计算学科导论

作品简介

本书介绍了计算机的发展历史、计算学科的知识体系、方法论及计算机专业人员应具备的业务素质和职业道德。对学生的知识学习、能力提高、素质培养和日后的学术研究、技术开发、经营管理等工作起到了十分重要的引导性作用。

本书特色为在讨论计算学科基本理论和技术的基础上，引入了计算思维的概念，方便学生在掌握学科基础知识的同时，提升计算思维意识，培养学生运用计算思维解决问题的能力。

本书既可作为高等学校计算机科学与技术、信息安全、网络工程、软件工程等相关专业的本/专科生教材，又适合作为计算机爱好者的自学读物。

田俊峰，从事分布计算、网络安全与可信计算等方向的教学和科研工作。已经出版的著作：1、《主观逻辑及其应用》9787030458070；2、《可信计算与信任管理》9787030418173；3、《网络攻击原理与实践》9787040341621。

何欣枫，主要研究方向为网络与信息安全、云计算安全、可信计算等。参编教材2部，主持河北省自然科学基金项目2项，河北省研究生教学案例库项目一项。

作品目录

• 前言
• 第1章 计算学科概念辨识
• 1.1 计算机与计算学科
• 1.1.1 大众眼中的计算机
• 1.1.2 计算机如何计算
• 1.1.3 计算学科及其研究领域
• 1.2 计算简史
• 1.2.1 古典计算
• 1.2.2 机械计算
• 1.2.3 电子计算
• 1.3 电子计算机的分类
• 1.3.1 分类依据与方法
• 1.3.2 微型计算机
• 1.3.3 超级计算机
• 1.3.4 摩尔定律
• 1.4 计算机体系结构
• 1.4.1 冯·诺依曼式计算机
• 1.4.2 哈佛结构
• 1.4.3 非冯·诺依曼式计算机
• 1.5 我国计算机的发展
• 1.5.1 我国计算机技术的发展
• 1.5.2 国产微处理器
• 1.5.3 国产超级计算机
• 参考文献
• 练习题
• 第2章 存储程序
• 2.1 存储
• 2.1.1 存储概述
• 2.1.2 存储的分类
• 2.1.3 存储层次
• 2.2 程序
• 2.2.1 计算机程序
• 2.2.2 程序设计语言分类
• 2.2.3 常用程序设计语言
• 2.2.4 Debug与IDE
• 2.3 存储程序的原理及改进
• 2.3.1 存储程序的原理
• 2.3.2 存储程序的改进
• 2.4 计算机系统
• 2.4.1 计算机硬件
• 2.4.2 计算机软件
• 2.4.3 硬件与软件之间的关系
• 参考文献
• 练习题
• 第3章 算 法
• 3.1 基本概念
• 3.1.1 算法的定义
• 3.1.2 算法的特征
• 3.1.3 算法的评价
• 3.1.4 算法的分类
• 3.1.5 算法的表示方法
• 3.2 解空间搜索
• 3.3 穷举算法
• 3.4 分治算法
• 3.5 贪心算法
• 3.6 动态规划算法
• 3.7 智能优化算法
• 3.7.1 模拟退火算法
• 3.7.2 遗传算法
• 3.7.3 蚁群算法
• 3.7.4 随机算法
• 3.8 Online算法
• 3.9 算法与图灵机
• 参考文献
• 练习题
• 第4章 计算机问题求解
• 4.1 量化的世界
• 4.1.1 量化的概念
• 4.1.2 量化世界
• 4.1.3 量化自我
• 4.2 科学思维
• 4.2.1 理论思维
• 4.2.2 实验思维
• 4.2.3 计算思维
• 4.2.4 大数据思维
• 4.2.5 结构思维
• 4.3 抽象与推理
• 4.3.1 抽象
• 4.3.2 逻辑推理
• 参考文献
• 练习题
• 第5章 学科知识体系
• 5.1 学科规范
• 5.1.1 国外课程体系设计
• 5.1.2 国内培养方案简介
• 5.2 信息与数据
• 5.2.1 数制系统
• 5.2.2 数值信息的二值化
• 5.2.3 文字的二值化
• 5.2.4 声音的二值化
• 5.2.5 图像、图形的二值化
• 5.2.6 数据结构
• 5.2.7 数据库系统
• 5.3 操作系统
• 5.3.1 概念及发展史
• 5.3.2 通用操作系统
• 5.3.3 操作系统的功能及组成
• 5.4 计算机网络与因特网
• 5.4.1 数据通信与计算机网络
• 5.4.2 因特网
• 5.4.3 网络应用
• 5.5 信息安全
• 5.5.1 信息安全概念与目标
• 5.5.2 安全需求
• 5.5.3 信息安全事件分类
• 5.5.4 信息安全事件分级
• 5.5.5 信息安全方法
• 5.5.6 信息安全法规
• 5.6 软件工程
• 5.6.1 软件危机
• 5.6.2 软件生命周期
• 5.6.3 软件工程方法
• 5.6.4 经典著作
• 5.7 并行计算与分布式计算
• 5.7.1 并行计算
• 5.7.2 分布式计算
• 5.8 人工智能
• 5.8.1 基本概念
• 5.8.2 人工智能发展史
• 5.8.3 图灵测试
• 5.8.4 基础研究技术
• 参考文献
• 练习题
• 第6章 计算学科的发展趋势
• 6.1 云计算
• 6.1.1 基本概念
• 6.1.2 云计算服务模式
• 6.1.3 云计算核心技术
• 6.1.4 其他类型计算
• 6.2 大数据
• 6.2.1 基本概念
• 6.2.2 大数据特性
• 6.2.3 大数据关键技术
• 6.3 物联网
• 6.3.1 基本概念
• 6.3.2 关键技术及典型应用
• 6.4 新兴计算
• 6.4.1 量子计算
• 6.4.2 光子计算
• 6.4.3 生物计算
• 参考文献
• 练习题