計算機科學概論第十一版

計算機科學概論第11版相比與前麵（miàn）的來說，新增了手持移動（dòng）設備，特別是智能手機的相關內容，主要涉及操作係統、組網、編程語言和軟件工程。此外，書中還對軟件（jiàn）所有權和責任、訓練人工神經網絡等許多相關內容做了更（gèng）新，以反映最新技術麵貌。歡迎（yíng）來綠色資源網下載

內容簡（jiǎn）介：

本書深入淺出、圖文並（bìng）茂，內容引（yǐn）人入勝，極易引發讀者（zhě）的興趣，絕無一般教材的枯燥和晦澀。此外，本（běn）書的教學手段多樣、習（xí）題豐富，並且每章後都附有與本章（zhāng）內容相關的社會現實問題供讀者（zhě）思考和討論，這些都很好地體（tǐ）現了作者強調培養（yǎng）學生分析問題能力的教學（xué）理念。

以曆史眼光，從（cóng）發展的角度、當前的水（shuǐ）平以及現階段的研究方向等幾個方麵，全景式描繪了計算機科學各個子學科的主要領域。在內容編排上，本書很好地兼顧了 學科廣度和主題深度，把（bǎ）握了最新的技術趨勢。本書用算法、數據（jù）抽象等核心思想貫（guàn）穿各個主題，並且充分展現了曆史背景、發（fā）展曆程和新的技術趨勢，培養讀（dú）者的 大（dà）局觀，為其今（jīn）後深入學習其他（tā）計算機專（zhuān）業課程打下（xià）堅實的基礎。

作者（zhě）簡介：

J. Glenn Brookshear 世（shì）界知名的計算機科學教育家。他在1975年獲得新墨西（xī）哥州立大學博士後，創辦了Marquette大學的計算機科學學位項目，並在（zài）該校任教至今。他的主 要研究（jiū）方向是計（jì）算理論。除了本書之外，他還著有Theory of Computationr: Formal Languages, Automata, and Complexity。

圖書目錄：

地 0 章 緒論　　 1

0.1 算法的作用　　 1

0.2 計（jì）算機器的由來　　 3

0.3 算法的科學　　 7

0.4 抽象　　8

0.5 學習大綱　　8

0.6 社會影響　　 9

社會問題　　11

課外閱讀　　12

第1 章 數據存儲　　13

1.1 位和位存儲　　13

1.1.1 布爾運算（suàn）　　 13

1.1.2 門和（hé）觸發器　　 14

1.1.3 十（shí）六進製記數法　　 17

1.2 主（zhǔ）存儲器　　18

1.2.1 存儲器結構　　 18

1.2.2 存（cún）儲器容量的度量　　 19

1.3 海量存儲器　　20

1.3.1 磁學係統　　 20

1.3.2 光學係統　　 22

1.3.3 閃存驅動器　　 23

1.3.4 文件存儲及檢索　　 24

1.4 用位模（mó）式表示信息　　 25

1.4.1 文本的表（biǎo）示　　 25

1.4.2 數值的表示　　 26

1.4.3 圖像的表示　　 27

1.4.4 聲音的表示　　 28

*1.5 二進製係統　　29

1.5.1 二進製（zhì）記數法　　29

1.5.2 二（èr）進製加法　　 31

1.5.3 二進製中的小數　　 32

*1.6 整（zhěng）數存儲　　33

1.6.1 二進製補碼記數法　　 33

1.6.2 餘碼記數法　　 36

*1.7 小數的存儲　　 37

1.7.1 浮點記數法　　 37

1.7.2 截斷誤差　　 39

*1.8 數據壓縮　　 41

1.8.1 通（tōng）用的數據（jù）壓縮技術　　 41

1.8.2 圖像壓縮（suō）　　 43

1.8.3 音頻和視頻壓縮　　 44

*1.9 通信（xìn）差錯　　 45

1.9.1 奇偶校驗位　　 45

1.9.2 糾錯編碼　　 46

複習（xí）題　　47

社會問題　　50

課外（wài）閱讀　　51

第2 章 數據操控　　52

2.1 計（jì）算機（jī）體係結（jié）構　　 52

2.1.1 CPU基礎知識　　52

2.1.2 存（cún）儲程序概念　　53

2.2 機器語（yǔ）言　　 54

2.2.1 指令係統　　 54

2.2.2 一種演示用的機器語言　　 56

2.3 程序執行　　 58

2.3.1 程序執行的一個例子　　60

2.3.2 程序與（yǔ）數據　　 62

*2.4 算術/邏輯指令　　 63

2.4.1 邏輯運算　　 63

2.4.2 循環移位及移位運算　　 65

2.4.3 算術運算　　 66

*2.5 與其他設（shè）備通（tōng）信　　 67

2.5.1 控製器的作用　　67

2.5.2 直接內存存取　　68

2.5.3 握手　　 69

2.5.4 流行（háng）的通信媒（méi）介　　 69

2.5.5 通信速率　　 70

*2.6 其他體係結構（gòu）　　70

2.6.1 流水線　　　70

2.6.2 多（duō）處理器計（jì）算機　　 71

複習題　　72

社會（huì）問題　　 77

課外閱讀　　77

第3 章 操（cāo）作（zuò）係統（tǒng）　　79

3.1 操作係統的曆史　　79

3.2 操作係統的體係結構　　82

3.2.1 軟件概述　　82

3.2.2 操（cāo）作係統組件　　84

3.2.3 係統啟動　　86

3.3 協調機（jī）器的活（huó）動　　88

3.3.1 進程的概念　　88

3.3.2 進程管理　　88

*3.4 處理進程間（jiān）的競爭　　90

3.4.1 信號量　　90

3.4.2 死鎖　　91

3.5 安全性　　93

3.5.1 來自機器外部的攻擊　　93

3.5.2 來（lái）自機器（qì）內（nèi）部的（de）攻擊（jī）　　94

複習題　　95

社會問題（tí）　　98

課（kè）外閱讀　　98

第4 章 組（zǔ）網及因特網　　99

4.1 網絡基礎　　99

4.1.1 網（wǎng）絡（luò）分類　　99

4.1.2 協議　　100

4.1.3 網絡互連　　102

4.1.4 進程間通信的方法　　104

4.1.5 分布式係統　　 105

4.2 因特網　　106

4.2.1 因特網（wǎng）體係結構　　106

4.2.2 因特網編址　　108

4.2.3 因特網應（yīng）用　　109

4.3 萬維網　　113

4.3.1 萬維網實現　　113

4.3.2 HTML　　114

4.3.3 XML 　　117

4.3.4 客（kè）戶端和服務器端的活動（dòng）　　118

*4.4 因特網協議　　119

4.4.1 因特網軟件的分層方法　　119

4.4.2 TCP/IP協議簇　　122

4.5 安全性　　123

4.5.1 入侵的形式　　124

4.5.2 防護（hù）和對策　　125

4.5.3 加密　　126

4.5.4 網絡安全的法律途徑　　128

複習題　　130

社（shè）會問題　　131

課外閱（yuè）讀　　132

第5 章 算法　　134

5.1 算法的概念（niàn）　　134

5.1.1 概覽　　134

5.1.2 算法的正式定義　　135

5.1.3 算法的（de）抽象本質　　136

5.2 算法的表示　　136

5.2.1 原語（yǔ）　　137

5.2.2 偽代碼　　139

5.3 算法的發現　　142

5.3.1 問題求解的藝術　　142

5.3.2 入門（mén）　　144

5.4 迭代結構　　146

5.4.1 順序搜（sōu）索法　　147

5.4.2 循環控製　　148

5.4.3 插入排序算法　　151

5.5 遞歸結構　　154

5.5.1 二分搜索（suǒ）算法　　154

5.5.2 遞歸控製　　159

5.6 有效性和正確性　　160

5.6.1 算法有效性　　160

5.6.2 軟件驗證　　163

複習題　　167

社會問題（tí）　　171

課外閱讀（dú）　　171

第6 章 程序設計語言　　172

6.1 曆（lì）史回顧　　172

6.1.1 早期程序設計語言　　172

6.1.2 獨立並超越機器　　174

6.1.3 程序（xù）設（shè）計（jì）範型　　175

6.2 傳（chuán）統的程序設計概（gài）念　　179

6.2.1 變量和數（shù）據類型　　180

6.2.2 數據結構　　181

6.2.3 常量和字麵量　　182

6.2.4 賦值語句　　183

6.2.5 控製語句　　184

6.2.6 注釋　　187

6.3 過程單（dān）元　　188

6.3.1 過（guò）程　　188

6.3.2 參數　　189

6.3.3 函數　　192

6.4 語言實現　　193

6.4.1 翻譯過程　　193

6.4.2 軟件開發包　　198

6.5 麵向對象程序設計　　199

6.5.1 類和對象　　199

6.5.2 構造器　　 202

6.5.3 附（fù）加特性　　 202

*6.6 程序設計中的（de）並發活動　　 204

*6.7 說明性程序設計　　 206

6.7.1 邏輯推（tuī）演　　 206

6.7.2 Prolog 　　 208

複習題（tí）　　210

社會問題　　213

課外（wài）閱讀　　214

第（dì）7 章 軟件工程　　 215

7.1 軟件工程學科　　 215

7.2 軟件生命周期　　 217

7.2.1 周期是個整體　　217

7.2.2 傳統的開發階段　　218

7.3 軟件工程方法　　 220

7.4 模塊化　　221

7.4.1 模塊式實現　　222

7.4.2 耦合（hé）　　 224

7.4.3 內聚　　 225

7.4.4 信息（xī）隱藏　　225

7.4.5 構件（jiàn）　　226

7.5 行業工具　　 227

7.5.1 較老的工具　　 227

7.5.2 統一建（jiàn）模語言（yán）　　 228

7.5.3 設（shè）計模（mó）式　　232

7.6 質量保證　　 233

7.6.1 質量保證的範圍　　233

7.6.2 軟件測試　　 234

7.7 文（wén）檔編（biān）製　　 235

7.8 人機界麵　　 236

7.9 軟件所有權和責任　　238

複習題　　240

社會（huì）問題　　242

課外閱讀　　243

第8 章 數據抽象　　244

8.1 數據結構基礎　　 244

8.1.1 數組　　 244

8.1.2 列表、棧和隊列（liè）　　245

8.1.3 樹　　 245

8.2 相關概念　　 247

8.2.1 抽象　　247

8.2.2 靜態結構（gòu）與動態結（jié）構　　 247

8.2.3 指針　　 248

8.3 數據結構的實現　　 248

8.3.1 數組的存儲　　248

8.3.2 列表的（de）存儲　　251

8.3.3 棧和（hé）隊（duì）列的（de）存儲　　254

8.3.4 二叉樹的存儲　　255

8.3.5 數據結構的操作　　257

8.4 一個簡短案例　　 259

8.5 定製的數據（jù）類型　　 263

8.5.1 用戶（hù）自定義數據類型　　 263

8.5.2 抽象數據類（lèi）型　　 264

*8.6 類和對象　　 266

*8.7 機（jī）器語言中的指針　　267

複習題　　269

社會問題（tí）　　273

課外閱讀　　274

第9 章 數據庫（kù）係統　　275

9.1 數據庫基礎　　275

9.1.1 數（shù）據庫係統的重要性　　275

9.1.2 模式的（de）作用（yòng）　　276

9.1.3 數據庫管理係統　　277

9.1.4 數據（jù）庫（kù）模型　　278

9.2 關（guān）係模型　　 279

9.2.1 關（guān）係設計中的問（wèn）題　　 279

9.2.2 關係運算　　282

9.2.3 SQL 　　285

*9.3 麵向對象數據庫　　287

*9.4 維護數據庫的完整性　　289

9.4.1 提交/回滾協議　　289

9.4.2 鎖定（dìng）　　 290

*9.5 傳（chuán）統的文件結構　　291

9.5.1 順序文件　　291

9.5.2 索引文件　　294

9.5.3 散（sàn）列文件　　294

9.6 數據挖掘　　 297

9.7 數（shù）據庫技術的（de）社會影響　　299

複習題　　300

社（shè）會問題　　303

課外閱讀　　304

第10 章 計算機圖形學　　305

10.1 計算機圖形學的範圍　　 305

10.2 3D圖形概述　　307

10.3 建模　　 308

10.3.1 單個物體的建模　　308

10.3.2 整個場景的（de）建模　　313

10.4 渲染　　314

10.4.1 光－表麵交互　　314

10.4.2 裁剪、掃描轉換和隱藏麵的（de）消除　　316

10.4.3 著色　　319

10.4.4 渲染－流水線硬（yìng）件（jiàn）　　320

*10.5 處理全局照明　　321

10.5.1 光線跟（gēn）蹤（zōng）　　　321

10.5.2 輻射度　　323

10.6 動畫（huà）　　323

10.6.1 動畫基礎　　323

10.6.2 運動學和動力（lì）學　　325

10.6.3 動畫製作過（guò）程　　326

複習題　　326

社會問題　　328

課外閱讀　　329

第（dì）11 章 人工智能　　330

11.1 智能與機器　　330

11.1.1 智能體　　330

11.1.2 研究方法　　332

11.1.3 圖靈測試　　332

11.2 感知　　333

11.2.1 理解（jiě）圖像　　333

11.2.2 語言處理　　335

11.3 推理（lǐ）　　338

11.3.1 產生式係統　　338

11.3.2 搜索（suǒ）樹　　340

11.3.3 啟發式搜索　　342

11.4 其他（tā）研究領域　　346

11.4.1 知識的表達和處理　　346

11.4.2 學習　　347

11.4.3 遺（yí）傳算（suàn）法　　349

11.5 人工神經（jīng）網絡　　349

11.5.1 基本特性　　350

11.5.2 訓（xùn）練（liàn）人工（gōng）神經網絡　　351

11.5.3 聯想記憶　　353

11.6 機器人學　　356

11.7 後果的思考　　358

複習（xí）題　　359

社會問題　　363

課外閱讀　　364

第12 章 計算理論　　365

12.1 函數及其（qí）計算　　365

12.2 圖靈（líng）機　　367

12.2.1 圖靈機的原理　　367

12.2.2 丘奇-圖靈論題　　369

12.3 通用程序設計語言　　370

12.3.1 Bare Bones語言　　370

12.3.2 用Bare Bones語言編程　　372

12.3.3 Bare Bones的通用性　　373

12.4 一個不可計算的函數　　375

12.4.1 停（tíng）機問題　　375

12.4.2 停機問題的不可解性（xìng）　　376

12.5 問題的（de）複雜性　　379

12.5.1 問題複雜性的度量　　379

12.5.2 多項式問題與非多項式問題　　382

12.5.3 NP問題　　383

*12.6 公（gōng）鑰密碼學　　386

12.6.1 模表示法　　386

12.6.2 RSA公鑰加密係（xì）統　　387

複習題（tí）　　389

社會問題　　392

課外閱讀　　392

附錄A ASCII 碼　　394

附錄B 處理二進製補碼表示的（de）電路　　395

附錄C 一種簡單的機器語言　　397

附錄D 高級編（biān）程語言　　399

附錄E 迭代結構與遞歸（guī）結構的（de）等價性　　401

索引　　403

問題與練習答案