計算機科學概論第十一版

計算機科學概論第11版相比與前面的來說，新增了手持移動設備，特別是智能手機的相關內容，主要涉及操作系統(tǒng)、組網(wǎng)、編程語言和軟件工程。此外，書中還對軟件所有權和責任、訓練人工神經(jīng)網(wǎng)絡等許多相關內容做了更新，以反映最新技術面貌。歡迎來綠色資源網(wǎng)下載

內容簡介：

本書深入淺出、圖文并茂，內容引人入勝，極易引發(fā)讀者的興趣，絕無一般教材的枯燥和晦澀。此外，本書的教學手段多樣、習題豐富，并且每章后都附有與本章內容相關的社會現(xiàn)實問題供讀者思考和討論，這些都很好地體現(xiàn)了作者強調培養(yǎng)學生分析問題能力的教學理念。

以歷史眼光，從發(fā)展的角度、當前的水平以及現(xiàn)階段的研究方向等幾個方面，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，把握了最新的技術趨勢。本書用算法、數(shù)據(jù)抽象等核心思想貫穿各個主題，并且充分展現(xiàn)了歷史背景、發(fā)展歷程和新的技術趨勢，培養(yǎng)讀者的 大局觀，為其今后深入學習其他計算機專業(yè)課程打下堅實的基礎。

作者簡介：

J. Glenn Brookshear 世界知名的計算機科學教育家。他在1975年獲得新墨西哥州立大學博士后，創(chuàng)辦了Marquette大學的計算機科學學位項目，并在該校任教至今。他的主 要研究方向是計算理論。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(shù)據(jù)存儲　　13

1.1 位和位存儲　　13

1.1.1 布爾運算　　 13

1.1.2 門和觸發(fā)器　　 14

1.1.3 十六進制記數(shù)法　　 17

1.2 主存儲器　　18

1.2.1 存儲器結構　　 18

1.2.2 存儲器容量的度量　　 19

1.3 海量存儲器　　20

1.3.1 磁學系統(tǒng)　　 20

1.3.2 光學系統(tǒng)　　 22

1.3.3 閃存驅動器　　 23

1.3.4 文件存儲及檢索　　 24

1.4 用位模式表示信息　　 25

1.4.1 文本的表示　　 25

1.4.2 數(shù)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 二進制系統(tǒng)　　29

1.5.1 二進制記數(shù)法　　29

1.5.2 二進制加法　　 31

1.5.3 二進制中的小數(shù)　　 32

*1.6 整數(shù)存儲　　33

1.6.1 二進制補碼記數(shù)法　　 33

1.6.2 余碼記數(shù)法　　 36

*1.7 小數(shù)的存儲　　 37

1.7.1 浮點記數(shù)法　　 37

1.7.2 截斷誤差　　 39

*1.8 數(shù)據(jù)壓縮　　 41

1.8.1 通用的數(shù)據(jù)壓縮技術　　 41

1.8.2 圖像壓縮　　 43

1.8.3 音頻和視頻壓縮　　 44

*1.9 通信差錯　　 45

1.9.1 奇偶校驗位　　 45

1.9.2 糾錯編碼　　 46

復習題　　47

社會問題　　50

課外閱讀　　51

第2 章 數(shù)據(jù)操控　　52

2.1 計算機體系結構　　 52

2.1.1 CPU基礎知識　　52

2.1.2 存儲程序概念　　53

2.2 機器語言　　 54

2.2.1 指令系統(tǒng)　　 54

2.2.2 一種演示用的機器語言　　 56

2.3 程序執(zhí)行　　 58

2.3.1 程序執(zhí)行的一個例子　　60

2.3.2 程序與數(shù)據(jù)　　 62

*2.4 算術/邏輯指令　　 63

2.4.1 邏輯運算　　 63

2.4.2 循環(huán)移位及移位運算　　 65

2.4.3 算術運算　　 66

*2.5 與其他設備通信　　 67

2.5.1 控制器的作用　　67

2.5.2 直接內存存取　　68

2.5.3 握手　　 69

2.5.4 流行的通信媒介　　 69

2.5.5 通信速率　　 70

*2.6 其他體系結構　　70

2.6.1 流水線　　　70

2.6.2 多處理器計算機　　 71

復習題　　72

社會問題　　 77

課外閱讀　　77

第3 章 操作系統(tǒng)　　79

3.1 操作系統(tǒng)的歷史　　79

3.2 操作系統(tǒng)的體系結構　　82

3.2.1 軟件概述　　82

3.2.2 操作系統(tǒng)組件　　84

3.2.3 系統(tǒng)啟動　　86

3.3 協(xié)調機器的活動　　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 來自機器內部的攻擊　　94

復習題　　95

社會問題　　98

課外閱讀　　98

第4 章 組網(wǎng)及因特網(wǎng)　　99

4.1 網(wǎng)絡基礎　　99

4.1.1 網(wǎng)絡分類　　99

4.1.2 協(xié)議　　100

4.1.3 網(wǎng)絡互連　　102

4.1.4 進程間通信的方法　　104

4.1.5 分布式系統(tǒng)　　 105

4.2 因特網(wǎng)　　106

4.2.1 因特網(wǎng)體系結構　　106

4.2.2 因特網(wǎng)編址　　108

4.2.3 因特網(wǎng)應用　　109

4.3 萬維網(wǎng)　　113

4.3.1 萬維網(wǎng)實現(xiàn)　　113

4.3.2 HTML　　114

4.3.3 XML 　　117

4.3.4 客戶端和服務器端的活動　　118

*4.4 因特網(wǎng)協(xié)議　　119

4.4.1 因特網(wǎng)軟件的分層方法　　119

4.4.2 TCP/IP協(xié)議簇　　122

4.5 安全性　　123

4.5.1 入侵的形式　　124

4.5.2 防護和對策　　125

4.5.3 加密　　126

4.5.4 網(wǎng)絡安全的法律途徑　　128

復習題　　130

社會問題　　131

課外閱讀　　132

第5 章 算法　　134

5.1 算法的概念　　134

5.1.1 概覽　　134

5.1.2 算法的正式定義　　135

5.1.3 算法的抽象本質　　136

5.2 算法的表示　　136

5.2.1 原語　　137

5.2.2 偽代碼　　139

5.3 算法的發(fā)現(xiàn)　　142

5.3.1 問題求解的藝術　　142

5.3.2 入門　　144

5.4 迭代結構　　146

5.4.1 順序搜索法　　147

5.4.2 循環(huán)控制　　148

5.4.3 插入排序算法　　151

5.5 遞歸結構　　154

5.5.1 二分搜索算法　　154

5.5.2 遞歸控制　　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

復習題　　167

社會問題　　171

課外閱讀　　171

第6 章 程序設計語言　　172

6.1 歷史回顧　　172

6.1.1 早期程序設計語言　　172

6.1.2 獨立并超越機器　　174

6.1.3 程序設計范型　　175

6.2 傳統(tǒng)的程序設計概念　　179

6.2.1 變量和數(shù)據(jù)類型　　180

6.2.2 數(shù)據(jù)結構　　181

6.2.3 常量和字面量　　182

6.2.4 賦值語句　　183

6.2.5 控制語句　　184

6.2.6 注釋　　187

6.3 過程單元　　188

6.3.1 過程　　188

6.3.2 參數(shù)　　189

6.3.3 函數(shù)　　192

6.4 語言實現(xiàn)　　193

6.4.1 翻譯過程　　193

6.4.2 軟件開發(fā)包　　198

6.5 面向對象程序設計　　199

6.5.1 類和對象　　199

6.5.2 構造器　　 202

6.5.3 附加特性　　 202

*6.6 程序設計中的并發(fā)活動　　 204

*6.7 說明性程序設計　　 206

6.7.1 邏輯推演　　 206

6.7.2 Prolog 　　 208

復習題　　210

社會問題　　213

課外閱讀　　214

第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(tǒng)的開發(fā)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(xiàn)　　222

7.4.2 耦合　　 224

7.4.3 內聚　　 225

7.4.4 信息隱藏　　225

7.4.5 構件　　226

7.5 行業(yè)工具　　 227

7.5.1 較老的工具　　 227

7.5.2 統(tǒng)一建模語言　　 228

7.5.3 設計模式　　232

7.6 質量保證　　 233

7.6.1 質量保證的范圍　　233

7.6.2 軟件測試　　 234

7.7 文檔編制　　 235

7.8 人機界面　　 236

7.9 軟件所有權和責任　　238

復習題　　240

社會問題　　242

課外閱讀　　243

第8 章 數(shù)據(jù)抽象　　244

8.1 數(shù)據(jù)結構基礎　　 244

8.1.1 數(shù)組　　 244

8.1.2 列表、棧和隊列　　245

8.1.3 樹　　 245

8.2 相關概念　　 247

8.2.1 抽象　　247

8.2.2 靜態(tài)結構與動態(tài)結構　　 247

8.2.3 指針　　 248

8.3 數(shù)據(jù)結構的實現(xiàn)　　 248

8.3.1 數(shù)組的存儲　　248

8.3.2 列表的存儲　　251

8.3.3 棧和隊列的存儲　　254

8.3.4 二叉樹的存儲　　255

8.3.5 數(shù)據(jù)結構的操作　　257

8.4 一個簡短案例　　 259

8.5 定制的數(shù)據(jù)類型　　 263

8.5.1 用戶自定義數(shù)據(jù)類型　　 263

8.5.2 抽象數(shù)據(jù)類型　　 264

*8.6 類和對象　　 266

*8.7 機器語言中的指針　　267

復習題　　269

社會問題　　273

課外閱讀　　274

第9 章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)　　275

9.1 數(shù)據(jù)庫基礎　　275

9.1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的重要性　　275

9.1.2 模式的作用　　276

9.1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)　　277

9.1.4 數(shù)據(jù)庫模型　　278

9.2 關系模型　　 279

9.2.1 關系設計中的問題　　 279

9.2.2 關系運算　　282

9.2.3 SQL 　　285

*9.3 面向對象數(shù)據(jù)庫　　287

*9.4 維護數(shù)據(jù)庫的完整性　　289

9.4.1 提交/回滾協(xié)議　　289

9.4.2 鎖定　　 290

*9.5 傳統(tǒng)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 散列文件　　294

9.6 數(shù)據(jù)挖掘　　 297

9.7 數(shù)據(jù)庫技術的社會影響　　299

復習題　　300

社會問題　　303

課外閱讀　　304

第10 章 計算機圖形學　　305

10.1 計算機圖形學的范圍　　 305

10.2 3D圖形概述　　307

10.3 建?！　?308

10.3.1 單個物體的建?！　?08

10.3.2 整個場景的建?！　?13

10.4 渲染　　314

10.4.1 光－表面交互　　314

10.4.2 裁剪、掃描轉換和隱藏面的消除　　316

10.4.3 著色　　319

10.4.4 渲染－流水線硬件　　320

*10.5 處理全局照明　　321

10.5.1 光線跟蹤　　　321

10.5.2 輻射度　　323

10.6 動畫　　323

10.6.1 動畫基礎　　323

10.6.2 運動學和動力學　　325

10.6.3 動畫制作過程　　326

復習題　　326

社會問題　　328

課外閱讀　　329

第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 理解圖像　　333

11.2.2 語言處理　　335

11.3 推理　　338

11.3.1 產生式系統(tǒng)　　338

11.3.2 搜索樹　　340

11.3.3 啟發(fā)式搜索　　342

11.4 其他研究領域　　346

11.4.1 知識的表達和處理　　346

11.4.2 學習　　347

11.4.3 遺傳算法　　349

11.5 人工神經(jīng)網(wǎng)絡　　349

11.5.1 基本特性　　350

11.5.2 訓練人工神經(jīng)網(wǎng)絡　　351

11.5.3 聯(lián)想記憶　　353

11.6 機器人學　　356

11.7 后果的思考　　358

復習題　　359

社會問題　　363

課外閱讀　　364

第12 章 計算理論　　365

12.1 函數(shù)及其計算　　365

12.2 圖靈機　　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(shù)　　375

12.4.1 停機問題　　375

12.4.2 停機問題的不可解性　　376

12.5 問題的復雜性　　379

12.5.1 問題復雜性的度量　　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 公鑰密碼學　　386

12.6.1 模表示法　　386

12.6.2 RSA公鑰加密系統(tǒng)　　387

復習題　　389

社會問題　　392

課外閱讀　　392

附錄A ASCII 碼　　394

附錄B 處理二進制補碼表示的電路　　395

附錄C 一種簡單的機器語言　　397

附錄D 高級編程語言　　399

附錄E 迭代結構與遞歸結構的等價性　　401

索引　　403

問題與練習答案