计算机科学概论（第13版 英文版）

　　本书是计算机科学概论课程的经典教材，全书对计算机科学做了百科全书式的精彩阐述，充分展现了计算机科学的历史背景、发展历程和新的技术趋势。书中首先介绍信息编码及计算机体系结构的基本原理，进而介绍操作系统和组网以及因特网的相关内容，接着探讨算法、程序设计语言及软件工程，然后讨论数据抽象和数据库方面的问题，讲述图形学的主要应用以及人工智能，最后以计算理论的介绍结束全书。本书在内容编排上由具体到抽象逐步推进，便于教学安排，每一个主题自然而然地引导出下一个主题。此外，书中还包含大量的图、表和示例，有助于读者对知识的了解与把握。第13版新增了Python相关的内容，并且继续使用第12版引入的Python代码示例和类Python伪代码。此外，几乎每一章都能看到对前一版对应章节的修订、更新以及修正。本书非常适合作为高等院校计算机以及相关专业本科生教材，也可以供有意在计算机方面发展的非计算机专业读者作为入门参考。

　　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。著有Theory of Computation：Formal Languanges，Automata，and Complexity。

Chapter 0　Introduction / 绪论　　2
0．1　The Role of Algorithms / 算法的作用　　4
0．2　The History of Computing / 计算机器的由来　　6
0．3　An Outline of Our Study / 学习大纲　　11
0．4　The Overarching Themes of Computer Science / 计算机科学的首要主题　　13
Chapter 1　Data Storage / 数据存储　　24
1．1　Bits and Their Storage / 位和位存储　　26
1．2　Main Memory / 主存储器　　34
1．3　Mass Storage / 海量存储器　　37
1．4　Representing Information as Bit Patterns / 用位模式表示信息　　43
*1．5　The Binary System / 二进制系统　　51
*1．6　Storing Integers / 整数的存储　　56
*1．7　Storing Fractions / 小数的存储　　63
*1．8　Data and Programming / 数据与程序设计　　69
*1．9　Data Compression / 数据压缩　　77
*1．10　Communication Errors / 通信差错　　83
Chapter 2　Data Manipulation / 数据操控　　96
2．1　Computer Architecture / 计算机体系结构　　98
2．2　Machine Language / 机器语言　　101
2．3　Program Execution / 程序执行　　108
*2．4　Arithmetic/Logic Instructions / 算术/逻辑指令　　116
*2．5　Communicating with Other Devices / 与其他设备通信　　121
*2．6　Programming Data Manipulation / 数据操控编程　　126
*2．7　Other Architectures / 其他体系结构　　137
Chapter 3　Operating Systems / 操作系统　　148
3．1　The History of Operating Systems / 操作系统的历史　　150
3．2　Operating System Architecture / 操作系统的体系结构　　155
3．3　Coordinating the Machine’s Activities / 协调机器的活动　　163
*3．4　Handling Competition Among Processes / 处理进程间的竞争　　166
3．5　Security / 安全性　　172
Chapter 4　Networking and the Internet / 组网及因特网　　182
4．1　Network Fundamentals / 网络基础　　184
4．2　The Internet / 因特网　　194
4．3　The World Wide Web / 万维网　　206
*4．4　Internet Protocols / 因特网协议　　215
*4．5　Simple Client Server / 简单的客户机服务器　　223
4．6　Cybersecurity / 网络安全　　227
Chapter 5　Algorithms / 算法　　244
5．1　The Concept of an Algorithm / 算法的概念　　246
5．2　Algorithm Representation / 算法的表示　　249
5．3　Algorithm Discovery / 算法的发现　　258
5．4　Iterative Structures / 迭代结构　　265
5．5　Recursive Structures / 递归结构　　276
5．6　Efficiency and Correctness / 效率和正确性　　285
Chapter 6　Programming Languages / 程序设计语言　　304
6．1　Historical Perspective / 历史回顾　　306
6．2　Traditional Programming Concepts / 传统的程序设计概念　　317
6．3　Procedural Units / 过程单元　　332
6．4　Language Implementation / 语言实现　　340
6．5　Object-Oriented Programming / 面向对象程序设计　　350
*6．6　Programming Concurrent Activities / 程序设计并发活动　　357
*6．7　Declarative Programming / 说明性程序设计　　360
Chapter 7　Software Engineering / 软件工程　　374
7．1　The Software Engineering Discipline / 软件工程学科　　376
7．2　The Software Life Cycle / 软件生命周期　　379
7．3　Software Engineering Methodologies / 软件工程方法学　　384
7．4　Modularity / 模块化　　387
7．5　Tools of the Trade / 行业工具　　396
7．6　Quality Assurance / 质量保证　　405
7．7　Documentation / 文档　　408
7．8　The Human-Machine Interface / 人机界面　　410
7．9　Software Ownership and Liability / 软件所有权和责任　　414
Chapter 8　Data Abstractions / 数据抽象　　422
8．1　Basic Data Structures / 基本数据结构　　424
8．2　Related Concepts / 相关概念　　429
8．3　Implementing Data Structures / 数据结构的实现　　432
8．4　A Short Case Study / 一个简短的案例　　447
8．5　Customized Data Types / 定制的数据类型　452
8．6　Classes and Objects / 类和对象　456
*8．7　Pointers in Machine Language / 机器语言中的指针　　458
Chapter 9　Database Systems / 数据库系统　　470
9．1　Database Fundamentals / 数据库基础　　472
9．2　The Relational Model / 关系模型　　478
*9．3　Object-Oriented Databases / 面向对象数据库　　489
*9．4　Maintaining Database Integrity / 维护数据库的完整性　　492
*9．5　Traditional File Structures / 传统的文件结构　　496
9．6　Data Mining / 数据挖掘　　505
9．7　Social Impact of Database Technology / 数据库技术的社会影响　　508
Chapter 10　Computer Graphics / 计算机图形学　　518
10．1　The Scope of Computer Graphics / 计算机图形学的范围　　520
10．2　Overview of 3D Graphics / 3D图形概述　　523
10．3　Modeling / 建模　　525
10．4　Rendering / 渲染　　535
*10．5　Dealing with Global Lighting / 处理全局照明　　547
10．6　Animation / 动画　　550
Chapter 11　Artificial Intelligence / 人工智能　　560
11．1　Intelligence and Machines / 智能与机器　　562
11．2　Perception / 感知　　567
11．3　Reasoning / 推理　　574
11．4　Additional Areas of Research / 其他研究领域　　586
11．5　Artificial Neural Networks / 人工神经网络　　593
11．6　Robotics / 机器人学　　598
11．7　Considering the Consequences / 后果的思考　　601
Chapter 12　Theory of Computation / 计算理论　　614
12．1　Functions and Their Computation / 函数及其计算　　616
12．2　Turing Machines / 图灵机　　619
12．3　Universal Programming Languages / 通用程序设计语言　　623
12．4　A Noncomputable Function / 一个不可计算的函数　　629
12．5　Complexity of Problems / 问题的复杂性　　634
*12．6　Public-Key Cryptography / 公钥密码学　　646
Appendixes　　656
A　ASCII / ASCII码　　656
B　Circuits to Manipulate Two’s Complement Representations / 用于处理二进制补码表示的电路　　657
C　Vole： A Simple Machine Language / 一种简单的机器语言　　660
D　High-Level Programming Languages / 高级程序设计语言　　663
E　The Equivalence of Iterative and Recursive Structures / 迭代结构与递归结构的等价性　　665
F　Answers to Questions & Exercises / 问题与练习答案　　667