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大学计算机基础——面向计算思维

中国水利水电出版社
    【作 者】主编 周丽娟 张守伟 【I S B N 】978-7-5170-3656-2 【责任编辑】李炎 【适用读者群】本专通用 【出版时间】2015-09-25 【开 本】16开 【装帧信息】平装(光膜) 【版 次】第1版第1次印刷 【页 数】204 【千字数】315 【印 张】12.75 【定 价】30 【丛 书】普通高等教育“十二五”规划教材 【备注信息】
图书详情

    本书是根据教育部计算机基础课程教学指导分委员会颁布的《大学计算机基础大纲》编写的教材。本书是一本学习计算机基础知识,注重提高读者对计算科学和计算机科学的理解,培养学生计算思维的理念和能力,力求培养大学生对计算产生高度兴趣的基础教材。教材的内容包括:导论、计算机系统、数据在计算机中的表示、程序设计基础、算法基础、数据结构、数据库设计基础与计算机网络应用,每章都有小结和习题。

    本书教学内容的安排注重计算思维和算法基础,配套实践教材可使学生对计算机处理基本问题的过程有较深的了解,迅速理解计算机的工作原理,进而主动思考如何利用计算机学习和创新,有利于学生进入后续课程的学习。

    本教材可作为高等院校非计算机专业本科生及专科生的大学计算机基础课程教学用书,也可作为高等学校成人教育的培训教材和教学参考书。

    本书提供电子教案,读者可以从中国水利水电出版社网站和万水书苑上免费下载,网址为:http://www.waterpub.com.cn/softdown/和http://www.wsbookshow.com。

    本书是根据教育部计算机基础课程教学指导分委员会颁布的《大学计 算机基础大纲》编写的教材。

    本书注重提高读者对计算科学和计算机科学的理解,培养学生计算思维的理念和能力,力求激发学生对计算产生高度兴趣。

    本书把计算思维能力的培养作为计算机基础教学的教学要求,核心内容体现了计算机学科的思想和方法,注重对学生的技能培养与思维训练。

    在我国,大学计算机基础教育已开展多年,可以说取得了很好的效果。

    随着时代的进步,也有一些问题产生。主要的问题是把计算机定位为狭义工具,基础课教学主要的内容是教学生怎样使用计算机。应该说这种认识目前已经不适合对大学生的培养,会使得学生对计算机学科和计算学科的认知淡化,无助于计算技术中最重要的核心思想和方法的掌握。整个课程学下来,不是不知所云,就是无所适从。可以说已经无法引领学生进入计算机领域。

    高校计算机基础课程的教学内容不能仅仅局限于教会学生怎样使用软件工具,而应有相对稳定的、体现计算机学科思想和方法的核心内容,综合考虑技能培养与思维训练,构建新的课程体系,推进计算机基础课程教学改革。

    本书把学习计算机的过程主要定位在通过学习培养思维能力。不过把计算思维能力培养作为计算机基础教学的教学要求,不论是将其视为教学核心内容还是教学内容之一,都是一件前无古人的开创性工作。目前,培养思维能力这种提法从2010年11月陈国良院士在第六届大学计算机课程报告论坛提出到现在不满5年,取得了一些成果但经验还是很少,无论从理论层面,还是实践环节都在摸索中,本书也是在探索之中。

    本书主要由以下8章内容构成:

    第1章 导论,主要介绍计算、计算机科学、计算科学,以及计算机的发展历史、计算机在中国、计算机的应用领域和计算机的发展趋势。

    第2章 计算机系统,主要介绍计算机(以微机为例)硬件系统和软件系统、计算机工作原理和微型计算机的系统组成。

    第3章 数据在计算机中的表示,主要介绍数值、字符、图形图像和声音等信息在计算机中的二进制表示。

    第4章 程序设计基础,主要介绍程序的概念、结构化程序设计和面向对象程序设计的基本理念。

    第5章 算法基础,主要介绍常用算法和算法的设计方法。并在实践教程中介绍RAPTOR(the Rapid Algorithmic Prototyping Tool for Ordered Reasoning,用于有序推理的快速算法原型工具),实现无语言基础的算法描述。

    第6章 数据结构,主要介绍数据的基本逻辑结构和物理结构。

    第7章 数据库设计基础,主要介绍数据的管理体系和管理方式、关系型数据库的基本关系运算。

    第8章 计算机网络应用,主要介绍计算机网络的发展、网络的组成、体系结构和互联网基础、互联网创新。

    本书由周丽娟、张守伟任主编,侯仲尼、杨海波任副主编。参加本书编写工作的人员还有刘久明、纪澍琴、于雪晶、韩志明、段丽霞、顾煜新等。

    本书是在原有的《大学计算机基础》上探索和改革的一门课程,教材中难免有不完善的地方,敬请广大读者谅解,并诚挚欢迎读者提出宝贵建议。

    编 者

    2015年7月

    前言

    第1章 导论 1
    1.1 计算概念 1
    1.2 计算机科学与计算科学 1
    1.3 计算机的发展史 2
    1.3.1 计算机硬件的发展 2
    1.3.2 计算机软件的发展 5
    1.3.3 计算机在中国 6
    1.3.4 未来新型计算机 9
    1.4 计算机的应用领域 10
    本章小结 12
    习题1 12
    第2章 计算机系统 14
    2.1 计算机系统的组成 14
    2.1.1 冯•诺依曼型计算机 14
    2.1.2 计算机硬件系统 15
    2.1.3 计算机软件系统 16
    2.1.4 计算机硬件系统和软件系统之间的
    关系 18
    2.2 计算机工作原理 19
    2.2.1 计算机指令系统 19
    2.2.2 计算机基本工作原理 19
    2.3 微型计算机系统的组成 20
    2.3.1 微型计算机的基本结构 21
    2.3.2 微型计算机的硬件组成 22
    2.3.3 微型计算机的软件配置 35
    2.4 计算机的主要技术指标及性能评价 37
    本章小结 38
    习题2 38
    第3章 数据在计算机中的表示 42
    3.1 数据与数制 42
    3.1.1 数据及其分类 42
    3.1.2 数制 42
    3.1.3 不同进制数之间的转换 45
    3.2 数值在计算机中的表示 48
    3.2.1 数值编码 48
    3.2.2 数值在计算机中的表示 52
    3.3 字符在计算机中的表示 54
    3.3.1 英文字符在计算机中的表示 55
    3.3.2 汉字字符在计算机中的表示 56
    3.4 图形和图像在计算机中的表示 64
    3.4.1 图形在计算机中的表示 64
    3.4.2 图像在计算机中的表示 64
    3.4.3 常用的图像文件格式 66
    3.5 声音在计算机中的表示 68
    3.5.1 声音在计算机中的表示 68
    3.5.2 声音文件格式 69
    本章小结 70
    习题3 70
    第4章 程序设计基础 73
    4.1 程序设计概述 73
    4.1.1 程序和程序设计 73
    4.1.2 程序设计方法 73
    4.1.3 程序设计风格 73
    4.2 结构化程序设计 75
    4.2.1 结构化程序设计的原则 75
    4.2.2 结构化程序设计的基本结构 75
    4.2.3 结构化设计语言 76
    4.3 面向对象的程序设计 77
    4.3.1 面向对象的程序设计方法概述 78
    4.3.2 对象和类 80
    4.3.3 消息(Message) 82
    4.3.4 继承性和多态性 83
    4.3.5 面向对象语言 84
    本章小结 85
    习题4 86
    第5章 算法基础 87
    5.1 算法概述 87
    5.1.1 算法的定义 87
    5.1.2 算法的基本特征及评价 89
    5.1.3 算法复杂度 89
    5.1.4 算法的基本要素 91
    5.2 描述算法的工具 92
    5.2.1 传统流程图 92
    5.2.2 N-S结构化流程图 93
    5.2.3 PAD图 94
    5.2.4 过程设计语言 95
    5.3 穷举法 95
    5.4 迭代法 101
    5.5 递归法 106
    5.6 排序算法 110
    5.6.1 冒泡排序 110
    5.6.2 简单选择排序 113
    5.6.3 直接插入排序 115
    5.7 查找算法 116
    5.7.1 顺序查找 116
    5.7.2 二分法查找 117
    本章小结 119
    习题5 119
    第6章 数据结构 123
    6.1 数据结构的基本概念 123
    6.1.1 数据与数据结构 123
    6.1.2 数据的逻辑结构 124
    6.1.3 数据的存储结构 125
    6.1.4 数据的运算 126
    6.2 线性表 127
    6.2.1 线性表的定义 127
    6.2.2 顺序表及其基本运算 127
    6.2.3 链表及其基本运算 128
    6.3 栈和队列 129
    6.3.1 栈及其基本运算 130
    6.3.2 队列及其基本运算 131
    6.4 树与二叉树 133
    6.4.1 树的基本概念 134
    6.4.2 二叉树及其基本性质 135
    6.4.3 二叉树的存储结构 138
    6.4.4 二叉树的遍历 138
    习题6 139
    第7章 数据库设计基础 142
    7.1 数据库的基本概念 142
    7.1.1 数据和数据处理 142
    7.1.2 数据管理技术的发展 143
    7.1.3 数据库系统 144
    7.1.4 数据库管理系统的基本功能 145
    7.1.5 数据库系统的基本特点 146
    7.1.6 数据库系统的内部体系结构 147
    7.2 数据模型 149
    7.2.1 数据模型的基本概念 149
    7.2.2 概念模型 150
    7.2.3 E-R模型 151
    7.2.4 逻辑数据模型 152
    7.3 关系代数 155
    7.3.1 传统的集合运算 155
    7.3.2 专门的关系运算 157
    7.4 数据库设计与管理 159
    7.4.1 数据库设计 159
    7.4.2 数据库管理 160
    本章小结 161
    习题7 161
    第8章 计算机网络应用 164
    8.1 计算机网络概述 164
    8.1.1 计算机网络的形成与发展 164
    8.1.2 计算机网络的分类 166
    8.1.3 计算机网络的组成 168
    8.1.4 计算机网络的主要功能 174
    8.2 计算机网络体系结构 175
    8.2.1 网络体系结构概述 175
    8.2.2 ISO/OSI开放系统互联参考模型 176
    8.2.3 TCP/IP体系结构 179
    8.3 Internet基础 180
    8.3.1 Internet的概述 181
    8.3.2 Internet的接入方式 181
    8.3.3 IP地址和域名系统 183
    8.3.4 Internet的应用 185
    8.4 互联网的创新 187
    习题8 192
    参考文献 198
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