計算機科學導論（簡體書）

《計算機科學導論》參照國際電子電氣工程師學會（IEEE）、美國計算機學會（ACM）發表的“計算學科2005 教程（Computing Curricula 2005）以及中國計算機學會和全國高等學校計算機教育研究會發布的《中國計算機科學與技術學科教程2002》中的相關內容和主要精神，主要介紹了計算機的發展與組成、程序設計的語言與方法、數據庫系統及其應用、操作系統、計算機網絡技術基礎、軟件工程、數據結構與算法、離散數學、計算機專業的職業與道德等專業基礎知識。
《計算機科學導論》可作為計算機類專業或通信、電子類等相關專業的本科或專科教材，也可作為計算機愛好者的自學用書。

《計算機科學導論》編輯推薦：教學目標明確，注重理論與實踐的結合，教學方法靈活，培養學生自主學習的能力，教學內容先進，強調計算機在各專業中的應用，教學模式完善，提供配套的教學資源解決方案。

第1章 計算機概述
1.1 計算機的產生與發展
1.1.1 第一臺計算機的誕生
1.1.2 電子計算機的發展
1.1.3 中國計算機發展簡史
1.1.4 著名的計算機公司
1.2 電子計算機的特點
1.2.1 運算速度快
1.2.2 計算精度高
1.2.3 存儲功能強
1.2.4 具有邏輯判斷能力
1.2.5 具有自動運行能力
1.3 電子計算機的應用
1.4 電子計算機的分類
1.4.1 傳統的分類
1.4.2 現實的分類
1.5 微型計算機的發展簡史
1.5.1 第一代：1971-1973年
1.5.2 第二代：1974-1977年
1.5.3 第三代：1978-1984年
1.5.4 第四代：1985-1991年
1.5.5 第五代：1993年至今
1.6 新型計算機
1.6.1 仿生的生物計算機
1.6.2 二進制的非線性量子計算機
1.6.3 光子計算機

第2章 計算機組成原理
2.1 數制與轉換
2.1.1 數值數據的表示方法
2.1.2 不同數制間數的轉換
2.1.3 數值數據的機器數表示
2.1.4 非數值數據的表示
2.1.5 計算機中定點數的加減運算
2.2 計算機的硬件組成
2.2.1 運算器
2.2.2 存儲器
2.2.3 中央處理器
2.2.4 外圍設備
2.3 計算機的基本工作原理
2.3.1 指令格式
2.3.2 尋址技術
2.3.3 指令執行過程
2.3.4 指令系統的設計技術

第3章 程序設計語言和方法
3.1 程序設計的概念
3.2 程序設計語言的分類
3.2.1 按語言級別分類
3.2.2 按用戶要求分類
3.2.3 按程序執行方式分類
3.2.4 按對客觀事物抽象過程分類
3.3 程序設計語言的基本元素
3.3.1 數據成分
3.3.2 運算成分
3.3.3 控制成分
3.3.4 傳輸成分
3.4 程序設計語言的編譯
3.4.1 詞法分析
3.4.2 語法分析
3.4.3 語義分析和中間代碼生成
3.4.4 代碼優化
3.4.5 目標代碼生成
3.4.6 表格管理和出錯處理
3.5 程序設計方法
3.5.1 結構化程序設計方法
3.5.2 面向對象的程序設計方法
3.5.3 可視化程序設計
3.6 良好的程序設計風格

第4章 數據庫系統及其應用
4.1 數據庫系統概述
4.1.1 數據庫的基本概念
4.1.2 數據管理技術的產生和發展
4.2 數據庫系統結構
4.2.1 數據庫系統模式的概念
4.2.2 數據庫系統的三級模式結構
4.2.3 數據庫的二級映像
4.3 數據模型
4.3.1 數據模型的組成
4.3.2 數據模型的類型
4.4 關系數據庫
4.4.1 關系的相關定義
4.4.2 關系的基本操作
4.4.3 關系模型的完整性規則
4.5 數據庫查詢語言SQL
4.5.1 SQL的體系結構
4.5.2 SQL的組成
4.5.3 數據的定義
4.5.4 數據的查詢
4.5.5 數據更新
4.6 數據庫的設計
4.6.1 數據庫設計方法
4.6.2 數據庫設計的基本步驟
4.7 常用的數據庫管理系統
4.8 數據庫的新發展
4.8.1 數據庫技術發展的動力
4.8.2 數據庫技術發展的趨勢

第5章 操作系統原理
5.1 操作系統概述
5.1.1 操作系統的地位
5.1.2 操作系統的功能
5.2 處理機管理
5.2.1 進程的概念
5.2.2 進程控制
5.2.3 進程的互斥與同步
5.2.4 進程調度
5.2.5 死鎖
5.2.6 線程
5.3 存儲器管理
5.3.1 相關概念
5.3.2 存儲器管理目的和功能
5.3.3 多級存儲器結構
5.3.4 實存管理
5.3.5 虛擬存儲管理
5.4 設備管理
5.4.1 設備分類
5.4.2 設備管理的功能
5.5 文件管理
5.5.1 文件和文件系統的概念
5.5.2 文件的屬性
5.5.3 文件類型
5.5.4 文件系統的功能
5.5.5 文件的使用
5.5.6 文件目錄
5.5.7 文件的組織
5.6 操作系統接口管理
5.6.1 命令接口
5.6.2 程序接口
5.6.3 圖形接口
5.7 操作系統的形成和發展
5.7.1 手工操作階段
5.7.2 批處理系統階段
5.7.3 基于多道程序的分時系統階段
5.7.4 實時系統階段
5.7.5 現代操作系統
5.8 計算機主流操作系統
5.8.1 Windows系列操作系統
5.8.2 UNIX操作系統
5.8.3 Linux操作系統

第6章 計算機網絡技術基礎
6.1 計算機網絡概述
6.1.1 計算機網絡發展史
6.1.2 計算機網絡系統的組成與功能
6.1.3 計算機網絡的分類
6.1.4 網絡拓撲結構
6.1.5 網絡體系結構
6.1.6 數據通信基礎知識
6.2 Internet基礎
6.2.1 Internet應用
6.2.2 Internet產生與發展
6.2.3 中國Internet的建設
6.2.4 接入Internet
6.3 計算機網絡安全
6.3.1 計算機病毒
6.3.2 計算機病毒的防治
6.3.3 防火墻的使用

第7章 軟件工程概述
7.1 軟件工程概述
7.1.1 程序
7.1.2 軟件
7.1.3 軟件危機
7.1.4 軟件工程
7.1.5 軟件工程的產生與發展
7.1.6 軟件工程的研究目標
7.2 軟件工程的科學體系與分支
7.2.1 軟件工程的科學體系
7.2.2 軟件工程的學科范疇
7.2.3 軟件工程的標準體系
7.3 軟件工程的技術方案與途徑
7.3.1 軟件工程的基本原理
7.3.2 軟件工程的基本原則
7.3.3 軟件工程的基本內容
7.4 軟件的生存周期
7.5 軟件過程模型
7.5.1 瀑布模型
7.5.2 增量模型
7.5.3 螺旋模型
7.5.4 快速原型模型
7.5.5 統一軟件過程
7.5.6 形式化過程模型
7.5.7 基于構件的過程模型
7.5.8 第四代過程模型
7.5.9 微軟的過程模型
7.6 軟件過程改進
7.6.1 CMM與CMMI
7.6.2 TSP和PSP
7.7 結構化方法學
7.7.1 基本思想
7.7.2 結構化分析（SA）
7.7.3 結構化設計(SD)
7.7.4 結構化程序設計(SP)
7.8 結構化方法常用的圖形工具
7.8.1 系統流程圖
7.8.2 數據流圖
7.8.3 層次圖和HIPO圖
7.8.4 模塊結構圖
7.8.5 程序流程圖
7.9 面向對象方法學
7.9.1 基本思想
7.9.2 面向對象的開發方法
7.9.3 統一建模語言UML

第8章 數據結構與算法
8.1 概述
8.1.1 數據結構
8.1.2 算法和算法分析
8.2 線性表
8.2.1 線性表概述
8.2.2 順序表
8.2.3 單鏈表
8.2.4 循環鏈表
8.2.5 雙何鏈表
8.3 棧和隊列
8.3.1 棧的定義及基本運算
8.3.2 順序棧
8.3.3 鏈棧
8.3.4 隊列的定義及基本運算
8.3.5 順序隊列
8.4 串
8.4.1 串的基本概念
8.4.2 順序串和鏈串
8.5 數組
8.6 樹
8.6.1 樹的概念
8.6.2 二叉樹的定義和性質
8.6.3 樹的存儲結構
8.6.4 二叉樹的遍歷
8.6.5 樹、森林與二叉樹的轉換
8.6.6 最優二叉樹
8.7 圖
8.7.1 圖的定義
8.7.2 子圖、路徑和連通
8.7.3 圖的鄰接矩陣表示法
8.7.4 圖的遍歷
8.7.5 最小生成樹
8.8 排序
8.8.1 插入排序
8.8.2 選擇排序
8.8.3 交換排序

第9章 離散數學
9.1 命題邏輯
9.1.1 命題及其表示法
9.1.2 邏輯聯結詞
9.1.3 命題公式
9.1.4 真值表與等價公式
9.1.5 重言式（永真式）與蘊含式
9.1.6 推理理論
9.2 謂詞邏輯
9.2.1 謂詞邏輯的概念與表示
9.2.2 命題函數與量詞
9.2.3 謂詞公式與翻譯
9.2.4 謂詞演算的等價式與蘊含式
9.2.5 謂詞演算的推理理論
9.3 集合與關系
9.3.1 集合的概念和表示
9.3.2 集合的運算
9.3.3 序偶與笛卡兒積
9.3.4 關系及其表示
9.3.5 關系的性質
9.3.6 復合關系和逆關系
9.3.7 集合的劃分與覆蓋
9.3.8 等價關系(EquivalenceRelation)和等價類
9.4 函數
9.4.1 函數的定義
9.4.2 函數的性質
9.5 代數系統
9.5.1 代數系統的引入
9.5.2 運算及其性質
9.6 圖論
9.6.1 圖的基本概念
9.6.2 路與回路

第10章 計算機專業的職業與道德
10.1 社會信息化
10.2 計算機專業介紹
10.2.1 計算機專業課程體系
10.2.2 專業課程介紹
10.2.3 計算機課程學習方法
10.3 計算機專業的認證
10.3.1 軟件類
10.3.2 硬件類
10.3.3 網絡類
10.3.4 信息系統類
10.3.5 應用系統開發類
10.4 計算機專業人員的職業道德
10.4.1 專業素質
10.4.2 基本行為規范
10.4.3 知識產權
10.4.4 計算機安全
參考文獻

為了提高系統內程序并發執行的程度，減少程序并發執行時所付出的時空開銷，進一步提高系統的吞吐量，現代的操作系統引入了比進程更小的能獨立運行的基本單位一線程，有時也稱為輕型進程。
一個程序至少有一個進程，一個進程至少有一個線程，線程是程序執行流的最小單元，具有傳統進程所具有的特征。進程和線程都是操作系統中程序運行的基本單元，線程是進程內一個相對獨立的、可調度和分派的基本單位。線，程自己基本上不擁有系統資源，只擁有一點在運行中必不可少的資源，如線程標識符、當前指令指針、寄存器集合和堆棧等。但是它可與同屬一個進程的其他線程共享進程所擁有的全部資源。由于線程的劃分尺度小于進程，使得多線程程序的并發性高。另外，進程在執行過程中擁有獨立的內存單元，多個線程共享內存，節約了系統開銷，提高了程序的運行效率。
線程可以分為內核支持線程和用戶支持線程。內核支持線程依賴于內核，即用戶進程和系統進程中的線程的創建、切換和撤銷等都由內核實現。在內核中保留了一個線程控制塊，內核根據該控制塊感知線程的存在并對線程進行控制。用戶級線程僅存在于用戶級中，對于線程的創建、切換和撤銷都不通過系統調用實現，與內核無關；同時，內核也不知道用戶級線程的存在。