计算机科学导论学习指导与习题解答
2010-5
雷诺兹(Carl Reynolds)、泰曼(Paul Tymann)、陈宗斌、 等 清华大学出版社 (2010-05出版)
（美）雷诺兹（Carl Reynolds），（美）泰曼（Pa
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陈宗斌等
无
《计算机科学导论学习指导与习题解答》以简洁的语言，首先介绍了计算机科学的概念以及计算的发展历史，然后分别介绍了计算机科学的重要分支，包括算法、程序设计、程序设计语言、计算机硬件、网络、操作系统、数据库系统、分布式计算，以及关于使用计算机技术的道德问题等。为学生今后深入学习其他计算机专业课程打下坚实的基础。在每一章末尾还提供了大量的复习题，有利于学生巩固所学的知识，并且在《计算机科学导论学习指导与习题解答》附录中给出了所有复习题的答案。为学生学习提供了方便。因此，《计算机科学导论学习指导与习题解答》不仅非常适合用作高等院校计算机专业的基础课教材，而且也是有兴趣了解计算机科学的相关读者的参考用书。
作者：（美国）雷诺兹（Carl Reynolds） （美国）泰曼（Paul Tymann） 译者：陈宗斌 等Carl Reynolds，在罗彻斯特理工学院（RIT）的计算机科学系讲授数据库、操作系统、程序设计以及程序设计语言理论方面的课程。他在大学任教10年，其中有4年涉及计算机行业。在来到RIT之前，Reynolds在计算机行业花了19年的时间致力于提高硬件和软件供应商的技术和培训能力，其中有6年的时间是与道琼斯工业制造商一起创建用于机器控制的专家系统。他感兴趣的主题包括遗传算法、专家系统和图像处理。Paul Tymann，是罗彻斯特理工学院的计算机科学系的教授和系主任。他讲授基本和高级程序设计技术有超过15年的经验。最近，他参与了RIT的一种新型的生物信息程序的开发。在进入学术界之前，Tymann，教授在为销售点终端开发控制软件的行业中工作。在过去5年，他一直在生物信息领域中工作，并且完成了罗彻斯特与罗格斯大学的联合软件开发项目。
第1章 计算机科学简介1.1 什么是计算机科学1.2 计算的发展历史1.3 路标复习题第2章 算法2.1 算法的定义2.2 示例——设计楼梯2.3 示例——求最大公约数2.4 利用伪代码表示算法2.5 表征算法2.6 分析算法2.6.1 插入排序——增长级为n2的示例——@(n2)2.6.2 归并排序——增长级为n(1gn)的示例——@(n1gn)2.6.3 折半查找——增长级为(1gn)的示例——@(1gn)2.6.4 难以处理的问题2.7 作为技术的算法2.8 计算的形式化模型2.9 邱奇一图灵论题(Church-Turingthesis)2.10 无法解决的问题2.11 小结复习题第3章 计算机组织结构3.1 冯·诺依曼体系结构3.2 数据表示3.3 计算机的字长3.4 整数数据格式3.5 实数格式3.6 字符格式3.7 CPU／ALU3.8 指令集3.9 存储器3.10 输入和输出(I／O)3.11 小结复习题第4章 软件4.1 程序设计语言的发展史4.2 编译器和解释器4.3 虚拟机4.4 过程式程序设计4.5 面向对象程序设计4.6 脚本语言4.7 函数式语言4.8 语言设计4.9 语言的语法和语义4.10 小结复习题第5章 Java程序设计5.1 简介5.2 Java类型5.3 数组5.4 Java运算符5.5 Java标识符5.6 基本控制结构5.6.1 if5.6.2 for5.6.3 while5.6.4 do-whiIe5.6.5 switch5.7 面向对象程序设计5.8 类和对象5.9 对象状态和行为5.10继承5.11 实例、静态变量和方法5.12 多态性5.13 接口5.14 错误处理5.15 输入和输出5.16 Scanner类5.17 PrintWriter类5.18 小结复习题第6章 操作系统6.1 硬件的能力6.2 操作系统的发展史6.2.1 批处理作业6.2.2 多道程序设计(20世纪60年代中期)6.2.3 分时(20世纪70年代和80年代)6.3 从单用户操作系统到网络操作系统6.4 多处理器操作系统6.5 实时操作系统6.6 嵌人式系统6.7 输入和输出管理6.7.1 程控I／O6.7.2 中断驱动的I／O6.7.3 直接内存访问6.7.4 存储器映射的I／O6.8 进程和调度6.9 线程6.10 同步6.11 信号6.12 管程6.13 死锁6.13.1 预防死锁6.13.2 避免死锁6.13.3 检测死锁6.13.4 死锁恢复6.14 调度6.14.1 先来先服务(FCFs)6.14.2 最短作业优先(SJF)6.14.3 最短剩余作业优先(SRJF)6.14.4 轮询(RR)6.14.5 基于优先级6.14.6 多级队列6.14.7 多级反馈队列6.15 存储器管理6.16 多道程序设计的存储器管理6.17 分时与交换6.18 虚拟内存6.18.1 分页6.18.2 使用分页的虚拟内存6.18.3 虚拟内存的问题和解决方案6.18.4 页替换算法6.19 文件系统6.19.1 文件类型6.19.2 文件系统单元6.19.3 目录和目录项6.19.4 文件空间分配6.19.5 日志文件系统6.20 小结复习题第7章 联网第8章 数据库第9章 社会问题附录——复习题答案
插图：Coolossus还具有有限的可编程能力。当盟军于1942年侵入北非时，他们发现用于帮助炮兵瞄准目标的射表关闭了。这导致他们申请新的弹道表，其能力并不仅限于计算它们。John Mauchly和J.Presper Eckert利用这个机会提议开发电子式高速电子管计算机。在给定机器中的电子管数量的条件下，即使许多专家预测它只能在不停机的情况下运行5分钟的时间，他们也能够获得资金来建造该机器。在保密的情况下，他们于1943年春天开始致力于建造该机器，并于1946年完成了他们在这台机器上的工作。他们的成果就是ENIAC（Electronic Numeical Integrator Analyzerand Computer，电子数字积分器和计算机），这台机器重达30吨，并且是使用17468根电子管和6000个开关建造的。该机器比当时建造的任何机器都要快1000倍以上。与现代计算机不同，为ENIAC重新编程需要在机器中重新连接基本电路。ENIAC宣告了计算机时代的来临。在ENIAC开始工作后不久，Mauchly和Eckert组建了ECC（Electronic Control Cm·poration，电子控制公司），并接到了政府的合同，为人口统计局设计并建造一台计算机。ECC陷入了财务困境，因此把它的专利卖给了雷明顿兰德公司（Remington RandCorporation），并随之成为它的雇员。1951年，雷明顿兰德公司把UNIVAC（Universal Automatic Cornputer，通用自动计算机）交付给人口统计局。UNIVAC是当时速度最快的计算机，并且是只用于商业的通用计算机。它只包含5000根电子管，并且比它的前一个版本更紧凑。UNIV.AC计算机卖给了政府机构、AC尼尔森公司（一家从事市场研究的公司）和美国保德信保险公司（Prudentim Insurance）。到1957年，雷明顿兰德公司已经卖出了40多台机器。使UNIVAC最出名的可能是CBS使用它来预测1952年总统选举的结果。民意调查预测阿德莱·史蒂文森（AdalaiStevenson）将以压倒性的优势击败德怀特·D.艾森豪威尔（DwightD.Eisenhower）当选总统。不过，UNIVAC早期回馈的分析显示艾森豪威尔显然将成为胜利者。Newscasters Walter Cronkite和Charles Collingwood对计算机预测的有效性提出了质疑，因此他们推迟到很晚才公布UNIVAC的预测结果。多年来，Mauchly和Eckert都被认为是电子计算机的发明者。事实上，他们是在1947年为他们的工作申请并收到专利权。在收购了ECC之后，雷明顿兰德公司拥有其专-利的所有权，并从建造计算机的公司收取专利权使用费。在由lIoneywell拒绝支付专利权使用费而引发的一场法律战争中，法官裁决原始专利权无效。他之所以做出了使专利权无效的决定，这部分是基于以下事实：Mauchly于1941年访问了John Atanasoff的实验室，并使用了他在访问期间获得的知识来建造ENIAC。这场诉讼的结果在法律上把John Atanasoff确定为现代计算机的发明者。在第二次世界大战结束后，计算机的商业开发在不断延续，导致了许多新机器的开发，
《计算机科学导论学习指导与习题解答》由清华大学出版社出版。
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