計算機科學概論

龔月姣、黃婷、肖曉琳、陳偉能

計算機科學概論 預覽內頁
  • 出版商: 清華大學
  • 出版日期: 2026-06-01
  • 售價: $414
  • 語言: 簡體中文
  • ISBN: 7302717419
  • ISBN-13: 9787302717416
  • 相關分類: Computer-Science

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商品描述

"本書作為計算機科學的入門教材，全面涵蓋了計算機相關基礎知識與前沿技術，旨在為學生及對計算機感興趣的讀者提供系統的理論與實踐指導。全書分為四部分：第一部分（第1~3章）首先介紹計算機黑箱數據處理模型，以使讀者建立對計算機基本構成的理解，接著探討數據表示和記數系統，逐步引導讀者深入理解計算機是如何處理和存儲信息的，為後續學習奠定堅實的基礎；第二部分（第4~6章）聚焦計算機硬件，首先介紹數字電路的基礎知識，接著解析計算機體系結構的構建，最後討論計算機網絡的構成及其功能，以幫助讀者全面理解計算機硬件的運作；第三部分（第7~10章）專註於軟件領域，內容涵蓋程序設計語言的演變、算法與問題求解，在此基礎上逐步引導讀者理解操作系統功能及軟件開發流程，幫助他們將理論與實踐相結合；第四部分（第11~12章）介紹人工智能、大數據、物聯網和雲計算等前沿技術，展示計算機科學的**發展與應用，激發讀者對未來技術的探索熱情。 本書以深入淺出的方式呈現內容，邏輯嚴謹，循序漸進，案例豐富，適合作為高等院校計算機科學與軟件工程等相關專業的教材，也非常適合對計算機科學有興趣的讀者自學。 "

作者簡介

"龔月姣，華南理工大學計算機學院教授、博士生導師。長期工作在教學與科研一線，講授“計算機科學概論”“智能算法及應用”等核心課程。研究方向為計算智能理論及應用，圍繞相關方向主持國家和省部級等項目10余項，發表國內外學術論文100余篇。黃婷，西安電子科技大學廣州研究院副教授、碩士生導師。承擔教學科研、成果轉化任務，講授""人工智能導論""""進化算法基礎""""分布式系統""等核心課程。研究方向為計算智能理論及應用，圍繞相關方向主持國家和省部級等項目6項，發表國內外學術論文30余篇。肖曉琳，華南師範大學計算機學院副教授、碩士生導師。研究方向為圖像處理、機器學習理論及應用，圍繞相關方向承擔國家和省部級項目3項，發表國內外學術論文30余篇。 陳偉能，華南理工大學計算機學院教授、博士生導師，副院長。講授“離散數學”“人工智能”等核心課程。研究方向為群體智能、智能計算和多智能體系統，圍繞相關方向主持國家優青項目、科技創新2030重大項目等10余項，發表國內外學術論文200余篇。"

目錄大綱

目錄

第1章緒論

1.1計算機數據處理模型

1.2馮·諾依曼模型

1.3計算機系統

1.4計算機發展史

1.4.1計算機硬件發展史

1.4.2計算機軟件發展史

1.4.3現代計算機科學

本章小結

思考與練習

第2章記數系統

2.1記數系統概述

2.2計算機與二進制記數系統

2.2.1二進制記數系統的發展歷程

2.2.2模擬信息和數字信息

2.2.3計算機與二進制記數系統的聯系

2.3位置記數法

2.3.1位置記數法的基本概念

2.3.2位置記數法的運算

2.4進制轉換

2.4.1二進制數與十進制數之間的相互轉換

2.4.2二進制數與八/十六進制數之間的相互轉換

2.4.3十進制數與其他進制數之間的相互轉換

本章小結

思考與練習

第3章數據表示

3.1計算機中的數據

3.1.1計算機的數據類型

3.1.2數據的統一表示方式

3.1.3數據壓縮的基礎概念

3.2數值數據的表示

3.2.1整數的表示方法

3.2.2實數的表示方法

3.3文本數據的表示

3.3.1文本數據與字符集

3.3.2文本壓縮

3.4音頻數據的表示

3.4.1音頻數據的編碼

3.4.2CD與常見的音頻格式

3.5圖像與視頻數據的表示

3.5.1圖像數據的表示方法

3.5.2光柵圖像與矢量圖形

3.5.3視頻數據的表示方法

本章小結 

思考與練習

第4章數字電路基礎

4.1數字電路的表示

4.2基礎門電路

4.2.1門電路與邏輯運算

4.2.2門電路的物理原理

4.3組合電路

4.3.1組合電路基礎

4.3.2組合電路的應用舉例

4.4時序電路

4.5集成電路

本章小結

思考與練習

第5章計算機組件

5.1馮·諾依曼體系

5.2計算機組件的介紹

5.2.1中央處理器

5.2.2存儲器

5.2.3總線

5.2.4計算機外部設備

5.3機器周期

5.4並行架構 

本章小結

思考與練習

第6章計算機網絡

6.1計算機網絡模型

6.1.1OSI模型

6.1.2TCP/IP模型

6.2TCP/IP協議棧

6.3網絡連接方式

6.3.1局域網、城域網與廣域網 

6.3.2互聯網

6.3.3萬維網

6.4網絡連接設備

本章小結

思考與練習

第7章程序設計語言

7.1計算機語言的演化 

7.1.1機器語言

7.1.2匯編語言

7.1.3高級語言

7.1.4自然語言

7.2機器語言

7.2.1機器語言簡介

7.2.2Pep/8虛擬計算機

7.2.3Pep/8的簡單機器語言程序

7.2.4機器語言的優點和缺點

7.3匯編語言

7.3.1匯編語言簡介

7.3.2Pep/8的簡單匯編語言程序

7.3.3匯編語言的優點和缺點

7.4高級語言

7.4.1高級語言簡介

7.4.2高級語言的分類

7.4.3高級語言的優點和缺點

本章小結

思考與練習

第8章算法

8.1算法與計算機問題求解

8.1.1算法的定義

8.1.2計算機問題求解

8.2算法的表示

8.2.1偽代碼

8.2.2流程圖

8.3查找算法

8.3.1順序查找算法

8.3.2二分查找算法

8.4排序算法

8.4.1選擇排序算法

8.4.2冒泡排序算法

8.4.3插入排序算法

8.5遞歸算法

8.5.1子算法表示

8.5.2遞歸結構

8.5.3快速排序算法

本章小結

思考與練習

第9章操作系統

9.1操作系統的定義和發展史

9.1.1操作系統的定義

9.1.2操作系統的發展史

9.2內存管理

9.2.1內存管理概述

9.2.2物理內存管理的連續分配方式

9.2.3物理內存管理的非連續分配方式

9.2.4虛擬內存管理

9.3進程管理

9.3.1進程概述

9.3.2進程的狀態

9.3.3進程調度

9.3.4死鎖與饑餓

9.4設備管理

9.4.1設備管理概述

9.4.2I/O控制方式

9.5文件管理

9.5.1文件與文件系統概述

9.5.2文件的屬性

9.5.3文件的基本操作

9.5.4文件的結構

9.5.5文件目錄管理

本章小結

思考與練習

第10章軟件工程

10.1軟件生命周期

10.1.1軟件生命周期的定義

10.1.2軟件生命周期的實例

10.2軟件開發步驟

10.2.1需求分析

10.2.2系統設計

10.2.3系統實現

10.2.4系統測試

10.3面向對象的分析與設計

10.3.1面向對象的編程思想

10.3.2統一建模語言

10.4軟件開發流程模型

10.4.1瀑布模型

10.4.2增量模型

10.4.3演化模型與螺旋模型

10.4.4敏捷開發模型

10.5軟件質量評估

10.5.1軟件質量評估指標

10.5.2軟件質量評估操作

10.5.3軟件項目管理

本章小結

思考與練習

第11章人工智能

11.1從機器學習到深度學習

11.1.1機器學習基礎

11.1.2神經網絡與深度學習

11.2強化學習

11.2.1強化學習的基本原理

11.2.2強化學習的實現

11.3群體智能

11.3.1遺傳算法

11.3.2粒子群優化算法

11.3.3群集機器人

11.4人工智能生成內容

11.4.1AIGC的核心技術

11.4.2AIGC的產業應用

11.4.3AIGC的未來展望

本章小結

思考與練習

第12章大數據、物聯網與雲計算

12.1傳統與巨型計算系統

12.1.1傳統計算系統

12.1.2巨型計算系統

12.2大數據

12.2.1大數據介紹

12.2.2大數據技術的主要推動力量

12.2.3大數據技術框架

12.3物聯網

12.3.1物聯網介紹

12.3.2物聯網的應用場景

12.3.3物聯網的發展趨勢

12.4雲計算

12.4.1雲計算概述

12.4.2雲計算架構

12.4.3雲計算安全

12.4.4雲計算的應用

12.5應用案例——智慧城市

12.5.1智慧城市介紹

12.5.2智慧城市應用案例之智慧交通

12.5.3智慧城市應用案例之智慧能源

12.5.4智慧城市應用案例之智慧醫療

12.5.5智慧城市應用案例之智慧社區

本章小結

思考與練習

參考文獻

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