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第1章 绪论1

1.1 什么是计算1

1.1.1 计算1

1.1.2 可计算性3

1.1.3 问题的复杂性4

1.2 计算工具的发展和电子计算机的诞生5

1.2.1 手工计算工具5

1.2.2 机械式计算机8

1.2.3 电子计算机的诞生11

1.3 计算科学13

1.3.1 计算学科的定义14

1.3.2 计算学科的三个学科形态14

1.3.3 计算学科的基本概念15

1.4 计算科学研究与应用18

1.4.1 人工智能18

1.4.2 云计算和网格计算19

1.4.3 普适计算21

习题123

第2章 信息的表示与存储24

2.1 信息和信息的表示方法24

2.1.1 信息、信息量和信息的表示24

2.1.2 进位计数制和数的表示29

2.1.3 二进制数的运算41

2.1.4 非数值信息的表示44

2.2 信息的存储54

2.2.1 布尔运算54

2.2.2 门电路和触发器57

2.2.3 存储器的结构60

2.2.4 存储器的发展63

2.3 数据压缩65

2.3.1 数据压缩的可能性——信息熵65

2.3.2 基本压缩方法66

2.3.3 图像和音视频的压缩70

习题272

第3章 数据的组织与管理74

3.1 数据与数据结构74

3.1.1 数据结构概述74

3.1.2 线性表79

3.1.3 树形结构86

3.1.4 图结构90

3.2 数据库技术94

3.2.1 数据管理技术94

3.2.2 数据库管理系统96

3.2.3 关系数据库98

3.2.4 结构化查询语言SQL100

习题3105

第4章 程序设计语言和算法107

4.1 计算机语言107

4.1.1 计算机语言的发展107

4.1.2 计算机语言的组成110

4.1.3 计算机语言的实现120

4.2 算法121

4.2.1 算法基本概念121

4.2.2 查找算法129

4.2.3 排序算法137

4.3 算法策略141

4.3.1 枚举法141

4.3.2 递归法147

4.3.3 分治法152

4.3.4 回溯法160

4.3.5 贪心算法169

习题4176

第5章 信息的传输178

5.1 通信与协议178

5.1.1 通信系统178

5.1.2 网络协议182

5.1.3 网络体系结构187

5.2 数据通信197

5.2.1 编码与解码197

5.2.2 检错与纠错200

5.2.3 同步技术206

5.2.4 复用技术208

5.3 网络结构212

5.3.1 网络结构212

5.3.2 网络地址215

5.3.3 网络互连218

5.4 模型与服务226

5.4.1 应用模型226

5.4.2 传统服务229

5.5 网络安全239

5.5.1 加密239

5.5.2 用户认证247

5.5.3 数字签名249

习题5252

第6章 计算机系统254

6.1 计算机结构254

6.1.1 图灵机254

6.1.2 冯·诺依曼计算机261

6.1.3 其他结构计算机267

6.2 微型计算机系统268

6.2.1 系统组成268

6.2.2 主机系统273

6.2.3 存储系统279

6.2.4 输入／输出系统284

6.2.5 性能指标288

6.2.6 操作系统291

习题6307

参考文献308