計算機科學概論（第13版·英文版）

內容簡介

本書迎雄淋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。書中首先介紹信息編碼及計算機體系結構的基本原理，進而介紹操作舉白閥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，然後討論數據格喇夜抽象和資料庫方面的問題，講述圖形學的主要套用以及人工智慧，最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，便於教學安排，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，有助於讀者對知識的了解與把握。

第13版新增了Python相關的內容，並且繼續使用第12版引入的Python代碼示例和類Python偽代碼。此外，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才估轎生教材，也可以供有意在計算機方面發展的非計算機專業讀者作為入門參考。

圖書目錄

Chapter 0　Introduction / 緒論　2

0.1　The Role of Algorithms / 算法的作用　4

0.2　The History of Computing / 計算機器的由來　6

0.3　An Outline of Our Study / 學判頸習大綱　11

0.4　The Overarching Themes of Computer Science / 計算機科學的首要主題　13

Chapter 1　Data Storage / 數據存儲　24

1.1　Bits and Their Storage / 位和位存儲　26

1.2　Main Memory / 主存儲器　34

1.3　Mass Storage / 海量存儲器　37

1.4　Representing Information as Bit Patterns / 用位模式表示信息　43

*1.5　The Binary System / 二進制系統　51

*1.6　Storing Integers / 整數的存儲　56

*1.7　Storing Fractions / 小數的存儲　63

*1.8　求兆迎享Data and Programming / 數據與程式設計　69

*1.9　Data Compression / 數據壓縮　77

*1.10　Communication Errors / 通信差錯　83

Chapter 2　Data Manipulation / 數據操控　96

2.1　Computer Architecture / 計算機體系結構　98

2.2　Machine Language / 機器語言　101

2.3　Program Execution / 程式執行　108

*2.4　Arithmetic/Logic Instructions / 算術/邏輯指令　116

*2.5　Communicating with Other Devices / 與其他設備通信　121

*2.6　Programming Data Manipulation / 數據操控編程　126

*2.7　Other Architectures / 其他體系結構　137

Chapter 3　Operating Systems / 作業系統　148

3.1　The History of Operating Systems / 作業系統的歷史　150

3.2　Operating System Architecture / 作業系統的體系結構　155

3.3　Coordinating the Machine’s Activities / 協調機器的活動　163

*3.4　Handling Competition Among Processes / 處理進程間的競爭　166

3.5　Security / 安全性　172

Chapter 4　Networking and the Internet / 組網及網際網路少奔兆背　182

4.1　Network Fundamentals / 網路基礎　184

4.2　The Internet / 網際網路　194

4.3　The World Wide Web / 全球資訊網　206

*4.4　Internet Protocols / 網際網路協定　215

*4.5　Simple Client Server / 簡單的客戶機伺服器　223

4.6　Cybersecurity / 網路安全　227

Chapter 5　Algorithms / 算法　244

5.1　The Concept of an Algorithm / 算法的概念　246

5.2　Algorithm Representation / 算法的表示　249

5.3　Algorithm Discovery / 算法的發現　258

5.4　Iterative Structures / 疊代結構　265

5.5　Recursive Structures / 遞歸結構　276

5.6　Efficiency and Correctness / 效率和正確性　285

Chapter 6　Programming Languages / 程式設計語言　304

6.1　Historical Perspective / 歷史回顧　306

6.2　Traditional Programming Concepts / 傳統的程式設計概念　317

6.3　Procedural Units / 過程單元　332

6.4　Language Implementation / 語言實現　340

6.5　Object-Oriented Programming / 面向對象程式設計　350

*6.6　Programming Concurrent Activities / 程式設計並發活動　357

*6.7　Declarative Programming / 說明性程式設計　360

Chapter 7　Software Engineering / 軟體工程　374

7.1　The Software Engineering Discipline / 軟體工程學科　376

7.2　The Software Life Cycle / 軟體生命周期　379

7.3　Software Engineering Methodologies / 軟體工程方法學　384

7.4　Modularity / 模組化　387

7.5　Tools of the Trade / 行業工具　396

7.6　Quality Assurance / 質量保證　405

7.7　Documentation / 文檔　408

7.8　The Human-Machine Interface / 人機界面　410

7.9　Software Ownership and Liability / 軟體所有權和責任　414

Chapter 8　Data Abstractions / 數據抽象　422

8.1　Basic Data Structures / 基本數據結構　424

8.2　Related Concepts / 相關概念　429

8.3　Implementing Data Structures / 數據結構的實現　432

8.4　A Short Case Study / 一個簡短的案例　447

8.5　Customized Data Types / 定製的數據類型　452

8.6　Classes and Objects / 類和對象　456

*8.7　Pointers in Machine Language / 機器語言中的指針　458

Chapter 9　Database Systems / 資料庫系統　470

9.1　Database Fundamentals / 資料庫基礎　472

9.2　The Relational Model / 關係模型　478

*9.3　Object-Oriented Databases / 面向對象資料庫　489

*9.4　Maintaining Database Integrity / 維護資料庫的完整性　492

*9.5　Traditional File Structures / 傳統的檔案結構　496

9.6　Data Mining / 數據挖掘　505

9.7　Social Impact of Database Technology / 資料庫技術的社會影響　508

Chapter 10　Computer Graphics / 計算機圖形學　518

10.1　The Scope of Computer Graphics / 計算機圖形學的範圍　520

10.2　Overview of 3D Graphics / 3D圖形概述　523

10.3　Modeling / 建模　525

10.4　Rendering / 渲染　535

*10.5　Dealing with Global Lighting / 處理全局照明　547

10.6　Animation / 動畫　550

Chapter 11　Artificial Intelligence / 人工智慧　560

11.1　Intelligence and Machines / 智慧型與機器　562

11.2　Perception / 感知　567

11.3　Reasoning / 推理　574

11.4　Additional Areas of Research / 其他研究領域　586

11.5　Artificial Neural Networks / 人工神經網路　593

11.6　Robotics / 機器人學　598

11.7　Considering the Consequences / 後果的思考　601

Chapter 12　Theory of Computation / 計算理論　614

12.1　Functions and Their Computation / 函式及其計算　616

12.2　Turing Machines / 圖靈機　619

12.3　Universal Programming Languages / 通用程式設計語言　623

12.4　A Noncomputable Function / 一個不可計算的函式　629

12.5　Complexity of Problems / 問題的複雜性　634

*12.6　Public-Key Cryptography / 公鑰密碼學　646

Appendixes　656

A　ASCII / ASCII碼　656

B　Circuits to Manipulate Two’s Complement Representations / 用於處理二進制補碼表示的電路　657

C　Vole: A Simple Machine Language / 一種簡單的機器語言　660

D　High-Level Programming Languages / 高級程式設計語言　663

E　The Equivalence of Iterative and Recursive Structures / 疊代結構與遞歸結構的等價性　665

F　Answers to Questions & Exercises / 問題與練習答案　667

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