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| 內容簡介： |
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本书用深入浅出的语言讲解了计算机科学的基础知识。主要内容包括计算机学什么、神奇的0与1、程序是如何执行的、学习Python语言与数据库知识、计算思维的核心算法、操作系统、并行计算、计算机网络与物联网、信息安全、机器学习等。本书不仅让读者能够清楚、完整地了解如何用计算机解决问题，而且通过Python程序的巧妙演绎与动手实践，让读者切实体会到计算机科学的广博与趣味，带领读者体会计算机科学之美。 本书可作为计算机科学入门课程的教科书，也可作为广大读者理解计算机科学基本知识的科普读物及学习Python语言的参考书。
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| 關於作者： |
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沙行勉 Edwin Sha，博士生导师，2000年起作为终身职正教授任教于美国得克萨斯州大学达拉斯分校（UTD）计算机科学系。任上海交通大学、山东大学、北京航空航天大学等客座、兼任教授或博导。2008年被评为海外杰出青年学者，2010年起任教育部长江学者讲座教授。2011年起任中国千人计划特聘专家，20122017年任重庆大学计算机学院院长。现任华东师范大学终身特聘教授。
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| 目錄：
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第1章计算机学什么
1.1探索黑匣子从一个程序谈起
1.1.1探索黑匣子之计算机硬件
1.1.2探索黑匣子之计算机软件
1.1.3探索黑匣子之操作系统
1.1.4计算机系统的层次
1.2计算机编程的基本概念
1.2.1初窥高级语言
1.2.2乘Python之舟进入计算机语言的世界
1.2.3活学活用运用Python的基本功能解决数学问题
小结
1.3计算机核心知识算法
1.3.1算法的重要性
1.3.2解平方根算法一
1.3.3解平方根算法二
1.3.4解平方根算法三
小结
1.4什么是计算机
1.4.1历史上的计算机
1.4.2嵌入式系统
1.4.3未来的计算机
小结
1.5计算机前沿知识大数据
1.5.1数据
1.5.2大数据
1.5.3大数据的应用
小结
1.5.4对数据和逻辑的正确态度沙老师的话
1.6计算机科学之美
1.6.1无处不在的计算机
1.6.2计算机学科本身包含的知识面之广
本章总结
习题1
第2章神奇的0与1
2.1进位制的概念
小结
2.2不同进制间的转换
2.2.1二进制数转换为十进制数
2.2.2十进制数转换为二进制数
2.2.3二、八、十六进制的巧妙转换
小结
2.3计算中的二进制四则运算
2.3.1无符号整数与加法
2.3.2乘法与除法
2.3.3带符号整数的减法
2.3.4浮点数
小结
2.4一切都是逻辑
2.4.1什么是逻辑运算
2.4.2电路实现逻辑课时不足时，可不讲本节
2.4.3用逻辑做加法
2.4.4加法与控制语句
小结
2.5计算机中的存储
2.5.1数据的存储形式
2.5.2存储设备
小结
2.6谈0与1的美
2.6.1简单开关的无限大用
2.6.2二进制逻辑的神奇妙用
2.6.3亢龙有悔和否极泰来
2.6.4若见诸相非相，即见如来
习题2
第3章程序是如何执行的
3.1引例
3.2a=a 1的执行过程
3.2.1分解a=a 1的执行步骤
3.2.2CPU中的核心部件
3.2.3汇编指令的概念
3.2.4a=a 1的完整执行过程
小结
3.3控制结构的执行
3.3.1ifelse选择语句
3.3.2分支跳转指令
3.3.3ifelse选择语句的执行
3.3.4while循环语句的执行
3.3.5for循环语句的执行
小结
3.4关于Python的函数调用
3.4.1函数的基本概念
3.4.2Python函数入门
3.4.3局部变量与全局变量
小结
3.5函数调用过程的分析
3.5.1返回地址的存储
3.5.2函数调用时栈的管理
3.5.3SEAL中函数调用栈帧的建立
小结
3.6几种通用的编程语言
小结
3.7对计算机程序的领悟
3.7.1清晰的语义
3.7.2严谨的逻辑
3.7.3巧妙的结构
3.7.4智能是程序计算出来的
小结
习题3
第4章学习Python语言
4.1简洁的Python
4.2Python内置数据结构
4.2.1Python基本数据类型
4.2.2列表
4.2.3再谈字符串
4.2.4字典类似数据库的结构
4.3Python赋值语句
4.3.1基本赋值语句
4.3.2序列赋值
4.3.3扩展序列赋值
4.3.4多目标赋值
4.3.5增强赋值语句
4.4Python控制结构
4.4.1if语句
4.4.2while循环语句
4.4.3for循环语句
4.5Python函数调用
4.6Python自定义数据结构
4.6.1面向过程与面向对象
4.6.2面向对象基本概念类与对象
4.7基于Python面向对象编程实现数据库功能
4.7.1Python面向对象方式实现数据库的学生类
4.7.2Python面向对象方式实现数据库的课程类
4.7.3Python创建数据库的学生与课程类组
4.7.4Python实例功能模拟
4.8有趣的小乌龟Python之绘图
4.8.1初识小乌龟
4.8.2小乌龟绘制基础图形
4.8.3小乌龟绘制迷宫
习题4
第5章计算思维的核心算法
5.1计算思维是什么
小结
5.2递归的基本概念
小结
5.3分治法
小结
5.4贪心算法
小结
5.5动态规划
小结
5.6以老鼠走迷宫为例
小结
5.7谈计算思维的美
5.7.1递归思想的美
5.7.2计算思维求解问题的基本方式的美
5.7.3问题复杂度的研究之美
习题5
第6章操作系统简介
6.1计算机的启动
6.1.1启动自检阶段
6.1.2初始化启动阶段
6.1.3启动加载阶段
6.1.4内核装载阶段
6.1.5登录阶段
6.2认识操作系统
6.3操作系统对硬件资源的管理硬件中断与异常
6.3.1操作系统对IO设备的管理硬件中断
6.3.2操作系统对CPU的管理硬件中断
6.3.3操作系统对内存的管理异常中断
6.4操作系统对应用程序提供较安全可靠的服务软件中断
6.4.1内核态与用户态
6.4.2系统调用软件中断
6.4.3常用系统调用
6.4.4系统调用实例： read系统调用
6.5操作系统对多运行环境的管理
6.5.1进程
6.5.2进程状态
6.5.3进程调度
6.6文件系统
6.6.1文件基本概念
6.6.2目录树结构
6.6.3Python中的文件操作
6.6.4学生实例的扩展
习题6
第7章并行计算
7.1并行计算简介
7.1.1并行计算能加速程序执行
7.1.2并行计算的基本概念
7.1.3并行计算的难点进程间通信
7.1.4并行计算能模拟现实中的复杂情况
7.2多进程编程
7.2.1多进程编程在Python中的实现
7.2.2牛刀小试使用多进程加快求解问题的速度
7.3进程通信
7.3.1共享内存的基本概念
7.3.2共享内存的Python实现
7.4多进程编程实例
7.4.1方差计算的多进程实现
7.4.2N阶矩阵与N维向量相乘的多进程实现
7.4.3基于价格波动的生产者决策模拟
7.4.4电梯运行与调度模拟
7.5利用多核进行并行计算的思考
7.5.1没有智慧的计算就是浪费
7.5.2能自己做就自己做，不要总是请示协调
7.5.3让大家共享多核，有福同享就是云计算
7.5.4分布式计算也是多核计算
习题7
第8章计算机网络与物联网
8.1无远弗届的网络
小结
8.1.1物理层Physical Layer
小结
8.1.2数据链路层Data Link Layer
小结
8.1.3网络层Network Layer
小结
8.1.4传输层Transport Layer
小结
8.1.5应用层Application Layer
小结
8.2Web=?
8.2.1一个简单网页的代码
小结
8.2.2网页访问流程
小结
8.2.3网页的动静之分
8.2.4网站用什么说话
小结
8.2.5关于本地计算机上的一个小网页
8.3对计算机网络的领悟
8.4初窥物联网
8.4.1未来生活中的物联网
8.4.2智能家居
8.4.3智能交通
8.4.4医疗物联网
8.4.5物联网相关技术
小结
习题8
第9章信息安全
9.1引言
9.2常见威胁
9.2.1网络的威胁
9.2.2恶意软件
小结
9.2.3拒绝服务
9.3措施和技术
9.3.1密码学
小结
9.3.2防火墙
9.3.3入侵检测
9.3.4网络安全
9.3.5系统安全
9.3.6杀毒软件
9.4手机病毒
9.5硬件安全： 木马电路与旁道攻击
9.5.1硬件木马
9.5.2旁道攻击
9.6谈信息安全之美
习题9
第10章机器学习概论
10.1人工智能与机器学习简介
10.1.1人工智能简介
10.1.2AlphaBeta剪枝搜索
10.1.3机器学习简介
10.2最小二乘分类器
10.3Logistic分类器
10.4朴素贝叶斯分类器
10.5人工神经网络
10.6深度学习
习题10
参考文献
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| 內容試閱：
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序
笔者深信专业的基础课程对学生至关重要，应当由最优秀的教授用最好的教材来讲授，不仅能激发学生的兴趣，开拓学生的思维，更能够使学生领略学通的广度与贯穿的高度。同学们得以感受优秀教授的亲炙、熏陶，兴起对本学科高山仰止的孺慕之情，如此初学者方能端正学风，热情向学。然而笔者从事教学工作多年以来，无论中外，总觉得缺少一本合意的计算机导论教科书，能兼顾广度与高度，同时趣味盎然。凭此愿望，感谢因缘具足，得以成书。以笔者在计算机领域三十多年的科研经验和人生积累为因，著作此书，为学子们提供一本内容丰实、形式活泼的计算机导论教科书，为学子们揭示计算机科学的美与真意。笔者在2012年以国家特聘专家的身份全职回国，以此因缘写出这回旋已久的心声，历经了数年来第1版、第2版的完善，此次改版又补充了机器学习概论一章，使内容更加充实。相信各位读者在读了本书以后，将会对计算机科学建立正确而全面的认识，必将功力大增！
笔者写这本书的目的就是希望本书成为计算机科学导论的经典之作。信息类各专业的学生都可以把本书作为基础教材，了解计算机科学的核心知识，或在毕业前复习及补充知识，求职面试前做准备所用； 非信息类专业的学生可以借助本书较为完整地理解计算机科学的相关基础知识； 各个年龄层的读者都可以把它当作一本有趣又有真材实料的书去阅读。我相信本书就有这样的趣味、广度与深度，值得再三玩味。
第2版内容比第1版增加了一章并行计算，而本版内容比第2版又增加了一章机器学习概论。为了将机器学习原理和技术用深入浅出、有趣而不失严谨的方式介绍给初学者，笔者着实煞费苦心，最后成果令人欣喜。笔者认为这本书至此可以说是计算机导论教材中最全面的教材之一，包含了相关的各方面知识： 计算机组织结构，数字逻辑基础，汇编语言，程序语言基础和Python，算法基础，操作系统，并行计算，网络原理，信息安全基础，机器学习等。希望读者能自行学习，多多利用本书，或合并阅读笔者的另外一本书《编程导论以Python为舟》ISBN 9787302505976，相信对读者将来的相关面试、笔试，乃至于整体提高计算机素养都会大有裨益。
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