計算機科學導論——思想與方法（第3版）

《計算機科學導論——思想與方法（第3版）》是由董榮勝編寫，高等教育出版社於2015年7月24日出版的“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。該書可作為高等學校“計算機科學導論”“大學計算機”或“計算思維導論”等課程的教材或參考書，還可供教師、科技人員和其他對科學思維能力培養感興趣的各界人士參考。

該書共分為9章，主要內容包括緒論、學科的基本問題、3個學科形態、學科中的核心概念、學科中的數學方法、學科中的系統科學方法、社會與職業問題、探討與展望、課程實驗。

基本介紹

• 書名：計算機科學導論——思想與方法（第3版）
• 作者：董榮勝
• 類別：“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材
• 出版社：高等教育出版社
• 出版時間：2015年7月24日
• 頁數：398 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787040427967
• 版面字數：580千字
• CIP核字號：2015152604

成書過程

修訂工作

《計算機科學導論——思想與方法（第3版）》沿用第1版的框架，更加面向學生，刪除原來供教師參考的“附錄A CC2001中的計算機科學知識體”“附錄B Armstrong 公理系統”“附錄C 哲學家共餐問題的模型檢驗”“附錄D m +0=m的定理證明”，以及第1章中的“計算機工程知識體及專業核心課程”“軟體工程知識體及專業核心課程”“信息技術知識體及專業核心課程”等內容，重新設計附錄的內容，增加實驗必需的背景知識，如“附錄A Raptor 可視化程式設計概述”“附錄BV computer存儲程式式計算機概述”“附錄C Access 2013概述”根據CS2013報告，補充和修改了書中相關分支領域的基本問題、學科形態，以及對計算機科學專業本科畢業生的期望等方面內容。

該書第3版在撰寫過程中得到西安交通大學程向前教授的支持，其提基於Raptor的案例供作者參考。作者指導的2012級、2013級研究生王泓剛、劉寶立、聶晨華、方春林、張曉花，以及2014級本科生高金培、陳奕霖等同學均進行資料整理、程式調試。另外，桂林電子科技大學的古天龍教授、鐘艷如教授、陳光喜教授、常亮教授、徐周波博士、王慧嬌副教授、李鳳英博士、孟瑜副教授等均給出建設性建議。在該書的撰寫過程中，作者參與陳國良院士推動的“以計算思維為切入點的大學計算機課程改革項目”，參加陳國良院士主持的南方科技大學首屆實驗班“計算思維導論”課程的教學工作，採用陳國良院士為南方科技大學首屆實驗班招生出的入學考試題（如“排序網”的內容）。此外，該書得到中華人民共和國教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會主任委員李廉教授與全體同仁、周以真教授以及微軟亞洲研究院的支持。

出版工作

2015年7月24日，《計算機科學導論——思想與方法（第3版）》由高等教育出版社出版發行。

出版工作人員

策劃編輯	責任編輯	封面設計	插圖繪製	責任校對	責任印製
張海波	張海波	楊立新	杜曉丹	楊鳳玲	趙義民

內容簡介

《計算機科學導論——思想與方法（第3版）》主要內容包括計算學科專業名稱的演變及培養的側重點，學科知識體與核心課程，“計算機科學導論”課程的構建，計算思維與計算機科學導論，學科的基本問題，學科中的抽象、理論和設計3個學科形態，學科中的核心概念、數學方法、系統科學方法，社會問題與專業實踐，學科若干問題的探討與學科未來教育的展望，以及10個與課程講授內容相呼應的實驗等。

教材目錄

前輔文 第1章 緒論 1.1 引言 1.2 學科專業名稱的演變、學科描述及培養側重點 1.3 學科知識體和核心課程 1.4 導論課程的構建問題 1.5 計算思維與計算機科學導論 1.6 本章小結 習題1 第2章 學科的基本問題 2.1 引言 2.2 對問題進行抽象的一個典型實例：哥尼斯堡七橋問題 2.3 可計算問題與不可計算問題 2.4 GOTO語句與程式的結構 2.5 哲學家共餐問題與計算機的資源管理 2.6 兩軍問題與計算機網路 2.7 人工智慧中的若干哲學問題 *2.8 計算機科學各主領域及其基本問題 2.9 本章小結 習題2 第3章 3個學科形態 3.1 引言 3.2 一個關於“學生選課”的例子 3.3 抽象形態 3.4 理論形態 3.5 設計形態 3.6 3個學科形態的內在聯繫 3.7 計算機語言的發展及其3個學科形態的內在聯繫 *3.8 計算機科學各領域3個學科形態的主要內容 3.9 本章小結 習題3 第4章 學科中的核心概念 4.1 引言 4.2 算法 4.3 數據結構 4.4 程式 4.5 軟體 4.6 硬體 4.7 數據的存儲和表示 4.8 CC1991報告提取的核心概念 4.9 本章小結 習題4 第5章 學科中的數學方法 5.1 引言 5.2 數學的基本特徵 5.3 數學方法的作用 5.4 計算學科中常用的數學概念和術語 5.5 證明方法 5.6 遞歸和疊代 5.7 隨機數和蒙特卡羅方法 5.8 公理化方法 *5.9 形式化方法 5.10 本章小結 習題5 第6章 學科中的系統科學方法 6.1 引言 6.2 系統科學與系統科學方法

6.3 軟體開發中使用系統科學方法的原因 6.4 結構化方法 6.5 面向對象方法 6.6 本章小結 習題6 第7章 社會與職業問題 7.1 引言 7.2 計算的歷史 7.3 計算的社會背景 7.4 道德分析的方法 7.5 職業和道德責任 7.6 基於計算機系統的風險和責任 7.7 團隊工作 7.8 智慧財產權 7.9 隱私和公民自由 7.10 計算機犯罪 7.11 本章小結 習題7 第8章 探討與展望 8.1 引言 8.2 若干問題的探討 8.3 計算學科教育的展望 8.4 本章小結 習題8 第9章 課程實驗 9.1 分支和循環結構的簡單程式設計 9.2 RSA公開密鑰密碼系統 9.3 存儲程式式計算機的簡單程式設計 9.4 遞歸算法、疊代算法及其比較 9.5 數組實驗 9.6 棧的基本操作：push和pop 9.7 歸併排序與折半查找 9.8 蒙特卡羅方法套用 9.9 簡單的卡通與遊戲實驗 9.10 基於Access的簡單資料庫設計 附錄A Raptor可視化程式設計概述 A.1 Raptor是什麼 A.2 為什麼要使用Raptor進行程式設計 A.3 Raptor的安裝 A.4 幾個簡單的Raptor程式 A.5 Raptor和標準流程圖的區別與聯繫 附錄B Vcomputer存儲程式式計算機概述 B.1 Vcomputer存儲程式式計算機軟體的安裝及使用 B.2 Vcomputer機器的結構和指令 B.3 Vcomputer機器上的彙編指令集 B.4 彙編程式編寫過程中的注意事項 B.5 機器指令（十六進制代碼）編寫過程中的注意事項 B.6 存儲程式式計算機模擬平台的功能 B.7 計算機模擬平台的注意事項 B.8 Vcomputer演示實例的源程式 附錄C Access 2013概述 C.1 環境搭建 C.2 建資料庫、建表及建立表間關係 C.3 創建查詢 C.4 創建窗體 C.5 製作報表 參考文獻

教學資源

• 課程資源

《計算機科學導論——思想與方法（第3版）》數字課程是紙質教材的配套資源，利用數位化技術整合優質教學資源的出版形式，提供基於該教材的PPT課件，單元測試的樣題，各章節的習題參考答案，以及課程實驗的所有參考答案、實驗平台、原程式和微視頻等。

作品名稱	計算機科學導論——思想與方法（第3版）
出版時間	2015年6月
出版社	高等教育出版社、高等教育電子音像出版社
內容提供者	董榮勝
策劃編輯	張海波
技術編輯	趙莉

《計算機科學導論——思想與方法（第3版）》有配套的慕課——“計算機科學導論”“計算思維的結構”。

課程名稱	類別	建設院校	授課平台	授課教師
計算機科學導論	國家精品線上開放課程	桂林電子科技大學	中國大學MOOC	董榮勝、李鳳英、汪華登
計算思維的結構				董榮勝、常亮等12位教師

教材特色

一、該書綜合考慮中華人民共和國教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會、IEEECS和ACM對“計算機科學導論”課程的要求，以及教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會對“大學計算機”課程的要求，在學科思想與方法這個較高的層面將學科知識有機地統一起來，避免學科知識的雜亂堆積，有助於課程的教與學。基於該教材“學科認知模型”的課程設計，適合翻轉課堂的教學方式，良好的課程結構與先進的教學方式相結合能夠強化學生的計算思維習慣，提高問題求解的能力。

二、該書第3版與前兩版最大的不同點在於增加課程實驗內容，解決長期困擾計算機科學導論課程的實驗內容與講授內容嚴重脫節的問題。該書作者給出“導論課程的實驗要充分反映課堂教學的實質內容，讓學生在實驗的過程中加深對學科基礎概念的理解，強化學生的計算思維習慣，不斷提高學生面向學科求解問題的思維能力”的實驗教學理念，研製用於存儲程式式計算機理解的簡易實驗平台，引入簡單易學的可視化程式設計工具Raptor，設計能夠快速熟悉實驗環境的“熱身實驗”，降低算法設計和系統設計的難度，為解決“導論”課程中實驗與課堂教學內容脫節的問題提供一種新的思路和實現的途徑， 幫助學生將關注的重點儘快放在基於學科核心概念基礎上的問題解決、系統設計和人類行為的理解上。

作者簡介

董榮勝，男，桂林電子科技大學計算思維及套用研究室主任、教授、廣西高等學校教學名師，國家精品課程“計算機科學導論”負責人。研究領域：大規模圖數據的管理；無線自組網性能及安全；計算思維的結構。