目錄Contents第1章計算機科學概貌1 1.1什么是計算機科學2 1.1.1計算思維4 1.1.2步驟、符號、操作與計算過程8 1.1.3能夠自動執行的抽象16 1.2計算機科學的發展實例18 1.2.1巴貝奇問題——計算機系統實例19 1.2.2布什問題——計算機使用模式實例21 1.2.3圖靈問題——智能應用實例24 1.2.4計算機科學的三個奇妙之處29 1.3計算機科學的創新故事36 1.3.1文王演周易36 1.3.2自由軟件的故事41 1.3.3為什么未來不需要我們46 1.4編程練習49 1.5習題53 第2章計算模型與邏輯思維54 2.1從一個實例看邏輯思維54 2.2邏輯思維要點55 2.2.1布爾邏輯55 2.2.2圖靈機模型62 2.2.3悖論與不完備定理66 2.2.4能夠自動執行的精準邏輯67 2.3計算邏輯的創新故事69 2.3.1布爾的故事69 2.3.2圖靈的故事72◆計算機科學導論目錄2.3.3臭蟲與病毒73 2.4習題79 第3章算法思維81 3.1從一個實例看算法81 3.2算法思維的要點與實例83 3.2.1分治算法83 3.2.2其他算法實例90 3.2.3算法復雜度淺介96 3.3算法的創新故事98 3.3.1平穩復雜度98 3.3.2紅帽的故事101 3.3.3創業公司五步曲103 3.4編程練習111 3.5習題113 第4章網絡思維116 4.1從一個實例看網絡與協議117 4.2網絡思維的要點119 4.2.1名字空間119 4.2.2網絡拓撲122 4.2.3互聯網協議棧124 4.2.4服務質量與用戶體驗126 4.2.5網絡的規律舉例127 4.3網絡的創新故事130 4.3.1ARPANET131 4.3.2以太網、路由器和TCP/IP協議134 4.3.3萬維網139 4.3.4社交網絡143 4.4編程練習145 4.5習題147 第5章系統思維150 5.1從一個實例看計算系統151 5.2計算系統思維要點153 5.2.1抽象化154 5.2.2模塊化159 5.2.3無縫銜接172 5.2.4抽象是應對系統復雜度的利器179 5.3計算系統創新故事180 5.3.1半導體集成電路180 5.3.2計算機硬件188 5.3.3計算機軟件213 5.4編程練習227 5.5習題232 第6章課程實踐234 6.1構造圖靈機實驗234 6.1.1實驗目的和原理234 6.1.2實驗內容、方法和步驟235 6.1.3實驗注意事項236 6.1.4成績評定方法236 6.1.5思考題236 6.2算法游戲實驗236 6.2.1實驗目的和原理236 6.2.2實驗內容、方法和步驟237 6.2.3實驗注意事項238 6.2.4成績評定方法238 6.2.5思考題238 6.3網絡路由實驗238 6.3.1實驗目的和原理238 6.3.2實驗內容、方法和步驟239 6.3.3實驗注意事項240 6.3.4成績評定方法241 6.3.5思考題241 6.4淝水之戰系統實驗241 6.4.1實驗目的和原理241 6.4.2實驗內容、方法和步驟242 6.4.3實驗注意事項244 6.4.4成績評定方法245 6.4.5思考題245 6.5班級快速排序實驗245 6.5.1實驗目的和原理245 6.5.2實驗內容、方法和步驟246 6.5.3實驗注意事項246 6.5.4成績評定方法247 6.5.5思考題247 6.6萊布尼茨問題實驗247 6.6.1實驗目的和原理247 6.6.2實驗內容、方法和步驟247 6.6.3實驗注意事項248 6.6.4成績評定方法248 6.7信息隱藏編程實驗248 6.7.1實驗目的和原理248 6.7.2實驗準備249 6.7.3實驗內容、方法和步驟258 6.7.4實驗注意事項273 6.7.5成績評定方法274 附錄A計算機科學技術中常用的倍數和分數275 附錄B原文閱讀列表277 參考文獻279