计算机导论

章节摘录

插图：第3章 计算机基础知识一个完整的计算机系统由硬件和软件两大部分组成，硬件包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备，软件包括系统软件和应用软件。计算机能够处理文本、图形、图像、视频、动画和音频等多种媒体信息，但所有信息在计算机内部都以二进制数据存在，数据以文件的形式存储，按层次组织文件以提高文件的管理效率和存储空间的利用率。本章对这些计算机基础知识作简要介绍，更详细的系统介绍在后续有关课程中进行。3.1 计算机的基本组成及工作原理计算机是一种能够按照程序对各种数据和信息进行自动处理的电子设备。这里所说的计算机是指存储程序式电子数字计算机，组成计算机硬件的主体是电子器件和电子线路，计算机存储和处理的是数字信息，存储在计算机中的程序通过控制器控制计算机的信息处理工作。按字面理解，计算机就是用于计算的机器，其实最初研制计算机的目的就是为了帮助人们完成复杂的计算任务，第一台电子计算机ENIAc就是为了计算弹道曲线而设计的。当然，现在计算机的功能已远远超出传统计算的范畴，可以称之为信息处理机。3.1.1 计算机的基本组成一个完整的计算机系统包括硬件子系统和软件子系统两大部分。组成一台计算机的物理设备的总称叫做计算机硬件子系统，是看得见摸得着的实体，是计算机工作的物质基础。驱动计算机工作的各种程序的集合称为计算机软件子系统，是计算机的灵魂，是控制和操作计算机工作的逻辑基础。计算机T作时软硬件协同配合，缺一不可。没有高层次的软件，就不能充分发挥硬件的作用；没有高性能的硬件环境支持，就编写不出高性能的软件，即使有高性能的软件，也无法高效运行甚至于根本无法运行。从组成计算机系统的硬件部分来看，现在使用的计算机属于冯?诺依曼型计算机，其基本组成结构由冯·诺依曼等人在1945年完成的“关于电子计算装置逻辑结构设计”研究报告中给出。计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5个部分组成，如图3.1 所示。图中实线为数据线，虚线为控制线和反馈线。

前言

本书第1版出版于2004年9月，在使用过程中得到许多学校的老师和同学们的肯定，取得了较好的教学效果。结合近几年的教学实践及计算机科学技术的最新进展，我们在第1版的基础上进行了修改和完善，使全书内容更加翔实和新颖，更加符合IEEECS/ACM的系列计算教程（CC2001~CC2005）及教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制的《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》中对计算机导论课程内容的建议。我们编写计算机导论教材追求的目标是体现6个字的特点——广、浅、新、易、趣、思。即知识面广，要能包括计算机专业知识体系的各主要方面； 层次浅，每一部分内容的介绍不宜太深入； 内容新，要能反映计算机科学技术在各个领域的最新发展； 通俗易懂，要适合一年级大学生的知识背景和对计算机知识的理解能力； 激发兴趣，通过本课程的学习激发起学生对计算机专业的兴趣； 引导思考，本课程不只是让学生学习一些基本的计算机专业知识，更重要的是引导学生思考一些问题，为学好后续课程奠定基础。第2版共分9章，主要内容及与第1版的对应关系如下。第1章计算机发展简史。与第1版的第1章对应，主要是补充了近几年的最新发展及计算机的特点、计算机的应用领域等内容，充实了对各代计算机代表机型的介绍及中国计算机发展简史的介绍。第2章计算机专业知识体系。与第1版的第3章对应，主要是补充了对核心专业课程及专业基础课程的简要介绍，使学生尽早从总体上了解计算机专业的知识体系构成。第3章计算机基础知识。与第1版的第2章和4.1节对应，将第1版中4.1节内容融入第2章进行统一介绍，同时对这一部分内容进行了大量的更新和补充，如更新了关于内存储器、外存储器、主板、总线、数据表示的大部分内容，补充了多媒体技术的介绍。使计算机基础知识的介绍更为充实、系统和新颖。第4章操作系统与网络知识。与第1版的第4章（去掉4.1节）对应，操作系统部分，充实了对UNIX、Linux的介绍，增加了对嵌入式操作系统的介绍； 计算机网络部分，充实了计算机网络、因特网的发展历程和下一代互联网研究的介绍，充实了因特网应用的介绍，增加了网络连接设备和因特网接入方式的介绍。更符合作为导论课程内容的教学要求。第5章程序设计知识。与第1版的第5章对应，简化了具体程序设计知识和数据结构知识的介绍，充实了对程序设计语言的总体介绍及程序设计风格、算法设计与分析等内容的介绍，更便于学生从总体上了解程序设计语言和数据结构的作用，增强以后学习这些课程的针对性。第6章软件开发知识。与第1版的第6章对应，数据库部分增加了对数据库的新发展——分布式数据库、XML、数据仓库、数据挖掘等内容的介绍； 软件工程部分充实了对面向对象方法的介绍。使学生更好地了解有关软件开发的新知识。第7章计算机系统安全知识。新增加的一章，把原来对计算机网络安全的简单介绍扩展成了一章的内容，介绍了目前计算机系统常见的安全威胁及常用的反病毒技术、反黑客技术、防火墙技术、入侵检测技术、数据加密技术、数据认证技术及相应的职业道德问题。使学生尽早具备基本的应对安全威胁的知识和应遵守的职业道德。第8章计算机领域的典型问题。与第1版的第7章对应。补充了中国邮路、西尔勒中文小屋、生产者—消费者等问题的介绍，并归类为图论问题、算法复杂性问题、计算机智能问题、并发控制问题等4大类进行介绍，同时补充了关于机器人、人工智能的不同观点等内容的介绍。第9章计算机学科方法论。与第1版的第8章对应，对12个核心概念的介绍都给出了相应的实例，各种数学方法的介绍也都有实例支持，使学生更容易理解。对于教师： 第2版保持了第1版的特色，仍然定位在对计算机专业做一个绪论性的介绍，不求深度优先，但求广度优先。主要目的在于让学生对计算机的历史发展、知识体系及学习（研究）方法有一个总体性的了解，激发学生的学习兴趣和学习主动性，教师讲授时应以提高兴趣、总体了解为主，适当掌握介绍内容的深度。第2版中，每章除习题外，还增加了思考题，习题主要是帮助学生掌握每章的基本内容，思考题主要是引导学生进一步阅读有关文献，对一些问题进行较为深入的思考。教师可选部分或全部习题留给学生做，并对思考题给予适当的引导。对于学生： 该书内容比较全面，涉及的知识点比较多，由于篇幅限制，每部分内容的介绍相对简略。学生可以根据自己的兴趣点，（在教师的指导下）自己借助图书馆、互联网找一些相关文献资料做进一步的阅读、学习和深入思考。争取做到在对整个专业知识体系有基本了解的基础上，在某些方面有较深入一些的理解和思考。对于习题，要在理解书中内容的基础上去做，对于思考题，应在进一步阅读有关文献的基础上去思考。第2版是在第1版的基础上修订而成的，修订工作主要由袁方执笔完成，王兵（第8章）、李继民（第9章）、张明和王煜（41节）、蔡红云和张彬（42节）、王苗和史青宣（52～53节）、陈昊（61节）、李珍（76节）、王亮（12节）分别参与了部分章节内容的讨论、审阅和校对工作，王帅和刘海博绘制了书中的插图。本书的编写参考了大量的书籍和报刊，并从互联网上参考了部分有价值的材料。为此，我们向有关的作者、编者、译者和网站表示衷心的感谢。 由于涉及内容非常多，虽然各部分内容都经相关比较熟悉的老师审阅把关，但限于编者水平有限，书中定有不妥之处，敬请读者批评指正。

书籍目录

第1章 计算机发展简史　1.1 第一台电子数字计算机的诞生　1.2 计算机的发展　1.3 中国计算机发展简史　1.4 著名的计算机公司　1.5 著名的计算机科学家　1.6 计算机学术组织　1.7 计算机奖项　1.8 小结　习题　思考题　课外阅读建议第2章 计算机专业知识体系　2.1 计算机专业学生应具备的素质和能力　2.2 计算机专业知识体系　2.3 计算机专业实践教学体系　2.4 小结　习题　思考题第3章 计算机基础知识　3.1 计算机的基本组成及工作原理　3.2 计算机硬件子系统　3.3 计算机软件子系统　3.4 数据表示　3.5 数据存储　3.6 多媒体技术基础　3.7 小结　习题　思考题第4章 操作系统与网络知识第5章 程序设计知识第6章 软件开发知识第7章 计算机系统安全知识第8章 计算机领域的典型问题第9章 计算机学科方法论词汇表参考文献

编辑推荐

《计算机导论(第2版)》是袁方编著的，由清华大学出版社出版。

作者简介

《计算机导论(第2版)》是一本学习计算机专业知识的入门教材，介绍了计算机的发展简史、计算机专业知识体系、计算机基础知识、操作系统与网络知识、程序设计知识、软件开发知识、计算机系统安全知识、计算机领域典型问题和计算机学科方法论等内容。通过《计算机导论(第2版)》，学生可以了解计算机发展史中的重要人物、机型和事件，了解学习计算机专业应掌握的知识体系和学习方法； 从总体上了解计算机专业的基本知识，了解计算机专业领域能解决的实际问题； 帮助学生尽早建立一个完整的计算机概念，构建一个初步的计算机专业知识体系框架，激发学生学习兴趣，为进一步深入学习专业知识，提高综合素质和能力奠定良好的基础。

《计算机导论(第2版)》既可作为高等学校计算机及相关专业计算机导论课程的教材，也可作为非计算机专业的计算机应用基础教材。

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