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第1章 符号模型的数学描述1

1.1科学抽象1

1.1.1科学抽象的意义2

1.1.2数学抽象的基本原则3

1.1.3七桥问题5

1.1.4四色猜想问题的抽象7

1.1.5抽象的层次8

1.2形式化与计算描述9

1.2.1形式化9

1.2.2计算科学与数学的关系12

1.2.3计算描述的特点14

1.3常用数学描述16

1.3.1集合16

1.3.2巴科斯范式18

1.3.3正则表达式19

1.3.4有限状态机21

1.3.5 HTML23

1.3.6 XML25

1.4有限状态机的应用举例27

1.5实验Haskell使用入门30

1.5.1什么是Haskell30

1.5.2初次使用Haskell30

1.5.3以编程方式使用Haskell32

1.5.4实验安排建议33

1.6进一步阅读材料33

习题34

第2章 什么是信息35

2.1信息的概念与定义35

2.1.1热身问题35

2.1.2信息的定义及其物理解释36

2.2信息量的数学表达40

2.2.1信息量的数学表达——信息熵40

2.2.2信息熵的应用43

2.2.3信息概念的进一步讨论45

2.3数字化45

2.3.1比特45

2.3.2信息表示的种类49

2.3.3模拟信号的数字化50

2.4信息表示方法52

2.4.1二进制52

2.4.2字符信息的编码55

2.4.3图形图像的数据表示57

2.4.4格雷码58

2.5信息处理59

2.5.1人类信息处理发展史59

2.5.2信息处理过程60

2.6哈夫曼编码62

2.7熵的计算及应用举例65

2.8实验67

实验一 香农实验67

实验二 编写Gray码产生程序68

实验三 编写一个哈夫曼编解码的程序68

2.9进一步阅读材料69

习题70

第3章 什么是计算72

3.1计算机的历史及人类对计算本质的认识过程72

实验五 并行快速排序291

6.7进一步阅读材料291

习题292

第7章 计算思维294

7.1计算思维导引294

7.1.1科学思维294

7.1.2计算思维的产生297

7.1.3计算思维的定义299

7.1.4计算思维的特征和作用301

7.1.5计算思维与计算机科学302

7.1.6计算思维培养303

7.2计算透镜304

7.2.1计算生物学306

7.2.2人类基因组计划311

7.2.3霰弹枪测序312

7.2.4仿生计算314

7.2.5万维网和因特网315

7.3社会计算317

7.3.1社会计算的研究内容318

7.3.2社会网络媒体319

7.3.3计算社会科学323

7.3.4人本计算325

7.3.5集体智能、威客、众包327

7.4普适计算328

7.5普适计算应用举例333

7.6实验337

实验一 京都基因和基因组百科全书（KEGG）337

实验二 利用CLab4研究高级语言的机器执行337

7.7进一步阅读材料339

习题339

附录Haskell程序设计基础341