計算機科學導論

第一部分  計算機和數(shù)據(jù)
第1章  緒論
  1.1  計算機作為黑盒
    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個子系統(tǒng)
    1.2.2  存儲的程序概念
    1.2.3  指令的順序執(zhí)行
  1.3  計算機硬件
  1.4  數(shù)據(jù)
    1.4.1  存儲數(shù)據(jù)
    1.4.2  組織數(shù)據(jù)
  1.5  計算機軟件
    1.5.1  必須存儲程序
    1.5.2  指令的序列
    1.5.3  算法
    1.5.4  語言
    1.5.5  軟件工程
    1.5.6  操作系統(tǒng)
  1.6  歷史
    1.6.1  機械計算機器(1930年以前)
    1.6.2  電子計算機的誕生(1930-1950)
    1.6.3  計算機的誕生(1950一現(xiàn)在)
  1.7  關鍵術語
  1.8  小結(jié)
  1.9  練習
第2章  數(shù)據(jù)的表示
  2.1  數(shù)據(jù)的類型
  2.2  計算機內(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  十六進制表示法
  2.5  八進制表示法
  2.6  關鍵術語
  2.7  小結(jié)
  2.8  練習
第3章  數(shù)的表示
  3.1  十進制和二進制
    3.1.1  十進制系統(tǒng)
    3.1.2  二進制系統(tǒng)
  3.2  轉(zhuǎn)換
    3.2.1  二進制數(shù)向十進制數(shù)轉(zhuǎn)換
    3.2.2  十進制數(shù)向二進制數(shù)轉(zhuǎn)換
  3.3  整數(shù)的表示法
    3.3.1  無符號整數(shù)格式
    3.3.2  符號加絕對值格式
    3.3.3  二進制反碼格式
    3.3, 4  二進制補碼格式
    3.3.5  整數(shù)表示法小結(jié)
  3.4  EXCESS系統(tǒng)
  3.5  浮點表示法
    3.5.1  轉(zhuǎn)換成二進制
    3.5.2  規(guī)范化
    3.5.3  符號.冪和尾數(shù)
    3.5.4  IEEE標準
  3.6  十六進制表示法
  3.7  關鍵術語
  3.8  小結(jié)
  3.9  練習
第4章  位運算
  4.1  算術運算
    4.1.1  整數(shù)的算術運算
    4.1.2  浮點數(shù)的算術運算
  4.2  邏輯運算
    4.2.1  真值表
    4.2.2  一元運算符
    4.2.3  二元運算符
    4.2.4  應用
  4.3  移位運算
  4.4  關鍵術語
  4.5  小結(jié)
  4.6  練習
第二部分  計算機硬件
第5章  計算機組成
  5.1  中央處理單元
    5.1.1  算術邏輯單元
    5.1.2  寄存器
    5.1.3  控制單元
  5.2  主存儲器
    5.2.1  地址空間
    5.2.2  存儲器的種類
    5.2.3  存儲器的層次結(jié)構(gòu)
    5.2.4  高速緩沖存儲器
  5.3  輸入/輸出
    5.3.1  非存儲設備
    5.3.2  存儲設備
  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設備的連接
    5.4.3  輸入/輸出設備的尋址
  5.5  程序執(zhí)行
    5.5.1  機器周期
    5.5.2  機器周期的例子
    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  關鍵術語
  5.8  小結(jié)
  5.9  練習
第6章  計算機網(wǎng)絡
  6.1  網(wǎng)絡, 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
    6.4.5  OSI模型和連接設備
  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)絡層
    6.5.3  傳輸層
    6.5.4  應用層
  6.6  關鍵術語
  6.7  小結(jié)
  6.8  練習
第三部分  計算機軟件
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  分時系統(tǒng)
    7.2.3  個人系統(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  進程管理器
    7.3.3  設備管理器
    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  關鍵術語
  7.6  小結(jié)
  7.7  練習
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  關鍵術語
  8.9  小結(jié)
  8.10  練習
第9章  程序設計語言
  9.1  演化
    9.1.1  機器語言
    9.1.2  符號語言
    9.1.3  高級語言
    9.1.4  自然語言
  9.2  構(gòu)建程序
    9.2.1  編寫和編輯程序
    9.2.2  編譯程序
    9.2.3  鏈接程序
  9.3  程序的執(zhí)行
  9.4  語言的分類
    9.4.1  過程化(強制性)語言
    9.4.2  面向?qū)ο蟮恼Z言
    9.4.3  函數(shù)型語言
    9.4.4  說明性(邏輯)語言
    9.4.5  專用語言
  9.5  過程化語言：C
    9.5.1  標識符
    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  表達式
    9.5.7  語句
    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  關鍵術語
  9.7  小結(jié)
  9.8  練習
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  設計階段
    10.1.3  實現(xiàn)階段
    10.1.4  測試階段
  10.2  開發(fā)過程模型
    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  進行過程中的文檔化
  10.6  關鍵術語
  10.7  小結(jié)
  10.8  練習
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)組的應用
    11.1.2  二維數(shù)組
  11.2  記錄
  11.3  鏈表
    11.3.1  節(jié)點
    11.3.2  鏈表的指針
    11.3.3  鏈表的操作
  11.4  關鍵術語
  11.5  小結(jié)
  11.6  練習
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  廣義線性列表的實現(xiàn)
    12.2.3  線性列表的應用
  12.3  棧
    12.3.1  棧的操作
    12.3.2  棧的實現(xiàn)
    12.3.3  棧的應用
  12.4  隊列
    12.4.1  隊列的操作
    12.4.2  隊列的實現(xiàn)
    12.4.3  隊列的應用
  12.5  樹
    12.5.1  樹的基本概念
    12.5.2  樹的操作
  12.6  二叉樹
    12.6.1  二叉樹的操作
    12.6.2  二叉樹的實現(xiàn)
    12.6.3  二叉樹的應用
  12.7  圖
    12.7.1  術語
    12.7.2  圖的操作
    12.7.3  圖的實現(xiàn)
    12.7.4  圖的應用
  12.8  關鍵術語
  12.9  小結(jié)
  12.10  練習
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  文本與二進制
    13.5.1  文本文件
    13.5.2  二進制文件
  13.6  關鍵術語
  13.7  小結(jié)
  13.8  練習
第14章  數(shù)據(jù)庫
  14.1  數(shù)據(jù)庫管理系統(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)庫模型
    14.3.1  層次模型
    14.3.2  網(wǎng)絡模型
    14.3.3  關系模型
  14.4  關系模型
  14.5  關系的操作
    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)化查詢語言
  14.7  其他數(shù)據(jù)庫模型
    14.7.1  分布式數(shù)據(jù)庫
    14.7.2  面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫
  14.8  關鍵術語
  14.9  小結(jié)
  14.10  練習
第五部分  高級主題
第15章  數(shù)據(jù)壓縮
  15.1  無損壓縮
    15.1.1  游程長度編碼
    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  關鍵術語
  15.4  小結(jié)
  15.5  練習
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  簽署整個文檔
    16.2.2  簽署摘要
  16.3  關鍵術語
  16.4  小結(jié)
  16.5  練習
第17章  計算理論
  17.1  簡單語言
    17.1.1  遞增語句
    17.1.2  遞減語句
    17.1.3  循環(huán)語句
    17.1.4  簡單語言的威力
    17.1.5  結(jié)論
  17.2  圖靈機
    17.2.1  圖靈機組成部件
    17.2.2  對簡單語言的模擬
    17.2.3  結(jié)論
  17.3  歌德爾數(shù)
    17.3.1  描述程序
    17.3.2  翻譯數(shù)
  17.4  停機問題
  17.5  可解的和不可解的問題
    17.5.1  不可解問題
    17.5.2  可解問題
  17.6  關鍵術語
  17.7  小結(jié)
  17.8  練習
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  縮略語和術語表
索引