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第一章　计算机系统组成及工作原理1

1.1　基本概念1

1.1.1　计算机系统的硬件组成1

1.1.2　计算机系统的层次结构3

1.1.3　计算机的主要性能指标3

1.2　运算方法基础与运算器4

1.2.1　数值数据在计算机中的表示4

1.2.2　非数值数据在计算机中的表示9

1.2.3　数据校验码11

1.2.4　基本的算术运算13

1.2.5　基本的逻辑运算15

1.2.6　运算器的基本组成16

1.3 指令系统及控制器18

1.3.1 指令格式和指令的寻址方式18

1.3.2　指令类型21

1.3.3　控制器的组成22

1.3.4 CPU的总体结构23

1.3.5　中断系统24

1.4　存储系统25

1.4.1　存储系统原理25

1.4.2　半导体随机存储器和只读存储器26

1.4.3　主存储器的组成与读写操作28

1.4.4　外存储器的工作原理31

1.5 输入／输出设备与输入／输出系统33

1.5.1 常见输入／输出设备及I/O接口33

1.5.2　程序查询方式35

1.5.3　程序中断方式35

1.5.4 DMA方式37

1.5.5　通道方式39

1.5.6　典型总线41

练习题42

参考文献42

第二章　数据结构与算法43

2.1　基本概念43

2.1.1　数据结构的基本概念43

2.1.2　算法及算法分析44

2.2 线性表45

2.2.1 线性表的定义及其基本操作45

2.2.2　线性表的顺序存储结构46

2.2.3　线性表的链式存储结构48

2.3　堆栈与队列55

2.3.1　堆栈的基本概念与操作55

2.3.2　堆栈的存储结构55

2.3.3 队列的基本概念与操作56

2.3.4　队列的存储结构57

2.4　特殊矩阵的压缩存储57

2.4.1　对称矩阵的压缩存储58

2.4.2　对角矩阵的压缩存储58

2.4.3　稀疏矩阵的三元组表存储58

2.5　树与二叉树59

2.5.1　树的基本概念60

2.5.2　二叉树的基本概念61

2.5.3　二叉树的存储结构62

2.5.4　二叉树的遍历64

2.5.5 二叉排序树66

2.6 图68

2.6.1 图的基本概念68

2.6.2　图的存储69

2.6.3 图的遍历71

2.6.4　最小生成树72

2.6.5　最短路径73

2.6.6　拓扑排序74

2.6.7　关键路径74

2.7 文件及其查找75

2.7.1　文件的基本概念75

2.7.2　顺序文件及其查找方法76

2.7.3　索引文件及其查找方法79

2.7.4 B－树和B＋树80

2.7.5　散列表的查找81

2.8 内排序84

2.8.1　排序的基本概念84

2.8.2　插入排序法85

2.8.3　选择排序法86

2.8.4　起泡排序法87

2.8.5 Shell排序法88

2.8.6　快速排序法89

2.8.7　堆排序法91

2.8.8　二路归并排序法92

练习题94

第三章　离散数学95

3.1　数理逻辑95

3.1.1　命题逻辑基本概念95

3.1.2　命题公式及其分类98

3.1.3　命题逻辑等值演算100

3.1.4　主析取范式与主合取范式102

3.1.5　命题逻辑的推理理论106

3.1.6　谓词逻辑基本概念110

3.1.7　谓词公式的解释与分类111

3.1.8　谓词逻辑的等值演算与前束范式113

3.1.9　谓词逻辑推理理论115

3.2 集合论118

3.2.1　集合的基本概念118

3.2.2　集合的基本运算119

3.2.3　包含排斥原理120

3.2.4　有序对、卡氏积和二元关系122

3.2.5　关系的运算及性质123

3.2.6　复合关系125

3.2.7　关系的闭包126

3.2.8　等价关系与偏序关系127

3.2.9 函数130

3.2.10 自然数和集合的基数132

3.3　代数结构135

3.3.1　代数运算及其性质135

3.3.2　代数系统的同态与同构137

3.3.3　商代数与积代数138

3.3.4 半群与群139

3.3.5　循环群与置换群141

3.3.6　群的陪集分解、不变子群和商群142

3.3.7　环和域144

3.3.8　格与布尔代数145

3.4 图论147

3.4.1　无向图与有向图147

3.4.2　通路、回路和图的连通性152

3.4.3　图的矩阵表示154

3.4.4　二部图156

3.4.5　欧拉图与哈密顿图157

3.4.6 平面图158

3.4.7　无向树及生成树160

3.4.8　根树及其应用161

练习题163

第四章　操作系统172

4.1　操作系统基本概念172

4.1.1　操作系统概念172

4.1.2　操作系统的历史173

4.1.3　操作系统的功能173

4.1.4　操作系统的类型174

4.1.5　研究操作系统的方法176

4.1.6　操作系统的硬件环境177

4.2　进程管理180

4.2.1　多道程序设计180

4.2.2　进程181

4.2.3　进程间的通信184

4.2.4　进程控制187

4.2.5　进程调度187

4.2.6　死锁189

4.3 作业管理191

4.3.1　操作系统与用户的接口191

4.3.2　作业管理概述192

4.3.3　批处理方式下的作业管理193

4.4　存储管理196

4.4.1　存储管理概述197

4.4.2　内存资源管理198

4.4.3　分区存储管理199

4.4.4　页式存储管理200

4.4.5　段式存储管理202

4.4.6　段页式存储管理204

4.4.7　虚拟存储管理206

4.4.8　虚拟存储管理的性能问题209

4.4.9　交换技术209

4.5 文件管理210

4.5.1　文件与文件系统210

4.5.2　文件结构和存取方式211

4.5.3　文件目录214

4.5.4　文件存储空间的管理217

4.5.5　文件存取控制218

4.5.6　文件的使用220

4.5.7　文件系统的安全221

4.6　设备管理221

4.6.1　设备管理概述221

4.6.2　通道技术223

4.6.3　缓冲技术224

4.6.4　设备分配225

4.6.5　设备处理227

4.6.6　磁盘调度227

4.7 UNIX操作系统的特点与使用228

4.7.1 UNIX操作系统概述228

4.7.2 UNIX的结构229

4.7.3 UNIX基本操作229

4.7.4 UNIX文件系统230

4.7.5 UNIX的基本命令230

4.7.6 UNIX系统Shell232

4.8 Linux系统的特点及使用235

4.8.1 Linux概述235

4.8.2 Linux结构235

4.8.3　基本命令236

4.8.4 Shell238

4.9 Windows操作系统的特点及使用240

4.9.1 Windows概述240

4.9.2 Windows操作系统进程管理241

4.9.3 Windows操作系统存储管理242

4.9.4 Windows操作系统文件系统243

4.9.5 Windows操作系统I/O设备管理244

练习题245

第五章　软件工程246

5.1 软件工程的基本概念246

5.1.1　软件与软件危机246

5.1.2　软件工程定义246

5.1.3　软件生存周期247

5.1.4　软件过程模型248

5.2　结构化分析与设计249

5.2.1 问题定义、可行性研究和软件计划249

5.2.2　软件需求分析250

5.2.3　软件体系结构设计258

5.2.4　概要设计和详细设计263

5.2.5　用户界面设计276

5.3 原型化开发方法281

5.3.1　原型化开发方法的基本原理281

5.3.2　原型化开发模型和开发过程282

5.4 面向对象分析与设计284

5.4.1　面向对象的基本概念284

5.4.2　面向对象分析285

5.4.3　统一建模语言（UML）289

5.4.4　软件复用291

5.5 软件测试294

5.5.1　软件测试的基本概念294

5.5.2　软件测试方法296

5.5.3　测试用例设计297

5.5.4　软件测试过程300

5.6　软件维护304

5.6.1　软件维护的基本概念304

5.6.2　软件维护活动和实施305

5.6.3　软件可维护性307

5.6.4　软件维护的副作用308

5.7　软件工程环境与工具309

5.7.1　软件工程环境309

5.7.2　软件开发工具310

5.8 软件质量保证与软件质量度量312

5.8.1　软件质量概念312

5.8.2　软件质量保证（SQA）314

5.8.3　软件质量度量与评价316

5.8.4　软件技术评审318

5.8.5　软件可靠性320

5.9　软件管理321

5.9.1　软件管理职能321

5.9.2　软件项目的组织与计划322

5.9.3　风险分析324

5.9.4　项目进度与跟踪326

5.9.5　软件配置管理327

5.9.6　软件过程成熟度模型（CMM）328

5.9.7　软件工程标准化与软件文档329

5.9.8　软件产权保护332

练习题333

参考文献334

第六章　数据库335

6.1 数据库的基本概念335

6.1.1　信息处理与数据库335

6.1.2　数据模型336

6.1.3　数据库系统结构341

6.1.4　数据库系统组成342

6.2　关系数据库343

6.2.1 关系模型的基本概念343

6.2.2　关系代数347

6.2.3　元组关系演算351

6.2.4　域关系演算353

6.2.5　查询优化355

6.3 关系数据库标准语言SQL359

6.3.1　SQL语言的特点359

6.3.2　SQL的系统结构360

6.3.3 SQL的数据定义361

6.3.4　SQL的数据操纵363

6.3.5 视图367

6.3.6　数据控制369

6.3.7　嵌入式SQL370

6.4 关系数据库设计理论373

6.4.1　关系模型的存储异常373

6.4.2　函数依赖374

6.4.3　函数依赖公理376

6.4.4　模式分解377

6.4.5　关系模式的规范化380

6.5　数据库保护384

6.5.1　数据库恢复384

6.5.2　并发控制388

6.5.3　完整性393

6.5.4　安全性396

6.6　数据库设计399

6.6.1　数据库设计概述399

6.6.2　需求分析402

6.6.3　概念设计403

6.6.4　逻辑设计407

6.6.5　物理设计409

6.6.6　数据库实施与维护410

6.7　数据库管理系统410

6.7.1　数据库管理系统的组成410

6.7.2　数据库系统的工作过程411

6.7.3　关系数据库管理系统412

6.8　数据库新技术418

6.8.1　数据库技术的发展418

6.8.2　分布式数据库419

6.8.3　并行数据库422

6.8.4　多媒体数据库423

6.8.5 面向对象数据库和对象—关系数据库425

6.8.6　数据仓库427

6.8.7　数据挖掘429

6.8.8 Web数据库430

练习题431

第七章　计算机体系结构433

7.1 体系结构的基本概念433

7.1.1　计算机系统的层次结构433

7.1.2　计算机体系结构的定义434

7.1.3　计算机体系结构的分类435

7.1.4　体系结构发展的影响因素437

7.1.5　体系结构的定量分析439

7.2　存储系统442

7.2.1　存储层次442

7.2.2 Cache工作原理443

7.2.3　虚存工作原理449

7.3 指令与时间并行性454

7.3.1　指令优化策略454

7.3.2　流水线技术456

7.3.3 RISC468

7.4　并行处理技术472

7.4.1　并行性概念472

7.4.2　超标量与超流水线技术474

7.4.3　向量处理机480

7.4.4　阵列处理机486

7.4.5　多处理机488

7.4.6　机群系统491

7.5 系统性能评价493

7.5.1　性能评价概念493

7.5.2　基准测试程序494

练习题495

参考文献496

第八章　计算机网络497

8.1 计算机网络与Internet497

8.1.1 网络发展498

8.1.2　网络协议500

8.1.3 网络软件501

8.1.4　网络硬件503

8.1.5　协议层次与参考模型509

8.2 应用层512

8.2.1　应用层概述512

8.2.2　万维网514

8.2.3　文件传送523

8.2.4　电子邮件526

8.2.5　域名系统530

8.2.6　网络安全534

8.2.7　网络多媒体技术536

8.3 传输层539

8.3.1　传输层概述539

8.3.2　无连接传输543

8.3.3　面向连接传输544

8.3.4 Socket编程554

8.4 网络层与路由564

8.4.1　网络层概述565

8.4.2　路由原理568

8.4.3　Internet协议575

8.4.4 Internet路由588

8.4.5　服务质量592

8.5　链路层与局域网595

8.5.1　数据链路层概述595

8.5.2　流量控制597

8.5.3　差错控制600

8.5.4 PPP：点—点协议603

8.5.5　多路访问协议与Ethernet606

8.5.6　数据链路层交换617

练习题623

参考文献624