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| 內容簡介： |
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本书依据浙江大学计算机科学基础课程的教学改革和实践基础编写而成。本书围绕相关数据和处理方法，通过计算系统、计算基础、数据表示、算法基础、语言和程序、数据库、大数据及先进计算等内容，以“计算系统”的全新视角介绍计算机科学基础知识。本书较为全面地介绍了各种类型的数据及其处理方法。本书的目标仍然是让读者系统地、全面地理解计算机及其科学基础，理解计算机的计算对象，以及计算机能够做什么、不能做什么、如何做到等，让读者站在一个新的高度去认识作为科学的计算机学科和作为工具的计算机的特点，领略计算机科学的无穷魅力。本书有配套的实验指导，以帮助读者通过自主学习提升使用计算机的技能。本书为教师和学生提供相关教案、习题参考答案以及书中用到的数据文件，可以在华信教育资源网的相关网页中进行下载。本书既可以作为大学本科的计算机科学基础课程的教材，也可以作为计算机专业的导论课教材，也希望能够为更全面了解计算机及计算系统的读者所参考。
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| 關於作者： |
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陆汉权，男，浙江大学计算机科学与技术学院，教授，浙江大学计算机基础教学部负责人，浙江省计算机学会副理事长，出版多本教材。
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| 目錄：
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目录
第1章计算机系统概述1
1.1计算机1
1.1.1计算机设备2
1.1.2程序和软件2
1.2计算机简史3
1.2.1硬件史3
1.2.2软件进化4
1.3计算机模型5
1.4计算机组成8
1.4.1处理器系统8
1.4.2存储器系统9
1.4.3输入、输出系统11
1.4.4计算机是如何运行的12
1.5操作系统13
1.5.1计算机系统的核心13
1.5.2操作系统的功能和结构14
1.5.3文件系统15
1.6计算机网络16
1.7数据和信息17
1.8计算思维18
本章小结19
习题121
第2章计算的基础25
2.1数和数据概述25
2.2数制26
2.2.1常用进制26
2.2.2二进制的基本运算27
2.2.3数制转换28
2.3计算机中的数30
2.2.1机器数和原码30
2.2.2反码和补码31
2.2.3定点和浮点数32
2.4计算机逻辑33
2.4.1数理逻辑33
2.4.2基本逻辑关系34
2.4.3逻辑代数36
2.5逻辑电路37
2.5.1门电路37
2.5.2加法器38
2.5.3存储单元电路39
2.5.4集成电路40
本章小结41
习题241
第3章数据表示46
3.1数据表示概述46
3.2文本和文档47
3.2.1ASCII47
3.2.2Unicode编码48
3.2.3汉字编码49
3.2.4文档49
3.3数据压缩50
3.3.1霍夫曼编码50
3.3.2行程长度编码51
3.3.3有损压缩52
3.4音频数据52
3.4.1音频数据采集53
3.4.2音频数据格式54
3.4.3MP355
3.4.4计算机语音55
3.5图形和图像56
3.5.1图像的表示56
3.5.23D技术59
3.6视频和动画59
3.6.1视频数据60
3.6.2动画60
本章小结61
习题362
第4章算法基础66
4.1算法概述66
4.2算法的三种结构67
4.3算法的表示和发现68
4.4算法举例70
4.4.1基本算法70
4.4.2迭代72
4.4.3递归72
4.4.4排序74
4.4.5查找75
4.5算法的方法学75
4.5.1贪心法76
4.5.2分治法76
4.5.3动态规划77
4.5.4回溯法78
4.6抽象数据表达79
本章小结81
习题482
第5章计算机语言和程序85
5.1概述85
5.2编程语言86
5.2.1机器语言86
5.2.2汇编语言87
5.2.3面向过程的高级语言88
5.2.4面向对象的程序设计语言89
5.2.5其他语言90
5.3程序的程序：翻译系统91
5.4高级编程语言92
5.4.1数据类型92
5.4.2基本语句94
5.4.3分支语句95
5.4.4循环语句96
5.4.5函数和方法97
5.5怎样编写程序98
5.6软件工程99
本章小结101
习题5102
第6章数据库106
6.1数据库概述106
6.1.1非结构化数据106
6.1.2结构化数据107
6.2数据库系统108
6.3关系数据库110
6.3.1关系模型110
6.3.2关系运算111
6.3.3SQL113
6.4构建数据库系统114
6.4.1数据库设计114
6.4.2CS结构115
6.5其他类型的数据库116
本章小结117
习题6118
第7章网络与网络计算121
7.1通信基础121
7.1.1通信介质和传输121
7.1.2调制与解调123
7.2网络技术124
7.2.1网络传输124
7.2.2网络类型和设备125
7.2.3网络协议128
7.2.4网络服务器129
7.3互联网130
7.3.1TCPIP130
7.3.2IP网131
7.3.3互联网服务134
7.3.4未来的网络137
7.4网络数据137
7.5云计算140
7.6网络安全141
本章小结142
习题7143
第8章大数据147
8.1大数据概述147
8.2R简介148
8.3大数据预处理150
8.4数据分析方法151
8.4.1聚类分析151
8.4.2关联分析153
8.4.3回归分析156
8.5数据挖掘160
8.5.1分类160
8.5.2时间序列分析163
8.5.3文本分析164
8.6大数据处理工具166
8.6.1Hadoop167
8.6.2MapRuduce168
本章小结169
习题8169
第9章先进计算171
9.1高性能计算171
9.2人工智能173
9.2.1图灵测试173
9.2.2推理：知识表达174
9.2.3神经网络175
9.2.4机器人177
9.2.5自然语言处理177
9.3机器学习和深度学习178
9.3.1 机器学习178
9.3.2深度学习179
9.4虚拟现实180
9.5可计算理论181
9.5.1可计算函数181
9.5.2哥德尔数182
9.5.3图灵机183
9.5.3计算复杂性184
9.5.4停机问题186
本章小结186
习题9187
附录AASCII表190
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| 內容試閱：
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前 言
几年前，我在一次全国性的计算机教学研讨会上提出了个人的观点，应该客观地分析相关计算机基础课程的学生群体，他们是互联网的原住民：他们对计算机、信息和技术的认知程度远远高出他们的父辈，因为他们一出生就生活在信息社会。今天看来，这个观点仍然是保守了，他们是信息社会的真正的推动者。今天这一代人，生活、学习、工作自然而然地与计算机、智能手机密切联系在一起，就像我们这一代和电视机联系在一起一样。
回到本书书名的构想。
本书的读者对机器（硬件）具有本能的认知，对APP（Application，应用程序）更有天然的亲和力，这几年发展极为迅速的大数据（Big Data）更是脍炙人口，他们已经耳熟能详。因此，我们需要站在一个新的角度看待本书的读者，需要给他们一个适合当下信息社会发展特点的视角，与他们分享相关的知识和技术。毫无疑问，数据与计算是主题。尽管过去计算机科学基础也一直讨论数据与计算，只是没有像今天的形势所要求的那样必须给出一个清晰的路线图和系统性的介绍。几年前，我在浙江大学竺可桢（浙江大学历史上最具影响的校长，19361949）学院的计算机科学基础课程教学中就进行了相关尝试，因此本书也是教学过程的体会和总结，希望对使用本书的教师和学生们有所帮助。
科学的精神就在于知道是什么、为什么以及如何做到，不需赘述的是，作为一门学科，计算机学科与数学、物理差不多，尽管学习它们并不意味着就以此为职业，但你们已经无从选择：计算机或者与计算机相关的产品将伴随你们成长，将成为你们新一代不可或缺的工具，甚至成为你们的一个不可或缺的器官。因此，你们需要掌握计算科学的相关知识，使得计算机这个工具能够发挥更有效的作用。
尽管本书目标是明确的，但要达到这个目标绝非易事：现在人人都是计算机方面的专家，很多人对计算机的认识是不同的。为了适合教学，本书在教学内容的编排上做了较大幅度的调整，以计算机是数据的载体，计算机是计算的核心为主线，强调数据是计算的对象，而数据的抽象表达、组织与存储、传输与交换和作为资源使用是计算的目标，也是计算机实现这些功能的方法。
本书应该具有基础性课程所具有的知识体系的基本稳定性。尽管计算机技术发展很快，人们每天都在使用它，每天都在谈论它，好像每天都有令人耳目一新的新的技术，实际上它的科学基础并没有变，至少在可预见的未来也不会有多大变化。计算机科学的基础就是数制、逻辑、体系、数据组织和表达、算法、语言、软件原理等。新技术，如Web、即时通信等，都不是新的，新的只是与市场相关，无关乎技术。
希望读者能够领会本书希望传达的意思：计算机是科学，也是数据处理的工具，而且是一个不可或缺的科学工具，计算机改变着我们、改变着社会。好好地了解它吧，它能更好地帮助你！
本书围绕相关数据和处理方法，通过计算系统、计算基础、数据表示、算法基础、语言和程序、数据库、大数据及先进计算等内容，以计算系统的全新视角介绍计算机科学基础知识。计算系统是指承担计算功能的计算机和计算对象的数据。数据是现实世界的抽象的表达，是信息之源。本书较为全面地介绍了各种类型的数据及其处理方法。
同许多计算机书籍一样被诟病的是，与前面出版并勘误过的多个版本一样，本书也有各种失误和错误，也有很多不完善的地方。如果给自己找理由，则是计算机发展太快，许多概念随着时间而改变，我们还不能完全跟上这种改变。前面几版收到了许多读者的指正，也真诚希望读者再次帮助我们纠正书中的各种错误。再次深谢你们的宽容和帮助。
本书能够出版并多次修订（从2002年开始至今已经有数个版本），得益于浙江大学中一起教授本课程的各位同事的大力帮助。他们对书稿中有很多建设性的建议和批评，限于时间限制还不能一一加以修正，将在再版时全面修订。抱歉的是，由于人数太多，限于篇幅不能一一列出他们的名字，但是有几位老师是本书的最大贡献者，特别感谢浙江大学计算机教学研究中心的现任首席责任教授许端清老师、责任教授徐镜春老师和沈睿老师，是他们的大力支持，本书才得以进行修改并出版。计算机学院的章文老师和冯晓霞老师仔细阅读了原稿，纠正了很多错误，也提出了很多很好的建议。
本书为任课教师提供配套的教学资源（包含电子教案、习题参考答案、书中用到的数据文件），需要者可登录华信教育资源网站（http：www.hxedu.com.cn），注册之后进行免费下载。
作 者
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