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| 編輯推薦： |
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本书是一本学习计算机专业知识的入门教材，旨在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，激发其学习与探索计算机奥秘的兴趣，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。
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| 內容簡介： |
本书是一本介绍计算机专业知识的入门教材，内容包括计算机发展简史、计算机专业知识体系、计算机中的数据表示、计算机硬件知识、操作系统知识、程序设计知识、软件开发知识、计算机网络知识、计算机系统安全知识、人工智能知识和计算机领域的典型问题等。通过学习本书，学生可以了解计算机发展史中的重要人物和事件，熟悉学习计算机专业应掌握的知识体系和学习方法，从总体上掌握计算机专业的基本知识，聚焦计算机科学技术的最新发展趋势，探索计算机专业领域能解决的实际问题。编写本书旨在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，激发其学习与探索计算机奥秘的兴趣，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。
本书适合作为高等学校计算机类专业“计算机导论”课程的教材，也可作为非计算机专业“大学计算机”课程的教材。
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| 目錄：
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第1章计算机发展简史
1.1电子计算机的诞生
1.1.1早期的计算工具
1.1.2机械计算机
1.1.3机电计算机
1.1.4电子计算机
1.2电子计算机的发展
1.2.1第一代计算机
1.2.2第二代计算机
1.2.3第三代计算机
1.2.4第四代计算机
1.2.5第五代计算机
1.2.6量子计算机
1.2.7计算机的发展趋势
1.3计算机的分类
1.3.1超级计算机
1.3.2大型计算机
1.3.3微型计算机
1.3.4工作站
1.3.5服务器
1.3.6嵌入式计算机
1.4计算机的特点
1.5计算机的应用领域
1.6中国计算机发展简史
1.7小结
拓展阅读： IBM公司与计算机
习题1
思考题1
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能力和素质
2.1.1专业认证对学生能力和素质的要求
2.1.2教学质量标准对学生能力和素质的要求
2.2计算机专业知识体系
2.2.1计算机科学与技术专业知识体系
2.2.2软件工程专业知识体系
2.2.3网络工程专业知识体系
2.2.4信息安全专业知识体系
2.2.5物联网工程专业知识体系
2.2.6主要课程内容介绍
2.3计算机专业实践教学体系
2.4小结
拓展阅读： 王选与激光照排
习题2
思考题2
第3章计算机中的数据表示
3.1计算机中的进制
3.1.1进位记数制
3.1.2不同进制数据的区分
3.2不同进制数据的相互转换
3.2.1二进制数与十进制数的相互转换
3.2.2二进制数与十六进制数的相互转换
3.2.3二进制数与八进制数的相互转换
3.3数值型数据的表示
3.3.1机器数的符号
3.3.2机器数的编码
3.3.3机器数的表示范围
3.3.4机器数中小数点的位置
3.4字符型数据的编码表示
3.4.1ASCII码
3.4.2EBCDIC码
3.5汉字的编码表示
3.5.1汉字输入码
3.5.2汉字机内码
3.5.3汉字字形码
3.6图像与声音数据的采集与表示
3.6.1图像数据的采集与表示
3.6.2声音数据的采集与表示
3.7小结
拓展阅读： Intel公司与CPU
习题3
思考题3
第4章计算机硬件知识
4.1计算机的基本组成与工作原理
4.1.1计算机的基本组成
4.1.2计算机的基本工作原理
4.2中央处理器
4.2.1中央处理器的基本组成
4.2.2中央处理器芯片的制作过程
4.3存储器
4.3.1内存
4.3.2外存
4.4输入设备
4.5输出设备
4.6主板
4.7总线
4.8计算机系统结构的发展
4.8.1CISC与RISC
4.8.2流水线技术
4.8.3并行处理技术
4.9小结
拓展阅读： 冯·诺依曼与冯·诺依曼计算机
习题4
思考题4
第5章操作系统知识
5.1操作系统的形成与发展
5.1.1操作系统概念
5.1.2操作系统的形成
5.1.3操作系统的发展
5.2操作系统的特征
5.3操作系统的功能
5.3.1处理器管理功能
5.3.2存储器管理功能
5.3.3设备管理功能
5.3.4文件管理功能
5.3.5网络与通信管理功能
5.3.6用户接口
5.4操作系统的启动过程
5.4.1BIOS模式启动过程
5.4.2UEFI模式启动过程
5.5操作系统实例
5.5.1CP/M操作系统
5.5.2DOS操作系统
5.5.3Windows操作系统
5.5.4macOS操作系统
5.5.5UNIX操作系统
5.5.6Linux操作系统
5.5.7VxWorks操作系统
5.6小结
拓展阅读： 比尔·盖茨与微软公司
习题5
思考题5
第6章程序设计知识
6.1程序设计语言
6.1.1机器语言
6.1.2汇编语言
6.1.3早期高级语言
6.1.4结构化程序设计语言
6.1.5面向对象程序设计语言
6.2Python语言程序设计
6.2.1Python语言的特点
6.2.2Python解释器的安装
6.2.3Python程序的执行
6.2.4Python的基础语法
6.2.5Python的基本数据类型
6.2.6Python的类型转换
6.2.7顺序结构程序设计
6.2.8分支结构程序设计
6.2.9循环结构程序设计
6.2.10Python程序实例
6.3算法与程序设计
6.3.1算法的作用
6.3.2算法的特性
6.3.3算法的评价标准
6.4数据结构与程序设计
6.4.1概念和术语
6.4.2线性结构
6.4.3树形结构
6.4.4图状结构
6.5编译原理与程序设计
6.5.1编译程序概述
6.5.2词法分析
6.5.3语法分析
6.5.4中间代码生成
6.5.5中间代码优化
6.5.6目标代码生成
6.5.7编译程序的开发
6.6小结
拓展阅读： 程序测试与程序正确性
习题6
思考题6
第7章软件开发知识
7.1计算机软件概述
7.1.1系统软件
7.1.2应用软件
7.2数据库原理及应用
7.2.1关系数据库
7.2.2关系数据库语言
7.2.3常用关系数据库管理系统
7.2.4数据库应用系统开发工具
7.2.5数据库设计
7.3数据库的发展
7.3.1分布式数据库
7.3.2大数据
7.3.3区块链
7.3.4数据仓库
7.3.5数据挖掘
7.4软件工程
7.4.1软件开发的复杂性
7.4.2软件工程的基本原则
7.4.3软件开发方法
7.5软件开发过程
7.5.1系统分析
7.5.2系统设计
7.5.3系统实施
7.5.4系统运行与维护
7.5.5软件工具
7.6小结
拓展阅读： 图灵与图灵奖
习题7
思考题7
第8章计算机网络知识
8.1计算机网络的定义
8.2计算机网络的发展历程
8.3计算机网络的分类
8.3.1个人局域网
8.3.2局域网
8.3.3广域网与互联网
8.4计算机网络的拓扑结构
8.4.1星形结构
8.4.2总线结构
8.4.3环形结构
8.4.4树形结构
8.4.5网状结构
8.5计算机网络的功能和应用
8.6计算机网络的传输介质
8.6.1双绞线
8.6.2同轴电缆
8.6.3光纤
8.6.4无线传输方式
8.7计算机网络体系结构
8.7.1开放系统互连参考模型
8.7.2TCP/IP参考模型
8.8常用的网络连接设备
8.9互联网技术
8.9.1互联网的发展
8.9.2IP地址和域名
8.9.3互联网接入方式
8.9.4互联网服务
8.10物联网
8.10.1物联网的定义
8.10.2物联网系统的构成
8.10.3物联网的应用
8.11小结
拓展阅读： 金怡濂与高性能计算机
习题8
思考题8
第9章计算机系统安全知识
9.1计算机系统安全威胁
9.2计算机系统安全的概念
9.3反病毒技术
9.3.1计算机病毒的发展
9.3.2计算机病毒的特征
9.3.3计算机病毒的危害
9.3.4计算机病毒的防治
9.4反黑客技术
9.4.1黑客的概念
9.4.2黑客攻击方式
9.4.3黑客的防范
9.5防火墙技术
9.5.1防火墙的概念
9.5.2防火墙的功能
9.5.3防火墙的结构
9.6入侵检测技术
9.6.1入侵检测系统的功能
9.6.2入侵检测系统的分类
9.6.3入侵检测技术
9.7数据加密技术
9.7.1数据加密概述
9.7.2古典加密方法
9.7.3现代加密方法
9.8安全认证技术
9.8.1消息认证
9.8.2数字签名
9.8.3PKI
9.9计算机系统安全法律法规与职业道德
9.10小结
拓展阅读： 计算机学术组织
习题9
思考题9
第10章人工智能知识
10.1人工智能概述
10.1.1人工智能的定义
10.1.2人工智能的研究目标
10.1.3人工智能的发展
10.2人工智能研究的不同学派
10.2.1符号主义
10.2.2连接主义
10.2.3行为主义
10.3人工智能的实现方法
10.3.1搜索方法
10.3.2逻辑推理方法
10.3.3机器学习方法
10.4人工智能的应用领域
10.4.1博弈
10.4.2定理自动证明
10.4.3自然语言处理
10.4.4计算机视觉
10.4.5语音识别
10.4.6智能机器人
10.4.7自动驾驶汽车
10.5人工智能的发展趋势
10.5.1人工智能与经济社会发展
10.5.2人工智能发展带来的挑战
10.5.3人工智能伦理
10.6小结
拓展阅读： 吴文俊和定理自动证明
习题10
思考题10
第11章计算机领域的典型问题
11.1图论问题
11.1.1哥尼斯堡七桥问题
11.1.2哈密顿回路问题
11.1.3中国邮路问题
11.2算法复杂性问题
11.2.1汉诺塔问题
11.2.2旅行商问题
11.2.3NP完全问题
11.3并发控制问题
11.3.1生产者消费者问题
11.3.2哲学家共餐问题
11.4小结
拓展阅读： 计算机学科方法论
习题11
思考题11
词汇表
参考文献
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| 內容試閱：
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本书第5版出版时，距离第1版出版已有20年的时间，经过多次修订完善，不断充实新内容，新版本越来越受到老师和同学们的欢迎，第4版出版以来，连续4年被清华大学出版社评为年度畅销图书，4个版本总计发行近20万册。
一如既往，为能及时反映计算机领域的最新进展，特别是为能及时反映物联网、大数据、人工智能、区块链等新兴计算机技术的最新发展，保持教材内容的新颖性，我们对第4版进行了认真的修改和完善，形成了现在的第5版。
为了适应新发展，我们对章节结构进行了适当的调整，由第4版的9章变为第5版的11章，新版各章主要内容如下。
第1章 计算机发展简史。系统介绍了电子计算机的诞生与发展简史，包括代表性机型、重要事件、重要人物等； 介绍了计算机的发展趋势、计算机的分类、计算机的特点、计算机的应用领域等内容； 简要介绍了中国的计算机发展； 补充了超级计算机的发展、大型计算机的发展、量子计算机的发展、国产CPU芯片的发展、ChatGPT介绍等新内容。
第2章 计算机专业知识体系。根据2022年7月发布的最新版《工程教育认证标准》和《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，介绍了计算机专业学生应具备的素质和能力，计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全和物联网工程5个计算机类专业的知识体系和主要课程的基本内容，实践教学体系对计算机类专业的重要作用。充实了主要课程内容介绍。
第3章 计算机中的数据表示。对计算机中的进制、不同进制数据的相互转换、数值型数据的表示、字符型数据的编码表示、汉字的编码表示、图像与声音数据的采集与表示等内容进行了系统介绍； 对机器数的编码形式、浮点数的表示进行了更为详细的介绍。
第4章 计算机硬件知识。系统介绍了中央处理器、内存、外存、输入设备、输出设备、主板、总线等； 充实了3D扫描仪、3D打印机、GPU等内容的介绍； 补充了复杂指令集（CISC）、精简指令集（RISC）、流水线技术、并行处理技术、多核计算机、多处理器计算机、机群系统、M.2接口固态硬盘等内容。
第5章 操作系统知识。系统介绍了操作系统的形成与发展、操作系统的特征、操作系统的功能等内容，Windows 10的BIOS和UEFI两种启动方式，常用操作系统及其各自的性能特点。更加突出了操作系统的发展主线： 不断提高CPU等硬件设备的利用率，进而整体提高计算机的性能。
第6章 程序设计知识。介绍了程序设计语言从机器语言到汇编语言，再到结构化程序设计语言、面向对象程序设计语言的发展历程； 介绍了近几年得到广泛应用的Python语言； 强化介绍了算法、数据结构、编译原理知识对高质量程序设计的支持，通过实例展示了算法优劣对程序执行性能的影响以及线性结构、树形结构和图状结构的实际应用。
第7章 软件开发知识。介绍了计算机系统软件、应用软件、关系数据库、数据库设计、软件工程的基本原则、软件开发方法、软件开发过程等内容； 补充了敏捷开发方法、微软过程等近几年流行的软件开发方法； 充实了分布式数据库、区块链、大数据管理、数据仓库、数据挖掘等内容，给出了完整的区块链应用示例。
第8章 计算机网络知识。系统介绍了计算机网络的定义、发展历程、分类、拓扑结构、功能和应用、传输介质、传输协议、连接设备等内容； 介绍了互联网的发展、IP地址和域名、互联网接入方式和服务等内容； 物联网介绍扩充为一节的内容，包括物联网的定义、物联网系统的构成、物联网的应用等内容，给出了物联网应用实例。
第9章 计算机系统安全知识。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、安全认证技术； 介绍了应严格遵守的网络安全法等相关法律法规与职业道德； 充实了相关法律法规与职业道德内容。
第10章 人工智能知识。系统介绍了人工智能的定义、研究目标、发展、人工智能研究的不同学派以及给经济社会发展带来的机遇与挑战等内容； 简要介绍了博弈、定理自动证明、自然语言处理、计算机视觉、语音识别、智能机器人、自动驾驶汽车等应用领域现状； 补充了搜索方法、逻辑推理方法、机器学习方法等人工智能实现方法和人工智能伦理等内容。
第11章 计算机领域的典型问题。介绍了哥尼斯堡七桥问题、哈密顿回路问题、中国邮路问题、汉诺塔问题、旅行商问题、NP完全问题、生产者消费者问题、哲学家共餐问题等，并强化与计算机领域的图论、算法复杂性、并发控制等问题的联系。
从第1版开始到现在的第5版，我们编写本教材一直追求的目标是体现广、中、新、易、趣、思6个特点，即知识面广、层次适中、内容新颖、通俗易懂、激发兴趣、引导思考，现在的第5版继续在这个方向上努力着。
对于教师： 第5版保持了前4版的特色，仍然定位在对计算机专业知识做一个绪论性的介绍。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，积累计算机概念，培养计算思维，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。每章除习题外，还设置了思考题。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启发。
对于学生： 本书内容比较全面，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。
为便于教师和学生使用本书，我们制作了配套的电子课件，对主要知识点录制了教学视频。电子课件中配有丰富的素材，使内容的介绍更为形象和生动。
第5版是在第4版的基础上修订而成的，修订工作由袁方完成。
本书的编写与修订参考了大量的书籍、报刊，并参考了互联网上部分有价值的材料。为此，我们向有关的作者、编者、译者和网站表示衷心的感谢。
王亮博士提供了区块链实例内容，安海宁副教授、倪志宏实验师审阅部分书稿并提出了很好的修改建议，在此表示感谢。
由于涉及内容非常多，虽然各部分内容都经熟悉相关领域的老师审阅，但限于编者水平，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。
编者
2024年2月
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