目 錄
第1章 計(jì)算系統(tǒng) 1
1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 1
1.1.1 硬件 1
1.1.2 軟件 3
1.2 計(jì)算機(jī)簡史 3
1.2.1 硬件史 3
1.2.2 軟件史 4
1.3 計(jì)算機(jī)模型 5
1.3.1 數(shù)據(jù)處理機(jī)模型 5
1.3.2 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)模型 6
1.4 計(jì)算機(jī)組成 8
1.4.1 CPU 8
1.4.2 存儲(chǔ)器 9
1.4.3 輸入和輸出 12
1.5 操作系統(tǒng) 13
1.5.1 計(jì)算機(jī)的核心 13
1.5.2 資源調(diào)度 14
1.5.3 文件系統(tǒng) 17
1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 18
1.7 數(shù)據(jù)和信息 19
本章小結(jié) 20
第2章 二進(jìn)制和數(shù)字邏輯 26
2.1 數(shù)據(jù)的表示 26
2.2 數(shù)制 27
2.3 二進(jìn)制數(shù) 29
2.4 二進(jìn)制運(yùn)算 30
2.5 數(shù)字邏輯 33
2.5.1 基本邏輯關(guān)系 33
2.5.2 邏輯代數(shù) 34
2.6 邏輯電路 36
2.6.1 門電路 36
2.6.2 加法器 37
2.6.3 存儲(chǔ)單元電路 38
2.6.4 集成電路 39
本章小結(jié) 40
習(xí)題2 41
第3章 數(shù)據(jù)表示 46
3.1 數(shù)據(jù)概述 46
3.2 文本和文檔 47
3.2.1 ASCII 48
3.2.2 Unicode編碼 48
3.2.3 漢字編碼 49
3.2.4 文檔 50
3.3 數(shù)據(jù)壓縮 50
3.3.1 霍夫曼編碼 51
3.3.2 行程長度編碼 52
3.3.3 有損壓縮 52
3.4 音頻數(shù)據(jù) 53
3.4.1 音頻數(shù)據(jù)采集 53
3.4.2 音頻數(shù)據(jù)格式 55
3.4.3 計(jì)算機(jī)語音 56
3.5 圖形和圖像 57
3.5.1 圖像的表示 57
3.5.2 3D技術(shù) 60
3.6 視頻和動(dòng)畫 61
3.6.1 視頻數(shù)據(jù) 61
3.6.2 動(dòng)畫 62
本章小結(jié) 63
習(xí)題3 64
第4章 算法 68
4.1 算法概述 68
4.2 算法的三種結(jié)構(gòu) 69
4.3 算法的表示和發(fā)現(xiàn) 71
4.4 算法舉例 73
4.4.1 基本算法 73
4.4.2 迭代 75
4.4.3 遞歸 75
4.4.4 排序 77
4.4.5 查找 78
4.4.6 搜索圖 79
4.5 算法的方法學(xué) 80
4.5.1 貪心法 80
4.5.2 分治法 82
4.5.3 動(dòng)態(tài)規(guī)劃 83
4.5.4 回溯法 85
4.6 抽象數(shù)據(jù)表達(dá) 87
本章小結(jié) 88
習(xí)題4 89
第5章 編程語言和程序 93
5.1 程序概述 93
5.2 編程語言 94
5.2.1 機(jī)器語言和匯編語言 94
5.2.2 面向過程的高級(jí)語言 95
5.2.3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言 97
5.2.4 其他語言 99
5.3 程序的程序：翻譯系統(tǒng) 100
5.4 高級(jí)編程語言 101
5.4.1 數(shù)據(jù)類型 101
5.4.2 運(yùn)算操作 103
5.4.3 基本語句 105
5.4.4 控制語句 106
5.4.5 函數(shù)和方法 107
5.5 程序編寫 108
本章小結(jié) 110
習(xí)題5 111
第6章 數(shù)據(jù)庫 114
6.1 數(shù)據(jù)庫概述 114
6.1.1 文件管理 114
6.1.2 數(shù)據(jù)庫方法 115
6.1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 116
6.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 117
6.2.1 關(guān)系 117
6.2.2 關(guān)系運(yùn)算 119
6.2.3 SQL 120
6.2.4 事務(wù) 122
6.3 非關(guān)系數(shù)據(jù)庫 122
6.4 其他數(shù)據(jù)庫技術(shù) 124
6.5 構(gòu)建信息系統(tǒng) 125
6.5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 125
6.5.2 訪問接口和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 126
6.5.3 訪問結(jié)構(gòu) 127
本章小結(jié) 128
習(xí)題6 129
第7章 網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算 132
7.1 通信基礎(chǔ) 132
7.1.1 調(diào)制解調(diào) 132
7.1.2 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì) 133
7.1.3 無線通信 134
7.1.4 帶寬 136
7.1.5 壓縮和校驗(yàn) 137
7.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 137
7.2.1 網(wǎng)絡(luò)訪問 138
7.2.2 網(wǎng)絡(luò)類型 139
7.2.3 網(wǎng)絡(luò)硬件 141
7.2.4 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 142
7.3 互聯(lián)網(wǎng) 143
7.3.1 TCP/IP 144
7.3.2 互聯(lián)網(wǎng)基本概念 146
7.3.3 萬維網(wǎng)Web 149
7.3.4 互聯(lián)網(wǎng)服務(wù) 152
7.3.5 5G和物聯(lián)網(wǎng) 154
7.4 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) 155
7.5 云計(jì)算 158
7.6 網(wǎng)絡(luò)安全 160
7.6.1 病毒和黑客 160
7.6.2 隱私保護(hù) 162
7.6.3 密碼保護(hù) 163
7.6.4 電子簽名 165
本章小結(jié) 166
習(xí)題7 168
第8章 大數(shù)據(jù) 173
8.1 大數(shù)據(jù)概述 173
8.2 R簡介 174
8.3 大數(shù)據(jù)預(yù)處理 176
8.4 數(shù)據(jù)分析方法 177
8.4.1 聚類分析 177
8.4.2 關(guān)聯(lián)分析 179
8.4.3 回歸分析 182
8.5 數(shù)據(jù)挖掘 185
8.5.1 分類 186
8.5.2 時(shí)間序列分析 188
8.5.3 文本分析 190
8.6 大數(shù)據(jù)處理工具 192
8.6.1 Hadoop 192
8.6.2 MapReduce 193
本章小結(jié) 194
習(xí)題8 195
第9章 先進(jìn)計(jì)算 197
9.1 高性能計(jì)算 197
9.2 人工智能 198
9.2.1 圖靈測試 198
9.2.2 強(qiáng)人工智能和弱人工智能 199
9.2.3 哪些問題需要智能計(jì)算 200
9.2.4 啟發(fā)法 201
9.2.5 知識(shí)表達(dá) 202
9.2.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 203
9.2.7 機(jī)器人 204
9.2.8 自然語言處理 205
9.2.9 人工智能算法簡介 206
9.3 機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí) 207
9.3.1 機(jī)器學(xué)習(xí) 208
9.3.2 深度學(xué)習(xí) 208
9.4 虛擬現(xiàn)實(shí) 209
9.5 計(jì)算理論 210
9.5.1 圖靈機(jī) 210
9.5.2 停機(jī)問題 212
9.5.3 P和NP問題 213
本章小結(jié) 215
習(xí)題9 215
附錄A ASCII表 218