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课程导学1

第一层次 基本概念7

第1章 从原始的计算工具到现代计算机7

1.1 人类计算工具的进步7

1.1.1 手工时代8

1.1.2 机械时代9

1.1.3 机电时代11

1.1.4 ENIAC的诞生12

1.2 现代计算机体系的形成13

1.2.1 布尔及其布尔代数14

1.2.2 香农等人对布尔代数的研究14

1.2.3 维纳提出计算机设计的原则15

1.2.4 图灵及其TM和TT15

1.2.5 冯·诺依曼及其EDVAC17

1.3 现代计算机的基本概况20

1.3.1 计算机的发展过程20

1.3.2 计算机的基本类型22

1.3.3 计算机的主要特点23

1.3.4 计算机的主要应用24

1.3.5 计算机的发展趋势27

1.4 计算机与信息化28

1.4.1 信息的相关概念28

1.4.2 信息技术30

1.4.3 信息社会32

1.4.4 信息产业33

本章小结34

习题一34

第2章 认识计算学科37

2.1 计算学科的基本概念37

2.1.1 计算作为一门学科37

2.1.2 计算学科的根本问题39

2.1.3 计算学科的主要特点40

2.1.4 计算学科的三个形态41

2.2 计算学科的知识体系43

2.2.1 计算学科的知识领域43

2.2.2 计算学科的研究范畴44

2.2.3 计算学科的知识结构46

2.2.4 计算学科与其它学科的关系47

2.3 中国计算机科学与技术学科48

2.3.1 CCC2002与专业规范48

2.3.2 计算机科学与技术学科的专业设置49

2.3.3 计算机科学与技术学科的知识体系51

2.4 计算学科的经典问题55

2.4.1 图论问题55

2.4.2 算法复杂性问题59

2.4.3 计算机智能问题61

2.4.4 并发控制问题63

本章小结65

习题二65

第二层次 基本方法67

第3章 计算机硬件系统的结构组成67

3.1 数制及其转换67

3.1.1 进位计数制67

3.1.2 数制之间的转换69

3.2 数据的运算与编码表示72

3.2.1 二进制数的算术运算72

3.2.2 二进制数的逻辑运算74

3.2.3 数值数据的编码表示76

3.2.4 字符数据的编码表示82

3.2.5 字符与汉字的处理过程87

3.3 计算机组成原理88

3.3.1 基本结构组成88

3.3.2 计算机主机89

3.3.3 基本工作原理91

3.3.4 计算机的性能指标92

3.4 计算机外部设备94

3.4.1 外存储器94

3.4.2 输入设备96

3.4.3 输出设备97

3.4.4 系统总线与接口电路98

3.5 对未来新一代计算机的展望100

3.5.1 超越冯·诺依曼结构的计算机100

3.5.2 非电子器件的计算机101

本章小结102

习题三103

第4章 计算机软件及其形成105

4.1 软件的基本概念105

4.1.1 什么是软件105

4.1.2 软件的功能特点105

4.1.3 软件的分类106

4.1.4 软件与硬件的关系108

4.2 操作系统的基本概念109

4.2.1 操作系统的作用地位109

4.2.2 操作系统的功能111

4.2.3 操作系统的特征116

4.2.4 操作系统的类型117

4.3 计算机主流操作系统120

4.3.1 Windows操作系统120

4.3.2 UNIX操作系统121

4.3.3 Linux操作系统122

4.3.4 手机常见操作系统123

4.4 计算机软件的形成124

4.4.1 翻译方式124

4.4.2 编译原理125

4.4.3 编译技术的新发展127

本章小结128

习题四128

第5章 计算机程序设计130

5.1 程序设计概念130

5.1.1 什么是程序设计130

5.1.2 程序设计步骤131

5.2 程序设计语言132

5.2.1 面向过程程序设计语言132

5.2.2 面向对象程序设计语言134

5.3 程序设计语言的成分135

5.3.1 程序的基本构成136

5.3.2 程序的基本要素137

5.3.3 程序的数据类型138

5.3.4 程序的基本运算138

5.3.5 程序的语句类型139

5.4 程序设计方法140

5.4.1 面向过程程序设计140

5.4.2 面向对象程序设计141

5.4.3 可视化程序设计142

5.4.4 程序设计方法的发展142

5.5 算法设计143

5.5.1 算法的基本概念143

5.5.2 算法的设计要求145

5.5.3 算法的描述方法146

5.5.4 常用算法简介150

5.5.5 算法的复杂度152

5.6 数据结构154

5.6.1 数据结构的基本概念154

5.6.2 线性表结构155

5.6.3 栈结构157

5.6.4 队列结构159

5.6.5 树结构161

5.6.6 图结构163

本章小结166

习题五166

第6章 软件工程169

6.1 软件工程概述169

6.1.1 软件危机169

6.1.2 软件工程概念170

6.1.3 软件工程目标171

6.1.4 软件工程原则172

6.2 软件过程173

6.2.1 软件生存周期174

6.2.2 软件开发模型174

6.2.3 软件开发方法178

6.3 软件工程实施180

6.3.1 系统分析180

6.3.2 需求分析181

6.3.3 系统设计182

6.3.4 软件编码183

6.3.5 软件测试184

6.3.6 软件维护185

6.4 软件质量评价186

6.4.1 软件质量概念186

6.4.2 软件质量保证策略186

6.4.3 软件的可靠性187

本章小结187

习题六188

第三层次 基本技术190

第7章 数据库技术190

7.1 数据库技术概述190

7.1.1 数据与信息190

7.1.2 数据库192

7.1.3 数据库管理系统194

7.1.4 数据库系统195

7.2 数据模型201

7.2.1 数据模型概念201

7.2.2 概念模型202

7.2.3 关系数据模型203

7.2.4 面向对象数据模型205

7.3 数据库应用系统设计206

7.3.1 数据库应用系统设计要求206

7.3.2 数据库应用系统设计过程207

7.3.3 数据库应用系统设计实例209

7.4 数据库技术的研究与发展212

7.4.1 数据库技术的研究212

7.4.2 数据库技术的发展213

本章小结216

习题七217

第8章 多媒体与虚拟现实技术219

8.1 多媒体概念219

8.1.1 媒体与多媒体219

8.1.2 多媒体的技术特征221

8.1.3 多媒体的数据特点221

8.2 多媒体计算机222

8.2.1 多媒体计算机硬件系统223

8.2.2 多媒体计算机软件系统225

8.3 多媒体信息处理技术227

8.3.1 音频信息处理227

8.3.2 图形、图像信息处理230

8.3.3 活动图像信息处理235

8.3.4 多媒体数据压缩技术238

8.3.5 其它处理技术241

8.4 多媒体技术的应用与发展243

8.4.1 多媒体技术的应用243

8.4.2 多媒体技术的发展245

8.5 虚拟现实技术245

8.5.1 虚拟现实技术的基本概念245

8.5.2 虚拟现实中的关键技术247

8.5.3 虚拟现实技术的应用248

本章小结249

习题八250

第9章 计算机网络与信息安全技术252

9.1 计算机网络概述252

9.1.1 网络的发展过程252

9.1.2 网络的基本功能253

9.1.3 网络的基本类型254

9.1.4 网络的基本应用255

9.2 网络的结构组成257

9.2.1 网络硬件的组成257

9.2.2 网络软件的组成258

9.2.3 网络的拓扑结构259

9.2.4 网络的逻辑结构261

9.2.5 网络的体系结构262

9.3 计算机局域网263

9.3.1 局域网的基本概念263

9.3.2 局域网的计算模式265

9.3.3 局域网的基本类型266

9.4 计算机因特网267

9.4.1 Internet的基本概念267

9.4.2 Internet的IP地址268

9.4.3 Internet的域名系统270

9.4.4 Internet提供的服务271

9.4.5 移动互联网的应用273

9.5 计算机信息安全技术274

9.5.1 防病毒技术274

9.5.2 防黑客技术277

9.5.3 防火墙技术278

9.5.4 计算机密码技术280

9.5.5 数字认证技术283

本章小结285

习题九286

第四层次 高级专题288

第10章 离散结构288

10.1 数理逻辑288

10.1.1 命题逻辑289

10.1.2 谓词逻辑293

10.1.3 数理逻辑在计算机科学中的应用296

10.2 集合论296

10.2.1 集合的基本概念297

10.2.2 关系和函数298

10.2.3 集合论在计算机科学中的应用301

10.3 代数结构301

10.3.1 代数结构的基本概念302

10.3.2 格与布尔代数303

10.3.3 代数结构在计算机科学中的应用304

10.4 图论304

10.4.1 图论的基本概念304

10.4.2 路径、回路与连通图306

10.4.3 欧拉图和哈密尔顿图307

10.4.4 图的矩阵表示308

10.4.5 图论在计算机科学中的应用309

本章小结310

习题十310

第11章 人工智能312

11.1 人工智能概述312

11.1.1 什么是人工智能312

11.1.2 人工智能的形成与发展313

11.1.3 人工智能学派316

11.1.4 研究人工智能的意义317

11.2 智能感知318

11.2.1 模式识别319

11.2.2 自然语言理解319

11.2.3 计算机视觉321

11.3 智能推理322

11.3.1 知识表示322

11.3.2 知识推理324

11.3.3 智能搜索325

11.3.4 问题求解326

11.3.5 专家系统329

11.4 智能学习330

11.4.1 记忆与联想330

11.4.2 机器学习330

11.4.3 人工神经网络333

11.4.4 智能计算335

11.5 智能行为336

11.5.1 智能检索与调度336

11.5.2 智能控制336

11.5.3 机器人学337

11.5.4 机器博弈339

本章小结340

习题十一340

第12章 计算机专业人才培养342

12.1 计算机专业人才能力培养342

12.1.1 理论学习能力的培养342

12.1.2 数学思维能力的培养344

12.1.3 程序设计能力的培养345

12.1.4 实践动手能力的培养345

12.1.5 专业英语能力的培养347

12.1.6 自我提高能力的培养348

12.2 对计算机专业人才的要求350

12.2.1 基本素质要求350

12.2.2 职业习惯要求352

12.2.3 业务能力要求352

12.2.4 事业责任要求354

12.2.5 法律法规要求355

12.3 计算机专业人才需求与认证356

12.3.1 计算机软件类356

12.3.2 计算机硬件类357

12.3.3 计算机网络类358

12.3.4 信息系统类360

12.3.5 应用系统开发类361

12.3.6 计算机专业职业资格认证362

12.4 职业生涯规划363

12.4.1 职业生涯规划的内涵363

12.4.2 职业生涯规划的意义364

12.4.3 职业生涯规划的方法365

12.4.4 职业生涯规划的步骤366

本章小结368

习题十二369

参考文献371