数据库121
6.5.2 并行数据库122
6.5.3 空间数据库122
6.5.4 多媒体数据库122
6.5.5 主动数据库123
6.5.6 数据仓库123
6.6 多媒体系统123
6.6.1 超文本和超媒体123
6.6.2 数字地球与智慧城市124
本章小结125
习题125
第7章 基于平台的开发126
7.1 平台概述126
7.1.1 平台126
7.1.2 基于指定平台API的编程126
7.1.3 平台湾闽南语言127
7.1.4 平台约束编程127
7.2 Web平台128
7.2.1 Web编程语言128
7.2.2 Web平台约束129
7.2.3 软件即服务129
7.2.4 Web标准130
7.3 移动平台130
7.3.1 移动编程语言130
7.3.2 移动无线通信的挑战131
7.3.3 位置感知的应用131
7.4 工业平台132
7.4.1 工业平台的类型132
7.4.2 机器人软件及其架构132
7.4.3 领域特定语言133
7.5 游戏平台133
7.5.1 游戏平台的类型133
7.5.2 游戏平台的语言134
本章小结135
习题136
第8章 软件工程137
8.1 软件工程概述137
8.1.1 软件危机137
8.1.2 软件工程的基本概念138
8.1.3 软件工程的起源和发展139
8.1.4 软件工程标准139
8.2 软件工程过程140
8.2.1 软件过程140
8.2.2 软件生命周期141
8.3 软件项目管理142
8.3.1 软件项目计划概要142
8.3.2 软件项目计划的内容142
8.3.3 软件工程规范142
8.3.4 软件开发成本估算142
8.3.5 风险分析143
8.3.6 软件项目进度安排143
8.4 需求工程143
8.4.1 需求工程简介143
8.4.2 需求获取144
8.4.3 需求分析145
8.4.4 需求建模146
8.4.5 需求的确认与验证147
8.4.6 需求管理148
8.5 软件设计148
8.5.1 软件设计概述148
8.5.2 软件设计原理149
8.5.3 体系结构设计150
8.5.4 设计原则150
8.5.5 指导方针150
8.6 软件构建150
8.6.1 编码实现150
8.6.2 编码标准151
8.6.3 调试151
8.6.4 程序中潜在的安全问题151
8.6.5 软件复杂性152
8.7 软件验证与确认153
8.7.1 基本概念153
8.7.2 软件评审153
8.7.3 软件测试154
8.7.4 软件质量评估154
8.8 软件可靠性156
8.8.1 软件可靠性的定义156
8.8.2 软件可靠性的模型156
8.8.3 容错软件技术156
8.9 形式化方法157
8.9.1 形式化方法的起源及发展157
8.9.2 形式化方法的分类157
8.9.3 形式化方法的优点158
8.10 软件演化158
8.10.1 代码段158
8.10.2 组件158
8.10.3 重构159
8.10.4 软件重用159
8.10.5 变更管理160
8.11 软件环境和工具160
8.11.1 软件开发环境160
8.11.2 软件工具的基本概念161
8.11.3 计算机辅助软件工程161
本章小结162
习题162
第9章 操作系统164
9.1 操作系统概述164
9.1.1 操作系统的概念164
9.1.2 操作系统的角色和目标167
9.1.3 操作系统的功能168
9.1.4 网络操作系统和移动操作
系统169
9.1.5 操作系统的基本组成170
9.1.6 操作系统的设计要素170
9.1.7 操作系统的启动170
9.2 操作系统的发展170
9.3 操作系统的分类172
9.4 操作系统的功能173
9.4.1 资源管理功能173
9.4.2 扩展的虚拟机功能173
9.4.3 网络操作系统的功能173
9.5 操作系统的体系结构174
9.6 并发175
9.7 调度和分发175
9.8 安全和防护175
9.9 文件系统176
9.10 容错性177
9.11 系统性能评估177
9.12 脚本177
9.13 主流操作系统178
9.13.1 Windows操作系统178
9.13.2 Unix操作系统178
9.13.3 Linux操作系统179
9.13.4 Mac OS操作系统179
9.13.5 Android操作系统180
9.14 操作系统的新发展181
本章小结181
习题182
第10章 网络与通信185
10.1 数据通信基础185
10.1.1 数据通信的基本概念185
10.1.2 数据通信的方式186
10.1.3 数据传输的方式187
10.2 计算机网络基础188
10.2.1 互联网的组织188
10.2.2 网络交换技术188
10.2.3 网络物理组成189
10.2.4 网络传输媒体190
10.2.5 网络分层原理191
10.2.6 网络体系结构192
10.3 网络应用程序193
10.3.1 命名和地址方案193
10.3.2 分布式应用程序196
10.3.3 HTTP协议197
10.3.4 TCP和UDP198
10.3.5 网络套接字198
10.4 可靠数据传输199
10.4.1 差错控制199
10.4.2 流量控制199
10.4.3 性能问题200
10.5 路由和转发200
10.5.1 路由器200
10.5.2 路由协议201
10.5.3 IP协议201
10.6 局域网202
10.6.1 局域网的起源与发展202
10.6.2 局域网的分类202
10.6.3 局域网拓扑结构203
10.6.4 以太网205
10.7 资源分配205
10.7.1 资源分配的需求205
10.7.2 资源分配的分类206
10.7.3 拥塞控制与处理207
10.8 移动性207
10.8.1 蜂窝网207
10.8.2 802.11网络207
10.8.3 Wi-Fi208
10.9 社交网络208
10.9.1 社交网络概述208
10.9.2 社交网络平台209
10.9.3 社交网络安全性分析209
10.10 区块链210
10.10.1 区块链的起源210
10.10.2 区块链的发展前景210
10.11 5G/6G网络211
本章小结211
习题211
第11章 系统基础214
11.1 计算范式214
11.1.1 计算范式简介214
11.1.2 流水线技术215
11.2 状态机216
11.2.1 状态模式216
11.2.2 状态机216
11.3 并行性217
11.3.1 提高并行性的途径217
11.3.2 并发编程218
11.4 评估技术218
11.4.1 性能指标218
11.4.2 性能分析219
11.5 资源分配与调度技术220
11.5.1 资源的种类220
11.5.2 调度的种类221
11.6 虚拟化与隔离222
11.6.1 虚拟化技术222
11.6.2 虚拟机的优势223
11.7 冗余下的可靠性224
11.7.1 缺陷和故障224
11.7.2 冗余编码225
11.8 定量评估225
本章小结226
习题226
第12章 并行和分布式计算228
12.1 并行基础228
12.1.1 并行处理的应用228
12.1.2 并行算法基本策略228
12.1.3 并行软件229
12.1.4 并行计算机的发展230
12.2 并行分解231
12.2.1 通信和协调/同步的
必要性231
12.2.2 独立性和分割231
12.3 并行算法232
12.3.1 访存模型232
12.3.2 计算模型232
12.3.3 并行算法的模式232
12.4 并行体系结构233
12.5 分布式系统233
12.5.1 分布式系统的分类233
12.5.2 分布式系统的特征234
12.5.3 分布式系统的优缺点234
12.5.4 分布式系统设计难点235
12.6 云计算236
12.6.1 云计算的产生背景236
12.6.2 云计算的特点237
12.6.3 云计算的实现形式238
12.6.4 云计算的应用238
本章小结239
习题239
第13章 信息保障与安全241
13.1 信息安全基本概念241
13.1.1 信息保障与安全的历史241
13.1.2 CIA三元组242
13.1.3 信息安全保障面临的威胁242
13.1.4 身份验证、授权与访问
控制243
13.1.5 责任披露244
13.2 安全性设计准则244
13.2.1 最小权限原则244
13.2.2 端到端原则244
13.2.3 防御性编程245
13.3 防错性程序设计246
13.3.1 常见编程错误246
13.3.2 防错性编程247
13.4 网络安全247
13.4.1 网络安全概念247
13.4.2 网络安全面临的威胁248
13.4.3 网络安全防护策略249
13.5 密码学251
13.5.1 密码学的发展过程251
13.5.2 密码体制的分类252
13.5.3 密码协议253
本章小结254
习题255
第14章 离散结构257
14.1 离散结构的研究对象及主要内容257
14.1.1 离散结构的研究对象257
14.1.2 离散结构研究的主要内容257
14.2 集合论258
14.2.1 集合的基本概念258
14.2.2 函数258
14.3 数理逻辑259
14.3.1 命题逻辑259
14.3.2 谓词逻辑260
14.4 证明方法261
14.4.1 证明的基本概念261
14.4.2 基本证明的方法262
14.5 计数基础263
14.5.1 计数论及其应用263
14.5.2 鸽巢原理264
14.5.3 排列与组合264
14.5.4 求解递推关系264
14.5.5 模运算基础265
14.6 图和树265
14.6.1 图的基本概念266
14.6.2 树267
14.7 离散概率267
本章小结268
习题269
第15章 计算科学270
15.1 建模与仿真引言270
15.1.1 建模与仿真的概念270
15.1.2 建模与仿真的评价指标271
15.1.3 仿真过程272
15.1.4 建立模型272
15.2 处理273
15.2.1 基本的编程概念273
15.2.2 数值方法273
15.2.3 并行与分布式计算的基本
属性274
15.3 数值分析275
15.3.1 数值分析中的误差276
15.3.2 函数逼近277
15.3.3 数值积分与微分277
15.3.4 微分方程277
本章小结278
习题278
第16章 图形学与可视化279
16.1 图形学的基本概念279
16.1.1 计算机图形信息的处理279
16.1.2 计算机图形学的起源
和发展280
16.1.3 计算机图形学的主要研究
内容280
16.1.4 计算机图形学的应用281
16.1.5 计算机图形的标准化282
16.2 图形系统284
16.2.1 图形系统的处理器284
16.2.2 图形系统的存储器284
16.2.3 图形系统的输入设备284
16.2.4 图形系统的输出设备285
16.3 计算机视觉和可视化285
16.3.1 人的视觉285
16.3.2 计算机视觉286
16.3.3 可视化286
16.4 图形用户界面286
16.5 图形绘制287
16.5.1 基本绘制287
16.5.2 高级绘制287
16.6 图像通信288
16.7 几何建模289
16.7.1 线框建模289
16.7.2 曲面建模289
16.7.3 实体建模290
16.8 计算机动画290
16.8.1 动画序列的创建290
16.8.2 动画序列的设计291
16.8.3 动画技术291
16.8.4 计算机动画应用291
本章小结291
习题292
第17章 人机交互293
17.1 人机交互技术基础293
17.2 人机交互模型294
17.3 人机系统交互界面的构架295
17.4 人机界面的设计298
17.5 数据交互298
17.6 语音交互299
17.7 图像交互300
17.8 行为交互300
17.9 人机交互新发展301
17.10 3D打印302
17.11 4D打印303
17.12 人机交互的发展趋势303
本章小结304
习题304
第18章 智能系统306
18.1 人工智能系统306
18.1.1 人工智能306
18.1.2 智能行为308
18.2 知识表达及推理方法309
18.2.1 知识与知识表示309
18.2.2 一阶谓词逻辑表示法309
18.2.3 经典推理技术310
18.2.4 高级知识推理方法311
18.2.5 不确定性推理方法312
18.3 搜索技术313
18.3.1 问题空间与状态空间314
18.3.2 基本搜索策略314
18.3.3 高级搜索方法315
18.4 自然语言处理316
18.4.1 自然语言的发展316
18.4.2 句法和语义的分析318
18.4.3 机器翻译319
18.4.4 语音识别320
18.5 计算智能321
18.5.1 计算智能概述321
18.5.2 群体智能322
18.5.3 人工神经网络322
18.6 机器学习方法323
18.6.1 机器学习简介323
18.6.2 机器学习的方法与任务325
18.6.3 简单统计学习326
18.6.4 拟合问题327
18.7 机器人学328
18.7.1 机器人学简介328
18.7.2 智能机器人的研究领域329
18.7.3 代理330
18.8 人工智能的应用330
18.8.1 智能家居330
18.8.2 智能零售331
18.8.3 智能出行331
18.8.4 人工智能改变生活331
本章小结331
习题332
第19章 社会问题与专业实践334
19.1 社会环境334
19.1.1 计算的社会寓意334
19.1.2 社交媒体334
19.2 分析工具335
19.2.1 伦理的论证335
19.2.2 伦理学理论335
19.3 职业道德336
19.3.1
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