計算機科學概論（第12版英文版）

內容簡介

本書是計算機科學概論課程的經典教材，全書對計算機科學做了百科全書式的精彩闡述，充分展現了計算機科學的歷史背景、發展歷程和新的技術趨勢。書中首先介紹的是信息編碼及計算機體系結構的基本原理，進而介紹作業系統和組網以及網際網路的相關內容，接著探討算法、程式設計語言及軟體工程，然後討論數據抽象和資料庫方面的問題，講述圖形學的主要套用束局連以及人工智慧，**後以計算理論的介紹結束全書。本書在內容編排上由具體到抽象逐步推進，很適合教學安排，每一個主題自然而然地引導出下一個主題。此外，書中還包含大量的圖、表和示例，有助於讀者對知棗妹識的了解與把握。

第 12版的變化主要是將Python程式設計語言方面的介煮碑酷紹納入了重點章節，除了增加與Python相關的內容，幾乎每一章都能看到對前一版對應章節的修訂、更新以及修正。

本書非常適合作為高等院校計算機以及相關專業本科生教材，也可以供有意在計算機方面發展的非計算拘拜敬盼機專業讀者作為入門參考。

圖書目錄

Chapter　0 Introduction / 緒論　1

0.1　The Role of Algorithms / 算法的作用　2

0.2　The History of Computing / 計算機器的由來　4

0.3　An Outline of Our Study / 學習大綱　9

0.4　The Overarching Themes of Computer Science / 計算機科學的首要主題　11

Chapter　1 Data Storage / 數據存儲　19

1.1　Bits and Their Storage / 位和位存儲　20

1.2　Main Memory / 主存儲器　蒸少抹26

1.3　Mass Storage / 海量存儲器　29

1.4　Representing Information as Bit Patterns / 用位模式表示信息　34

*1.5　The Binary System / 二進制系統　40

*1.6　Storing Integers / 整數的存儲　46

*1.7　Storing Fractions / 小數的存儲　52

*1.8　Data and Programming / 數據與程式設計　57

*1.9　Data Compression / 數據壓縮　63

*1.10　Communication Errors / 通信差錯　69

Chapter　2 Data Manipulation / 數據操控　81

2.1　Computer Architecture / 計算機體系結構照組員去　82

2.2　Machine Language / 機器語言　85

2.3　Program Execution / 程式執行　91

*2.4　Arithmetic/Logic Instructions / 算術/邏輯指令　98

*2.5　Communicating with Other Devices / 與其他設備通信　103

*2.6　Programming Data Manipulation / 數據操控編程　108

*2.7　Other Architectures / 其他體系結構　117

Chapter　3 Operating Systems / 作業系統　127

3.1　The History of Operating Systems / 操作潤端嘗系統的歷史　128

3.2　Operating System Architecture / 作業系統的體系結構　132

3.3　Coordinating the Machine’s Activities / 協調機器的活動　140

*3.4　Handling Competition Among Processes / 處理進程間的競爭　143

3.5　Security / 安全性　148

Chapter　4 Networking and the Internet / 組網及網際網路　157

4.1　Network Fundamentals / 網路基礎　158

4.2　The Internet / 網際網路　167

4.3　The World Wide Web / 全球資訊網　176

*4.4　Internet Protocols / 網際網路協定　185

4.5　Security / 安全性　191

Chapter　5 Algorithms / 算法　205

5.1　The Concept of an Algorithm / 算法的概念　206

5.2　Algorithm Representation / 算法的表示　209

5.3　Algorithm Discovery / 算法的發現　216

5.4　Iterative Structures / 疊代結構　222

5.5　Recursive Structures / 遞歸結構　233

5.6　Efficiency and Correctness / 效率和正確性　241

Chapter　6 Programming Languages / 程式設計語言　259

6.1　Historical Perspective / 歷史回顧　260

6.2　Traditional Programming Concepts / 傳統的程式設計概念　268

6.3　Procedural Units / 過程單元　280

6.4　Language Implementation / 語言實現　288

6.5　Object-Oriented Programming / 面向對象程式設計　296

*6.6　Programming Concurrent Activities / 程式設計並發活動　303

*6.7　Declarative Programming / 說明性程式設計　306

Chapter　7 Software Engineering / 軟體工程　319

7.1　The Software Engineering Discipline / 軟體工程學科　320

7.2　The Software Life Cycle / 軟體生命周期　322

7.3　Software Engineering Methodologies / 軟體工程方法學　326

7.4　Modularity / 模組化　329

7.5　Tools of the Trade / 行業工具　336

7.6　Quality Assurance / 質量保證　344

7.7　Documentation / 文檔　348

7.8　The Human-Machine Interface / 人機界面　349

7.9　Software Ownership and Liability / 軟體所有權和責任　352

Chapter　8 Data Abstractions / 數據抽象　361

8.1　Basic Data Structures / 基本數據結構　362

8.2　Related Concepts / 相關概念　365

8.3　Implementing Data Structures / 數據結構的實現　368

8.4　A Short Case Study / 一個簡短的案例　382

8.5　Customized Data Types / 定製的數據類型　387

8.6　Classes and Objects / 類和對象　391

*8.7　Pointers in Machine Language / 機器語言中的指針　393

Chapter　9 Database Systems / 資料庫系統　403

9.1　Database Fundamentals / 資料庫基礎　404

9.2　The Relational Model / 關係模型　409

*9.3　Object-Oriented Databases / 面向對象資料庫　420

*9.4　Maintaining Database Integrity / 維護資料庫的完整性　422

*9.5　Traditional File Structures / 傳統的檔案結構　426

9.6　Data Mining / 數據挖掘　434

9.7　Social Impact of Database Technology / 資料庫技術的社會影響　436

Chapter　10 Computer Graphics / 計算機圖形學　445

10.1　The Scope of Computer Graphics / 計算機圖形學的範圍　446

10.2　Overview of 3D Graphics / 3D圖形概述　448

10.3　Modeling / 建模　449

10.4　Rendering / 渲染　457

*10.5　Dealing with Global Lighting / 處理全局照明　468

10.6　Animation / 動畫　471

Chapter　11 Artificial Intelligence / 人工智慧　479

11.1　Intelligence and Machines / 智慧型與機器　480

11.2　Perception / 感知　485

11.3　Reasoning / 推理　491

11.4　Additional Areas of Research / 其他研究領域　502

11.5　Artificial Neural Networks / 人工神經網路　507

11.6　Robotics / 機器人學　514

11.7　Considering the Consequences / 後果的思考　517

Chapter　12 Theory of Computation / 計算理論　527

12.1　Functions and Their Computation / 函式及其計算　528

12.2　Turing Machines / 圖靈機　530

12.3　Universal Programming Languages / 通用程式設計語言　534

12.4　A Noncomputable Function / 一個不可計算的函式　540

12.5　Complexity of Problems / 問題的複雜性　544

*12.6　Public-Key Cryptography / 公鑰密碼學　553

Appendixes　563

A　ASCII / ASCII碼　565

B　Circuits to Manipulate Two’s Complement Representations / 用於處理二進制補碼表示的電路　566

C　A Simple Machine Language / 一種簡單的機器語言　569

D　High-Level Programming Languages / 高級程式設計語言　571

E　The Equivalence of Iterative and Recursive Structures /疊代結構與遞歸結構的等價性　573

F　Answers to Questions & Exercises / 問題與練習答案　575

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