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内容简介
本书共12章，从直观的图灵机模型出发，分析了现代计算机设计的基本思想，并以通俗易懂的语言从计算机系统结构、计算机软件、计算机应用和计算机安全等方面论述计算机专业知识；引入了物联网、大数据、云计算、移动互联网等领域知识。为了提高学习效果，除绪论外，每章都提供了关键术语、思考与练习。
本书可作为大学计算机专业、信息技术专业和其他相关专业计算机引论或计算机科学导论课程的教材或教学参考书。对计算机学科感兴趣的非计算机专业人员来说，本书也是一本比较好的入门指导书。
目录
绪论 1
0.1 计算机的产生 1
0.1.1 算法 1
0.1.2 计算机的产生 2
0.2 计算机的发展 6
0.3 计算机学科的构成 10
0.3.1 应用层 10
0.3.2 专业基础层 10
0.3.3 专业基础的理论基础层 11
第1章 图灵机模型 12
1.1 图灵机概述 12
1.1.1 图灵机的直观描述 13
1.1.2 图灵机的形式化描述 13
1.2 计算“x+1”的图灵机 13
1.3 通用图灵机 15
1.4 图灵机模型的启示 17
关键术语 19
思考与练习 19
第2章 数据编码与存储 20
2.1 二进制 20
2.1.1 数制 20
2.1.2 八进制和十六进制 21
2.1.3 二进制与其他数制的转换 21
2.2 二进制位的存储 23
2.2.1 逻辑运算和门 23
2.2.2 触发器 24
2.2.3 其他存储技术 25
2.3 存储器 26
2.3.1 主存储器 26
2.3.2 辅助存储器 26
2.4 数值数据编码 27
2.4.1 机器数 27
2.4.2 整数和实数 27
2.4.3 带符号数的表示 29
2.5 字符数据编码 30
2.5.1 西文字符 30
2.5.2 汉字编码 31
2.6 图形和图像数据编码 33
2.6.1 基本概念 33
2.6.2 图形与图像的数字化 34
2.7 音频数据的表示 34
2.8 数据压缩 36
2.8.1 无损压缩 36
2.8.2 有损压缩 39
2.9 误码及对策 40
2.9.1 奇偶校验 40
2.9.2 纠错码 40
关键术语 42
思考与练习 43
第3章 计算机结构 44
3.1 系统结构 45
3.1.1 运算器 46
3.1.2 控制器 47
3.1.3 多核处理器 47
3.1.4 计算机的引导过程 47
3.2 指令系统 48
3.2.1 指令系统的概念 48
3.2.2 RISC和CISC 48
3.2.3 指令系统的设计要求 49
3.2.4 指令格式 49
3.3 寻址方式 51
3.3.1 指令的寻址方式 51
3.3.2 操作数寻址方式 52
3.4 指令执行 52
3.5 流水线技术 54
3.5.1 什么是流水线 54
3.5.2 理想流水线性能分析 55
3.5.3 流水操作中的主要障碍 55
3.6 存储系统 56
3.6.1 存储器的层次结构 56
3.6.2 存储体系涉及的问题 57
3.6.3 高速缓冲存储器 58
3.6.4 内存 58
3.6.5 Flash存储器 59
3.6.6 虚拟存储器 60
3.6.7 外部存储设备 62
3.7 外围设备 65
3.8 输入输出方式 65
3.8.1 程序查询方式 66
3.8.2 中断方式 66
3.8.3 直接内存访问方式 67
关键术语 68
思考与练习 68
第4章 操作系统 69
4.1 操作系统的发展 69
4.1.1 串行处理 69
4.1.2 简单批处理 70
4.1.3 多道批处理 71
4.1.4 分时系统 73
4.1.5 实时系统 73
4.1.6 嵌入式操作系统 74
4.1.7 网络操作系统 74
4.1.8 分布式操作系统 75
4.2 操作系统的结构 75
4.2.1 操作系统的功能 75
4.2.2 操作系统的组成 76
4.2.3 系统的引导 78
4.3 现代操作系统处理的难题 79
4.3.1 进程 79
4.3.2 并发控制的难题 81
4.3.3 有效地分配处理器 82
4.3.4 提供充足和的存储器 84
4.4 常见的操作系统 88
4.4.1 DOS操作系统 88
4.4.2 Windows操作系统 88
4.4.3 UNIX操作系统 90
4.4.4 Linux操作系统 90
4.4.5 苹果iOS移动操作系统 91
4.4.6 谷歌（Google）的Android移动操作系统 92
关键术语 92
思考与练习 93
第5章 程序设计基础 94
5.1 计算机程序设计语言 94
5.1.1 通用程序设计语言 95
5.1.2 专用程序设计语言 98
5.2 编译系统 102
5.3 结构化程序设计 104
5.3.1 结构化程序设计的概念 104
5.3.2 过程和函数 105
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