正版 计算机科学概论 [美] J. 格伦·布鲁克希尔(J. Glenn Brooks

前 言 14

绪 论 23

0. 持久理解和学习成果 23

0.1 算法的作用 24

0.2 计算的历史 25

0.3 学习大纲 29

0.4 计算机科学的首要主题 30

0.4.1 算法 31

0.4.2 抽象 32

0.4.3 创新 33

0.4.4 数据 33

0.4.5 程序设计 33

0.4.6 因特网 33

0.4.7 影响 34

社会问题 35

课外阅读 36

1. 数 据 存 储 37

持久理解和学习成果 37

1.1 位及它们的存储 39

1.1.1 布尔运算 39

1.1.2 门和触发器 40

1.1.3 十六进制记数法 45

1.2 主存储器 46

1.2.1 存储器结构 46

1.2.2 度量存储器容量 48

1.3 海量存储器 48

1.3.1 磁系统 49

1.3.2 光系统 50

1.3.3 闪存驱动器 51

1.4 将信息表示为位模式 52

1.4.1 表示文本 52

1.4.2 表示数值 54

1.4.3 表示图像 56

1.4.4 表示声音 56

*1.5 二进制系统 58

1.5.1 二进制记数法 58

1.5.2 二进制加法 60

1.5.3 二进制中的分数 62

*1.6 存储整数 63

1.6.1 二进制补码记数法 63

1.6.2 二进制补码记数法中的加法 65

1.6.3 溢出问题 65

1.6.4 余码记数法 66

*1.7 存储分数 67

1.7.1 浮点记数法 68

1.7.2 截断误差 69

*1.8 数据与程序设计 71

1.8.1 Python入门 71

1.8.2 你好，Python 72

1.8.3 变量 72

1.8.4 运算符和表达式 74

1.8.5 货币转换 75

1.8.6 调试 75

*1.9 数据压缩 77

1.9.1 通用的数据压缩技术 77

1.9.2 图像压缩 78

1.9.3 压缩音频和视频 80

*1.10 通信差错 81

1.10.1 奇偶校验位 81

1.10.2 纠错码 82

复习题 83

社会问题 57

课外阅读 57

2. 数 据 操 控 59

持久理解和学习成果 59

2.1 计算机体系结构 60

2.1.1 CPU基础知识 60

2.1.2 存储程序概念 61

2.2 机器语言 64

2.2.1 指令系统 64

2.2.2 数据传输 64

2.2.3 算术/逻辑 65

2.2.4 控制 65

2.2.5 Vole：一种演示用的机器语言 65

2.3 程序执行 69

2.3.1 程序执行的一个例子 70

2.3.2 程序与数据 73

*2.4 算术/逻辑指令 75

2.4.1 逻辑运算 75

2.4.2 循环移位运算及移位运算 76

2.4.3 算术运算 77

*2.5 与其他设备通信 78

2.5.1 控制器的作用 78

2.5.2 直接存储器存取 80

2.5.3 握手 81

2.5.4 流行的通信媒介 81

2.5.5 通信速率 82

*2.6 数据操控编程 83

2.6.1 逻辑运算和移位运算 83

2.6.2 控制结构 84

2.6.3 函数 85

2.6.4 输入和输出 86

2.6.5 马拉松训练助手 88

*2.7 其他体系结构 90

2.7.1 流水线 90

2.7.2 多处理器机器 91

复习题 91

社会问题 96

课外阅读 92

3. 操 作 系 统 93

持久理解和学习成果 93

3.1 操作系统的历史 94

3.2 操作系统的体系结构 97

3.2.1 软件调查 97

3.2.2 操作系统组件 99

3.2.3 启动系统 101

3.3 协调机器的活动 103

3.3.1 进程的概念 103

3.3.2 进程管理 103

*3.4 处理进程间的竞争 105

3.4.1 信号量 105

3.4.2 死锁 106

3.5 * 109

3.5.1 来自外部的攻击 109

3.5.2 来自内部的攻击 110

复习题 111

社会问题 114

课外阅读 114

4.连网及因特网 114

持久理解和学习成果 114

4.1 网络基础 116

4.1.1 网络分类 116

4.1.2 协议 117

4.1.3 组合网络 119

4.1.4 进程通信的方法 121

4.1.5 分布式系统 122

4.2 因特网 123

4.2.1 因特网体系结构 123

4.2.2 因特网编址 125

4.2.3 因特网应用 127

4.3 万维网 131

4.3.1 万维网实现 131

4.3.2 HTML 132

4.3.3 XML 135

4.3.4 客户端活动和服务器端活动 136

*4.4 因特网协议 138

4.4.1 因特网软件的分层方法 138

4.4.2 TCP/IP协议簇 141

*4.5 简单的客户端服务器 142

*越无限 142

4.6 网络* 145

4.6.1 攻击形式 145

4.6.2 防护和对策 147

4.6.3 密码学 148

4.6.4 网络*的法律途径 151

复习题 153

社会问题 154

课外阅读 148

5. 算 法 149

持久理解和学习成果 149

5.1 算法的概念 150

5.1.1 非正式定义的回顾 150

5.1.2 算法的正式定义 150

5.1.3 算法的抽象本质 151

5.2 算法的表示 152

5.2.1 原语 152

5.2.2 伪代码 155

5.3 算法的发现 159

5.3.1 问题求解的艺术 159

5.3.2 迈出第 一步 161

5.4 迭代结构 163

5.4.1 顺序搜索算法 163

5.4.2 循环控制 165

5.4.3 插入排序算法 169

5.5 递归结构 173

5.5.1 二分搜索算法 173

5.5.2 递归控制 179

5.6 效率和正确性 181

5.6.1 算法效率 181

5.6.2 软件验证 184

复习题 188

社会问题 187

课外阅读 187

6.程序设计语言 189

持久理解和学习成果 189

6.1 历史回顾 191

6.1.1 早期程序设计语言 191

6.1.2 机器无关和*越机器无关 193

6.1.3 程序设计范型 194

6.2 传统的程序设计概念 198

6.2.1 变量和数据类型 199

6.2.2 数据结构 200

6.2.3 常量和字面量 201

6.2.4 赋值语句 202

6.2.5 控制语句 203

6.2.6 注释 205

6.3 过程单元 207

6.3.1 函数 208

6.3.2 参数 209

6.3.3 有返回值的函数 211

6.4 语言实现 213

6.4.1 翻译过程 213

6.4.2 软件开发包 218

6.5 面向对象程序设计 219

6.5.1 类和对象 219

6.5.2 构造器 222

6.5.3 附加特性 223

*6.6 程序设计并发活动 225

*6.7 说明性程序设计 226

6.7.1 逻辑推演 226

6.7.2 Prolog 228

复习题 230

社会问题 233

课外阅读 230

7. 软件工程 231

持久理解和学习成果 231

7.1 软件工程学科 232

7.2 软件生命周期 235

7.2.1 整个周期 235

7.2.2 传统的开发阶段 235

7.3 软件工程方法学 238

7.4 模块化 240

7.4.1 模块化实现 240

7.4.2 耦合 242

7.4.3 内聚 243

7.4.4 信息隐藏 243

7.4.5 组件 244

7.5 行业工具 245

7.5.1 较老的朋友 246

7.5.2 统一建模语言 246

7.5.3 设计模式 250

7.6 质量保证 251

7.6.1 质量保证的范围 251

7.6.2 软件测试 252

7.7 文档 253

7.8 人机界面 254

7.9 软件所有权和责任 256

复习题 258

社会问题 260

课外阅读 259

8. 数据抽象 260

持久理解和学习成果 260

8.1 基本数据结构 261

8.1.1 数组和聚合 261

8.1.2 列表、栈和队列 261

8.1.3 树 263

8.2 相关概念 264

8.2.1 再谈抽象 265

8.2.2 静态结构与动态结构 265

8.2.3 指针 266

8.3 实现数据结构 267

8.3.1 存储数组 267

8.3.2 存储聚合 269

8.3.3 存储列表 270

8.3.4 存储栈和队列 273

8.3.5 存储二叉树 276

8.3.6 操控数据结构 278

8.4 一个简短的案例研究 280

8.5 定制的数据类型 284

8.5.1 用户定义的数据类型 284

8.5.2 抽象数据类型 285

8.6 类和对象 287

*8.7 机器语言中的指针 288

复习题 291

社会问题 294

课外阅读 291

9. 数据库系统 293

持久理解和学习成果 293

9.1 数据库基础 295

9.1.1 数据库系统的重要性 295

9.1.2 模式的作用 297

9.1.3 数据库管理系统 298

9.1.4 数据库模型 299

9.2 关系模型 300

9.2.1 关系设计中的问题 300

9.2.2 关系运算 304

9.2.3 SQL 307

*9.3 面向对象数据库 309

*9.4 维护数据库的完整性 311

9.4.1 提交/回滚协议 311

9.4.2 锁定 312

*9.5 传统的文件结构 314

9.5.1 顺序文件 314

9.5.2 索引文件 316

9.5.3 散列文件 317

9.6 数据挖掘 320

9.7 数据库技术的社会影响 322

复习题 324

社会问题 327

课外阅读 322

10. 计算机图形学 323

持久理解和学习成果 323

10.1 计算机图形学的范围 324

10.2 3D图形学概述 325

10.3 建模 327

10.3.1 建模单个物体 327

10.3.2 建模整个场景 331

10.4 渲染 334

10.4.1 光－表面相互作用 334

10.4.2 折射 336

10.4.3 裁剪、扫描转换和隐藏面的* 337

10.4.4 着色 340

10.4.5 渲染－流水线硬件 341

*10.5 处理全局光照 342

10.5.1 光线跟踪 343

10.5.2 辐射度 344

10.6 动画 345

10.6.1 动画基础 345

10.6.2 运动学和动力学 346

10.6.3 动画制作过程 347

复习题 349

社会问题 350

课外阅读 345

11. 人工智能 346

持久理解和学习成果 346

11.1 智能与机器 347

11.1.1 智能主体 347

11.1.2 研究方法 348

11.1.3 图灵测试 349

11.2 感知 350

11.2.1 理解图像 350

11.2.2 语言处理 352

11.3 推理 355

11.3.1 产生式系统 355

11.3.2 搜索树 357

11.3.3 启发式 359

J. Glenn Brookshear 世界闻名的计算机科学教育家。他在1975年获得新墨西哥州立大学博士后，创办了Marquette大学的计算机科学学位项目，并在该校任教至今。他的主要研究方向是计算理论。除了本书之外，他还著有《Theory of Computationr: Formal Languages, Automata, and Complexity》。

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