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計算機科學導論——以計算思維為舟 版權信息
- ISBN：9787302650324
- 條形碼：9787302650324 ; 978-7-302-65032-4
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
計算機科學導論——以計算思維為舟 本書特色
本書從計算思維角度深入講解計算機科學的*基礎的概念和入門知識，討論計算思維的四種具體表現形式：計算邏輯思維、算法思維、網絡思維、計算系統思維。除課堂授課材料外，本書還通過習題與大作業提供學生動手動腦的機會，通過講述大量的創新故事培養學生的興趣和職業素養。本書對應的課程設計適應32學時至64學時的“大學計算機基礎”課程安排，教師可通過不同的裁減和深入討論，適應不同的學時計劃。習題與大作業的設計考慮了“大學計算機基礎”課程學員較多的實際情況，提供了教學輔助的自動化工具。
計算機科學導論——以計算思維為舟 內容簡介
本書以計算思維為主線介紹計算機科學的入門知識，主要針對一年級本科生的“計算機科學導論”“大學計算機基礎”“計算概論”課程。全書共7章，主要內容包括計算機科學概貌、程序的設計與執行、邏輯思維、算法思維、系統思維、網絡思維、計算機學科展望等。本書參考了計算思維的**進展與ACM/IEEECS發布的《計算課程體系規范》（CC2020），更加系統地聚焦如何通過計算思維認識世界、提出問題、解決問題，內容的組織更加注意循序漸進地培養讀者的創造性學習能力。 本書適合作為高等院校計算機科學與技術及相關專業的本科生教材，也可以作為計算思維愛好者的參考書。
計算機科學導論——以計算思維為舟 目錄
第1章計算機科學概貌1
1.1計算機科學領域現狀1
1.2計算機科學的發展脈絡8
1.2.1巴貝奇問題——如何構建計算機9
1.2.2布什問題——如何使用計算機11
1.2.3圖靈問題——如何構建智能應用13
1.2.4計算機科學的3個奇妙之處17
1.3計算思維的特征22
1.3.1離散化與數字化22
1.3.2計算機的馮·諾依曼模型24
1.3.3計算機科學解題思路26
1.3.4對計算思維的10種理解38
1.4科學計算的創新故事43
1.4.1地球系統數值模擬的創新故事43
1.4.2蛋白質結構預測的創新故事44
1.5習題47
第2章程序的設計與執行50
2.1如何表示數和字符50
2.2初識計算機編程55
2.2.1編寫**個Go程序56
2.2.2初識數據類型59
2.2.3運算流與簡單控制流62
2.2.4初識模塊化編程66
2.3初識計算機設計73
2.3.1斐波那契計算機的硬件74
2.3.2斐波那契計算機的軟件74
2.3.3斐波那契計算機的狀態轉移75
2.4計算機程序的創新故事852.4.1Ada的故事: **個計算機程序85
2.4.2霍爾悖論: 快速排序程序為什么難以理解88
2.5習題89
第3章邏輯思維94
3.1布爾邏輯94
3.1.1命題邏輯94
3.1.2謂詞邏輯108
3.2圖靈機模型110
3.2.1定理機器證明與吳方法110
3.2.2有窮自動機111
3.2.3圖靈機112
3.2.4邱奇圖靈論題117
3.2.5悖論與不完備定理118
3.3計算邏輯的創新故事119
3.3.1布爾的故事119
3.3.2圖靈的故事122
3.4習題123
◆計算機科學導論——以計算思維為舟目錄第4章算法思維127
4.1什么是算法127
4.2算法思維的要點129
4.2.1分治算法范式129
4.2.2其他算法范式136
4.3算法的創新故事144
4.3.1算法復雜度的故事144
4.3.2平穩復雜度146
4.4習題148
第5章系統思維152
5.1系統思維一覽152
5.1.1周到性153
5.1.2整體性155
5.1.3應對復雜性158
5.2抽象化161
5.2.1抽象三性質161
5.2.2數據抽象164
5.2.3文件與文件系統173
5.2.4控制抽象181
5.2.5模塊抽象186
5.2.6（）操作系統簡介191
5.3模塊化191
5.3.1邏輯門與組合電路192
5.3.2信息隱藏原理193
5.3.3時序電路198
5.4無縫銜接204
5.4.1揚雄周期原理204
5.4.2電路的無縫銜接: 寬進嚴出原理實例211
5.4.3指令的無縫銜接: 馮·諾依曼窮舉原理實例213
5.4.4阿姆達爾定律214
5.5計算系統的創新故事216
5.5.1IBM S/360216
5.5.2關系數據庫220
5.6習題223
第6章網絡思維229
6.1初識互聯網230
6.1.1初識萬維網編程230
6.1.2網絡名詞術語233
6.1.3網絡思維的價值235
6.2連通性238
6.2.1名字空間238
6.2.2網絡拓撲243
6.3協議棧245
6.3.1分組交換246
6.3.2互聯網協議棧247
6.4專業素養254
6.4.1性能意識254
6.4.2安全意識258
6.4.3專業規范264
6.5網絡的創新故事266
6.5.1**個計算機網絡266
6.5.2因特網與萬維網268
6.5.3大數據計算273
6.5.4臭蟲與病毒274
6.6習題279
第7章計算機學科展望284
7.1學科研究對象與研究問題285
7.1.1研究對象285
7.1.2研究方法285
7.1.3格雷12問題287
7.1.4主要進步288
7.2學科演變與主要研究方向293
7.2.1學科演化樹293
7.2.2計算機科學與技術296
7.2.3新型計算機300
致謝303
附錄A計算機科學技術中常用的倍數和分數304
參考文獻306
1.1計算機科學領域現狀1
1.2計算機科學的發展脈絡8
1.2.1巴貝奇問題——如何構建計算機9
1.2.2布什問題——如何使用計算機11
1.2.3圖靈問題——如何構建智能應用13
1.2.4計算機科學的3個奇妙之處17
1.3計算思維的特征22
1.3.1離散化與數字化22
1.3.2計算機的馮·諾依曼模型24
1.3.3計算機科學解題思路26
1.3.4對計算思維的10種理解38
1.4科學計算的創新故事43
1.4.1地球系統數值模擬的創新故事43
1.4.2蛋白質結構預測的創新故事44
1.5習題47
第2章程序的設計與執行50
2.1如何表示數和字符50
2.2初識計算機編程55
2.2.1編寫**個Go程序56
2.2.2初識數據類型59
2.2.3運算流與簡單控制流62
2.2.4初識模塊化編程66
2.3初識計算機設計73
2.3.1斐波那契計算機的硬件74
2.3.2斐波那契計算機的軟件74
2.3.3斐波那契計算機的狀態轉移75
2.4計算機程序的創新故事852.4.1Ada的故事: **個計算機程序85
2.4.2霍爾悖論: 快速排序程序為什么難以理解88
2.5習題89
第3章邏輯思維94
3.1布爾邏輯94
3.1.1命題邏輯94
3.1.2謂詞邏輯108
3.2圖靈機模型110
3.2.1定理機器證明與吳方法110
3.2.2有窮自動機111
3.2.3圖靈機112
3.2.4邱奇圖靈論題117
3.2.5悖論與不完備定理118
3.3計算邏輯的創新故事119
3.3.1布爾的故事119
3.3.2圖靈的故事122
3.4習題123
◆計算機科學導論——以計算思維為舟目錄第4章算法思維127
4.1什么是算法127
4.2算法思維的要點129
4.2.1分治算法范式129
4.2.2其他算法范式136
4.3算法的創新故事144
4.3.1算法復雜度的故事144
4.3.2平穩復雜度146
4.4習題148
第5章系統思維152
5.1系統思維一覽152
5.1.1周到性153
5.1.2整體性155
5.1.3應對復雜性158
5.2抽象化161
5.2.1抽象三性質161
5.2.2數據抽象164
5.2.3文件與文件系統173
5.2.4控制抽象181
5.2.5模塊抽象186
5.2.6（）操作系統簡介191
5.3模塊化191
5.3.1邏輯門與組合電路192
5.3.2信息隱藏原理193
5.3.3時序電路198
5.4無縫銜接204
5.4.1揚雄周期原理204
5.4.2電路的無縫銜接: 寬進嚴出原理實例211
5.4.3指令的無縫銜接: 馮·諾依曼窮舉原理實例213
5.4.4阿姆達爾定律214
5.5計算系統的創新故事216
5.5.1IBM S/360216
5.5.2關系數據庫220
5.6習題223
第6章網絡思維229
6.1初識互聯網230
6.1.1初識萬維網編程230
6.1.2網絡名詞術語233
6.1.3網絡思維的價值235
6.2連通性238
6.2.1名字空間238
6.2.2網絡拓撲243
6.3協議棧245
6.3.1分組交換246
6.3.2互聯網協議棧247
6.4專業素養254
6.4.1性能意識254
6.4.2安全意識258
6.4.3專業規范264
6.5網絡的創新故事266
6.5.1**個計算機網絡266
6.5.2因特網與萬維網268
6.5.3大數據計算273
6.5.4臭蟲與病毒274
6.6習題279
第7章計算機學科展望284
7.1學科研究對象與研究問題285
7.1.1研究對象285
7.1.2研究方法285
7.1.3格雷12問題287
7.1.4主要進步288
7.2學科演變與主要研究方向293
7.2.1學科演化樹293
7.2.2計算機科學與技術296
7.2.3新型計算機300
致謝303
附錄A計算機科學技術中常用的倍數和分數304
參考文獻306
展開全部
計算機科學導論——以計算思維為舟 作者簡介
徐志偉，1987年獲南加州大學博士學位，現任中國科學院計算技術研究所研究員，中國科學院大學教授，大灣區大學講席教授，Jounal of Compurter Science and Technology主編，《計算機研究與發展》主編。主要研究方向為高性能計算機體系結構、分布式系統、計算思維教育。曾獲國家科學技術進步獎、中國科學院科技成就獎、中國計算機學會王選獎。曾任教育部“大學計算機基礎”教學指導委員會委員。 孫曉明，2005年獲清華大學博士學位，現任中國科學院計算技術研究所研究員，量子計算與算法理論實驗室主任，中國科學院大學崗位教授，國家杰出青年科學基金獲得者。主要研究領域為算法與計算復雜性、量子計算等，曾獲王選杰出青年學者獎等，入選首批基金委優青、首批萬人計劃青年拔尖人才，目前擔任中國計算機學會理論計算機科學專業委員會主任。
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