新编大学计算机信息技术实验指导与习题集 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:南京财经大学计算机公共教研室

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2006-12

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787563020508

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
• 信息技术
• 大学教材
• 实验指导
• 习题集
• 高等教育
• 计算机基础
• 编程入门
• 实践教学
• 信息处理

计算机科学基础与实践：面向现代计算的理论与应用 本书旨在为初学者和希望夯实基础的学习者提供一个全面、深入且注重实践的计算机科学导论。它不仅仅是知识的罗列，更是一场引导读者理解数字世界底层逻辑和前沿应用思维的旅程。 --- 第一部分：计算思维的基石 本部分着重于培养读者对计算机科学核心概念的理解，构建坚实的理论框架。 第一章：信息的本质与数字世界的构建 本章深入探讨信息论的基础，从比特（Bit）的定义出发，解析数据如何在电子设备中被抽象、编码和存储。我们详细讲解了不同的数制系统（二进制、八进制、十六进制）如何在计算机内部协同工作，以及它们与人类日常使用的十进制之间的转换原理。 逻辑门电路与布尔代数： 追溯计算机的物理基础。我们将讲解基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR）如何组合成更复杂的组合逻辑电路和时序逻辑电路。布尔代数作为描述这些电路的数学语言，其公理、定理和化简方法被详尽阐述，这对于理解硬件设计和底层编程至关重要。 数据表示的艺术： 讨论了定点数与浮点数的表示标准（IEEE 754）。特别强调了计算机如何处理负数（补码系统），以及在数值运算中可能出现的精度问题和溢出现象。此外，字符编码（如ASCII和Unicode）如何实现文本的数字化，也是本章的重点。 第二章：计算机体系结构概览 理解现代计算机的“解剖结构”是掌握信息技术的前提。本章采用自顶向下、层层递进的方式，剖析冯·诺依曼体系结构及其现代演进。 CPU的核心组件： 详细介绍了运算器（ALU）、控制器（CU）和寄存器组的功能与协同工作机制。通过对指令周期（取指、译码、执行、写回）的分解，读者将清晰了解程序是如何被CPU一步步执行的。 存储器的层级结构： 阐述了从高速缓存（Cache L1/L2/L3）到主存（RAM）再到辅助存储器（SSD/HDD）的性能与成本考量。重点分析了局部性原理（时间局部性和空间局部性）在缓存设计中的核心作用，以及虚拟内存的概念，包括分页和分段机制如何巧妙地管理有限的主存资源。 I/O系统与总线结构： 介绍了数据如何在CPU、内存和外部设备之间传输的路径。中断机制、DMA（直接内存存取）等技术如何提高系统效率，避免CPU在低速I/O操作上的空闲等待，将被系统性讲解。 --- 第二部分：软件世界的构建与实现 本部分将视角转向软件层面，重点介绍程序设计的基本范式和关键的数据结构与算法。 第三章：结构化程序设计与流程控制 本章侧重于教授如何使用高级语言（以伪代码和C语言风格的结构化描述为主）来编写清晰、可维护的代码。 程序的基本结构： 讲解顺序结构、选择结构（if-else, switch）和循环结构（for, while, do-while）的逻辑实现。通过大量的流程图和逻辑表达式练习，确保读者能准确描述任何复杂的业务逻辑。 函数的抽象与模块化： 探讨函数作为代码重用和问题分解的工具。参数传递机制（值传递与引用传递的差异）被深入解析，帮助读者理解数据在函数调用栈中的生命周期。 内存管理基础： 引入栈（Stack）和堆（Heap）的概念，解释局部变量和动态分配变量在程序运行时的区别，为后续学习更高级的语言特性打下基础。 第四章：核心数据结构与抽象思维 数据结构是组织和管理数据的艺术。本章聚焦于最常用且效率关键的数据组织形式。 线性结构： 数组、链表（单链表、双向链表）的实现细节与性能比较。特别关注插入、删除和查找操作的时间复杂度分析。栈（Stack）作为后进先出（LIFO）的抽象，以及队列（Queue）作为先进先出（FIFO）的应用场景（如任务调度）。 非线性结构： 树（Tree）的概念，包括二叉树的遍历方法（前序、中序、后序）及其在表达式求值中的应用。图（Graph）的表示方法（邻接矩阵与邻接表），以及初步介绍图的遍历算法（BFS和DFS）。 性能分析（Big O 表示法）： 系统介绍如何使用大O符号来评估算法的效率，区分$O(1)$, $O(log n)$, $O(n)$, $O(n^2)$等常见复杂度，使读者能够客观比较不同数据结构和算法的优劣。 第五章：基础算法与排序 算法是解决问题的步骤。本章提供了一系列经典算法的构造思路和实现技巧。 查找算法： 线性查找与二分查找的原理对比，强调二分查找对有序性的要求。 经典排序算法： 详细解析冒泡排序、插入排序、选择排序等基础 $O(n^2)$ 算法，并深入探讨更高效的算法，如归并排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort），分析它们的分治思想和递归实现。 递归的艺术： 探讨如何识别和应用递归思维，通过斐波那契数列、汉诺塔等经典问题，展示递归的简洁性与潜在的效率陷阱（如重复计算）。 --- 第三部分：连接世界的网络与应用基础 本部分将视野扩展到计算机系统外部，探讨数据如何在网络中流动以及应用层面的基础技术。 第六章：网络通信的层次化模型 理解互联网运作机制，必须掌握分层思想。本章以TCP/IP五层模型为框架，逐层解析通信过程。 物理层与数据链路层基础： 探讨信号传输的基本概念、介质访问控制（MAC地址）以及局域网（LAN）中的冲突检测与避免。 网络层与路由选择： 重点介绍IP地址（IPv4/IPv6）的结构、子网划分（Subnetting）的基本原理。路由器如何根据网络号和路由表做出数据包转发决策。 传输层协议的对比： 深入比较TCP（面向连接、可靠传输）和UDP（无连接、尽力而为）的差异，理解它们各自的应用场景（如Web服务与实时视频流）。 应用层协议初探： 简要介绍HTTP（万维网的基础）、DNS（域名解析系统）在日常使用中的关键作用。 第七章：数据库系统的基础概念 数据持久化和高效检索是信息系统的核心。本章介绍关系型数据库的基本理论。 数据模型与关系代数： 解释实体、属性、关系等核心概念，介绍关系模型的基本术语。关系代数中的选择、投影、连接等基本操作将通过实例说明。 SQL语言入门： 教授最核心的SQL命令集——数据定义语言（DDL，如CREATE TABLE）和数据操纵语言（DML，如SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE）。重点练习复杂查询的构建，包括多表连接（JOIN）。 数据完整性与范式理论： 讲解主键、外键的概念，以及它们如何保证数据的引用一致性。初步介绍第一、第二和第三范式，理解规范化（Normalization）的意义在于减少数据冗余和异常。 --- 总结与展望 全书强调理论与实践的紧密结合。每个章节后附有设计思路分析和可操作性的编程练习，旨在引导读者从“使用软件”升级到“理解和构建软件”的思维模式，为后续深入学习操作系统、编程语言或专业领域课程奠定坚实的基础。 本书所提供的知识体系，是任何希望在信息技术领域有所建树的专业人士都必须掌握的核心能力框架。

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