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計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論——以計(jì)算思維為舟 版權(quán)信息
- ISBN：9787302650324
- 條形碼：9787302650324 ; 978-7-302-65032-4
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論——以計(jì)算思維為舟 本書特色
本書從計(jì)算思維角度深入講解計(jì)算機(jī)科學(xué)的*基礎(chǔ)的概念和入門知識(shí)，討論計(jì)算思維的四種具體表現(xiàn)形式：計(jì)算邏輯思維、算法思維、網(wǎng)絡(luò)思維、計(jì)算系統(tǒng)思維。除課堂授課材料外，本書還通過習(xí)題與大作業(yè)提供學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，通過講述大量的創(chuàng)新故事培養(yǎng)學(xué)生的興趣和職業(yè)素養(yǎng)。本書對(duì)應(yīng)的課程設(shè)計(jì)適應(yīng)32學(xué)時(shí)至64學(xué)時(shí)的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程安排，教師可通過不同的裁減和深入討論，適應(yīng)不同的學(xué)時(shí)計(jì)劃。習(xí)題與大作業(yè)的設(shè)計(jì)考慮了“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程學(xué)員較多的實(shí)際情況，提供了教學(xué)輔助的自動(dòng)化工具。
計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論——以計(jì)算思維為舟 內(nèi)容簡介
本書以計(jì)算思維為主線介紹計(jì)算機(jī)科學(xué)的入門知識(shí)，主要針對(duì)一年級(jí)本科生的“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”“計(jì)算概論”課程。全書共7章，主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)科學(xué)概貌、程序的設(shè)計(jì)與執(zhí)行、邏輯思維、算法思維、系統(tǒng)思維、網(wǎng)絡(luò)思維、計(jì)算機(jī)學(xué)科展望等。本書參考了計(jì)算思維的**進(jìn)展與ACM/IEEECS發(fā)布的《計(jì)算課程體系規(guī)范》（CC2020），更加系統(tǒng)地聚焦如何通過計(jì)算思維認(rèn)識(shí)世界、提出問題、解決問題，內(nèi)容的組織更加注意循序漸進(jìn)地培養(yǎng)讀者的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力。 本書適合作為高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的本科生教材，也可以作為計(jì)算思維愛好者的參考書。
計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論——以計(jì)算思維為舟 目錄
第1章計(jì)算機(jī)科學(xué)概貌1
1.1計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域現(xiàn)狀1
1.2計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)8
1.2.1巴貝奇問題——如何構(gòu)建計(jì)算機(jī)9
1.2.2布什問題——如何使用計(jì)算機(jī)11
1.2.3圖靈問題——如何構(gòu)建智能應(yīng)用13
1.2.4計(jì)算機(jī)科學(xué)的3個(gè)奇妙之處17
1.3計(jì)算思維的特征22
1.3.1離散化與數(shù)字化22
1.3.2計(jì)算機(jī)的馮·諾依曼模型24
1.3.3計(jì)算機(jī)科學(xué)解題思路26
1.3.4對(duì)計(jì)算思維的10種理解38
1.4科學(xué)計(jì)算的創(chuàng)新故事43
1.4.1地球系統(tǒng)數(shù)值模擬的創(chuàng)新故事43
1.4.2蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的創(chuàng)新故事44
1.5習(xí)題47
第2章程序的設(shè)計(jì)與執(zhí)行50
2.1如何表示數(shù)和字符50
2.2初識(shí)計(jì)算機(jī)編程55
2.2.1編寫**個(gè)Go程序56
2.2.2初識(shí)數(shù)據(jù)類型59
2.2.3運(yùn)算流與簡單控制流62
2.2.4初識(shí)模塊化編程66
2.3初識(shí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)73
2.3.1斐波那契計(jì)算機(jī)的硬件74
2.3.2斐波那契計(jì)算機(jī)的軟件74
2.3.3斐波那契計(jì)算機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移75
2.4計(jì)算機(jī)程序的創(chuàng)新故事852.4.1Ada的故事: **個(gè)計(jì)算機(jī)程序85
2.4.2霍爾悖論: 快速排序程序?yàn)槭裁措y以理解88
2.5習(xí)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(jī)模型110
3.2.1定理機(jī)器證明與吳方法110
3.2.2有窮自動(dòng)機(jī)111
3.2.3圖靈機(jī)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(jì)算邏輯的創(chuàng)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(xí)題123
◆計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論——以計(jì)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(diǎn)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(chuàng)新故事144
4.3.1算法復(fù)雜度的故事144
4.3.2平穩(wěn)復(fù)雜度146
4.4習(xí)題148
第5章系統(tǒng)思維152
5.1系統(tǒng)思維一覽152
5.1.1周到性153
5.1.2整體性155
5.1.3應(yīng)對(duì)復(fù)雜性158
5.2抽象化161
5.2.1抽象三性質(zhì)161
5.2.2數(shù)據(jù)抽象164
5.2.3文件與文件系統(tǒng)173
5.2.4控制抽象181
5.2.5模塊抽象186
5.2.6（）操作系統(tǒng)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(shí)序電路198
5.4無縫銜接204
5.4.1揚(yáng)雄周期原理204
5.4.2電路的無縫銜接: 寬進(jìn)嚴(yán)出原理實(shí)例211
5.4.3指令的無縫銜接: 馮·諾依曼窮舉原理實(shí)例213
5.4.4阿姆達(dá)爾定律214
5.5計(jì)算系統(tǒng)的創(chuàng)新故事216
5.5.1IBM S/360216
5.5.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫220
5.6習(xí)題223
第6章網(wǎng)絡(luò)思維229
6.1初識(shí)互聯(lián)網(wǎng)230
6.1.1初識(shí)萬維網(wǎng)編程230
6.1.2網(wǎng)絡(luò)名詞術(shù)語233
6.1.3網(wǎng)絡(luò)思維的價(jià)值235
6.2連通性238
6.2.1名字空間238
6.2.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?43
6.3協(xié)議棧245
6.3.1分組交換246
6.3.2互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧247
6.4專業(yè)素養(yǎng)254
6.4.1性能意識(shí)254
6.4.2安全意識(shí)258
6.4.3專業(yè)規(guī)范264
6.5網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新故事266
6.5.1**個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)266
6.5.2因特網(wǎng)與萬維網(wǎng)268
6.5.3大數(shù)據(jù)計(jì)算273
6.5.4臭蟲與病毒274
6.6習(xí)題279
第7章計(jì)算機(jī)學(xué)科展望284
7.1學(xué)科研究對(duì)象與研究問題285
7.1.1研究對(duì)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(jìn)步288
7.2學(xué)科演變與主要研究方向293
7.2.1學(xué)科演化樹293
7.2.2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)296
7.2.3新型計(jì)算機(jī)300
致謝303
附錄A計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中常用的倍數(shù)和分?jǐn)?shù)304
參考文獻(xiàn)306
1.1計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域現(xiàn)狀1
1.2計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)8
1.2.1巴貝奇問題——如何構(gòu)建計(jì)算機(jī)9
1.2.2布什問題——如何使用計(jì)算機(jī)11
1.2.3圖靈問題——如何構(gòu)建智能應(yīng)用13
1.2.4計(jì)算機(jī)科學(xué)的3個(gè)奇妙之處17
1.3計(jì)算思維的特征22
1.3.1離散化與數(shù)字化22
1.3.2計(jì)算機(jī)的馮·諾依曼模型24
1.3.3計(jì)算機(jī)科學(xué)解題思路26
1.3.4對(duì)計(jì)算思維的10種理解38
1.4科學(xué)計(jì)算的創(chuàng)新故事43
1.4.1地球系統(tǒng)數(shù)值模擬的創(chuàng)新故事43
1.4.2蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的創(chuàng)新故事44
1.5習(xí)題47
第2章程序的設(shè)計(jì)與執(zhí)行50
2.1如何表示數(shù)和字符50
2.2初識(shí)計(jì)算機(jī)編程55
2.2.1編寫**個(gè)Go程序56
2.2.2初識(shí)數(shù)據(jù)類型59
2.2.3運(yùn)算流與簡單控制流62
2.2.4初識(shí)模塊化編程66
2.3初識(shí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)73
2.3.1斐波那契計(jì)算機(jī)的硬件74
2.3.2斐波那契計(jì)算機(jī)的軟件74
2.3.3斐波那契計(jì)算機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移75
2.4計(jì)算機(jī)程序的創(chuàng)新故事852.4.1Ada的故事: **個(gè)計(jì)算機(jī)程序85
2.4.2霍爾悖論: 快速排序程序?yàn)槭裁措y以理解88
2.5習(xí)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(jī)模型110
3.2.1定理機(jī)器證明與吳方法110
3.2.2有窮自動(dòng)機(jī)111
3.2.3圖靈機(jī)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(jì)算邏輯的創(chuàng)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(xí)題123
◆計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論——以計(jì)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(diǎn)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(chuàng)新故事144
4.3.1算法復(fù)雜度的故事144
4.3.2平穩(wěn)復(fù)雜度146
4.4習(xí)題148
第5章系統(tǒng)思維152
5.1系統(tǒng)思維一覽152
5.1.1周到性153
5.1.2整體性155
5.1.3應(yīng)對(duì)復(fù)雜性158
5.2抽象化161
5.2.1抽象三性質(zhì)161
5.2.2數(shù)據(jù)抽象164
5.2.3文件與文件系統(tǒng)173
5.2.4控制抽象181
5.2.5模塊抽象186
5.2.6（）操作系統(tǒng)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(shí)序電路198
5.4無縫銜接204
5.4.1揚(yáng)雄周期原理204
5.4.2電路的無縫銜接: 寬進(jìn)嚴(yán)出原理實(shí)例211
5.4.3指令的無縫銜接: 馮·諾依曼窮舉原理實(shí)例213
5.4.4阿姆達(dá)爾定律214
5.5計(jì)算系統(tǒng)的創(chuàng)新故事216
5.5.1IBM S/360216
5.5.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫220
5.6習(xí)題223
第6章網(wǎng)絡(luò)思維229
6.1初識(shí)互聯(lián)網(wǎng)230
6.1.1初識(shí)萬維網(wǎng)編程230
6.1.2網(wǎng)絡(luò)名詞術(shù)語233
6.1.3網(wǎng)絡(luò)思維的價(jià)值235
6.2連通性238
6.2.1名字空間238
6.2.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?43
6.3協(xié)議棧245
6.3.1分組交換246
6.3.2互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧247
6.4專業(yè)素養(yǎng)254
6.4.1性能意識(shí)254
6.4.2安全意識(shí)258
6.4.3專業(yè)規(guī)范264
6.5網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新故事266
6.5.1**個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)266
6.5.2因特網(wǎng)與萬維網(wǎng)268
6.5.3大數(shù)據(jù)計(jì)算273
6.5.4臭蟲與病毒274
6.6習(xí)題279
第7章計(jì)算機(jī)學(xué)科展望284
7.1學(xué)科研究對(duì)象與研究問題285
7.1.1研究對(duì)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(jìn)步288
7.2學(xué)科演變與主要研究方向293
7.2.1學(xué)科演化樹293
7.2.2計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)296
7.2.3新型計(jì)算機(jī)300
致謝303
附錄A計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中常用的倍數(shù)和分?jǐn)?shù)304
參考文獻(xiàn)306
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計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論——以計(jì)算思維為舟 作者簡介
徐志偉，1987年獲南加州大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員，中國科學(xué)院大學(xué)教授，大灣區(qū)大學(xué)講席教授，Jounal of Compurter Science and Technology主編，《計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展》主編。主要研究方向?yàn)楦咝阅苡?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、分布式系統(tǒng)、計(jì)算思維教育。曾獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、中國科學(xué)院科技成就獎(jiǎng)、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)王選獎(jiǎng)。曾任教育部“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員。 孫曉明，2005年獲清華大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員，量子計(jì)算與算法理論實(shí)驗(yàn)室主任，中國科學(xué)院大學(xué)崗位教授，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者。主要研究領(lǐng)域?yàn)樗惴ㄅc計(jì)算復(fù)雜性、量子計(jì)算等，曾獲王選杰出青年學(xué)者獎(jiǎng)等，入選首批基金委優(yōu)青、首批萬人計(jì)劃青年拔尖人才，目前擔(dān)任中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)理論計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)委員會(huì)主任。
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