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第1章 绪论1

1.1计算机学科发展历程与趋势1

1.2计算机学科知识体系3

1.2.1计算机学科的基本学科能力要求3

1.2.2不同专业方向的问题空间与知识取向4

1.3计算机学科的重要理论和计算模型6

1.3.1图灵模型6

1.3.2可计算性理论7

1.3.3停机问题7

1.3.4计算复杂性8

1.3.5冯·诺依曼计算机模型8

1.3.6虚拟机8

1.4计算机导论课程的内容组织9

本章小结10

习题10

第2章 计算机文化13

2.1计算机发展史13

2.1.1早期的计算工具13

2.1.2电子计算机的诞生16

2.1.3计算机的发展阶段18

2.1.4计算机的发展趋势19

2.2计算机的定义20

2.2.1计算机的概念20

2.2.2计算机的分类20

2.2.3计算机的特点21

2.2.4计算机的应用领域21

2.3中国计算机的发展22

2.4著名的计算机公司与学术组织23

2.4.1计算机公司23

2.4.2计算机学术组织24

2.5知名计算机专业学院与计算机领域杰出人物25

2.5.1知名计算机专业学院25

2.5.2计算机领域杰出人物27

2.6计算机领域重要奖项、竞赛和期刊28

2.6.1计算机领域重要奖项28

2.6.2计算机领域重要竞赛28

2.6.3计算机领域著名学术期刊29

本章小结30

习题30

第3章 计算机数据33

3.1数据表示33

3.1.1数据表示的由来33

3.1.2数字系统33

3.2数据存储36

3.2.1数值型数据的存储36

3.2.2文本的存储38

3.2.3音频的存储40

3.2.4图像的存储41

3.2.5视频的存储42

3.3数据运算42

3.3.1逻辑运算42

3.3.2移位运算43

3.3.3算术运算43

本章小结45

习题45

第4章 计算机系统48

4.1计算机硬件系统49

4.1.1机箱与电源50

4.1.2主板50

4.1.3中央处理单元52

4.1.4主存储器52

4.1.5输入设备53

4.1.6输出和存储设备53

4.2计算机软件系统55

4.2.1计算机系统的层次结构55

4.2.2系统软件56

4.2.3应用软件57

4.3计算机体系结构57

4.3.1 CISC结构58

4.3.2 RISC结构58

4.3.3流水线结构58

4.3.4并行结构58

本章小结61

习题61

第5章 计算机网络65

5.1计算机网络的定义与分类65

5.1.1计算机网络的定义65

5.1.2计算机网络的分类66

5.2计算机网络的组成与结构67

5.2.1早期的网络体系结构67

5.2.2现代计算机网络结构68

5.3典型的计算机网络69

5.3.1 ARPANET（阿帕网）69

5.3.2 internet（互联网）70

5.3.3 Internet（因特网）71

5.4计算机网络参考模型71

5.4.1开放系统互联参考模型71

5.4.2 TCP/IP参考模型72

5.5计算机网络硬件73

5.6 IP地址及其子网划分74

5.6.1 IP地址、子网掩码75

5.6.2 IP地址子网划分和CIDR协议76

5.6.3 IPv6协议76

5.7网络组建实例77

本章小结78

习题78

第6章 计算机程序设计语言81

6.1程序设计与程序设计语言81

6.2计算机程序设计语言的历史85

6.3程序设计语言的分类86

6.3.1按语言级别分类86

6.3.2按年代特征进行分类87

6.4常见的计算机语言介绍88

6.4.1 C语言89

6.4.2 C++语言92

6.4.3 Java语言96

6.4.4 C#语言99

6.4.5 Python语言101

本章小结102

习题102

第7章 计算机操作系统105

7.1计算机系统概述105

7.2操作系统概述106

7.2.1操作系统的概念、地位和作用106

7.2.2操作系统的发展107

7.2.3操作系统的结构及类型108

7.2.4操作系统的功能和基本特征109

7.3操作系统的一些基本概念110

7.3.1中断110

7.3.2用户态和核心态111

7.3.3多道程序设计技术111

7.3.4分时技术112

7.4操作系统的管理与控制112

7.4.1进程与线程112

7.4.2进程的同步与互斥113

7.4.3死锁与饥饿114

7.4.4进程调度115

7.4.5存储管理117

7.4.6输入输出管理118

7.4.7文件系统119

本章小结120

习题121

第8章 软件工程123

8.1软件工程的产生123

8.1.1软件危机123

8.1.2软件工程124

8.1.3软件工程的目标124

8.1.4软件工程的内容125

8.2软件生存周期和过程模型126

8.2.1软件生存周期126

8.2.2软件过程模型127

8.2.3过程模型新发展130

8.3软件开发方法132

8.3.1结构化方法133

8.3.2面向对象方法134

8.3.3基于构件的方法136

8.3.4软件开发新方法138

8.4软件开发工具138

8.4.1建模与软件开发138

8.4.2结构化建模工具139

8.4.3面向对象建模工具142

8.4.4工具与环境144

8.5软件工程管理与软件工程的发展趋势145

8.5.1软件工程管理145

8.5.2软件工程的发展方向146

本章小结146

习题146

第9章 算法与数据结构149

9.1概述149

9.2算法基础151

9.2.1算法的定义和特征151

9.2.2算法的表达152

9.2.3算法的分析154

9.2.4常用的算法设计方法157

9.3数据结构基础162

9.3.1什么是数据结构162

9.3.2数据的逻辑结构和物理结构162

9.3.3抽象数据类型和数据结构164

本章小结166

习题167

第10章 数据库系统170

10.1数据库技术概述170

10.1.1数据管理技术的发展170

10.1.2有关数据库的基本概念172

10.1.3数据库系统三级模式结构175

10.2数据模型177

10.2.1概念模型177

10.2.2结构数据模型179

10.3关系型数据库180

10.3.1关系运算181

10.3.2数据库查询语言SQL183

10.3.3 SQL应用举例184

10.4数据库的设计186

10.4.1数据库设计的步骤186

10.4.2关系数据库设计的规范化186

10.5数据库技术的新发展189

10.5.1面向对象数据库管理系统190

10.5.2 Web数据库190

10.5.3移动数据库管理系统191

10.5.4空间数据库191

10.5.5多媒体数据库191

本章小结192

习题192

第11章 嵌入式系统195

11.1嵌入式系统的定义及特点195

11.1.1嵌入式系统的发展195

11.1.2嵌入式系统的定义与特点196

11.2嵌入式系统的组成196

11.2.1嵌入式处理器197

11.2.2嵌入式外围设备198

11.2.3嵌入式系统软件199

11.2.4嵌入式应用软件199

11.3典型的嵌入式微处理器200

11.3.1 ARM200

11.3.2 MIPS202

11.3.3 PowerPC203

11.3.4 X86203

11.4典型的嵌入式操作系统204

11.4.1嵌入式操作系统的发展204

11.4.2嵌入式操作系统的特点204

11.4.3典型的嵌入式操作系统205

11.5嵌入式系统的启动流程208

11.6嵌入式系统的开发流程209

11.6.1嵌入式系统的一般开发流程209

11.6.2嵌入式Linux的开发流程210

11.7嵌入式软件的交叉编译环境211

11.7.1交叉编译211

11.7.2“宿主机/目标机”开发模式212

本章小结213

习题213

第12章 入工智能216

12.1人工智能的起源与发展216

12.1.1人工智能的起源216

12.1.2人工智能的发展217

12.2图灵测试218

12.3人工智能的分类220

12.3.1强人工智能220

12.3.2弱人工智能220

12.4人工智能研究学派与代表人物220

12.4.1人工智能研究学派220

12.4.2人工智能研究的代表人物222

12.5机器人定律223

12.6人工智能的研究目标与内容225

12.6.1人工智能的研究目标225

12.6.2人工智能的研究内容225

12.7人工智能的应用228

12.7.1自动定理证明228

12.7.2专家系统228

12.7.3智能机器人229

12.7.4难题求解229

12.7.5自动翻译229

12.7.6智能控制229

12.7.7智能管理229

12.7.8智能决策230

本章小结230

习题230

第13章 信息安全233

13.1信息安全概述233

13.1.1信息安全概念233

13.1.2信息安全现状234

13.1.3信息安全威胁234

13.2数据加密与认证技术235

13.2.1密码学基本概念235

13.2.2数据加密算法236

13.2.3安全认证238

13.3防火墙240

13.3.1防火墙概述240

13.3.2防火墙关键技术242

13.3.3防火墙的选择242

13.4入侵检测243

13.4.1入侵检测概述243

13.4.2入侵检测技术245

13.4.3入侵检测发展246

13.5计算机病毒246

13.5.1计算机病毒概述246

13.5.2常见病毒247

13.5.3反病毒技术250

13.6 VPN及其安全251

13.6.1 VPN概述251

13.6.2 VPN关键技术252

13.6.3 VPN的应用领域253

本章小结253

习题254

第14章 计算机职业和道德规范256

14.1计算机科学与技术专业的职业选择256

14.1.1计算机产业256

14.1.2计算机职业256

14.1.3计算机职业素质要求258

14.1.4计算机职业健康258

14.1.5计算机科学与技术专业职业规划259

14.2计算机职业道德规范260

14.2.1计算机职业道德260

14.2.2知识产权260

14.2.3隐私和公民自由261

14.2.4计算机犯罪261

14.2.5相关法律规范261

本章小结262

习题262