計算機科學導論

目錄

第1章  數制與編碼 

1.1 數制與進制基礎  001

1.1.1 數制  001

1.1.2 常見的數制  001

1.1.3 進制轉換  002

1.1.4 基於特定進制的算術運算  005

1.1.5 邏輯運算  006

1.1.6 進制的應用  007

1.2 數值編碼  007

1.2.1 數值編碼的基本概念  007

1.2.2 定點格式編碼  007

1.2.3 浮點格式編碼  009

1.2.4 常見的數值編碼方法  010

1.2.5 數值編碼的註意事項  012

1.2.6 數值編碼的應用  012

1.3 字符編碼  013

1.3.1 字符編碼的定義與原理  013

1.3.2 常見的字符編碼  013

1.3.3 字符編碼的應用  016

1.4 圖像、音頻和視頻編碼  017

1.4.1 圖像、音頻、視頻在計算機中的表示  017

1.4.2 圖像、音頻、視頻的編碼方式  018

1.4.3 圖像、音頻和視頻的應用  021

1.5 數據壓縮編碼  023

1.5.1 背景介紹  023

1.5.2 常見的壓縮編碼  023

1.5.3 壓縮編碼的應用  027

1.6 校驗編碼與數據完整性  028

1.6.1 檢驗編碼的背景與基礎  028

1.6.2 常見的校驗碼  029

1.6.3 應用場景  031

1.7 特殊編碼技術  032

1.7.1 格雷碼  032

1.7.2 BCD碼  033

1.7.3 Base64編碼  033

1.7.4 加、解密編碼  034

1.7.5 哈希編碼  035

1.8 編碼技術的發展與挑戰  036

1.8.1 編碼技術的最新發展現狀  036

1.8.2 編碼技術的挑戰  038

1.9 小結  039

1.10 思考與練習  039

第2章  計算機組成原理

2.1 計算機系統簡介  040

2.1.1 計算機的軟硬件概念  040

2.1.2 計算機系統的層次結構  040

2.1.3 計算機組成和計算機體系結構  044

2.2 計算機的基本組成  044

2.2.1 馮·諾依曼計算機的特點  044

2.2.2 計算機的硬件框圖  045

2.2.3 計算機的工作步驟  046

2.3 計算機發展及主要技術指標  051

2.3.1 計算機發展  051

2.3.2 計算機硬件主要技術指標  061

2.4 小結  062

2.5 思考與練習  062

第3章  數據結構 

3.1 數據結構的基本概念  063

3.2 算法和算法評價  066

3.2.1 算法的基本概念  066

3.2.2 算法的評價  066

3.3 線性結構  070

3.3.1 線性表  070

3.3.2 棧  071

3.3.3 隊列  073

3.4 樹形結構  073

3.4.1 樹的定義  074

3.4.2 二叉樹  075

3.5 圖  077

3.5.1 圖的定義和術語  078

3.5.2 圖的遍歷  080

3.6 小結  081

3.7 思考與練習  081

第4章  操作系統

4.1 操作系統概述  084

4.1.1 什麼是操作系統  084

4.1.2 操作系統的發展  085

4.1.3 操作系統的功能和特征  091

4.1.4 操作系統接口  093

4.2 常見的操作系統  094

4.2.1 Windows  094

4.2.2 Linux  094

4.2.3 UNIX  095

4.2.4 其他操作系統  095

4.3 小結  097

4.4 思考與練習  097

第5章  數據庫原理及技術

5.1 數據庫技術應用概述  098

5.1.1 數據庫技術發展歷史  098

5.1.2 數據庫技術應用領域  100

5.2 課程教學組織及與其他專業課程的關系  101

5.2.1 數據庫課程開設目標  101

5.2.2 數據庫課程與其他專業課程的關系  102

5.2.3 數據庫原理及應用的課程教學組織  103

5.3 數據庫原理及應用課程內容  104

5.3.1 關系數據庫的重要概念  104

5.3.2 關系數據庫系統概念與關系數據理論  106

5.3.3 數據庫設計  109

5.3.4 關系數據庫系統DBMS重要技能  111

5.3.5 數據庫備份和恢復  119

5.3.6 數據庫設計與實施  122

5.4 小結  123

5.5 思考與練習  123

第6章  計算機網絡

6.1 計算機網絡的概念  124

6.1.1 計算機網絡的組成要素  124

6.1.2 計算機網絡的產生  124

6.1.3 計算機網絡的發展階段  125

6.1.4 計算機網絡的功能  126

6.2 計算機網絡的軟件、硬件組成  127

6.2.1 軟件組成  127

6.2.2 硬件組成  128

6.3 網絡安全  130

6.3.1 網絡安全技術  130

6.3.2 常見的網絡攻防手段  131

6.4 小結  133

6.5 思考與練習  133

第7章  Web開發

7.1 Web開發基礎知識  134

7.1.1 萬維網服務  134

7.1.2 靜態網頁和動態網頁  135

7.2 站點建立和訪問  136

7.2.1 本地站點和Web服務器  136

7.2.2 常用網頁編輯工具  136

7.2.3 VS code建立站點和頁面  137

7.3 HTML基礎  139

7.3.1 HTML概述  139

7.3.2 HTML主要標簽  140

7.4 CSS設置  143

7.4.1 CSS概述  143

7.4.2 CSS選擇器類型  143

7.4.3 DIV+CSS布局  145

7.5 JavaScript基礎  148

7.5.1 JavaScript簡介  148

7.5.2 JavaScript代碼編寫  149

7.5.3 JavaScript代碼的放置位置  149

7.6 小結  150

7.7 思考與練習  150

第8章  移動應用開發

8.1 移動通信發展歷程  151

8.1.1 1G時代：模擬通信的開端  151

8.1.2 2G時代：數字通信的興起  151

8.1.3 3G時代：移動互聯網的開端  152

8.1.4 4G時代：高速移動互聯網的普及  152

8.1.5 5G時代：萬物互聯與智能化  153

8.1.6 6G展望：未來通信技術的趨勢  153

8.2 移動終端設備  153

8.2.1 移動終端類型  154

8.2.2 移動終端的功能  154

8.2.3 移動終端技術特點  156

8.3 移動操作系統  157

8.3.1 常見移動操作系統  157

8.3.2 移動操作系統技術特點  159

8.4 移動應用開發技術  160

8.4.1 移動應用開發技術分類  160

8.4.2 移動應用開發基本流程  161

8.4.3 移動應用開發的關鍵要素  161

8.5 小結  162

8.6 思考與練習  162

第9章  人工智能

9.1 人工智能的基本概念  164

9.1.1 智能的定義與特征  164

9.1.2 人工智能的定義  165

9.1.3 人工智能的前世今生  166

9.2 人工智能的主要內容  167

9.2.1 機器學習  168

9.2.2 深度學習  170

9.2.3 強化學習  171

9.2.4 自然語言處理  172

9.2.5 計算機視覺  173

9.2.6 機器人學  174

9.2.7 神經網絡與深度學習  175

9.3 AIGC與多模態生成大模型  183

9.3.1 AIGC和多模態大模型概述  183

9.3.2 多模態生成大模型基本概念和內容  188

9.3.3 AIGC面臨的挑戰和潛在風險  189

9.3.4 圖像生成模型  190

9.3.5 多模態生成大模型  192

9.3.6 多模態大模型的應用實例  193

9.4 小結  198

9.5 思考與練習  198

第10章  區塊鏈技術

10.1 區塊鏈技術原理  199

10.1.1 區塊鏈起源  199

10.1.2 區塊鏈工作原理  200

10.2 區塊鏈的代表性技術  202

10.2.1 比特幣  202

10.2.2 以太坊  203

10.2.3 超級賬本  204

10.3 區塊鏈共識機制  207

10.3.1 共識機制的概念  207

10.3.2 共識機制的類別  208

10.3.3 PoW共識機制  208

10.3.4 PoS共識機制  210

10.4 小結  211

10.5 思考與練習  211

第11章  物聯網技術

11.1 物聯網概述  212

11.1.1 物聯網與互聯網  212

11.1.2 物聯網的發展  214

11.1.3 物聯網的定義  216

11.2 物聯網核心技術  217

11.2.1 物聯網體系架構  218

11.2.2 感知識別層  221

11.2.3 網絡構建層  224

11.2.4 管理服務層  226

11.2.5 綜合應用層  228

11.3 物聯網技術與通信  229

11.3.1 藍牙技術  229

11.3.2 ZigBee技術  230

11.3.3 WiFi技術  230

11.3.4 NB-IoT技術  230

11.3.5 無線傳感器網絡技術  231

11.3.6 移動通信技術  232

11.4 物聯網技術與數據  233

11.4.1 數據與大數據  233

11.4.2 物聯網的數據獲取與處理  234

11.4.3 物聯網與大數據的聯系  235

11.4.4 物聯網大數據平臺  235

11.5 物聯網技術與計算  237

11.6 物聯網技術的發展趨勢  240

11.7 小結  244

11.8 思考與練習  244

參考文獻