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计算机科学导论——思想与方法


作者:
董荣胜
定价:
24.00元
ISBN:
978-7-04-022462-7
版面字数:
390.000千字
开本:
16开
全书页数:
263页
装帧形式:
平装
重点项目:
暂无
出版时间:
2007-09-13
读者对象:
高等教育
一级分类:
计算机/教育技术类
二级分类:
计算机类专业核心课程
三级分类:
计算机导论

 本书根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会、IEEE-CS和ACM对“计算机导论”课程的要求,将“计算机导论”课程构建的重点放在课程的结构设计上,在学科思想与方法这个较高的层面,将学科知识有机地统一起来,避免了该课程在结构设计上容易出现的学科知识杂乱堆积的问题,有助于课程的教与学。

本书的主要内容包括计算学科专业名称的演变,学科的描述、培养侧重点,学科各专业方向的知识体与核心课程,“计算机导论”课程的构建,学科的基本问题,学科中的抽象、理论和设计3个学科形态,学科中的核心概念、数学方法、系统科学方法,社会与职业问题,学科若干问题的探讨以及对学科教育的展望等。为了使读者更好地理解和掌握书中的内容,在各章末都附有一定数量的习题。

本书可作为高等学校“计算机导论”或“计算机方法论”等课程的教材,还可供其他专业的学生、教师和科技人员参考。

  • 第1章 绪论
    • 1.1 引言
      • 1.1.1 计算学科命名的背景
      • 1.1.2 计算学科的定义
      • 1.1.3 计算学科的根本问题
    • 1.2 学科专业名称的演变、学科描述及培养侧重点
      • 1.2.1 演变中的学科专业名称
      • 1.2.2 分支学科(专业)描述及培养侧重点
    • 1.3 学科知识体和核心课程
      • 1.3.1 计算机科学知识体及专业核心课程
      • 1.3.2 计算机工程知识体及专业核心课程
      • 1.3.3 软件工程知识体及专业核心课程
      • 1.3.4 信息技术知识体及专业核心课程
    • 1.4 如何构建“计算机导论”课程
      • 1.4.1 “计算机导论”课程的构建是计算教育面临的一个重大问题
      • 1.4.2 计算学科的认知模型——计算学科二维定义矩阵
      • 1.4.3 “计算机导论”课程的结构设计
    • 1.5 本章小结
    • 习题一
  • 第2章 学科的基本问题.
    • 2.1 引言
    • 2.2 对问题进行抽象的一个典型实例:哥尼斯堡七桥问题
    • 2.3 可计算问题与不可计算问题
      • 2.3.1 梵天塔问题
      • 2.3.2 算法复杂性中的难解性问题、P类问题和NP类问题
      • 2.3.3 证比求易算法
      • 2.3.4 P=?NP
      • 2.3.5 一个不可计算问题:停机问题
      • 2.3.6 旅行商问题与组合爆炸问题
      • 2.3.7 找零问题、背包问题与贪婪算法
    • 2.4 “GOTO语句”与程序的结构
    • 2.5 “哲学家共餐”问题与计算机的资源管理
      • 2.5.1 生产者-消费者问题
      • 2.5.2 “哲学家共餐”问题
    • 2.6 “两军问题”与计算机网络
      • 2.6.1 两军问题
      • 2.6.2 互联网软件的分层结构
    • 2.7 人工智能中的若干哲学问题
      • 2.7.1 图灵测试
      • 2.7.2 西尔勒的“中文屋子”
      • 2.7.3 计算机中的博弈问题
    • 2.8 计算机科学各主领域及其基本问题
      • 2.8.1 离散结构
      • 2.8.2 程序设计基础
      • 2.8.3 算法与复杂性
      • 2.8.4 体系结构
      • 2.8.5 操作系统
      • 2.8.6 网络计算
      • 2.8.7 程序设计语言
      • 2.8.8 人机交互
      • 2.8.9 图形学和可视化计算
      • 2.8.10 智能系统
      • 2.8.11 信息系统
      • 2.8.12 软件工程
      • 2.8.13 社会和职业问题
      • 2.8.14 科学计算
    • 2.9 本章小结
    • 习题二
  • 第3章 3个学科形态
    • 3.1 引言
    • 3.2 一个关于“学生选课”的例子
      • 3.2.1 对“学生选课”例子的感性认识
      • 3.2.2 对“学生选课”例子的理性认识
      • 3.2.3 “学生选课”系统的工程设计
    • 3.3 抽象形态
      • 3.3.1 一般科学技术方法论中的抽象形态
      • 3.3.2 计算学科中的抽象形态
      • 3.3.3 例子中有关抽象形态的主要内容及其简要分析
    • 3.4 理论形态
      • 3.4.1 一般科学技术方法论中的理论形态
      • 3.4.2 计算学科中的理论形态
      • 3.4.3 例子中有关理论形态的主要内容及简要分析
    • 3.5 设计形态
      • 3.5.1 一般科学技术方法论中的设计形态
      • 3.5.2 计算学科中的设计形态
      • 3.5.3 例子中有关设计形态的主要内容及简要分析
      • 3.6 3个学科形态的内在联系
      • 3.6.1 一般科学技术方法论中3个学科形态的内在联系
      • 3.6.2 计算学科中3个学科形态的内在联系
      • 3.6.3 关系数据库领域中3个学科形态的内在联系
    • 3.7 计算机语言的发展及其3个学科形态的内在联系
      • 3.7.1 自然语言与形式语言
      • 3.7.2 图灵机与冯·诺依曼计算机
      • 3.7.3 机器指令与汇编语言
      • 3.7.4 以虚拟机的观点来划分计算机的层次结构
      • 3.7.5 高级语言
      • 3.7.6 应用语言
      • 3.7.7 自然语言
      • 3.7.8 小结
    • *3.8 计算机科学各领域3个学科形态的主要内容
    • 3.9 本章小结
    • 习题三
  • 第4章 学科中的核心概念
    • 4.1 引言
    • 4.2 算法
      • 4.2.1 算法的历史简介
      • 4.2.2 算法的定义和特征
      • 4.2.3 算法实例
      • 4.2.4 算法的表示方法
      • 4.2.5 算法分析
    • 4.3 数据结构
      • 4.3.1 数据结构的基本概念
      • 4.3.2 常用的几种数据结构
    • 4.4 程序
    • 4.5 软件
    • 4.6 硬件
    • 4.7 数据存储和表示
      • 4.7.1 进位制数及其相互转换
      • 4.7.2 原码、反码、补码及其转换
      • 4.7.3 字符、字符串和汉字
      • 4.7.4 图像
      • 4.7.5 声音
    • 4.8 CC1991报告提取的核心概念
    • 4.9 本章小结
    • 习题四
  • 第5章 学科中的数学方法
    • 5.1 引言
    • 5.2 数学的基本特征
    • 5.3 数学方法的作用
    • 5.4 计算学科中常用的数学概念和术语
      • 5.4.1 集合
      • 5.4.2 函数和关系
      • 5.4.3 代数系统
      • 5.4.4 字母表、字符串和语言
      • 5.4.5 定义、定理和证明
      • 5.4.6 必要条件和充分条件
    • 5.5 证明方法
      • 5.5.1 直接证明法和间接证明法
      • 5.5.2 反证法
      • 5.5.3 归纳法
      • 5.5.4 构造性证明
    • 5.6 递归和迭代
      • 5.6.1 递归
      • 5.6.2 迭代
    • 5.7 公理化方法
      • 5.7.1 理论体系
      • 5.7.2 公理化方法的基本概念
      • 5.7.3 实例
    • *5.8 形式化方法
      • 5.8.1 形式系统的组成、基本特点和局限性
      • 5.8.2 形式化方法概述
      • 5.8.3 形式规格
      • 5.8.4 形式验证
    • 5.9 本章小结
    • 习题五
  • 第6章 学科中的系统科学方法
    • 6.1 引言
    • 6.2 系统科学与系统科学方法
      • 6.2.1 系统科学的基本概念
      • 6.2.2 系统科学遵循的一般原则
      • 6.2.3 常用的几种系统科学方法
      • 6.2.4 实例
    • 6.3 软件开发中使用系统科学方法的原因
      • 6.3.1 人固有能力的局限性以及使用工具后产生的力量
      • 6.3.2 复杂性
      • 6.3.3 软件系统的复杂性
      • 6.3.4 软件开发的系统化方法需要遵循的基本原则
    • 6.4 结构化方法
      • 6.4.1 结构化方法的产生和发展
      • 6.4.2 结构化方法遵循的基本原则
      • 6.4.3 结构化方法的核心问题
      • 6.4.4 结构化方法实例:高等学校信息管理系统
    • 6.5 面向对象方法
      • 6.5.1 面向对象方法的产生和发展
      • 6.5.2 面向对象方法的基本思想
      • 6.5.3 面向对象方法的核心问题
      • 6.5.4 面向对象方法实例:图书管理系统
    • 6.6 本章小结
    • 习题六
  • 第7章 社会与职业问题
    • 7.1 引言
    • 7.2 计算的历史
      • 7.2.1 计算机史前史——1946年以前的世界
      • 7.2.2 计算机硬件的历史
      • 7.2.3 计算机软件的历史
      • 7.2.4 计算机网络的历史
      • 7.2.5 中国计算机事业发展的历程
    • 7.3 计算的社会背景
      • 7.3.1 计算的社会内涵
      • 7.3.2 网络的社会内涵
      • 7.3.3 因特网的增长、控制和使用
      • 7.3.4 有关性别的问题
    • 7.4 道德分析的方法
      • 7.4.1 道德选择
      • 7.4.2 道德评价
      • 7.4.3 道德选择中其他相关因素及道德选择过程
    • 7.5 职业和道德责任
      • 7.5.1 职业化的本质
      • 7.5.2 软件工程师的道德准则及行为规范
      • 7.5.3 与检举有关的内容
      • 7.5.4 计算中的“可接受使用”政策
    • 7.6 基于计算机系统的风险和责任
      • 7.6.1 历史上软件风险的例子
      • 7.6.2 软件的正确性、可靠性和安全性
      • 7.6.3 软件测试
      • 7.6.4 软件重用中隐藏的问题
      • 7.6.5 风险评定与风险管理
    • 7.7 团队工作
      • 7.7.1 基本概念
      • 7.7.2 团队目的
      • 7.7.3 团队机制
      • 7.7.4 团队激励
      • 7.7.5 团队僵局
    • 7.8 知识产权
      • 7.8.1 知识产权概述
      • 7.8.2 著作权、商标、专利、集成电路布图设计和商业秘密
      • 7.8.3 数字千年版权法和TEACH法案
      • 7.8.4 软件专利
      • 7.8.5 有关知识产权的国际问题
      • 7.8.6 我国有关知识产权保护的现状
    • 7.9 隐私和公民自由
      • 7.9.1 隐私保护的道德和法律基础
      • 7.9.2 基于Web的隐私保护技术
      • 7.9.3 计算机空间的言论自由
      • 7.9.4 相关的国际问题和文化之间的问题
    • 7.10 计算机犯罪
      • 7.10.1 计算机犯罪及相关立法
      • 7.10.2 黑客
      • 7.10.3 恶意计算机程序和拒绝服务攻击
      • 7.10.4 防止计算机犯罪的策略
    • 7.11 本章小结
    • 习题七
  • 第8章 探讨与展望
    • 8.1 引言
    • 8.2 若干问题的探讨
      • 8.2.1 计算本质的认识历史
      • 8.2.2 第三次数学危机与希尔伯特纲领
      • 8.2.3 图灵对计算本质的揭示
      • 8.2.4 如何定义一门学科
      • 8.2.5 计算学科属“工科”还是“理科”
      • 8.2.6 程序设计在计算学科中的地位
      • 8.2.7 计算学科目前的核心课程能否培养学生计算方面的能力
      • 8.2.8 在计算课程中如何做到理论与实践相结合
      • 8.2.9 发明与创新
      • 8.2.10 关于能力的培养
      • 8.2.11 难度、复杂度与能力
      • 8.2.12 科学素养
    • 8.3 计算学科教育的展望
      • 8.3.1 技术的变化
      • 8.3.2 文化的改变
      • 8.3.3 制订教学计划的原则
      • 8.3.4 未来的计算学科教育
    • 8.4 本章小结
    • 习题八
  • 附录A 计算机科学知识体
  • 附录B Armstrong公理系统
  • 附录C 哲学家共餐问题的模型检验
  • 附录D m+0=m的定理证明
  • 参考文献

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