大学计算机

内容概要

吴宁教授，硕士生导师。长期从事计算机基础教学与研究工作。任“大学计算机基础”国家精品资源共享课程及“微机原理与接口技术”陕西省精品资源共享课程负责人。

主要研究方向为学习行为大数据分析、智能学习指导与个性化推荐。先后主持国家和省、市等多项科研项目及省、校教改研究项目，编写出版包括**级十五和十一五规划教材在内的各类教材10余种。先后获国家和省级教学成果奖、陕西省和西安市科技二等奖、陕西省优秀教材二等奖及多项校级教材奖和教学优秀奖。

书籍目录

第1章引论

1.1走进计算机

1.1.1计算机系统构成

1.1.2主机与主机板

1.1.3计算机的主要性能指标

1.2图灵机模型与计算问题

1.2.1图灵机模型

1.2.2图灵机构造示例

1.2.3计算与可计算性理论

1.3计算工具的发展与启示

1.3.1电子计算机的诞生和发展

1.3.2微型计算机的发展

1.3.3未来计算机的发展

1.4基于计算机的问题求解

1.4.1需求分析与模型建立

1.4.2模块设计

1.4.3程序编码与调试

1.4.4系统测试

1.5计算机科学研究前沿技术简介

1.5.1高性能计算

1.5.2普适计算

1.5.3云计算

1.5.4人工智能

1.5.5物联网

习题

第2章信息的表示编码

2.1计算机与二进制

2.2计算机中的信息表示与编码

2.2.1什么是信息

2.2.2数值信息表示

2.2.3文字信息表示

2.2.4声音信息的表示

2.2.5图像信息的表示

2.3计算机中的数制

2.3.1常用记数制

2.3.2各种数制之间的转换

2.4二进制数的表示和运算

2.4.1二进制数的表示

2.4.2二进制数的算术运算

2.4.3机器数的表示和运算

2.5计算机中信息处理的一般过程

2.5.1信息采集

2.5.2信息表示和压缩

2.5.3信息存储和组织

2.5.4信息的传输

2.5.5信息检索

习题

第3章系统软硬件构造

3.1逻辑代数基础

3.1.1关于逻辑

3.1.2基本逻辑运算

3.1.3其他逻辑运算

3.2逻辑电路

3.2.1基本逻辑门

3.2.2其他常用逻辑门

3.2.3触发器

3.2.4加法器

3.3冯·诺依曼结构

3.3.1程序和指令

3.3.2冯·诺依曼计算机基本结构

3.4冯·诺依曼计算机基本原理

3.4.1指令的执行过程

3.4.2微型计算机的一般工作过程

3.4.3图灵机与计算机

3.4.4冯·诺依曼结构的局限性

3.4.5哈佛结构

3.5操作系统

3.5.1操作系统概述

3.5.2处理器管理

3.5.3存储器管理

3.5.4文件管理

3.5.5其他功能

习题

第4章计算机网络及应用

4.1计算机网络基础知识

4.1.1概述

4.1.2网络体系结构和协议

4.1.3网络应用模式

4.2因特网

4.2.1因特网基础知识

4.2.2常见的因特网应用

4.3局域网

4.3.1局域网结构和标准

4.3.2局域网设备

4.4网络安全

4.4.1网络安全概念

4.4.2密码学基础及应用

4.4.3网络安全技术

习题

第5章C程序设计基础

5.1程序设计基础

5.1.1什么是程序设计

5.1.2程序设计语言

5.1.3程序的编译

5.1.4C程序基本结构

5.2使用Eclipse和VisualStudio编译C程序

5.2.1使用Eclipse编译C程序

5.2.2使用VisualStudio编译C程序

5.3输入和输出函数

5.4C程序的基本要素

5.4.1C语言字符集、标识符和词汇

5.4.2注释

5.4.3C源程序结构

5.5数据类型

5.5.1常量

5.5.2变量

5.5.3类型修饰符

5.6运算符和表达式

5.6.1算术运算符和算术表达式

5.6.2关系运算符和关系表达式

5.6.3逻辑运算符和逻辑表达式

5.6.4赋值运算符和赋值表达式

5.6.5自增运算符和自减运算符

5.6.6问号表达式和逗号表达式

5.6.7位运算表达式

5.6.8表达式中各运算符的运算顺序

5.6.9不同类型数据之间的混合算术运算

5.6.10typedef语句

5.6.11运算符与表达式例题

5.7控制结构

5.7.1顺序结构

5.7.2选择结构

5.7.3循环结构

5.7.4其他控制转移语句

5.7.5控制结构例题

5.8应用示例

习题

第6章数组、函数和指针

6.1数组

6.1.1一维数组

6.1.2二维数组

6.1.3多维数组

6.2字符型数组和字符串处理库函数

6.2.1字符型数组的定义和初始化

6.2.2字符串的输入与输出

6.2.3字符串处理库函数

6.3结构体类型

6.3.1结构体类型的定义

6.3.2结构体类型变量的使用

6.3.3数组和结构体

6.4数组应用示例

6.5函数

6.5.1函数的定义

6.5.2函数的调用

6.5.3函数原型

6.5.4函数间的参数传递

6.5.5局部变量和全局变量

6.5.6递归函数

6.5.7带参数的main函数

6.5.8C语言的库函数

6.6变量的存储类别

6.6.1自动变量

6.6.2静态变量

6.6.3寄存器变量

6.6.4外部变量

6.6.5多源程序文件程序中的全局变量说明

6.7函数应用示例

6.8地址与指针

6.8.1地址

6.8.2指针

6.9指针运算

6.9.1*和&运算符

6.9.2指针变量算术运算

6.9.3指针变量比较运算

6.9.4指针变量下标运算

6.10指针与数组

6.10.1指向数组的指针

6.10.2指向多维数组的指针

6.10.3指针数组

6.11指针与函数

6.11.1指针作为函数的参数

6.11.2返回指针的函数

6.11.3指向函数的指针

6.12动态存储分配

6.13指向指针的指针

6.14结构体与指针

6.15指针的初始化

6.16void和const类型的指针

6.17指针应用示例

6.18预处理命令

6.18.1无参数宏

6.18.2带参宏定义

6.18.3文件包含

6.18.4条件编译

习题

第7章算法分析与设计

7.1算法的基本概念

7.2算法的描述方法

7.2.1算法的自然语言描述

7.2.2算法的伪代码描述

7.2.3算法的流程图描述

7.3算法的复杂性评价

7.3.1算法的时间复杂度

7.3.2算法的空间复杂度

7.4查找算法

7.4.1顺序查找

7.4.2折半查找

7.5排序算法

7.5.1冒泡排序

7.5.2选择排序

7.5.3快速排序

7.6常用算法简介

7.6.1递归与分治

7.6.2动态规划

7.6.3贪心算法

7.6.4回溯法

习题

第8章数据结构基础

8.1数据与数据结构

8.1.1数据

8.1.2数据结构

8.2线性表

8.2.1线性表的逻辑结构及运算

8.2.2顺序线性表

8.2.3链表

8.3栈和队列

8.3.1栈

8.3.2队列

8.4图和树

8.4.1图的基本概念

8.4.2带权图和最短路径

8.4.3树的基本概念

8.4.4二叉树

8.4.5树的遍历

习题

附录A常用外设及设备驱动程序

A.1输入设备

A.1.1键盘

A.1.2鼠标

A.2输出设备

A.2.1显示器

A.2.2打印机

A.3设备驱动程序

A.3.1设备驱动程序的一般概念

A.3.2硬件设备的“即插即用”概念

附录B标准ASCII码表及控制符号

附录C声音和图像信息的数字化

C.1声音信息的数字化

C.1.1声音的基本参数

C.1.2声音信号的数字化

C.2图像信息的数字化

C.2.1图像的数字化

C.2.2图像的主要性能参数

参考文献

作者简介

本书为“大学计算机”国家精品资源共享课程专用教材和MOOC课程参考教材。全书以“计算思维能力”培养为出发点，围绕计算、构造、设计三大主题进行内容组织，将核心聚焦到计算模型与信息编码、系统构造与抽象、算法与数据结构设计三大模块，强调自底向上的构造思维能力、逻辑分析能力与编程实现能力。

全书共8章，包括计算机与计算机科学引论，信息表示与编码，系统软硬件构造，网络应用及网络安全技术，C语言程序设计基础,数组、函数和指针，算法分析与设计，数据结构基础。作为MOOC课程参考教材，本书主体内容配有教学微视频及包括动画演示案例、在线作业练习等各类辅助教学和学习的网络数字资源。

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