計算機科學概論

本書在內容編排上，在力求保持學科廣度的同時，還兼顧主題的深度，並把握了最新的技術趨勢。書中配有大量的圖、表和示例以增強讀者對知識的掌握，並提供了豐富的習題以加強學生的參與性——在本版裏包含1000多個問題，用於複習、擴展討論過的內容，或者提示以後會涉及的有關主題。

布魯克希爾(J.GlennBrookshear)，世界知名的計算機科學教育家。他在1975年獲得墨西哥州立大學博士學位後，創立了Marquette大學的計算機科學學位項目，並在該校任教至今。他的主要研究方向是計算理論。著有TheoryofComputation：FormalLanguanges，Automata，andComplexity。 ^[1] 

《計算機科學概論》(第9版)既適合國內的大專院校用作計算機基礎課教材，也可以供有意在計算機方面發展的非計算機專業讀者作為入門參考。《計算機科學概論》(第9版)是計算機科學導論課程的經典教材，也是“廣度優先”教學方法的傑出代表。多年來它一直深受世界各國高校師生的歡迎，是許多著名大學(包括美國哈佛大學、麻省理工學院、普林斯頓大學、加州大學伯克利分校等)的首選教材，對我國的高校教學也產生了廣泛影響。本書對計算機科學做了精彩的百科全書式的全面闡述，在很好地兼顧了學科廣度和主題深度的同時，用算法、數據抽象等核心思想貫穿各個主題，並且充分展現了計算機科學的歷史背景，發展歷程和新的技術趨勢，使讀者能夠對計算機科學形成大局觀，為今後深入學習其他計算機專業教程打下基礎。本書深入淺出、圖文並茂、善於引發讀者的興趣，而且教學手段多樣、習題豐富，很好地體現了作者“授人以魚，不如授人以漁”的教學理念。本書為最新的第9版，對計算機的社會問題、網絡與因特網、軟件工程和人工智能等章節做了大幅修訂，使內容與時俱進。本書適合各個學科以及不同教育層次的讀者，既適合國內高等院校用作計算機基礎課教材，也可以供希望瞭解計算機相關領域的非專業讀者作為入門參考。

第0章緒論

0.1算法的作用

0.2計算機器的由來

0.3算法的科學

0.4抽象

0.5學習大綱

0.6社會影響

0.7社會問題

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第1章數據存儲

1.1位和位存儲

1.1.1布爾運算

1.1.2門和觸發器

1.1.3十六進制記數法

1.2主存儲器

1.2.1存儲器結構

1.2.2存儲器容量的度量

1.3海量存儲器

1.3.1磁學系統

1.3.2光學系統

1.3.3閃存驅動器

1.3.4文件存儲及檢索

1.4用位模式表示信息

1.4.1文本的表示

1.4.2數值的表示

1.4.3圖像的表示

1.4.4聲音的表示

*1.5二進制系統

1.5.1二進制記數法

1.5.2二進制加法

1.5.3二進制中的小數

1.6整數存儲

1.6.1二進制補碼記數法

1.6.2餘碼記數法

1.7小數的存儲

1.7.1浮點記數法

1.7.2截斷誤差

1.8數據壓縮

1.8.1通用的數據壓縮技術

1.8.2圖像壓縮

1.8.3音頻和視頻壓縮

1.9通信差錯

1.9.1奇偶校驗位

1.9.2糾錯編碼

複習題

社會問題

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第2章數據操控

2.1計算機體系結構

2.2機器語言

2.2.1指令系統

2.2.2一種演示用的機器語言

2.3程序執行

2.3.1程序執行的一個例子

2.3.2程序與數據

2.4算術/邏輯指令

2.4.1邏輯運算

2.4.2循環移位及移位運算

2.4.3算術運算

2.5與其他設備的通信

2.5.1控制器的作用

2.5.2直接內存存取

2.5.3握手

2.5.4流行的通信媒介

2.5.5通信速率

2.6其他體系結構

2.6.1流水線

2.6.2多處理器計算機

複習題

社會問題

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第3章操作系統

3.1操作系統的歷史

3.2操作系統的體系結構

3.2.1軟件概述

3.2.2操作系統組件

3.2.3系統啓動

3.3協調機器的活動

3.3.1進程的概念

3.3.2進程管理

3.4處理進程間的競爭

3.4.1信號量

3.4.2死鎖

3.5安全性

3.5.1來自機器外部的攻擊

3.5.2來自機器內部的攻擊

複習題

社會問題

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第4章組網及因特網

4.1網絡基礎

4.1.1網絡分類

4.1.2協議

4.1.3網絡互連

4.1.4進程間通信

4.1.5分佈式系統

4.2因特網

4.2.1因特網體系結構

4.2.2連接到因特網

4.2.3因特網編址

4.2.4因特網應用

4.3萬維網

4.3.1萬維網實現

4.3.2HTML

4.3.3XML

4.3.4客户端和服務器端的活動

4.4因特網協議

4.4.1因特網軟件的分層方法

4.4.2TCP/IP協議簇

4.5安全性

4.5.1入侵的形式

4.5.2防護和對策

4.5.3加密

4.5.4網絡安全的法律途徑

複習題

社會問題

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第5章算法

5.1算法的概念

5.1.1概覽

5.1.2算法的正式定義

5.1.3算法的抽象本質

5.2算法的表示

5.2.1原語

5.2.2偽代碼

5.3算法的發現

5.3.1問題求解的藝術

5.3.2入門

5.4迭代結構

5.4.1順序搜索法

5.4.2循環控制

5.4.3插入排序算法

5.5遞歸結構

5.5.1二分搜索算法

5.5.2遞歸控制

5.6有效性和正確性

5.6.1算法有效性

5.6.2軟件驗證

複習題

社會問題

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第6章程序設計語言

6.1歷史回顧

6.1.1早期程序設計語言

6.1.2獨立並超越機器

6.1.3程序設計範型

6.2傳統的程序設計概念

6.2.1變量和數據類型

6.2.2數據結構

6.2.3常量和字面量

6.2.4賦值語句

6.2.5控制語句

6.2.6註釋

6.3過程單元

6.3.1過程

6.3.2參數

6.3.3函數

6.4語言實現

6.4.1翻譯過程

6.4.2軟件開發包

6.5面向對象程序設計

6.5.1類和對象

6.5.2構造器

6.5.3附加特性

6.6程序設計中的併發活動

6.7説明性程序設計

6.7.1邏輯推演

6.7.2Prolog

複習題

社會問題

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第7章軟件工程

7.1軟件工程學科

7.2軟件生命週期

7.2.1週期是個整體

7.2.2傳統的開發階段

7.3軟件工程方法

7.4模塊化

7.4.1模塊的實現

7.4.2耦合

7.4.3內聚

7.4.4構件

7.5行業工具

7.5.1較老的工具

7.5.2統一建模語言

7.5.3設計模式

7.6測試

7.7文檔編制

7.8軟件所有權和責任

複習題

社會問題

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第8章數據抽象

8.1數據結構基礎

8.1.1基本數據結構

8.1.2抽象

8.1.3靜態結構與動態結構

8.1.4指針

8.2數據結構的實現

8.2.1數組的存儲

8.2.2表的存儲

8.2.3棧和隊列的存儲

8.2.4二叉樹的存儲

8.2.5數據結構的操作

8.3一個簡短案例的研究

8.4定製的數據類型

8.4.1用户自定義數據類型

8.4.2抽象數據類型

8.5類和對象

8.6機器語言中的指針

複習題

社會問題

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第9章數據庫系統

9.1數據庫基礎

9.1.1模式的作用

9.1.2數據庫管理系統

9.1.3數據庫模型

9.2關係模型

9.2.1關係設計中的問題

9.2.2關係運算

9.2.3SQL

9.3面向對象數據庫

9.4維護數據庫的完整性

9.4.1提交/回滾協議

9.4.2鎖定

9.5傳統的文件結構

9.5.1順序文件

9.5.2索引文件

9.5.3散列文件

9.6數據挖掘

9.7數據庫技術的社會影響

複習題

社會問題

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第10章人工智能

10.1智能與機器

10.1.1智能體

10.1.2性能與模擬

10.1.3圖靈測試

10.2感知

10.2.1理解圖像

10.2.2語言處理

10.3推理

10.3.1產生式系統

10.3.2搜索樹

10.3.3啓發

10.4其他研究領域

10.4.1知識的表達和處理

10.4.2學習

10.5人工神經網絡

10.5.1基本特性

10.5.2訓練人工神經網絡

10.5.3聯想記憶

10.6機器人學

10.7後果的思考

複習題

社會問題

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第11章計算理論

11.1函數及其計算

11.2圖靈機

11.2.1圖靈機原理

11.2.2丘奇-圖靈論題

11.3通用程序設計語言

11.3.1BareBones語言

11.3.2用BareBones語言編程

11.3.3BareBones的通用性

11.4一個不可計算的函數

11.4.1停機問題

11.4.2停機問題的不可解性

11.5問題複雜性

11.5.1問題複雜性的度量

11.5.2多項式問題與非多項式問題

11.5.3NP問題

11.6公鑰密碼學

11.6.1模表示法

11.6.2RSA公鑰密碼系統

複習題

社會問題

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附錄AASCII碼

附錄B處理二進制補碼表示的電路

附錄C一種簡單的機器語言

C.1機器體系結構

C.2機器語言

附錄D高級語言程序示例

D.1Ada語言

D.2C語言

D.3C++語言

D.4C#語言

D.5FORTRAN語言

D.6Java語言

附錄E迭代結構與遞歸結構的等價性

索引

問題與練習答案（圖靈網站下載）

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