《大學計算機——計算思維導論（雙色）》是2013年7月電子工業出版社出版的圖書，作者是戰德臣,聶蘭順等。
基本介紹
- 書名：大學計算機——計算思維導論（雙色）
- 作者：戰德臣,聶蘭順等
- ISBN：9787121207228
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2013年7月
- 頁數：320
- 字數：500千字
- 開本：16(185*260)
- 版次：01-01
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書是教育部大學計算機課程改革項目成果，是大學計算科學、計算思維通識教育類課程的最新教材。全書以計算學科體現出的解決社會/自然問題的基本思維模式——計算思維為主線，組織相關的內容，以問題引導、深入淺出、案例分析、多視角討論、圖示化手段等，引導學生對計算思維從一個較淺的理解層次逐步過渡到較深入的理解層次。 全書共分6章。第1章引論，從發展史角度探討了計算、計算科學與計算機科學；第2章計算系統的基本思維，以一種遞進的思維化的方式介紹了計算系統；第3章問題求解框架，介紹了社會問題、自然問題求解的算法手段和系統手段；第4章算法與複雜性，以問題為中心介紹了典型算法的基本思維與研究方法；第5章數據抽象、設計與挖掘，介紹了以數據為中心的思維方式與基本研究方法；第6章計算機網路、信息網路和網路化社會，介紹了網路化環境下的思維方式與基本研究方法。
圖書目錄
第1章 引論 001
1.1 什麼是計算 002
1.2 計算機科學與計算科學 002
1.3 來自計算機發展史的啟示 003
1.3.1 來自計算工具發展的啟示 003
1.3.2 來自元器件發展的啟示 005
1.3.3 來自計算機硬體發展的啟示 007
1.3.4 來自計算機軟體發展的啟示 009
1.3.5 一些重要思想/重要事件及其帶來的影響 011
1.4 計算機套用 013
1.5 計算機發展趨勢 015
1.5.1 高性能計算：無所不能的計算 015
1.5.2 普適計算：無所不在的計算 016
1.5.3 服務計算與雲計算：萬事皆服務的計算 017
1.5.4 智慧型計算 018
1.5.5 生物計算 019
1.5.6 未來網際網路與智慧地球 020
思考題 022
參考文獻 023
第2章 計算系統的基本思維 025
2.1 理解0和1的思維 026
2.1.1 語義符號化的典型案例：0/1與《易經》 026
2.1.2 思維方式與邏輯運算：0/1與邏輯 027
2.1.3 二進制與算術運算：0/1與數值信息 028
2.1.4 編碼與符號運算：0/1與非數值信息 031
2.1.5 0和1與電子元器件 034
2.1.6 0和1思維小結 038
2.2 圖靈機與馮·諾依曼計算機 039
2.2.1 圖靈機：關於通用機器及指令、程式及其自動執行 039
2.2.2 馮·諾依曼計算機 041
2.2.3 存儲器：可按地址自動存取內容的部件 042
目 錄
XVIII
2.2.4 機器指令與機器級程式與算法 045
2.2.5 機器級程式的存儲與執行 047
2.2.6 關於馮·諾依曼計算機的貫通性思維小結 050
2.3 現代計算機 051
2.3.1 現代計算機的構成 051
2.3.2 存儲體系：不同性能資源的組合最佳化思維 052
2.3.3 為什麼要有作業系統——硬體功能擴展的基本思維 055
2.3.4 化整為零的基本思維——磁碟與檔案管理 057
2.3.5 任務-作業與記憶體管理：
分工合作與協同求解複雜系統問題的基本思維 059
2.3.6 分時-並行控制思維：任務-作業管理與處理機管理 062
2.3.7 現代計算機的工作過程 064
2.3.8 現代計算機的發展 065
2.3.9 關於現代計算機的貫通性思維小結 067
2.4 不同抽象層級的計算機（軟體） 067
2.4.1 人-機互動層面的計算機——計算機語言與編譯器 068
2.4.2 機-機互動層級的計算機：
協定與編碼器/解碼器/轉換器/處理器 075
2.4.3 分層抽象進行複雜問題化簡的示例：
作業系統對設備的分層控制 078
2.4.4 關於不同抽象層級計算機的思維小結 085
思考題 085
參考文獻 087
第3章 問題求解框架 089
3.1 傳統程式的基本構成要素 090
3.1.1 常量、變數、表達式 090
3.1.2 語句與程式控制 092
3.1.3 函式與函式調用 097
3.1.4 常量/變數、數據存儲與數據結構 098
3.1.5 程式構造及其表達方法 102
3.2 算法類問題求解框架 105
3.2.1 算法的基本概念 105
3.2.2 數學建模：建立問題的數學模型 108
3.2.3 算法思想：算法策略選擇 109
3.2.4 算法設計：算法思想的精確表達 110
3.2.5 算法的模擬與分析 113
3.2.6 算法的複雜性 114
XIX
3.2.7 算法類問題求解框架 115
3.3 現代程式的基本構成要素 116
3.3.1 對象與類的概念——通俗示例 116
3.3.2 類與對象的概念——面向對象的程式 119
3.3.3 面向對象程式構造的一個例子——可視化編程的思維模式 121
3.3.4 現代程式構造及其表達方法 123
3.4 系統類問題求解框架 126
3.4.1 什麼是系統 126
3.4.2 建立問題域/業務模型 130
3.4.3 建立軟體域模型 135
3.4.4 軟體模組的構造與實現 141
3.4.5 軟體系統的構造與實現 145
3.4.6 軟體系統的測試、部署與運行 147
3.4.7 軟體體系結構與軟體模式問題 150
3.4.8 系統的可靠性和安全性問題 156
3.4.9 小結 158
思考題 159
參考文獻 161
第4章 算法與複雜性 163
4.1 排序問題及其算法 164
4.1.1 排序問題 164
4.1.2 基本排序算法 167
4.1.3 PageRank排序：排序問題的不同思考方法 174
4.2 遞歸及遞歸算法 180
4.2.1 遞歸：用有限的語句定義對象的無限集合 180
4.2.2 遞歸算法：自身調用自身，高階調用低階 187
4.3 遺傳算法：計算複雜性與仿生學算法示例 194
4.3.1 可求解與難求解問題 194
4.3.2 遺傳算法：仿生學算法的簡單示例 196
4.3.3 遺傳算法暨問題求解算法的進一步探討 202
思考題 210
參考文獻 211
第5章 數據抽象、設計與挖掘 213
5.1 數據與大數據 214
5.2 數據管理和資料庫：數據聚集的核心 216
5.2.1 數據聚集成“庫”——資料庫及資料庫管理 216
XX
5.2.2 資料庫的基本結構形式——數據表 217
5.2.3 數據表的操作——關係操作 220
5.2.4 用數學定義數據表及其操作——關係模型 223
5.2.5 資料庫語言——用計算機語言表達數據表及其操作 226
5.2.6 DBMS——資料庫語言的執行或者數據表操作的自動實現 231
5.3 數據分析的核心——在線上數據分析和數據挖掘 232
5.3.1 例子——超市資料庫 232
5.3.2 超市數據分析方法——二維交叉表 234
5.3.3 數據倉庫在線上數據分析（OLAP）：
由二維數據分析到多維數據分析 235
5.3.4 數據也是生產力——數據挖掘 240
5.4 抽象、理論和設計 248
5.4.1 抽象：理解→區分→命名→表達 249
5.4.2 理論：定義→性質（公理和定理）→證明 254
5.4.3 設計：形式→構造→自動化 257
5.4.4 抽象—理論—設計之間的關係 259
思考題 260
參考文獻 261
第6章 計算機網路、信息網路與網路化社會 263
6.1 網路與社會 264
6.2 計算機網路 264
6.2.1 網路通信的基本原理 264
6.2.2 計算機網路連線：不同類別的機器網路 269
6.3 網際網路與Web——信息網路 279
6.3.1 由計算機網路走向文檔/信息網路Web 279
6.3.2 超文本/超媒體的表達與解析 280
6.3.3 超文本/超媒體的組織與管理 284
6.3.4 無限資源庫的發掘和利用：搜尋引擎 286
6.3.5 互動網路與群體網路：
網際網路的創新更重要的是思維的創新 287
6.4 網路化社會與網路計算：用科學方法研究網路問題 290
6.4.1 形形色色的網路 290
6.4.2 網路問題抽象與基本網路計算問題 291
6.4.3 網路計算示例：社會網路的一個問題研究 297
思考題 302
參考文獻 304
1.1 什麼是計算 002
1.2 計算機科學與計算科學 002
1.3 來自計算機發展史的啟示 003
1.3.1 來自計算工具發展的啟示 003
1.3.2 來自元器件發展的啟示 005
1.3.3 來自計算機硬體發展的啟示 007
1.3.4 來自計算機軟體發展的啟示 009
1.3.5 一些重要思想/重要事件及其帶來的影響 011
1.4 計算機套用 013
1.5 計算機發展趨勢 015
1.5.1 高性能計算：無所不能的計算 015
1.5.2 普適計算：無所不在的計算 016
1.5.3 服務計算與雲計算：萬事皆服務的計算 017
1.5.4 智慧型計算 018
1.5.5 生物計算 019
1.5.6 未來網際網路與智慧地球 020
思考題 022
參考文獻 023
第2章 計算系統的基本思維 025
2.1 理解0和1的思維 026
2.1.1 語義符號化的典型案例：0/1與《易經》 026
2.1.2 思維方式與邏輯運算：0/1與邏輯 027
2.1.3 二進制與算術運算：0/1與數值信息 028
2.1.4 編碼與符號運算：0/1與非數值信息 031
2.1.5 0和1與電子元器件 034
2.1.6 0和1思維小結 038
2.2 圖靈機與馮·諾依曼計算機 039
2.2.1 圖靈機：關於通用機器及指令、程式及其自動執行 039
2.2.2 馮·諾依曼計算機 041
2.2.3 存儲器：可按地址自動存取內容的部件 042
目 錄
XVIII
2.2.4 機器指令與機器級程式與算法 045
2.2.5 機器級程式的存儲與執行 047
2.2.6 關於馮·諾依曼計算機的貫通性思維小結 050
2.3 現代計算機 051
2.3.1 現代計算機的構成 051
2.3.2 存儲體系：不同性能資源的組合最佳化思維 052
2.3.3 為什麼要有作業系統——硬體功能擴展的基本思維 055
2.3.4 化整為零的基本思維——磁碟與檔案管理 057
2.3.5 任務-作業與記憶體管理：
分工合作與協同求解複雜系統問題的基本思維 059
2.3.6 分時-並行控制思維：任務-作業管理與處理機管理 062
2.3.7 現代計算機的工作過程 064
2.3.8 現代計算機的發展 065
2.3.9 關於現代計算機的貫通性思維小結 067
2.4 不同抽象層級的計算機（軟體） 067
2.4.1 人-機互動層面的計算機——計算機語言與編譯器 068
2.4.2 機-機互動層級的計算機：
協定與編碼器/解碼器/轉換器/處理器 075
2.4.3 分層抽象進行複雜問題化簡的示例：
作業系統對設備的分層控制 078
2.4.4 關於不同抽象層級計算機的思維小結 085
思考題 085
參考文獻 087
第3章 問題求解框架 089
3.1 傳統程式的基本構成要素 090
3.1.1 常量、變數、表達式 090
3.1.2 語句與程式控制 092
3.1.3 函式與函式調用 097
3.1.4 常量/變數、數據存儲與數據結構 098
3.1.5 程式構造及其表達方法 102
3.2 算法類問題求解框架 105
3.2.1 算法的基本概念 105
3.2.2 數學建模：建立問題的數學模型 108
3.2.3 算法思想：算法策略選擇 109
3.2.4 算法設計：算法思想的精確表達 110
3.2.5 算法的模擬與分析 113
3.2.6 算法的複雜性 114
XIX
3.2.7 算法類問題求解框架 115
3.3 現代程式的基本構成要素 116
3.3.1 對象與類的概念——通俗示例 116
3.3.2 類與對象的概念——面向對象的程式 119
3.3.3 面向對象程式構造的一個例子——可視化編程的思維模式 121
3.3.4 現代程式構造及其表達方法 123
3.4 系統類問題求解框架 126
3.4.1 什麼是系統 126
3.4.2 建立問題域/業務模型 130
3.4.3 建立軟體域模型 135
3.4.4 軟體模組的構造與實現 141
3.4.5 軟體系統的構造與實現 145
3.4.6 軟體系統的測試、部署與運行 147
3.4.7 軟體體系結構與軟體模式問題 150
3.4.8 系統的可靠性和安全性問題 156
3.4.9 小結 158
思考題 159
參考文獻 161
第4章 算法與複雜性 163
4.1 排序問題及其算法 164
4.1.1 排序問題 164
4.1.2 基本排序算法 167
4.1.3 PageRank排序：排序問題的不同思考方法 174
4.2 遞歸及遞歸算法 180
4.2.1 遞歸：用有限的語句定義對象的無限集合 180
4.2.2 遞歸算法：自身調用自身，高階調用低階 187
4.3 遺傳算法：計算複雜性與仿生學算法示例 194
4.3.1 可求解與難求解問題 194
4.3.2 遺傳算法：仿生學算法的簡單示例 196
4.3.3 遺傳算法暨問題求解算法的進一步探討 202
思考題 210
參考文獻 211
第5章 數據抽象、設計與挖掘 213
5.1 數據與大數據 214
5.2 數據管理和資料庫：數據聚集的核心 216
5.2.1 數據聚集成“庫”——資料庫及資料庫管理 216
XX
5.2.2 資料庫的基本結構形式——數據表 217
5.2.3 數據表的操作——關係操作 220
5.2.4 用數學定義數據表及其操作——關係模型 223
5.2.5 資料庫語言——用計算機語言表達數據表及其操作 226
5.2.6 DBMS——資料庫語言的執行或者數據表操作的自動實現 231
5.3 數據分析的核心——在線上數據分析和數據挖掘 232
5.3.1 例子——超市資料庫 232
5.3.2 超市數據分析方法——二維交叉表 234
5.3.3 數據倉庫在線上數據分析（OLAP）：
由二維數據分析到多維數據分析 235
5.3.4 數據也是生產力——數據挖掘 240
5.4 抽象、理論和設計 248
5.4.1 抽象：理解→區分→命名→表達 249
5.4.2 理論：定義→性質（公理和定理）→證明 254
5.4.3 設計：形式→構造→自動化 257
5.4.4 抽象—理論—設計之間的關係 259
思考題 260
參考文獻 261
第6章 計算機網路、信息網路與網路化社會 263
6.1 網路與社會 264
6.2 計算機網路 264
6.2.1 網路通信的基本原理 264
6.2.2 計算機網路連線：不同類別的機器網路 269
6.3 網際網路與Web——信息網路 279
6.3.1 由計算機網路走向文檔/信息網路Web 279
6.3.2 超文本/超媒體的表達與解析 280
6.3.3 超文本/超媒體的組織與管理 284
6.3.4 無限資源庫的發掘和利用：搜尋引擎 286
6.3.5 互動網路與群體網路：
網際網路的創新更重要的是思維的創新 287
6.4 網路化社會與網路計算：用科學方法研究網路問題 290
6.4.1 形形色色的網路 290
6.4.2 網路問題抽象與基本網路計算問題 291
6.4.3 網路計算示例：社會網路的一個問題研究 297
思考題 302
參考文獻 304
