第1部分 认识篇

第1章 认识计算机

【情景问题】 无处不在的计算机

1.1 计算机的史前史——计算工具的发展简史

1.1.1 手动式计算工具

1.1.2 机械式计算工具

1.1.3 机电式计算机

1.1.4 电子计算机

1.2 计算机的历史和未来

1.2.1 计算机的发展简史

1.2.2 计算机的发展趋势

1.3 什么是计算机

1.3.1 冯·诺依曼体系结构

1.3.2 计算机的工作原理

1.3.3 计算机的分类和特点

1.4 什么是计算机系统

1.4.1 系统科学与分层方法

1.4.2 计算机系统的分层结构

阅读材料——中国计算机发展简史

习题1

第2章 认识计算机学科

【情景问题】 “计算作为一门学科”的存在性证明

2.1 什么是计算机学科

2.1.1 计算机学科的定义

2.1.2 计算机学科的三个形态

2.1.3 计算机学科的核心概念

2.2 计算机学科的根本问题

2.2.1 图灵对计算本质的揭示

2.2.2 可计算问题与不可计算问题

2.2.3 易解问题与难解问题

2.2.4 NP问题与NP完全问题

2.3 计算机学科的科学问题

2.3.1 计算的平台与环境问题

2.3.2 计算过程的能行操作与效率问题

2.3.3 计算的正确性问题

阅读材料——著名计算机组织

习题2

第3章 学习计算机学科

【情景问题】 大学——人生的转折点

3.1 计算机学科的知识体系和课程体系

3.1.1 计算机学科及其专业方向

3.1.2 计算机学科的知识体系

3.1.3 计算机学科的课程体系

3.2 学科基本知识和基本能力

3.2.1 知识、能力和素质

3.2.2 学科基本知识

3.2.3 学科基本能力

阅读材料——大学应该怎样听课和记笔记

习题3

第2部分 硬件层

第4章 计算机的运算基础

【情景问题】 模拟数据和数字数据

4.1 数理逻辑基础

4.1.1 数理逻辑的起源和发展

4.1.2 命题代数与逻辑代数

4.2 二进制

4.2.1 进位计数制

4.2.2 二进制数和十进制数之间的转换

4.3 数字化原理——信息的编码

4.3.1 整数的编码

4.3.2 浮点数的编码

4.3.3 字符的编码

4.3.4 汉字的编码

4.3.5 声音的编码

4.3.6 图形和图像的编码

4.3.7 指令的编码

4.4 逻辑电路

4.4.1 门

4.4.2 逻辑电路

4.4.3 集成电路

阅读材料——著名计算机奖项

习题4

第5章 计算机部件

【情景问题】 计算机的基本配置

5.1 存储器

5.1.1 存储器的层次结构

5.1.2 内存储器

5.1.3 外存储器

5.1.4 高速缓冲存储器

5.2 中央处理器CPU

5.2.1 总线

5.2.2 运算器

5.2.3 控制器

5.3 输入输出设备

5.3.1 输入设备

5.3.2 输出设备

5.3.3 输入输出接口

阅读材料——著名计算机公司

习题5

第3部分 程序设计

第6章 问题求解与程序设计

【情景问题】 七桥问题

6.1 问题求解与程序设计

6.1.1 程序设计的一般过程

6.1.2 程序设计的关键

6.2 数据结构

6.2.1 基本的数据结构

6.2.2 数据结构的存储表示

6.3 算法和算法分析

6.3.1 算法及描述算法的方法

6.3.2 算法分析

6.4 程序设计语言

6.4.1 程序设计语言的发展

6.4.2 程序设计语言的基本要素

6.4.3 程序设计的环境

6.5 翻译程序

6.5.1 翻译程序的工作方式

6.5.2 编译程序的基本过程

阅读材料——几种经典的高级语言

习题6

第4部分 系统软件层

第7章 操作系统

【情景问题】 操作系统为我们做了什么

7.1 什么是操作系统

7.1.1 操作系统的定义

7.1.2 操作系统的用户界面

7.1.3 操作系统的启动

7.1.4 操作系统的分类

7.2 操作系统的基本功能

7.2.1 处理器管理

7.2.2 存储管理

7.2.3 设备管理

7.2.4 文件管理

阅读材料——几种流行的操作系统

习题7

第8章 数据库管理系统

【情景问题】 查找肇事车辆

8.1 什么是数据库

8.1.1 数据库DB

8.1.2 数据库管理系统DBMS

8.1.3 结构化查询语言SQL

8.2 数据库的建立和使用

8.2.1 数据表示——建立数据库

8.2.2 数据处理——操作数据库

8.2.3 数据保护机制

阅读材料——常用的数据库管理系统

习题8

第5部分 应用软件层

第9章 软件工程

【情景问题】 “著名”软件错误

9.1 软件危机

9.1.1 软件危机的表现

9.1.2 软件开发的复杂性

9.2 什么是软件工程

9.2.1 软件工程的定义

9.2.2 软件工程的基本原理

9.3 软件过程

9.3.1 软件生命周期

9.3.2 软件开发模型

9.4 软件质量

9.4.1 软件质量特性

9.4.2 软件测试

阅读材料——软件、硬件和人件

习题9

第10章 人机交互

【情景问题】 用户界面的作用

10.1 什么是人机交互

10.1.1 人机交互的定义

10.1.2 人机交互的基本形式

10.1.3 人机交互的发展趋势

10.2 人机交互的接口——用户界面

10.2.1 命令行交互界面

10.2.2 图形交互界面

10.2.3 多媒体交互界面

10.2.4 虚拟现实交互界面

阅读材料——如何预防计算机对人体健康的危害

习题10

第11章 人工智能

【情景问题】 人与计算机的能力对比

11.1 什么是人工智能

11.1.1 人工智能的定义

11.1.2 人工智能的研究意义

11.2 人工智能的研究方法

11.2.1 符号智能一枝独秀

11.2.2 计算智能异军突起

11.2.3 智能Agent方兴未艾

11.3 人工智能的研究与应用领域

11.3.1 机器博弈

11.3.2 专家系统

11.3.3 数据挖掘与知识发现

11.3.4 自然语言理解

11.3.5 模式识别

11.3.6 机器人

阅读材料——人机共生

习题11

第6部分 通信层

第12章 计算机通信

【情景问题】 通信系统与物流系统

12.1 概述

12.1.1 通信的起源和发展

12.1.2 计算机通信系统模型

12.1.3 通信协议

12.2 信息的编码

12.2.1 信号

12.2.2 信道

12.3 数据交换

12.3.1 线路交换

12.3.2 存储转发交换

12.4 寻址

12.4.1 通信方向

12.4.2 地址标识

12.4.3 路由

阅读材料——未来通信

习题12

第13章 计算机网络

【情景问题】 网络带来的变化

13.1 什么是计算机网络

13.1.1 计算机网络的定义

13.1.2 计算机网络的分类

13.1.3 计算机网络的拓扑结构

13.2 计算机网络的基本组成

13.2.1 网络硬件系统

13.2.2 网络软件系统

13.3 网络体系结构

13.3.1 网络体系结构的分层原则

13.3.2 OSI参考模型

13.4 互联网

13.4.1 互联网的起源和发展

13.4.2 TCP/IP分层模型

13.4.3 互联网提供的服务

阅读材料：我国Internet的起源和发展

习题13

第14章 网络安全

【情景问题】 在互联网时代还有个人隐私吗

14.1 什么是网络安全

14.1.1 网络安全的定义

14.1.2 常见的网络安全问题

14.2 信息加密

14.2.1 什么是信息加密

14.2.2 对称加密

14.2.3 非对称加密

14.3 数字认证

14.3.1 身份认证

14.3.2 数字签名

14.4 网络检测与防范

14.4.1 防火墙

14.4.2 入侵检测

阅读材料——逻辑炸弹

习题14

第7部分 职业道德篇

第15章 职业与职业道德

【情景问题】 谁来为软件错误负责

15.1 专业岗位

15.1.1 信息时代对计算机人才的需求

15.1.2 有关职位

15.2 职业道德

15.2.1 道德选择

15.2.2 工程师的道德规范

15.2.3 软件工程师的道德规范

15.3 计算机法律法规

15.3.1 新的法律问题

15.3.2 软件知识产权

15.3.3 其他法律法规

阅读材料——QQ与360之战

习题15

参考文献