計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論

第一部分  計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)
第1章  緒論
  1.1  計(jì)算機(jī)作為黑盒
    1.1.1  數(shù)據(jù)處理器
    1.1.2  可編程數(shù)據(jù)處理器
  1.2  馮·諾伊曼模型
    1.2.1  4個(gè)子系統(tǒng)
    1.2.2  存儲(chǔ)的程序概念
    1.2.3  指令的順序執(zhí)行
  1.3  計(jì)算機(jī)硬件
  1.4  數(shù)據(jù)
    1.4.1  存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
    1.4.2  組織數(shù)據(jù)
  1.5  計(jì)算機(jī)軟件
    1.5.1  必須存儲(chǔ)程序
    1.5.2  指令的序列
    1.5.3  算法
    1.5.4  語(yǔ)言
    1.5.5  軟件工程
    1.5.6  操作系統(tǒng)
  1.6  歷史
    1.6.1  機(jī)械計(jì)算機(jī)器(1930年以前)
    1.6.2  電子計(jì)算機(jī)的誕生(1930-1950)
    1.6.3  計(jì)算機(jī)的誕生(1950一現(xiàn)在)
  1.7  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  1.8  小結(jié)
  1.9  練習(xí)
第2章  數(shù)據(jù)的表示
  2.1  數(shù)據(jù)的類型
  2.2  計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)
    2.2.1  位
    2.2.2  位模式
    2.2.3  字節(jié)
  2.3  表示數(shù)據(jù)
    2.3.1  文本
    2.3.2  數(shù)
    2.3.3  圖像
    2.3.4  音頻
    2.3.5  視頻
  2.4  十六進(jìn)制表示法
  2.5  八進(jìn)制表示法
  2.6  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  2.7  小結(jié)
  2.8  練習(xí)
第3章  數(shù)的表示
  3.1  十進(jìn)制和二進(jìn)制
    3.1.1  十進(jìn)制系統(tǒng)
    3.1.2  二進(jìn)制系統(tǒng)
  3.2  轉(zhuǎn)換
    3.2.1  二進(jìn)制數(shù)向十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換
    3.2.2  十進(jìn)制數(shù)向二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換
  3.3  整數(shù)的表示法
    3.3.1  無(wú)符號(hào)整數(shù)格式
    3.3.2  符號(hào)加絕對(duì)值格式
    3.3.3  二進(jìn)制反碼格式
    3.3, 4  二進(jìn)制補(bǔ)碼格式
    3.3.5  整數(shù)表示法小結(jié)
  3.4  EXCESS系統(tǒng)
  3.5  浮點(diǎn)表示法
    3.5.1  轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制
    3.5.2  規(guī)范化
    3.5.3  符號(hào).冪和尾數(shù)
    3.5.4  IEEE標(biāo)準(zhǔn)
  3.6  十六進(jìn)制表示法
  3.7  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  3.8  小結(jié)
  3.9  練習(xí)
第4章  位運(yùn)算
  4.1  算術(shù)運(yùn)算
    4.1.1  整數(shù)的算術(shù)運(yùn)算
    4.1.2  浮點(diǎn)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算
  4.2  邏輯運(yùn)算
    4.2.1  真值表
    4.2.2  一元運(yùn)算符
    4.2.3  二元運(yùn)算符
    4.2.4  應(yīng)用
  4.3  移位運(yùn)算
  4.4  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  4.5  小結(jié)
  4.6  練習(xí)
第二部分  計(jì)算機(jī)硬件
第5章  計(jì)算機(jī)組成
  5.1  中央處理單元
    5.1.1  算術(shù)邏輯單元
    5.1.2  寄存器
    5.1.3  控制單元
  5.2  主存儲(chǔ)器
    5.2.1  地址空間
    5.2.2  存儲(chǔ)器的種類
    5.2.3  存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)
    5.2.4  高速緩沖存儲(chǔ)器
  5.3  輸入/輸出
    5.3.1  非存儲(chǔ)設(shè)備
    5.3.2  存儲(chǔ)設(shè)備
  5.4  子系統(tǒng)的內(nèi)部連接
    5.4.1  CPU和主存的連接
    5.4.2  I/O設(shè)備的連接
    5.4.3  輸入/輸出設(shè)備的尋址
  5.5  程序執(zhí)行
    5.5.1  機(jī)器周期
    5.5.2  機(jī)器周期的例子
    5.5.3  輸入/輸出操作
  5.6  兩種不同的體系結(jié)構(gòu)
    5.6.1  CISC
    5.6.2  RISC
  5.7  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  5.8  小結(jié)
  5.9  練習(xí)
第6章  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
  6.1  網(wǎng)絡(luò), 大和小
  6.2  OSI模型
    6.2.1  7層結(jié)構(gòu)
    6.2.2  層的功能
  6.3  網(wǎng)絡(luò)分類
    6.3.1  局域網(wǎng)(LAN)
    6.3.2  城域網(wǎng)(MAN)
    6.3.3  廣域網(wǎng)(WAN)
  6.4  連接設(shè)備
    6.4.1  中繼器
    6.4.2  網(wǎng)橋
    6.4.3  路由器
    6.4.4  網(wǎng)關(guān)
    6.4.5  OSI模型和連接設(shè)備
  6.5  互聯(lián)網(wǎng)和TCP/IP
    6.5.1  物理層和數(shù)據(jù)鏈路層
    6.5.2  網(wǎng)絡(luò)層
    6.5.3  傳輸層
    6.5.4  應(yīng)用層
  6.6  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  6.7  小結(jié)
  6.8  練習(xí)
第三部分  計(jì)算機(jī)軟件
第7章  操作系統(tǒng)
  7.1  定義
  7.2  演化
    7.2.1  批處理系統(tǒng)
    7.2.2  分時(shí)系統(tǒng)
    7.2.3  個(gè)人系統(tǒng)
    7.2.4  并行系統(tǒng)
    7.2.5  分布式系統(tǒng)
  7.3  組成部分
    7.3.1  內(nèi)存管理器
    7.3.2  進(jìn)程管理器
    7.3.3  設(shè)備管理器
    7.3.4  文件管理器
    7.3.5  用戶界面
  7.4  主流操作系統(tǒng)
    7.4.1  Windows 2000
    7.4.2  UNIX
    7.4.3  Linux
  7.5  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  7.6  小結(jié)
  7.7  練習(xí)
第8章  算法
  8.1  概念
    8.1.1  非正式定義
    8.1.2  示例
    8.1.3  定義動(dòng)作
    8.1.4  精化
    8.1.5  泛化
  8.2  三種結(jié)構(gòu)
    8.2.1  順序
    8.2.2  判斷
    8.2.3  循環(huán)
  8.3  算法的表示
    8.3.1  流程圖
    8.3.2  偽代碼
  8.4  更正式的定義
    8.4.1  有序集合
    8.4.2  明確步驟
    8.4.3  產(chǎn)生結(jié)果
    8.4.4  在有限的時(shí)間內(nèi)終止
  8.5  子算法
  8.6  基本算法
    8.6.1  求和
    8.6.2  乘積
    8.6.3  最大和最小
    8.6.4  排序
    8.6.5  查找
  8.7  遞歸
    8.7.1  迭代的定義
    8.7.2  遞歸的定義
  8.8  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  8.9  小結(jié)
  8.10  練習(xí)
第9章  程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言
  9.1  演化
    9.1.1  機(jī)器語(yǔ)言
    9.1.2  符號(hào)語(yǔ)言
    9.1.3  高級(jí)語(yǔ)言
    9.1.4  自然語(yǔ)言
  9.2  構(gòu)建程序
    9.2.1  編寫(xiě)和編輯程序
    9.2.2  編譯程序
    9.2.3  鏈接程序
  9.3  程序的執(zhí)行
  9.4  語(yǔ)言的分類
    9.4.1  過(guò)程化(強(qiáng)制性)語(yǔ)言
    9.4.2  面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言
    9.4.3  函數(shù)型語(yǔ)言
    9.4.4  說(shuō)明性(邏輯)語(yǔ)言
    9.4.5  專用語(yǔ)言
  9.5  過(guò)程化語(yǔ)言：C
    9.5.1  標(biāo)識(shí)符
    9.5.2  數(shù)據(jù)類型
    9.5.3  變量
    9.5.4  常量
    9.5.5  輸入和輸出
    9.5.6  表達(dá)式
    9.5.7  語(yǔ)句
    9.5.8  函數(shù)
    9.5.9  選擇
    9.5.10  循環(huán)
    9.5.11  派生數(shù)據(jù)類型
    9.5.12  遞歸
  9.6  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  9.7  小結(jié)
  9.8  練習(xí)
第10章  軟件工程
  10.1  軟件生命周期
    10.1.1  分析階段
    10.1.2  設(shè)計(jì)階段
    10.1.3  實(shí)現(xiàn)階段
    10.1.4  測(cè)試階段
  10.2  開(kāi)發(fā)過(guò)程模型
    10.2.1  瀑布模型
    10.2.2  增量模型
  10.3  模塊化
    10.3.1  工具
    10.3.2  耦合
    10.3.3  內(nèi)聚
  10.4  質(zhì)量
    10.4.1  質(zhì)量定義
    10.4.2  質(zhì)量因素
    10.4.3  質(zhì)量周期
  10.5  文檔
    10.5.1  用戶文檔
    10.5.2  系統(tǒng)文檔
    10.5.3  進(jìn)行過(guò)程中的文檔化
  10.6  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  10.7  小結(jié)
  10.8  練習(xí)
第四部分  數(shù)據(jù)組織
第11章  數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
  11.1  數(shù)組
    11.1.1  數(shù)組的應(yīng)用
    11.1.2  二維數(shù)組
  11.2  記錄
  11.3  鏈表
    11.3.1  節(jié)點(diǎn)
    11.3.2  鏈表的指針
    11.3.3  鏈表的操作
  11.4  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  11.5  小結(jié)
  11.6  練習(xí)
第12章  抽象數(shù)據(jù)類型
  12.1  背景
    12.1.1  定義
    12.1.2  抽象數(shù)據(jù)類型模型
    12.1.3  抽象數(shù)據(jù)類型的操作
  12.2  線性列表
    12.2.1  線性列表的操作
    12.2.2  廣義線性列表的實(shí)現(xiàn)
    12.2.3  線性列表的應(yīng)用
  12.3  棧
    12.3.1  棧的操作
    12.3.2  棧的實(shí)現(xiàn)
    12.3.3  棧的應(yīng)用
  12.4  隊(duì)列
    12.4.1  隊(duì)列的操作
    12.4.2  隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)
    12.4.3  隊(duì)列的應(yīng)用
  12.5  樹(shù)
    12.5.1  樹(shù)的基本概念
    12.5.2  樹(shù)的操作
  12.6  二叉樹(shù)
    12.6.1  二叉樹(shù)的操作
    12.6.2  二叉樹(shù)的實(shí)現(xiàn)
    12.6.3  二叉樹(shù)的應(yīng)用
  12.7  圖
    12.7.1  術(shù)語(yǔ)
    12.7.2  圖的操作
    12.7.3  圖的實(shí)現(xiàn)
    12.7.4  圖的應(yīng)用
  12.8  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  12.9  小結(jié)
  12.10  練習(xí)
第13章  文件結(jié)構(gòu)
  13.1  存取方法
    13.1.1  順序存取
    13.1.2  隨機(jī)存取
  13.2  順序文件
  13.3  索引文件
  13.4  哈希文件
    13.4.1  哈希方法
    13.4.2  沖突
  13.5  文本與二進(jìn)制
    13.5.1  文本文件
    13.5.2  二進(jìn)制文件
  13.6  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  13.7  小結(jié)
  13.8  練習(xí)
第14章  數(shù)據(jù)庫(kù)
  14.1  數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)
  14.2  體系結(jié)構(gòu)
    14.2.1  內(nèi)層
    14.2.2  概念層
    14.2.3  外層
  14.3  數(shù)據(jù)庫(kù)模型
    14.3.1  層次模型
    14.3.2  網(wǎng)絡(luò)模型
    14.3.3  關(guān)系模型
  14.4  關(guān)系模型
  14.5  關(guān)系的操作
    14.5.1  插入
    14.5.2  刪除
    14.5.3  更新
    14.5.4  選擇
    14.5.5  投影
    14.5.6  連接
    14.5.7  并
    14.5.8  交
    14.5.9  差
  14.6  結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言
  14.7  其他數(shù)據(jù)庫(kù)模型
    14.7.1  分布式數(shù)據(jù)庫(kù)
    14.7.2  面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)
  14.8  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  14.9  小結(jié)
  14.10  練習(xí)
第五部分  高級(jí)主題
第15章  數(shù)據(jù)壓縮
  15.1  無(wú)損壓縮
    15.1.1  游程長(zhǎng)度編碼
    15.1.2  霍夫曼編碼
    15.1.3  Lempel Ziv編碼
  15.2  有損壓縮方法
    15.2.1  圖像壓縮：JPEC
    15.2.2  視頻壓縮：MPEG
  15.3  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  15.4  小結(jié)
  15.5  練習(xí)
第16章  安全
  16.1  保密
    16.1.1  加密/解密
    16.1.2  使用組合的保密
  16.2  數(shù)字簽名
    16.2.1  簽署整個(gè)文檔
    16.2.2  簽署摘要
  16.3  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  16.4  小結(jié)
  16.5  練習(xí)
第17章  計(jì)算理論
  17.1  簡(jiǎn)單語(yǔ)言
    17.1.1  遞增語(yǔ)句
    17.1.2  遞減語(yǔ)句
    17.1.3  循環(huán)語(yǔ)句
    17.1.4  簡(jiǎn)單語(yǔ)言的威力
    17.1.5  結(jié)論
  17.2  圖靈機(jī)
    17.2.1  圖靈機(jī)組成部件
    17.2.2  對(duì)簡(jiǎn)單語(yǔ)言的模擬
    17.2.3  結(jié)論
  17.3  歌德?tīng)枖?shù)
    17.3.1  描述程序
    17.3.2  翻譯數(shù)
  17.4  停機(jī)問(wèn)題
  17.5  可解的和不可解的問(wèn)題
    17.5.1  不可解問(wèn)題
    17.5.2  可解問(wèn)題
  17.6  關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)
  17.7  小結(jié)
  17.8  練習(xí)
附錄
  附錄A  ASCII碼
  附錄B  Unicode
  附錄C  流程圖
  附錄D  偽代碼
  附錄E  結(jié)構(gòu)圖
  附錄F  離散余弦變換
  附錄C  縮略語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)表
索引