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第1章 计算机发展简史 1

1.1 第一台电子数字计算机的诞生 1

1.1.1 早期的计算工具 1

1.1.2 机械计算机 2

1.1.3 机电计算机 5

1.1.4 电子计算机 7

1.2 计算机的发展 9

1.2.1 第一代计算机 9

1.2.2 第二代计算机 10

1.2.3 第三代计算机 11

1.2.4 第四代计算机 12

1.2.5 第五代计算机 14

1.2.6 计算机的发展趋势 15

1.2.7 计算机的分类 16

1.2.8 计算机的特点 18

1.2.9 计算机的应用领域 19

1.3 中国计算机发展简史 20

1.4 著名的计算机公司 23

1.4.1 Intel公司 23

1.4.2 IBM公司 26

1.4.3 微软公司 28

1.4.4 联想集团 30

1.5 著名的计算机科学家 30

1.5.1 图灵 31

1.5.2 冯·诺依曼 32

1.5.3 吴文俊 34

1.5.4 王选 35

1.5.5 金怡濂 36

1.6 计算机学术组织 37

1.6.1 美国电气和电子工程师学会计算机协会 37

1.6.2 美国计算机学会 38

1.6.3 中国计算机学会 39

1.7 计算机奖项 40

1.7.1 图灵奖 40

1.7.2 计算机先驱奖 44

1.8 小结 49

习题 49

思考题 50

课外阅读建议 50

第2章 计算机专业知识体系 51

2.1 计算机专业学生应具备的素质和能力 51

2.2 计算机专业知识体系 54

2.3 计算机专业实践教学体系 59

2.4 小结 60

习题 60

思考题 61

第3章 计算机基础知识 62

3.1 计算机的基本组成及工作原理 62

3.1.1 计算机的基本组成 62

3.1.2 计算机的工作原理 63

3.2 计算机硬件子系统 63

3.2.1 中央处理器 63

3.2.2 内存储器 64

3.2.3 外存储器 66

3.2.4 输入设备 70

3.2.5 输出设备 71

3.2.6 主板 73

3.2.7 总线 75

3.3 计算机软件子系统 76

3.3.1 系统软件 77

3.3.2 应用软件 78

3.4 数据表示 79

3.4.1 计算机中的数制 79

3.4.2 数值型数据的表示 81

3.4.3 字符型数据的编码表示 83

3.4.4 汉字的编码表示 85

3.5 数据存储 87

3.5.1 文件命名 87

3.5.2 按层次组织文件 88

3.6 多媒体技术基础 89

3.6.1 多媒体概述 89

3.6.2 多媒体领域的关键技术 92

3.6.3 多媒体技术的应用 94

3.7 小结 95

习题 95

思考题 96

第4章 操作系统与网络知识 97

4.1 操作系统的形成与发展 97

4.1.1 操作系统概念 97

4.1.2 操作系统的形成 98

4.1.3 操作系统的发展 101

4.1.4 操作系统的特征 103

4.2 操作系统的功能 104

4.2.1 处理器管理功能 104

4.2.2 存储器管理功能 106

4.2.3 设备管理功能 106

4.2.4 文件管理功能 107

4.2.5 网络与通信管理功能 108

4.2.6 用户接口 108

4.3 操作系统实例 109

4.3.1 CP/M操作系统 109

4.3.2 DOS操作系统 110

4.3.3 Windows操作系统 110

4.3.4 UNIX操作系统 111

4.3.5 Linux操作系统 111

4.3.6 VxWorks操作系统 111

4.4 计算机网络概述 112

4.4.1 计算机网络的发展历程 112

4.4.2 计算机网络的定义 113

4.4.3 计算机网络的分类 114

4.4.4 计算机网络的拓扑结构 114

4.4.5 计算机网络的功能和应用 116

4.4.6 计算机网络的传输介质 117

4.4.7 网络计算模式 118

4.5 计算机网络体系结构 119

4.5.1 开放系统互连参考模型 120

4.5.2 TCP/IP参考模型 121

4.5.3 常用的网络连接设备 122

4.6 互联网技术 123

4.6.1 互联网的发展 123

4.6.2 IP地址和域名 125

4.6.3 互联网接入方式 127

4.6.4 互联网服务 128

4.6.5 物联网 131

4.7 小结 132

习题 132

思考题 133

第5章 程序设计知识 134

5.1 程序设计语言 134

5.1.1 机器语言 135

5.1.2 汇编语言 135

5.1.3 高级语言 136

5.1.4 结构化程序设计语言 137

5.1.5 面向对象程序设计语言 139

5.1.6 可视化程序设计语言 140

5.1.7 人工智能程序设计语言 140

5.2 C语言程序设计 141

5.2.1 C语言的基本要素 141

5.2.2 C语言的数据类型 143

5.2.3 C语言的运算符及表达式 143

5.2.4 C语言语句 144

5.2.5 C语言程序的三种基本结构 145

5.2.6 程序设计风格 147

5.2.7 算法设计与分析 148

5.3 数据结构 151

5.3.1 概念和术语 151

5.3.2 线性结构 152

5.3.3 树形结构 154

5.3.4 图状结构 157

5.4 编译原理 159

5.4.1 编译程序概述 159

5.4.2 词法分析 159

5.4.3 语法分析 160

5.4.4 中间代码生成 161

5.4.5 中间代码优化 161

5.4.6 目标代码生成 162

5.4.7 编译程序的开发 162

5.5 小结 162

习题 163

思考题 163

第6章 软件开发知识 164

6.1 数据库原理及应用 164

6.1.1 关系数据库 164

6.1.2 关系数据库语言 165

6.1.3 常用关系数据库管理系统 166

6.1.4 数据库应用系统开发工具 167

6.1.5 数据库设计 167

6.1.6 数据库的发展 169

6.2 软件工程 174

6.2.1 软件开发的复杂性 174

6.2.2 软件工程的基本原则 175

6.2.3 软件开发方法 176

6.2.4 系统分析 178

6.2.5 系统设计 180

6.2.6 系统实施 182

6.2.7 系统运行与维护 184

6.2.8 软件工具 185

6.3 小结 185

习题 186

思考题 186

第7章 计算机系统安全知识 187

7.1 计算机系统安全威胁 187

7.2 计算机系统安全概念 188

7.3 反病毒技术 189

7.3.1 计算机病毒的发展 189

7.3.2 计算机病毒的特征 191

7.3.3 计算机病毒的危害 191

7.3.4 计算机病毒的防治 192

7.4 反黑客技术 193

7.4.1 黑客概念 193

7.4.2 黑客攻击方式 193

7.4.3 黑客的防范 194

7.5 防火墙技术 195

7.5.1 防火墙概念 195

7.5.2 防火墙的功能 195

7.5.3 防火墙的结构 196

7.6 入侵检测技术 198

7.6.1 入侵检测系统的功能 198

7.6.2 入侵检测系统的分类 198

7.6.3 入侵检测技术 199

7.7 数据加密技术 199

7.7.1 数据加密概述 199

7.7.2 古典加密方法 200

7.7.3 现代加密方法 202

7.8 安全认证技术 203

7.8.1 消息认证 203

7.8.2 数字签名 204

7.8.3 PKI 205

7.9 计算机系统安全法律规章与职业道德 205

7.10 小结 207

习题 208

思考题 208

第8章 计算机领域的典型问题 209

8.1 图论问题 209

8.1.1 哥尼斯堡七桥问题 209

8.1.2 哈密顿回路问题 210

8.1.3 中国邮路问题 211

8.2 算法复杂性问题 211

8.2.1 汉诺塔问题 212

8.2.2 旅行商问题 213

8.2.3 NP完全问题 214

8.3 计算机智能问题 215

8.3.1 图灵测试 215

8.3.2 西尔勒中文小屋 216

8.3.3 博弈问题 218

8.4 并发控制问题 219

8.4.1 生产者-消费者问题 219

8.4.2 哲学家共餐问题 220

8.5 小结 221

习题 221

思考题 221

第9章 计算机学科方法论 222

9.1 计算机学科方法论简介 222

9.1.1 计算机学科的发展 222

9.1.2 计算机专业教学背景 223

9.2 计算机学科的定义 224

9.2.1 计算的本质 224

9.2.2 计算机学科的根本问题 225

9.3 计算机学科方法论 225

9.3.1 计算机学科方法论的定义 225

9.3.2 计算机学科方法论的主要内容 226

9.3.3 计算机学科方法论研究的意义 226

9.4 计算机学科的三个过程 227

9.5 计算机学科中的核心概念 228

9.6 计算机学科中的数学方法 231

9.6.1 数学的基本特征 231

9.6.2 数学方法的作用 232

9.6.3 数学中的证明方法 232

9.6.4 递归方法与迭代方法 234

9.6.5 公理化方法 235

9.6.6 形式化方法 235

9.7 计算机学科中的系统科学方法 236

9.7.1 系统科学的基本思想 236

9.7.2 系统科学的基本概念 236

9.7.3 系统科学方法遵循的一般原则 238

9.8 小结 238

习题 239

思考题 239

课外阅读建议 239

词汇表 241

参考文献 248