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《计算机科学概论（第12版）》共12章，其中包括绪论、数据存储、数据操控、操作系统、组网及因特网、算法、程序设计语言、软件工程、数据抽象、数据库系统、计算机图形学、人工智能和计算理论，以及5个附录。另外，每章都有复习题和课外阅读供读者练习和扩展学习。

第0章　绪论　1

0.1　算法的作用　2

0.2　计算机器的由来　3

0.3　学习大纲　7

0.4　计算机科学的首要主题　9

第1章　数据存储　16

1.1　位和位存储　17

1.2　主存储器　22

1.3　海量存储器　25

1.4　用位模式表示信息　29

1.5　二进制系统　34

1.6　整数存储　38

1.7　小数存储　43

1.8　数据与程序设计　47

1.9　数据压缩　52

1.10　通信差错　56

第2章　数据操控　65

2.1　计算机体系结构　66

2.2　机器语言　68

2.3　程序执行　73

2.4　算术/逻辑指令　79

2.5　与其他设备通信　82

2.6　数据操控编程　87

2.7　其他体系结构　93

第3章　操作系统　102

3.1　操作系统的历史　103

3.2　操作系统的结构　106

3.3　协调机器的活动　112

3.4　处理进程间的竞争　114

3.5　安全性　118

第4章　组网及因特网　125

4.1　网络基础　126

4.2　因特网　133

4.3　万维网　141

4.4　因特网协议　148

4.5　安全性　152

第5章　算法　163

5.1　算法的概念　164

5.2　算法的表示　166

5.3　算法的发现　173

5.4　迭代结构　177

5.5　递归结构　186

5.6　效率与正确性　192

第6章　程序设计语言　206

6.1　历史回顾　207

6.2　传统的程序设计概念　213

6.3　过程单元　223

6.4　语言实现　229

6.5　面向对象程序设计　236

6.6　程序设计并发活动　242

6.7　说明性程序设计　244

第7章　软件工程　253

7.1　软件工程学科　254

7.2　软件生命周期　256

7.3　软件工程方法学　259

7.4　模块化　261

7.5　行业工具　267

7.6　质量保证　273

7.7　文档编制　276

7.8　人机界面　277

7.9　软件所有权和责任　279

第8章　数据抽象　285

8.1　基本的数据结构　286

8.2　相关概念　289

8.3　数据结构的实现　290

8.4　一个简短的案例　302

8.5　定制的数据类型　307

8.6　类和对象　310

8.7　机器语言中的指针　311

第9章　数据库系统　319

9.1　数据库基础　320

9.2　关系模型　324

9.3　面向对象数据库　332

9.4　维护数据库的完整性　334

9.5　传统文件结构　337

9.6　数据挖掘　344

9.7　数据库技术的社会影响　345

第10章　计算机图形学　352

10.1　计算机图形学的范围　353

10.2　3D图形学概述　354

10.3　建模　356

10.4　渲染　362

10.5　处理全局照明　370

10.6　动画　373

第11章　人工智能　379

11.1　智能与机器　380

11.2　感知　384

11.3　推理　389

11.4　其他研究领域　399

11.5　人工神经网络　402

11.6　机器人学　409

11.7　后果的思考　411

第12章　计算理论　419

12.1　函数及其计算　420

12.2　图灵机　422

12.3　通用程序设计语言　425

12.4　一个不可计算的函数　430

12.5　问题的复杂性　434

12.6　公钥密码学　441

附录　450

附录A　ASCII码　451

附录B　处理二进制补码表示的电路　452

附录C　一种简单的机器语言　454

附录D　高级编程语言　456

附录E　迭代结构与递归结构的等价性　458

附录F　问题与练习答案　460

J.Glenn Brookshear：世界知名的计算机科学教育家。他在1975年获得墨西哥州立大学博士学位后，创立了Marquette大学的计算机科学学位项目，并在该校任教至今。他的主要研究方向是计算理论。

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机器的智能级别受限于算法所传达的智能。只有存在执行某一项任务的算法时，我们才可以制造出执行这一任务的机器，换言之，如果我们找不到一个解决某问题的算法，那么这个问题的解决就超出了机器的能力范围。

20世纪30年代，库尔特·哥德尔发表了不完备性定理的论文，它使确定算法能力的局限性成为数学的一个研究课题。这个定理的主旨就是，在任何一个包括传统意义的算数系统的数学理论内，总有一些命题的真伪无法通过算法的手段来确定。简言之，对于我们算数系统的任何全面研究都超越了算法活动的能力。

关于算法能力的研究，开创了今天计算机科学这门学科。

因特网Internet......这种技术将个人计算机连成了一个全球系统。

......这样一个系统，它可以通过因特网把计算机上存储的文档链接起来形成错综复杂的链接信息网，这便是万维网，简称Web。

事实上，研究计算机科学不同分支的研究人员对科学的定义也许会截然不同。例如，计算机体系结构领域中的研究者主要关注微型电路技术，因此他们将计算机科学视为技术的进步和应用；但数据库系统领域的研究者则认为计算机科学就是要寻求方法来提升信息系统的有用性；而人工智能领域的研究者则把计算机科学视为智能和智能行为的研究。

抽象（abstraction)在本书中的意思是指一个实体的外部特征与其内部构成细节之间的分离。抽象使我们可以忽略一些复杂设备（如计算机、汽车和微波炉等）的内部细节，而把它们作为单一的可理解的单元，而且正是通过抽象，这些复杂的系统才能够被设计和生产出来。计算机、汽车和微波炉由若干部件构成，而这些部件又分别由更小的部件构成。每个部件表示一层抽象，在此层面上，该部件的使用与它内部构成细节是分隔的。

计算设备是通过各种抽象工具构建的。我们还会看到，大型软件系统开发是以模块化方式完成的，其中每个模块都被作为较大模块上的一种抽象工具。此外，在计算机科学本身的发展中，抽象也扮演了很重要的角色，有了它，研究人员可以把精力集中在一个复杂领域中的特定范围。

书籍介绍

《计算机科学概论（第12版）》共12章，其中包括绪论、数据存储、数据操控、操作系统、组网及因特网、算法、程序设计语言、软件工程、数据抽象、数据库系统、计算机图形学、人工智能和计算理论，以及5个附录。另外，每章都有复习题和课外阅读供读者练习和扩展学习。