计算机科学概论（英文版·原书第7版）

图书标准信息

• 作者 [美]内尔·黛尔（Nell Dale） 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2020-11
• 版次 1
• ISBN 9787111666745
• 定价 99.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 612页

【内容简介】

本书从信息层开始，历经硬件层、程序设计层、操作系统层、应用层和通信层，深入剖析了计算系统的每个分层，*后讨论了计算的限制。此外，正文中插入了大量的名人传记、历史点评、道德问题和新的技术发展信息，有助于你进一步了解计算机科学。每章后面都附带有大量的练习，可以帮助你即时重温并掌握这一章所讲述的内容。 本书是计算机科学导论课程的理想教材，对于想要了解计算机科学概况的非专业人员，本书也是一个很好的选择。

【作者简介】

内尔·黛尔（Nell Dale） 计算机科学领域广受推崇的教育家。在得克萨斯大学奥斯汀分校执教的二十多年中，她编写了四十多本计算机科学方面的本科生教材。她于得克萨斯大学奥斯汀分校获得了硕士学位和计算机科学博士学位。由于在计算机科学领域做出了卓越贡献，她于1996年获得了ACM SIGCSE计算机科学教育杰出贡献奖，于2001年获得了ACM Karl Karlston杰出教师奖。她于2010年被选为ACM会士。 

约翰·路易斯（John Lewis） 计算机科学领域的教育家和作家。他编写的Java软件及程序设计教材十分畅销。他于弗吉尼亚理工大学获得博士学位，并曾在维拉诺瓦大学计算机科学系执教14年，现任教于弗吉尼亚理工大学。执教期间，他获奖无数，包括大学卓越教学奖和Goff杰出教学奖。他的研究兴趣包括面向对象技术、多媒体和软件工程。

【目录】

出版者的话 

前言 

第一部分 基础篇 

第1章 全景图 3 

1.1 计算系统 4 

计算系统的分层 4 

抽象 6 

1.2 计算的历史 9 

计算硬件简史 9 

计算软件简史 19 

预言 25 

1.3 计算工具与计算学科 26 

计算的基本思想 27 

小结 28 

道德问题：数字鸿沟 30 

关键术语 31 

练习 31 

思考题 33 

第二部分 信息层 

第2章 二进制数值与记数系统 35 

2.1 数字与计算 36 

2.2 位置记数法 36 

二进制、八进制和十六进制 38 

其他记数系统中的运算 41 

以2的幂为基数的记数系统 42 

将十进制数转换成其他数制的数 44 

二进制数值与计算机 45 

小结 48 

道德问题：FISA法庭 49 

关键术语 49 

练习 50 

思考题 53 

第3章 数据表示法 55 

3.1 数据与计算机 56 

模拟数据与数字数据 57 

二进制表示法 59 

3.2 数字数据表示法 61 

负数表示法 61 

实数表示法 65 

3.3 文本表示法 68 

ASCII字符集 69 

Unicode字符集 70 

文本压缩 71 

3.4 音频数据表示法 77 

音频格式 79 

MP3音频格式 79 

3.5 图像与图形表示法 80 

颜色表示法 80 

数字化图像与图形 82 

图形的矢量表示法 83 

3.6 视频表示法 84 

视频编译码器 84 

小结 85 

道德问题：Snowden事件的影响 86 

关键术语 86 

练习 87 

思考题 91 

第三部分 硬件层 

第4章 门和电路 93 

4.1 计算机和电学 94 

4.2 门 96 

非门 96 

与门 97 

或门 98 

异或门 98 

与非门和或非门 99 

门处理回顾 100 

具有更多输入的门 101 

4.3 门的构造 101 

晶体管 102 

4.4 电路 104 

组合电路 104 

加法器 108 

多路复用器 110 

4.5 存储器电路 111 

4.6 集成电路 112 

4.7 CPU芯片 113 

小结 113 

道德问题：道德规范 114 

关键术语 116 

练习 116 

思考题 119 

第5章 计算部件 121 

5.1 独立的计算机部件 122 

5.2 存储程序的概念 126 

冯·诺伊曼体系结构 128 

读取C执行周期 132 

RAM和ROM 134 

二级存储设备 135 

触摸屏 139 

5.3 嵌入式系统 141 

5.4 并行体系结构 142 

并行计算 142 

并行硬件分类 144 

小结 145 

道德问题：隐私是否已经是过去时？ 146 

关键术语 146 

练习 147 

思考题 149 

第四部分 程序设计层 

第6章 低级程序设计语言与伪代码 151 

6.1 计算机操作 152 

6.2 机器语言 152 

Pep/9：一台虚拟机 153 

Pep/9的输入/输出 159 

6.3 一个程序实例 159 

Pep/9模拟器 160 

另一个机器语言实例 162 

6.4 汇编语言 163 

Pep/9汇编语言 164 

数字数据、分支、标签 166 

汇编语言中的循环 170 

6.5 表达算法 171 

伪代码的功能 171 

执行伪代码算法 175 

写伪代码算法 177 

翻译伪代码算法 180 

6.6 测试 182 

小结 183 

道德问题：软件盗版 185 

关键术语 186 

练习 186 

思考题 189 

第7章 问题求解与算法设计 191 

7.1 如何解决问题 192 

提出问题 193 

寻找熟悉的情况 193 

分治法 194 

算法 194 

计算机问题求解过程 196 

方法总结 197 

测试算法 198 

7.2 有简单变量的算法 199 

带有选择的算法 199 

带有循环的算法 200 

7.3 复杂变量 206 

数组 206 

记录 207 

7.4 搜索算法 208 

顺序搜索 208 

有序数组中的顺序搜索 209 

二分检索 212 

7.5 排序 214 

选择排序 215 

冒泡排序 218 

插入排序 220 

7.6 递归算法 221 

子程序语句 221 

递归阶乘 223 

递归二分检索 224 

快速排序 224 

7.7 几个重要思想 228 

信息隐蔽 228 

抽象 229 

事物命名 230 

测试 231 

小结 231 

道德问题：开源软件 232 

关键术语 234 

练习 234 

思考题 239 

第8章 抽象数据类型与子程序 241 

8.1 抽象数据类型 242 

8.2 栈 242 

8.3 队列 243 

8.4 列表 244 

8.5 树 247 

二叉树 247 

二叉检索树 249 

其他操作 255 

8.6 图 256 

创建图 258 

图算法 259 

8.7 子程序 265 

参数传递 266 

值参与引用参数 268 

小结 271 

道德问题：工作场所监视 273 

关键术语 274 

练习 274 

思考题 279 

第9章 面向对象设计与高级程序设计语言 281 

9.1 面向对象方法 282 

面向对象 282 

设计方法 283 

示例 286 

9.2 翻译过程 291 

编译器 292 

解释器 292 

9.3 程序设计语言范型 295 

命令式范型 295 

声明式范型 296 

9.4 高级程序设计语言的功能性 298 

布尔表达式 299 

数据归类 301 

输入/输出结构 305 

控制结构 307 

9.5 面向对象语言的功能性 313 

封装 313 

类 314 

继承 316 

多态 317 

9.6 过程设计与面向对象设计的区别 318 

小结 319 

道德问题：恶作剧与诈骗 321 

关键术语 322 

练习 323 

思考题 327 

第五部分 操作系统层 

第10章 操作系统 329 

10.1 操作系统的角色 330 

内存、进程与CPU管理 332 

批处理 333 

分时 334 

其他OS要素 335 

10.2 内存管理 336 

单块内存管理 338 

分区内存管理 339 

页式内存管理 341 

10.3 进程管理 344 

进程状态 344 

进程控制块 345 

10.4 CPU调度 346 

先到先服务 347 

最短作业优先 348 

轮询法 348 

小结 350 

道德问题：医疗隐私―健康保险携带与责任法案（HIPAA） 352 

关键术语 353 

练习 354 

思考题 359 

第11章 文件系统和目录 361 

11.1 文件系统 362 

文本文件和二进制文件 362 

文件类型 363 

文件操作 365 

文件访问 366 

文件保护 367 

11.2 目录 368 

目录树 369 

路径名 371 

11.3 磁盘调度 373 

先到先服务磁盘调度法 375 

最短寻道时间优先磁盘调度法 375 

SCAN磁盘调度法 376 

小结 378 

道德问题：选择加入和选择退出 380 

关键术语 381 

练习 381 

思考题 385 

第六部分 应用层 

第12章 信息系统 387 

12.1 信息管理 388 

12.2 电子制表软件 389 

电子数据表公式 391 

循环引用 396 

电子数据表分析 397 

12.3 数据库管理系统 399 

关系模型 399 

关系 403 

结构化查询语言 404 

数据库设计 405 

12.4 电子商务 407 

12.5 大数据 408 

小结 409 

道德问题：政治与网络 411 

关键术语 413 

练习 413 

思考题 417 

第13章 人工智能 419 

13.1 思维机 420 

图灵测试 421 

AI问题的各个方面 423 

13.2 知识表示 423 

语义网 425 

检索树 427 

13.3 专家系统 430 

13.4 神经网络 432 

生物神经网络 432 

人工神经网络 433 

13.5 自然语言处理 435 

语音合成 437 

语音识别 438 

自然语言理解 439 

13.6 机器人学 440 

感知C规划C执行范型 441 

包孕体系结构 441 

物理部件 443 

小结 445 

道德问题：首次公开发行 447 

关键术语 448 

练习 448 

思考题 451 

第14章 模拟、图形学、游戏和其他应用 453 

14.1 什么是模拟 454 

复杂系统 454 

模型 455 

构造模型 455 

14.2 特殊模型 457 

排队系统 457 

气象模型 461 

计算生物学 466 

其他模型 467 

必要的计算能力 467 

14.3 计算机图形学 468 

光的工作原理 470 

物体形状 472 

光模拟 472 

复杂对象的建模 474 

让物体动起来 480 

14.4 游戏 482 

游戏的历史 483 

创建虚拟世界 484 

游戏设计与开发 485 

游戏编程 486 

小结 487 

道德问题：游戏成瘾 489 

关键术语 490 

练习 490 

思考题 493 

第七部分 通信层 

第15章 网络 495 

15.1 连网 496 

网络的类型 497 

Internet连接 500 

包交换 502 

15.2 开放式系统与协议 504 

开放式系统 504 

网络协议 505 

TCP/IP 506 

高层协议 507 

MIME类型 508 

防火墙 509 

15.3 网络地址 510 

域名系统 511 

谁控制因特网 514 

15.4 云计算 515 

15.5 区块链 516 

小结 517 

道德问题：社交网络的影响 519 

关键术语 520 

练习 521 

思考题 523 

第16章 万维网 525 

16.1 Web简介 526 

搜索引擎 527 

即时消息 528 

博客 529 

cookie 530 

Web分析 530 

16.2 HTML和CSS 531 

基本的HTML元素 535 

标记的属性 536 

关于CSS的更多内容 537 

更多HTML5的元素 540 

16.3 交互式网页 541 

Java小程序 541 

Java服务器页 542 

16.4 XML 543 

16.5 社交网络演化 547 

小结 548 

道德问题：赌博与互联网 551 

关键术语 552 

练习 552 

思考题 555 

第17章 计算机安全 557 

17.1 各级安全 558 

信息安全 558 

17.2 阻止未授权访问 560 

密码 561 

验证码 563 

指纹分析 564 

17.3 恶意代码 565 

杀毒软件 566 

安全攻击 567 

17.4 密码学 569 

17.5 保护你的在线信息 572 

共同的责任 574 

安全与可移动设备 574 

维基解密 575 

小结 578 

道德问题：博客和新闻 580 

关键术语 581 

练习 582 

思考题 585 

网上资料 

术语表 

参考文献 

索引 

CONTENTS 

1 Laying the Groundwork . . . . . . . . . . . . .2 

Chapter 1The Big Picture 3 

1.1 Computing Systems 4 

Layers of a Computing System 4 

Abstraction 6 

1.2 The History of Computing 9 

A Brief History of Computing Hardware 9 

A Brief History of Computing Software 19 

Predictions 25 

1.3 Computing as a Tool and a.Discipline 26 

The Big Ideas of Computing 27 

Summary 28 

Ethical Issues: Digital Divide 30 

Key Terms 31 

Exercises 31 

Thought Questions 33 

2 The Information Layer . . . . . . . . . . . . .34 

Chapter 2Binary Values and Number Systems 35 

2.1 Numbers and Computing 36 

2.2 Positional Notation 36 

Binary, Octal, and Hexadecimal 38 

Arithmetic in Other Bases 41 

Power-of-2 Number Systems 42 

Converting from Base 10 to Other Bases 44 

Binary Values and Computers 45 

 Summary 48 

Ethical Issues: The FISA Court 49 

Key Terms 49 

Exercises 50 

Thought Questions 53 

Chapter 3 Data Representation 55 

3.1 Data and Computers 56 

Analog and Digital Data 57