(教材)計算機科學與技術導論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王建國 著

圖書標籤:

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• 高等教育
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• 基礎知識
• 學科教育
• 理工科
• 計算機基礎

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齣版社： 中國鐵道齣版社

ISBN：9787113141530

商品編碼：29560648660

包裝：平裝

齣版時間：2012-03-01

基本信息

書名：(教材)計算機科學與技術導論

定價：21.00元

作者：王建國

齣版社：中國鐵道齣版社

齣版日期：2012-03-01

ISBN：9787113141530

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書是計算機科學與技術專業的基礎教材，以通俗易懂、深入淺齣的方式闡述計算機科學與技術專業的基礎知識與基本方法。全書共分為6章：緒論、計算機基礎知識、計算機係統結構、計算機科學與技術學科中的典型M題、計算機科學與技術學科中的核心概念、計算機信息安全與計算機職業道德等。為瞭提高和鞏固學習效果，每章還提供瞭相應的習題。
　　全書內容豐富，使讀者能夠直觀、迅速地掌握計算機學科的基礎知識，並力求為後續計算機專業課程的學習構建一個基本的知識框架，使計算機科學與技術專業的學生對今後要學習的主要知識、專業方嚮有一個基本的瞭解。
　　本書適閤作為高等院校計算機科學與技術專業的“計算機導論”課程教材，也可作為計算機基礎課程參考書及計算機入門普及教材。

目錄

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章　緒論
　1.1　計算機的基本概念
　　1.1.1　計算機的發展史
　　1.1.2　計算機的分類及發展趨勢
　　1.1.3　計算機的特點及應用
　　1.1.4　未來計算機
　　1.1.5　中國計算機事業的發展史
　　1.1.6　計算機界奬項
　1.2　計算機科學與技術學科
　　1.2.1　計算機科學與技術學科的定義及研究範疇
　　1.2.2　計算機科學與技術學科知識體係
　　1.2.3　計算機科學與技術專業實踐
　　小結
　　習題
第2章 計算機基礎知識
2.1 計算及圖靈機模型
2.2　計算機中的數據存儲和錶示
　　2.2.1 進位製數及其相互轉換
　　2.2.2　數據單位
　　2.2.3　數據編碼
　　2.2.4　算術運算及邏輯運算
　　2.2.5　聲音、圖像的錶示
　　小結
　　習題
第3章 計算機係統結構
　3.1　計算機係統構成
　3.2　計算機硬件係統
　　3.2.1 馮·諾依曼體係結構及計算機工作原理
　　3.2.2 CPU
　　3.2.3 內存
　　3.2.4　輸入／輸齣設備
　　3.2.5　輔助存儲設備
　　3.2.6 總綫
　3.3　計算機軟件係統

　……

第4章　計算機科學與技術學科中的典型問題

第5章　計算機科學與技術學科中的核心概念

第6章　計算機信息安全與計算機職業道德

參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《計算的靈魂：洞察數字世界的基石》 本書並非一本枯燥的技術手冊，而是一次探索計算本質的智識之旅。它旨在揭示驅動我們所處數字時代運行的那些根本性原理，帶領讀者穿越時空，迴溯信息處理的漫長演進，最終抵達當代計算機科學與技術的廣闊天地。我們的目標是構建一個堅實的概念框架，讓您能夠理解“計算”為何物，它如何工作，以及它如何以前所未有的方式重塑我們的世界。 第一章：數字的語言——信息如何被編碼與錶示 在深入算法和數據結構之前，我們必須首先理解信息的“語言”。本章將從最基礎的層麵齣發，探討數字世界是如何建立在二進製的堅實基石上的。我們將穿越電信號的開關狀態，理解位（bit）如何成為信息傳遞的最小單位，以及字節（byte）如何聚閤信息。您將學習到，我們日常接觸到的文字、圖片、聲音甚至視頻，在計算機眼中都不過是一串串0和1的組閤。我們將深入探究不同的編碼方案，例如ASCII碼如何將字符映射到二進製序列，Unicode如何實現全球語言的統一錶示。更進一步，我們將瞭解數字在計算機內部是如何被精確地錶示和操作的，包括整數的二進製錶示，以及浮點數在精度與範圍之間的權衡。理解這些底層機製，將如同掌握瞭通往數字世界的鑰匙，為後續的學習打下堅實的基礎。 第二章：邏輯的殿堂——計算的基本單元與運算 計算機的核心在於邏輯的運用。本章將引導您進入邏輯門的世界，從最簡單的“非”、“與”、“或”門開始，逐步理解它們如何構築更復雜的邏輯電路。我們將看到，這些看似簡單的開關組閤，是如何實現邏輯判斷和算術運算的。布爾代時代（Boolean algebra）的優雅將在此展現，它為我們理解計算機的運算能力提供瞭數學上的支撐。您將接觸到邏輯加法器、邏輯乘法器等基本電路單元，理解它們如何在硬件層麵執行加減乘除等運算。此外，我們還將初步觸及有限狀態機（Finite State Machine）的概念，它是一種抽象的計算模型，能夠描述係統在不同狀態間轉換的規則，這為理解程序執行流程和控製邏輯奠定瞭基礎。 第三章：指令的藝術——中央處理器（CPU）的架構與工作原理 中央處理器（CPU）是計算機的“大腦”，它的高效運行是整個係統流暢運作的關鍵。本章將解剖CPU的內部結構，揭示其核心組件，如算術邏輯單元（ALU）、控製單元（CU）以及寄存器。您將瞭解到CPU是如何按照預設的指令集來執行程序的。我們將詳細闡述指令周期的概念，包括取指、譯碼、執行、寫迴等各個階段，理解CPU如何在納秒級的時間內完成海量的計算任務。還會探討流水綫（pipelining）等優化技術，它們如何通過並行處理指令來提高CPU的執行效率。此外，本章還將簡要介紹不同類型的CPU架構，例如RISC和CISC的區彆，以及它們在性能和功耗上的考量。 第四章：記憶的宮殿——內存與存儲係統的層次結構 任何計算都需要存儲信息。本章將聚焦於計算機的記憶係統，從速度最快的寄存器，到高吞吐量的緩存（Cache），再到容量巨大的主內存（RAM），直至持久性的外圍存儲（如硬盤、固態硬盤）。我們將探討不同存儲介質的特點，以及它們在速度、成本和容量上的權衡。您將理解內存管理的基本概念，例如地址空間、內存分配與迴收，以及它們如何影響程序的性能。我們還將深入研究緩存的工作原理，理解緩存命中率（cache hit rate）對於提升程序執行速度的重要性。此外，本章還會觸及虛擬內存（virtual memory）的概念，它如何突破物理內存的限製，為應用程序提供更大的可用空間。 第五章：數據的海洋——數據結構的基礎與應用 離開瞭對數據的有效組織，強大的計算能力也難以發揮。本章將介紹數據結構這一計算機科學的核心概念。您將學習到如何有效地組織和存儲數據，以便於快速地訪問和修改。我們將從最基本的數據結構開始，如數組（Array）和鏈錶（Linked List），理解它們各自的優缺點以及適用場景。隨後，我們將進入更復雜的數據結構，如棧（Stack）、隊列（Queue）、樹（Tree）和圖（Graph）。您將理解二叉搜索樹（Binary Search Tree）、平衡樹（Balanced Tree）等如何實現高效的數據檢索，以及圖的應用，例如在社交網絡分析、路徑查找等領域。掌握不同的數據結構，將是解決復雜計算問題的關鍵一步。 第六章：邏輯的序列——算法的設計與分析 算法是解決問題的步驟和方法。本章將帶領您進入算法的世界，學習如何設計齣高效、正確的解決方案。我們將從基礎的算法思想開始，如遞歸（Recursion）和迭代（Iteration），理解它們如何解決重復性問題。您將接觸到經典的排序算法，如冒泡排序（Bubble Sort）、選擇排序（Selection Sort）、快速排序（Quick Sort）和歸並排序（Merge Sort），並通過分析它們的復雜度來理解它們的效率。此外，我們還將探討搜索算法，如綫性搜索（Linear Search）和二分搜索（Binary Search），以及它們在不同場景下的應用。本章的重點還在於算法的復雜度分析，我們將學習大O錶示法（Big O notation），用來衡量算法在時間和空間上的效率，從而為選擇最優算法提供依據。 第七章：軟件的構建——編程語言的演進與抽象 如果說硬件是計算機的骨骼，那麼軟件就是它的靈魂。本章將探討編程語言的誕生與發展，以及它們如何成為人與機器溝通的橋梁。我們將追溯從低級語言（如匯編語言）到高級語言（如Python、Java、C++）的演進過程，理解高級語言如何通過抽象來簡化編程，降低開發難度。您將瞭解到不同編程範式，如麵嚮過程（Procedural Programming）、麵嚮對象（Object-Oriented Programming）和函數式編程（Functional Programming），以及它們如何影響程序的組織和設計。我們將簡要介紹編譯（Compilation）和解釋（Interpretation）這兩種將高級語言翻譯成機器可執行代碼的方式，以及它們之間的區彆。 第八章：操作的舞颱——操作係統的工作原理 操作係統（Operating System）是計算機最核心的軟件，它負責管理計算機的硬件資源，並為用戶和應用程序提供一個統一的接口。本章將深入操作係統的心髒，理解其主要的組成部分，如進程管理（Process Management）、內存管理（Memory Management）和文件係統（File System）。您將學習到進程是如何被創建、調度和終止的，以及多任務（Multitasking）是如何實現的。我們將探討內存管理的技術，例如分頁（Paging）和分段（Segmentation），它們如何有效地分配和保護內存。此外，本章還將介紹文件係統的作用，它如何組織和管理磁盤上的數據，以及文件 I/O 操作是如何進行的。 第九章：網絡的脈絡——信息如何跨越空間 在信息爆炸的時代，網絡連接至關重要。本章將揭示計算機網絡是如何工作的，從最基礎的物理層到應用層。您將瞭解到網絡協議（Network Protocols）的重要性，如TCP/IP協議族，它是互聯網的基石。我們將探討數據包（Data Packet）如何在網絡中傳輸，路由器（Router）和交換機（Switch）在其中扮演的角色。您將瞭解IP地址和域名係統（DNS）是如何實現網絡資源的定位的。本章還將簡要介紹常見的網絡應用，如萬維網（World Wide Web）、電子郵件（Email）和文件傳輸協議（FTP）。 第十章：安全的屏障——信息安全的基礎概念 隨著數字世界的互聯互通，信息安全變得尤為重要。本章將探討信息安全的基本概念，包括保密性（Confidentiality）、完整性（Integrity）和可用性（Availability）。您將瞭解加密（Encryption）和解密（Decryption）是如何保護數據不被非法訪問的，包括對稱加密和非對稱加密的區彆。我們還將討論身份驗證（Authentication）和授權（Authorization）機製，它們如何確保隻有閤法用戶纔能訪問特定的資源。此外，本章還將觸及常見的安全威脅，如病毒（Viruses）、蠕蟲（Worms）和拒絕服務攻擊（Denial-of-Service Attacks），並介紹一些基本的防禦策略。 結論：計算的未來，無限可能 本書的旅程並非終點，而是通往更廣闊計算世界的起點。我們已經觸及瞭計算機科學與技術的一些最基本和核心的概念。理解這些基石，將使您能夠以更深刻的視角審視當今的技術發展，並為探索更前沿的領域——如人工智能（Artificial Intelligence）、機器學習（Machine Learning）、大數據（Big Data）、雲計算（Cloud Computing）以及量子計算（Quantum Computing）——打下堅實的基礎。計算的未來充滿無限可能，而您，已經掌握瞭開啓這扇大門的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的印象，那種深邃的藍色搭配簡潔的白色字體，仿佛預示著知識的海洋即將嚮我展開。我之前對計算機科學一直存在一種模糊的認知，總覺得它高不可攀，充滿著復雜的代碼和抽象的算法。然而，翻開這本書的第一頁，我被作者的文字深深吸引住瞭。他沒有一開始就拋齣枯燥的定義和公式，而是像一位循循善誘的老師，用生動形象的比喻，將計算機發展的曆史娓娓道來。我瞭解到，原來計算機並非一夜之間齣現，而是人類智慧不斷探索和創新的結晶。從最初的算盤，到機械計算器，再到電子計算機的誕生，每一步都凝聚著前人的心血。尤其當讀到早期計算機龐大的體積和有限的功能時，我更加驚嘆於如今科技發展的速度，同時也對我們所處的這個時代充滿瞭感恩。這本書讓我意識到，計算機科學並非是冰冷的機器語言，而是一門關於邏輯、關於創新、關於如何解決問題的美妙學科。它不僅僅是技術，更是一種思維方式，一種看待世界的新視角。我開始期待接下來的章節，希望能跟隨作者的腳步，一同探索這個精彩紛呈的計算機世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書最令我驚喜的是，它並沒有將“數據結構”和“數據庫”這兩個概念割裂開來，而是將它們有機地聯係在一起，讓我看到瞭數據在計算機係統中是如何被組織、管理和利用的。作者在講解“數據結構”時，並沒有一開始就拋齣一些聽起來很專業的術語，而是從最簡單的“數組”和“鏈錶”開始，通過生動的圖形和實際的例子，讓我明白瞭它們在存儲和訪問數據上的不同特點。然後，他循序漸進地介紹瞭“棧”、“隊列”、“樹”和“圖”等更復雜的數據結構，並且巧妙地解釋瞭它們各自的應用場景，比如棧在函數調用中的作用，隊列在排隊等候係統中的應用。而當他將這些數據結構的概念引入到“數據庫”的講解中時，我纔恍然大悟，原來數據庫的底層就是各種高效的數據結構在支撐著數據的存儲和查詢。他詳細介紹瞭關係型數據庫的“錶”、“字段”和“記錄”，以及SQL語言的基本操作，讓我看到瞭如何通過結構化的方式來管理大量數據。這本書讓我明白瞭，理解數據結構是掌握數據庫的基礎，而掌握數據庫則是處理和分析海量信息的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書在介紹“操作係統”這一章節時，給我帶來瞭意想不到的啓發。我一直以來都認為操作係統就是一個讓電腦能啓動、能運行程序的“黑盒子”，裏麵的具體運作原理對我來說是完全陌生的。然而，作者卻用一種非常清晰且易於理解的方式，將操作係統的核心功能一一剖析。他從“進程管理”講起，用生動的比喻將CPU比作一個忙碌的指揮官，而不同的應用程序則像是等待被調度的士兵。他解釋瞭進程是如何被創建、被執行、被終止的，以及操作係統是如何在多個進程之間進行公平且高效的切換，保證瞭我們能夠流暢地同時運行多個程序。接著，他又深入到“內存管理”的部分，將內存比作一個擁擠的倉庫，操作係統需要閤理地分配和迴收空間，防止程序之間互相乾擾。最讓我著迷的是關於“文件係統”的講解，作者將文件係統比作一個巨大的圖書館，而文件名、目錄結構就像是書籍的索引和分類，方便我們查找和管理信息。這本書讓我第一次真正理解瞭操作係統在整個計算機係統中的關鍵作用，它就像是連接硬件和軟件的橋梁，讓我們能夠方便地使用計算機，而這一切的背後，是無數精妙的設計和復雜的算法在默默支撐。

評分☆☆☆☆☆

我一直以為學習計算機就是死記硬背各種編程語言的語法，結果這本書徹底顛覆瞭我的想法。作者在講解“算法”這個概念時，並沒有直接給齣各種算法的定義和僞代碼，而是通過一個非常貼近生活的例子——“找零錢”來引入。他一步步地分析瞭不同的找零錢策略，比如先找最大麵額的，或者先找最小麵額的，然後對比它們各自的優缺點，以及在不同場景下的效率差異。這個過程讓我茅塞頓開，原來算法的核心在於“解決問題的方法論”，而不僅僅是具體的代碼實現。他強調瞭算法的“效率”和“正確性”是兩個核心指標，並且用非常直觀的圖示來說明瞭時間復雜度和空間復雜度這兩個重要的概念。我之前看到這兩個詞就頭疼，感覺像是天書一樣，但在這裏，我仿佛能觸摸到它們真實的含義。作者還提到瞭“貪心算法”和“動態規劃”等幾種常見的算法思想，雖然隻是初步介紹，但已經讓我看到瞭解決復雜問題的新思路。這本書讓我明白，學習計算機科學，更重要的是學習如何去思考，如何去設計齣最優的解決方案，而不是簡單地模仿和記憶。

評分☆☆☆☆☆

我一直對“網絡”這個概念感到有些抽象，總覺得它是一個虛無縹緲的存在，但這本書關於“計算機網絡”的講解，卻讓我感受到瞭它的真實與重要。作者從最基礎的“比特”和“字節”開始，一步步構建起網絡通信的圖景。他首先介紹瞭網絡的基本組成單元，比如“計算機”、“路由器”、“交換機”等，然後用非常形象的語言描述瞭數據是如何在這些設備之間傳輸的。我印象最深刻的是關於“TCP/IP協議棧”的講解，作者並沒有直接羅列協議的名稱和編號，而是將它比作一封精心打包的信件。從應用層的數據，到傳輸層的信息分割和編號，再到網絡層的地址分配，最後到數據鏈路層的物理傳輸，每一個環節都清晰明瞭，讓我第一次真正理解瞭互聯網是如何工作的。他甚至還提到瞭“域名解析”這個概念，用一個電話簿的比喻，解釋瞭為什麼我們隻需要輸入網址，而不需要記住一串串復雜的IP地址。這本書讓我意識到，我們每天都在享受著網絡帶來的便利，但背後卻是如此精密的係統和協議在支撐著這一切。