计算机科学概论

第一部分　基础理论第1章　计算的历史与未来　1.1　计算机的史前时代　　1.1.1　石头计算到算盘　　1.1.2　计算尺和计算器　1.2　机械式计算机　　1.2.1　施卡德计算机　　1.2.2　帕斯卡加法机　　1.2.3　莱布尼兹乘法机　1.3　卡片时代　　1.3.1　“编织”的程序：自动编织机　　1.3.2　穿孔制表机　1.4　程式化计算机的萌芽：差分机和分析机　　1.4.1　差分机　　1.4.2　分析机　1.5　模拟计算机　1.6　早期的数字计算机　　1.6.1　Z系列计算机　　1.6.2　ABC计算机　　1.6.3　巨人计算机　　1.6.4　Mark系列计算机　1.7　现代电子计算机　　1.7.1　电子管时代　　1.7.2　晶体管时代　　1.7.3　集成电路时代　　1.7.4　大规模集成电路时代：微处理器时代　　1.7.5　后PC时代　　1.7.6　下一代计算机　1.8　奠定现代计算机理论基础的重要人物和思想　　1.8.1　布尔及逻辑代数　　1.8.2　香农及计算机开关电路　　1.8.3　图灵及图灵机、图灵测试　　1.8.4　维纳及计算机设计五原则　　1.8.5　冯·诺依曼及冯?诺依曼结构　1.9　计算机的发展趋势　　1.9.1　高性能计算　　1.9.2　普适计算　　1.9.3　中国信息技术未来增长点　小结　习题　本章参考文献第2章　计算机组成与工作原理　2.1　计算机系统的组成　　2.1.1　计算机硬件系统　　2.1.2　计算机软件系统　　2.2　计算机的工作原理　2.2.1　冯·诺依曼结构的硬件组成　　2.2.2　总线访问　　2.2.3　指令执行过程　　2.2.4　计算机工作过程　2.3　计算机常用的数制及机内信息表示　　2.3.1　数制及其转换　　2.3.2　计算机内信息的表示　小结　习题　本章参考文献第3章　操作系统　3.1　操作系统概述　　3.1.1　操作系统概念　　3.1.2　操作系统历史　　3.1.3　操作系统结构　3.2　操作系统的功能模块　　3.2.1　用户界面　　3.2.2　进程管理　　3.2.3　存储管理　　3.2.4　文件管理　　3.2.5　I/O管理　3.3　常见操作系统　小结　习题　本章参考文献第4章　计算机网络　4.1　计算机网络概述　　4.1.1　计算机网络起源　　4.1.2　计算机网络定义　　4.1.3　数据传输　4.2　网络分类　　4.2.1　按距离分　　4.2.2　按网络交换功能分　　4.2.3　常见局域网　4.3　网络服务模型　　4.3.1　终端网络模型　　4.3.2　C/S模型　　4.3.3　P2P网络模型　4.4　计算机网络体系结构　　4.4.1　ISO　　4.4.2　TC　4.5　网络互连和In　　4.5.1　Inter概述　　4.5.2　IP地址　　4.5.3　Inter提供的服务　小结　习题　本章参考文献第5章　算法　5.1　算法的概念　　5.1.1　概述　　5.1.2　算法的定义　　5.1.3　算法的基本性质　　5.1.4　算法的基本结构　5.2　算法的表示　　5.2.1　自然语言　　5.2.2　流程图　　5.2.3　伪码　5.3　基本算法　　5.3.1　求和　　5.3.2　求积　　5.3.3　求最大值和最小值　　5.3.4　排序　　5.3.5　查找　5.4　算法效率　　5.4.1　算法的规模　　5.4.2　时间复杂度　　5.4.3　空间复杂度　小结　习题　本章参考文献第6章　程序设计语言　6.1　程序设计语言概述　　6.1.1　什么是程序语言　　6.1.2　程序语言的发展历史　　6.1.3　程序语言的分类　　6.1.4　机器语言　　6.1.5　汇编语言　　6.1.6　高级语言　6.2　高级程序语言的类型　　6.2.1　常用高级程序语言　　6.2.2　过程化语言　　6.2.3　函数式语言　　6.2.4　逻辑式语言　　6.2.5　面向对象语言　　6.2.6　专用语言　6.3　程序设计的基本概念　　6.3.1　标识符　　6.3.2　变量与数据类型　　6.3.3　常量和文字　　6.3.4　表达式和赋值语句　　6.3.5　控制语句　　6.3.6　注释　6.4　程序单元　　6.4.1　过程　　6.4.2　参数　　6.4.3　函数　　6.4.4　输入与输出　6.5　程序设计语言的执行　　6.5.1　程序翻译　　6.5.2　链接程序　　6.5.3　集成开发环境　6.6　高级话题　　6.6.1　面向对象程序设计　　6.6.2　程序语言的发展趋势　小结　习题　本章参考文献第7章　数据结构　7.1　概述　　7.1.1　数据结构与算法　　7.1.2　数据的逻辑结构　　7.1.3　数据的存储结构　　7.1.4　数据的运算　7.2　线性表　　7.2.1　基于数组的实现　　7.2.2　基于链表的实现　7.3　堆栈　　7.3.1　堆栈的基本概念　　7.3.2　栈的实现　　7.3.3　栈的基本操作　　7.3.4　栈的应用　7.4　队列　　7.4.1　队列的基本概念　　7.4.2　队列的实现　　7.4.3　队列的基本操作　　7.4.4　队列的应用　7.5　树　　7.5.1　二叉树的基本概念　　7.5.2　二叉树的实现　　7.5.3　二叉树的遍历　　7.5.4　二叉检索树　7.6　图　　7.6.1　图的定义和术语　　7.6.2　图的实现　　7.6.3　图的遍历　　7.6.4　图的最短路径问题　7.7　基本算法　　7.7.1　查找　　7.7.2　排序　小结　习题　本章参考文献第8章　文件系统　8.1　文件系统的基本概念　　8.1.1　文件命名　　8.1.2　文件访问　8.2　文件结构　　8.2.1　顺序文件　　8.2.2　索引文件　　8.2.3　散列文件　8.3　Windows文件系统　　8.3.1　Windows文件系统概述　　8.3.2　FAT32文件系统　　8.3.3　NTFS文件系统　8.4　Linux文件系统　　8.4.1　Linux文件系统概述　　8.4.2　虚拟文件系?　　8.4.3　EXT2文件系统　8.5　Google文件系统　　8.5.1　Google文件系统概述　　8.5.2　Google文件系统的结构　　8.5.3　主服务器Master的操作　　小结　习题　本章参考文献第9章　数据库系统　9.1　数据库系统的基本概念　　9.1.1　数据库管理系统概述　　9.1.2　数据库模式　　9.1.3　数据模型　9.2　关系数据库系统　　9.2.1　关系数据库的设计　　9.2.2　关系的操作　　9.2.3　结构化查询语言　9.3　面向对象数据库　　9.3.1　面向对象数据库简介　　9.3.2　面向对象数据库语言　　9.3.3　面向对象数据库基本技术　　9.3.4　面向对象数据库软件　　9.3.5　面向对象数据库系统的优势　9.4　非关系型数据库No　　9.4.1　NoSQL介绍　　9.4.2　NoSQL数据库的产品　　9.4.3　NoSQL数据库的特点　小结　习题　本章参考文献第二部分　高级专题第10章　嵌入式计算专题　10.1　嵌入式系统的概念　10.2　嵌入式系统的构成　　10.2.1　嵌入式硬件　　10.2.2　嵌入式软件　10.3　嵌入式计算的特点　10.4　嵌入式计算发展趋势与新挑战　　10.4.1　嵌入式计算发展趋势　　10.4.2　嵌入式计算所面临的挑战　习题　本章参考文献第11章　信息安全与网络安全专题　11.1　信息安全与网络安全简介　　11.1.1　信息安全与网络安全的基本概念　　11.1.2　信息安全与网络安全的基本特征　　11.1.3　信息安全与网络安全保护技术　11.2　信息安全技术　　11.2.1　信息安全技术概述　　11.2.2　密码技术　　11.2.3　信息隐藏技术　11.3　网络安全技术　　11.3.1　网络安全技术概述　　11.3.2　防火墙技术　　11.3.3　恶意程序及其防治　　11.3.4　入侵检测技术　习题　本章参考文献第12章　物联网专题　12.1　物联网概述　　12.1.1　物联网的概念　　12.1.2　物联网发展状况　　12.1.3　物联网核心技术与特点　12.2　物联网关键技术　　12.2.1　自动识别技术与　　12.2.2　传感器技术　　12.2.3　网络构建　　12.2.4　物联网中间件　　12.2.5　物联网中的智能决策　　12.2.6　物联网信息安全　12.3　物联网综合应用　　12.3.1　应用、预测和市场　　12.3.2　行业应用　习题　本章参考文献第13章　智能信息处理专题　13.1　智能信息处理的产生及发展　13.2　模糊信息处理　13.3　神经网络信息处理　13.4　粗集信息处理　13.5　计算智能　　13.5.1　遗传算法　　13.5.2　模拟退火　　13.5.3　蚁群算法　　13.5.4　人工免疫算法　13.6　展望　习题　本章参考文献第14章　大数据专题　14.1　大数据的相关概念　　14.1.1　大数据的定义　　14.1.2　大数据的4个特性　　14.1.3　大数据与数据库的差异　　14.1.4　大数据的产生方式　14.2　大数据的处理与存储　　14.2.1　处理模式　　14.2.2　处理流程　　14.2.3　大数据相关技术　　14.2.4　大数据工具　　14.2.5　大数据的存储管理　14.3　大数据与机器学习　　14.3.1　大数据时代下机器学习的特点　　14.3.2　评价指标　　14.3.3　机器学习模型　　14.3.4　面向数据流的机器学习　14.4　隐私保护与数据安全　　14.4.1　大数据隐私问题　　14.4.2　大数据安全挑战　　14.4.3　大数据安全应对策略　14.5　大数据的应用及发展趋势　　14.5.1　大数据的应用　　14.5.2　大数据的发展趋势　习题　本章参考文献第15章　云计算专题　15.1　云计算概述　　15.1.1　云计算的演进　　15.1.2　云计算的定义　　15.1.3　云计算的特点　　15.1.4　云计算的类型和服务层次　15.2　云计算主要技术　　15.2.1　云计算技术框架　　15.2.2　云计算的核心　　15.2.3　云计算关键技术　15.3　云计算产业及应用情况　　15.3.1　云计算带来的变革　　15.3.2　云计算的应用　　15.3.3　云计算的发展现状　15.4　私有云搭建技术　　15.4.1　OpenStack简介　　15.4.2　CloudStack简介　习题　本章参考文献

1.湖南大学国家精品课程、国家精品资源共享课程配套教材　　2.湖大国内较早开展“计算思维”教学的大学，采用此教材教学　　3.基础理论部分，依广度优先的原则，用通俗易懂的语言、大量图片和示例，全面介绍计算机发展历史和重要历史人物及其思想，系统地介绍计算机科学与技术的基本概念、方法和技术；内容涉及计算机组成与结构（包括计算的历史与未来、计算机组成与工作原理），操作系统与网络，算法与程序设计语言和数据组织（包括数据结构、文件结构和数据库概述）等。　　4.高级专题就近年出现的计算机新技术和新领域进行深入浅出的科普介绍，内容包括嵌入式计算、信息安全/网络安全、物联网、智能信息处理、大数据和云计算。本书是计算机导论的教材，分为基础理论和高级专题两个部分。基础理论部分依广度优先的原则，用通俗易懂的语言、大量图片和示例，全面介绍计算机发展历史和重要历史人物及其思想，系统地介绍计算机科学与技术的基本概念、方法和技术；内容涉及计算机组成与结构(包括计算的历史与未来、计算机组成与工作原理)、操作系统与网络、算法与程序设计语言和数据组织(包括数据结构、文件结构和数据库概述)等。高级专题就近年出现的计算机新技术和新领域进行深入浅出的科普介绍，内容包括嵌入式计算、信息安全/网络安全、物联网、智能信息处理、大数据和云计算。　　本书旨在培养学生计算机科学与技术的知识理念和计算思维，使他们对计算机、计算机科学技术有一个基本、较全面的了解，并跟踪新技术，为他们将来的发展提供线索和发展空间。　　本书可作为大学本科计算机类或电子信息类专业的计算机导论教材，或作为一年级非计算机专业研究生选修课教材，还可作为大学的通识选修课教材，也可作为其他人员的读物或参考书。