计算机科学概论（第13版）

图书标准信息

• 作者 [美]J. 格伦·布鲁克希尔(J. Glenn Brookshear)丹尼斯
• 出版社 人民邮电出版社
• 出版时间 2022-09
• 版次 1
• ISBN 9787115582638
• 定价 89.00元
• 装帧 平装
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 447页
• 字数 762千字

【内容简介】

本书是计算机科学概论课程教材，全书对计算机科学做了百科全书式的精彩阐述，充分展现了计算机科学的历史背景、发展历程和新的技术趋势。本书首先介绍的是信息编码及计算机体系结构的基本原理，进而介绍操作系统和组网及因特网的相关内容，接着探讨算法、程序设计语言及软件工程，然后讨论数据抽象和数据库方面的问题，讲述图形学的主要应用以及人工智能，最后以计算理论的介绍结束全书。本书在内容编排上由具体到抽象逐步推进，很适合教学安排，每一个主题自然而然地引导出下一个主题。此外，书中还包含大量的图、表和示例，有助于读者对知识的了解与把握。
  第13版的全彩色打印策略允许我们制作许多更具描述性的图和图表，使用语法着色对阐明本书中的代码和伪代码段有更好的效果。
  本书非常适合作为高等院校计算机以及相关专业本科生教材，也可以供有意在计算机方面发展的非计算机专业读者作为入门参考。

【作者简介】

J. Glenn Brookshear 世界闻名的计算机科学教育家。他在1975年获得新墨西哥州立大学博士后，创办了Marquette大学的计算机科学学位项目，并在该校任教至今。他的主要研究方向是计算理论。除了本书之外，他还著有《Theory of Computationr: Formal Languages, Automata, and Complexity》。

【目录】

第0章 绪    论1

0.1  算法的作用2

0.2  计算的历史3

0.3  学习大纲7

0.4  计算机科学的首要主题8

0.4.1  算法8

0.4.2  抽象9

0.4.3  创新10

0.4.4  数据10

0.4.5  程序设计10

0.4.6  因特网11

0.4.7  影响11

社会问题12

课外阅读13

第 1章  数据存储14

1.1  位和位存储15

1.1.1  布尔运算15

1.1.2  门和触发器16

1.1.3  十六进制记数法19

1.2  主存储器20

1.2.1  存储器结构20

1.2.2  存储器容量的度量21

1.3  海量存储器22

1.3.1  磁系统22

1.3.2  光系统24

1.3.3  闪存驱动器25

1.4  用位模式表示信息26

1.4.1  文本的表示26

1.4.2  数值的表示27

1.4.3  图像的表示28

1.4.4  声音的表示29

*1.5  二进制系统31

1.5.1  二进制记数法31

1.5.2  二进制加法32

1.5.3  二进制中的分数33

*1.6  整数的存储34

1.6.1  二进制补码记数法35

1.6.2  二进制补码记数法中的加法36

1.6.3  溢出问题37

1.6.4  余码记数法37

*1.7  分数的存储39

1.7.1  浮点记数法39

1.7.2  截断误差40

*1.8  数据与程序设计43

1.8.1  Python入门43

1.8.2  你好，Python43

1.8.3  变量44

1.8.4  运算符和表达式45

1.8.5  货币转换46

1.8.6  调试47

*1.9  数据压缩48

1.9.1  通用的数据压缩技术48

1.9.2  图像压缩50

1.9.3  音频和视频压缩51

*1.10  通信差错52

1.10.1  奇偶校验位52

1.10.2  纠错码53

复习题55

社会问题58

课外阅读59

第 2章 数据操控60

2.1  计算机体系结构61

2.1.1  CPU基础知识61

2.1.2  存储程序概念62

2.2  机器语言63

2.2.1  指令系统63

2.2.2  数据传输类64

2.2.3  算术/逻辑类64

2.2.4  控制类64

2.2.5  Vole：一种演示用的机器语言65

2.3  程序执行68

2.3.1  程序执行的一个例子69

2.3.2  程序与数据71

*2.4  算术/逻辑指令73

2.4.1  逻辑运算73

2.4.2  循环移位运算及移位运算74

2.4.3  算术运算75

*2.5  与其他设备通信76

2.5.1  控制器的作用76

2.5.2  直接存储器存取77

2.5.3  握手78

2.5.4  流行的通信媒介78

2.5.5  通信速率79

*2.6  数据操控编程80

2.6.1  逻辑运算和移位运算80

2.6.2  控制结构81

2.6.3  函数82

2.6.4  输入和输出83

2.6.5  马拉松训练助手85

*2.7  其他体系结构87

2.7.1  流水线87

2.7.2  多处理器机器87

复习题88

社会问题93

课外阅读94

第3章 操作系统95

3.1  操作系统的历史96

3.2  操作系统的体系结构99

3.2.1  软件概述99

3.2.2  操作系统组件100

3.2.3  系统启动102

3.3  协调机器的活动104

3.3.1  进程的概念104

3.3.2  进程管理104

*3.4  处理进程间的竞争106

3.4.1  信号量106

3.4.2  死锁108

3.5  安全性110

3.5.1  来自外部的攻击110

3.5.2  来自内部的攻击111

复习题113

社会问题115

课外阅读116

第4章 组网及因特网117

4.1  网络基础118

4.1.1  网络分类118

4.1.2  协议119

4.1.3  组合网络121

4.1.4  进程间通信的方法122

4.1.5  分布式系统124

4.2  因特网124

4.2.1  因特网体系结构125

4.2.2  因特网编址127

4.2.3  因特网应用129

4.3  万维网132

4.3.1  万维网实现133

4.3.2  HTML134

4.3.3  XML136

4.3.4  客户端活动和服务器端活动137

*4.4  因特网协议138

4.4.1  因特网软件的分层方法138

4.4.2  TCP/IP协议簇141

*4.5  简单的客户机服务器143

4.6  网络安全146

4.6.1  攻击的形式146

4.6.2  防护和对策148

4.6.3  密码学149

4.6.4  网络安全的法律途径151

复习题153

社会问题155

课外阅读156

第5章 算法158

5.1  算法的概念159

5.1.1  非正式的回顾159

5.1.2  算法的正式定义159

5.1.3  算法的抽象本质160

5.2  算法的表示161

5.2.1  原语161

5.2.2  伪代码163

5.3  算法的发现167

5.3.1  问题求解的艺术167

5.3.2  迈出第 一步169

5.4  迭代结构172

5.4.1  顺序搜索算法172

5.4.2  循环控制173

5.4.3  插入排序算法177

5.5  递归结构180

5.5.1  二分搜索算法181

5.5.2  递归控制185

5.6  效率和正确性187

5.6.1  算法效率187

5.6.2  软件验证190

复习题194

社会问题198

课外阅读199

第6章 程序设计语言200

6.1  历史回顾201

6.1.1  早期程序设计语言201

6.1.2  机器无关和超越机器无关203

6.1.3  程序设计范型204

6.2  传统的程序设计概念208

6.2.1  变量和数据类型209

6.2.2  数据结构210

6.2.3  常量和字面量211

6.2.4  赋值语句212

6.2.5  控制语句213

6.2.6  注释216

6.3  过程单元218

6.3.1  函数218

6.3.2  参数219

6.3.3  有返回值的函数222

6.4  语言实现224

6.4.1  翻译过程224

6.4.2  软件开发包230

6.5  面向对象程序设计231

6.5.1  类和对象231

6.5.2  构造器233

6.5.3  附加特性234

*6.6  程序设计并发活动236

*6.7  说明性程序设计238

6.7.1  逻辑推演238

6.7.2  Prolog240

复习题242

社会问题245

课外阅读246

第7章 软件工程247

7.1　软件工程学科248

7.2　软件生命周期250

7.2.1　周期是个整体250

7.2.2　传统的开发阶段251

7.3　软件工程方法学253

7.4　模块化254

7.4.1　模块化实现255

7.4.2　耦合257

7.4.3　内聚258

7.4.4　信息隐藏258

7.4.5　组件259

7.5　行业工具260

7.5.1　较老的工具261

7.5.2　统一建模语言261

7.5.3　设计模式265

7.6　质量保证266

7.6.1　质量保证的范围266

7.6.2　软件测试267

7.7　文档268

7.8　人机界面269

7.9　软件所有权和责任271

复习题273

社会问题275

课外阅读256

第8章 数据抽象277

8.1  基本数据结构278

8.1.1　数组和聚合278

8.1.2　列表、栈和队列278

8.1.3　树280

8.2　相关概念281

8.2.1　再谈抽象281

8.2.2　静态结构与动态结构282

8.2.3　指针282

8.3　数据结构的实现283

8.3.1  存储数组283

8.3.2  存储聚合285

8.3.3　存储列表286

8.3.4　存储栈和队列289

8.3.5　存储二叉树291

8.3.6　操控数据结构293

8.4　一个简短的案例研究294

8.5　定制的数据类型298

8.5.1　用户定义的数据类型298

8.5.2　抽象数据类型299

8.6　类和对象301

*8.7　机器语言中的指针302

复习题304

社会问题308

课外阅读309

第9章 数据库系统310

9.1　数据库基础311

9.1.1　数据库系统的重要性311

9.1.2　模式的作用313

9.1.3　数据库管理系统313

9.1.4　数据库模型314

9.2　关系模型315

9.2.1　关系设计中的问题315

9.2.2　关系运算318

9.2.3　SQL321

*9.3　面向对象数据库323

*9.4　维护数据库的完整性325

9.4.1　提交/回滚协议326

9.4.2　锁定326

*9.5　传统的文件结构328

9.5.1　顺序文件328

9.5.2　索引文件330

9.5.3　散列文件331

9.6　数据挖掘334

9.7　数据库技术的社会影响335

复习题337

社会问题340

课外阅读341

第 10章 计算机图形学342

10.1　计算机图形学的范围343

10.2　3D图形学概述344

10.3　建模346

10.3.1　单个物体的建模346

10.3.2　整个场景的建模350

10.4　渲染351

10.4.1　光－表面相互作用351

10.4.2　裁剪、扫描转换和隐藏面消除353

10.4.3　着色356

10.4.4　渲染－流水线硬件357

*10.5　处理全局光照359

10.5.1　光线跟踪359

10.5.2　辐射度360

10.6　动画361

10.6.1　动画基础361

10.6.2　运动学和动力学362

10.6.3　动画制作过程363

复习题364

社会问题366

课外阅读366

第 11章 人工智能368

11.1  智能与机器368

11.1.1  智能体368

11.1.2  研究方法369

11.1.3  图灵测试370

11.2  感知371

11.2.1  理解图像371

11.2.2  语言处理373

11.3  推理376

11.3.1  产生式系统376

11.3.2  搜索树378

11.3.3  启发式379

11.4  其他研究领域384

11.4.1  知识的表达和处理384

11.4.2  学习386

11.4.3  遗传算法387

11.5  人工神经网络388

11.5.1  基本特性388

11.5.2  训练人工神经网络390

11.6  机器人学392

11.7  后果的思考395

复习题396

社会问题399

课外阅读401

第 12章 计算理论402

12.1  函数及其计算403

12.2  图灵机404

12.2.1  图灵机的原理405

12.2.2  丘奇-图灵论题407

12.3  通用程序设计语言407

12.3.1  Bare Bones语言408

12.3.2  用Bare Bones语言编程409

12.3.3  Bare Bones的通用性410

12.4  一个不可计算的函数411

12.4.1  停机问题411

12.4.2  停机问题的不可解性413

12.5  问题的复杂性415

12.5.1  问题复杂性的度量416

12.5.2  多项式问题与非多项式问题419

12.5.3  NP问题420

*12.6  公钥密码学423

12.6.1  模表示法424

12.6.2  RSA公钥密码学424

复习题426

社会问题429

课外阅读429

附录A ASCII码431

附录B  用于处理二进制补码表示的电路432

附录C  Vole：一种简单的机器语言434

附录D  高级程序设计语言436

附录E  迭代结构与递归结构的等价性438

索引 440