计算机导论(第二版)

　　本书共12章，从直观的图灵机模型出发，分析了现代计算机设计的基本思想，并以通俗易懂的语言从计算机系统结构、计算机软件、计算机应用和计算机安全等方面论述计算机专业知识；特别引入了物联网、大数据、云计算、移动互联网等领域知识。为了提高学习效果，除绪论外，每章都提供了关键术语、思考与练习。
　　本书可作为大学计算机专业、信息技术专业和其他相关专业计算机引论或计算机科学导论课程的教材或教学参考书。对计算机学科感兴趣的非计算机专业人员来说，本书也是一本比较好的入门指导书。

绪论
　0.1 计算机的产生
　　0.1.1 算法
　　0.1.2 计算机的产生
　0.2 计算机的发展
　0.3 计算机学科的构成
　　0.3.1 应用层
　　0.3.2 专业基础层
　　0.3.3 专业基础的理论基础层
第1章 图灵机模型
　1.1 图灵机概述
　　1.1.1 图灵机的直观描述
　　1.1.2 图灵机的形式化描述
　1.2 计算“x+1”的图灵机
　1.3 通用图灵机
　1.4 图灵机模型的启示
　关键术语
　思考与练习
第2章 数据编码与存储
　2.1 二进制
　　2.1.1 数制
　　2.1.2 八进制和十六进制
　　2.1.3 二进制与其他数制的转换
　2.2 二进制位的存储
　　2.2.1 逻辑运算和门
　　2.2.2 触发器
　　2.2.3 其他存储技术
　2.3 存储器
　　2.3.1 主存储器
　　2.3.2 辅助存储器
　2.4 数值数据编码
　　2.4.1 机器数
　　2.4.2 整数和实数
　　2.4.3 带符号数的表示
　2.5 字符数据编码
　　2.5.1 西文字符
　　2.5.2 汉字编码
　2.6 图形和图像数据编码
　　2.6.1 基本概念
　　2.6.2 图形与图像的数字化
　2.7 音频数据的表示
　2.8 数据压缩
　　2.8.1 无损压缩
　　2.8.2 有损压缩
　2.9 误码及对策
　　2.9.1 奇偶校验
　　2.9.2 纠错码
　关键术语
　思考与练习
第3章 计算机结构
　3.1 系统结构
　　3.1.1 运算器
　　3.1.2 控制器
　　3.1.3 多核处理器
　　3.1.4 计算机的引导过程
　3.2 指令系统
　　3.2.1 指令系统的概念
　　3.2.2 RISC和
　　3.2.3 指令系统的设计要求
　　3.2.4 指令格式
　3.3 寻址方式
　　3.3.1 指令的寻址方式
　　3.3.2 操作数寻址方式
　3.4 指令执行
　3.5 流水线技术
　　3.5.1 什么是流水线
　　3.5.2 理想流水线性能分析
　　3.5.3 流水操作中的主要障碍
　3.6 存储系统
　　3.6.1 存储器的层次结构
　　3.6.2 存储体系涉及的问题
　　3.6.3 高速缓冲存储器
　　3.6.4 内存
　　3.6.5 Flash存储器
　　3.6.6 虚拟存储器
　　3.6.7 外部存储设备
　3.7 外围设备
　3.8 输入输出方式
　　3.8.1 程序查询方式
　　3.8.2 中断方式
　　3.8.3 直接内存访问方式
　关键术语
　思考与练习
第4章 操作系统
第5章 程序设计基础
第6章 算法与数据结构
第7章 软件工程
第8章 信息系统
第9章 人工智能
第10章 图形图像和多媒体
第11章 计算机网络
第12章 计算机安全
附录 计算机发展大事记
主要参考文献

计算机科学与技术的迅猛发展有力地推动着信息社会的发展，人们对尽快掌握计算机技术的需求与日俱增。因此，近年来计算机专业成为高校普遍开设的热门专业，但各学校对计算机专业内涵的阐释和实践却不尽相同，体现出了差异和个性。从实践上看，为了加强专业认识和引导，各高校陆续开设了计算机导论或类似的课程。但作为导引性课程，其教学内容究竟应该着重于哪些方面，却还是仁者见仁，智者见智，争论不休。这种争论的结果是产生了两种截然不同的观点，表现在教材的编写上也采用两种不同的模式：一类是对计算机专业知识的概述，试图总览全局；另一类是从方法论入手，对计算学科的主要内容进行系统化、形式化的概括。笔者认为，这两种模式各有优劣，彼此不可全盘否定，根据因材施教的一般教学规律，要依教学的具体对象而定。对专业知识基本不了解且抽象思维训练较少的学生来说，类教材比较适合，因为讲授的知识比较具体、形象，容易接受；而对于具备一定专业知识，抽象思维能力较强的学生来说，第二类教材将为进一步深入地学习专业知识提供方法论的指导，并进行形式化方法的训练，这对于深入理解和掌握计算机专业知识体系将有很大的帮助。
综上所述，对普通高校刚入学的计算机专业或相关专业的学生来说，计算机导论课程的教材以选择类教材比较适宜。因此，2002年我们组织编写了《计算机引论》讲义。经过几年的教学实践，我们对原讲义进行了重大的修改和充实，参加人员有祁亨年、汪杭军、高志刚、莫路锋、司华友、刘合翔、王国英、白剑宇、王勋等。此次修订着力加强了知识的系统性和适用性，于2006年正式出版了《计算机导论》。该教材被国内数十家高校采用，取得了较好的教学效果，并被列为2009年度浙江省高校重点教材建设项目。几年来，计算机科学与技术取得了重大的发展，为此，2013年我们对该教材进行了大幅的修订，引入了物联网、大数据、云计算、移动互联网等领域知识，并对原教材中陈旧的内容进行删减，对太过晦涩的内容进行了重新描述。
本书力图以通俗易懂的语言阐述计算机专业知识，全书除绪论外，从逻辑上可划分为计算机系统结构、计算机软件、计算机应用和计算机安全四个部分，共12章。全书从计算学科核心的理论—— 图灵机模型入手，在形象、直观的论述该模型后自然地展开数据编码、系统结构等内容，涉及了计算机专业几乎所有主要专业课程和专业基础课程的内容，帮助学生对计算机专业形成较为整体的认识，并掌握各专业课程的内在关系，明确进一步学习的目标。主要内容包括：图灵机模型，二进制位的存储及数据表示、压缩和差错控制，计算机硬件结构、指令系统、流水线、存储系统和I/O系统、多处理器系统；操作系统、程序设计基础、算法与数据结构和软件工程；信息系统、人工智能、图形图像和多媒体、计算机网络，以及计算机安全所涉及的密码学、计算机病毒、网络安全和通信安全等内容。
本书绪论部分及第1、2章由祁亨年修订，第3章由杭州电子科技大学高志刚修订，第4、5、6、8章由东莞理工学院陈倩修订，第7、9章由杭州电子科技大学司华友修订，第10章由浙江农林大学邓飞修订，第11章由浙江农林大学王国英修订，第12章由浙江农林大学天目学院汪杭军修订，附录由陈倩修订完成。陈倩、司华友分别对各章进行了审读并提出了具体修改意见，祁亨年负责统编定稿。
由于计算机教育界对计算机导论课程的教学目标和教学内容尚无一致的认识，加之作者水平有限，本书在结构和内容安排方面的不完善之处在所难免，敬请各位读者提出宝贵意见和建议，以便在再版时一并改正。

主编电子邮箱：[email protected]。