本書是普通高等教育十一五*規(guī)劃教材的修訂版。全書共分9章:計算思維概述、算法基礎(chǔ)、計算機的硬件基礎(chǔ)、計算機系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)的組織與管理、計算機系統(tǒng)的軟件、計算機系統(tǒng)及應用、計算機信息安全及職業(yè)道德、計算機導論實驗。附錄還給出了專業(yè)學習指南。本書為任課老師免費提供電子教案、習題參考答案和實驗用程序等教學資源。本書適合作為計算機專業(yè)本科和?迫腴T教材,也可作為非計算機專業(yè)的計算機基礎(chǔ)教材,也是計算機初學者的理想入門讀物。
前 言
《計算機導論基于計算思維視角(第4版)》是在前三版的《計算機導論》基礎(chǔ)上修訂而成的!队嬎銠C導論》第一版作為國家九五規(guī)劃教材于1997年出版,至2004年9月已印刷21次;《計算機導論》第2版于2005年1月出版,至2008年9月已印刷9次;《計算機導論》第3版作為普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材,于2009年7月出版,至2015年7月已印刷10次。從《計算機導論》一書的出版情況看,該書尚受讀者歡迎,其原因是該書的內(nèi)容能切合教育部制定的對該課程的基本要求:《計算機導論》應為新生提供一個關(guān)于計算機科學與技術(shù)學科的入門介紹,使學生能對該學科有一個整體的認識,并了解該專業(yè)的學生應具有的基本知識和技能。短短的幾年過去了,計算機科學技術(shù)的飛速發(fā)展,對該專業(yè)的學生要掌握的計算機科學的整體認識及應培養(yǎng)的能力素質(zhì)發(fā)生了較大的變化,為適應這一變化,《計算機導論》一書得以重新修訂。
在摩爾定律的驅(qū)動下,2010年集成電路的最小線寬從32納米開始跨入驚人的22納米量級,一個大頭針大小的圓頭上可以集成1億個晶體管,使芯片的處理能力不再是應用的瓶頸。強大而廉價的處理能力,不僅提供了卓越的計算功能和海量的存儲能力,而且提供了足夠的通信帶寬,解除了信息技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)平臺對應用發(fā)展的制約,由此促使了虛擬技術(shù)、智能化工具以及云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應用的快速發(fā)展。這一發(fā)展具有顛覆性的影響,正在徹底改變科技和社會的方方面面,也改變著人們的思維方式。2012年,教育部組織申報大學計算機課程改革項目,要求大學計算機教學的總體建設(shè)目標應該定位在普及計算機文化,培養(yǎng)專業(yè)應用能力,訓練計算思維能力上。如何將計算思維融入大學計算機教育,已得到計算機教育工作者的廣泛關(guān)注。
本次修訂,將保持前三版的基本風格,盡量寫成一本既通俗又嚴謹?shù)挠嬎銠C科學的入門教材。在教材內(nèi)容組織上強調(diào)計算思維能力的培養(yǎng)。當然,計算思維能力的訓練要通過計算機專業(yè)的完整教學計劃及課程改革來實現(xiàn),非一門課程所能完成。為此,新版教材名稱調(diào)整為《計算機導論基于計算思維視角(第4版)》。
本次主要修訂內(nèi)容如下:
(1)增加新的一章計算思維概述。在簡要介紹計算機科學的發(fā)展進程基礎(chǔ)上,說明計算思維提出的背景,講述計算思維的定義、特征及與其他科學的關(guān)系,簡述用計算思維求解問題的途徑,說明培養(yǎng)計算思維能力的重要性。
(2)全書進行了吐故納新,包括:對經(jīng)典的基礎(chǔ)內(nèi)容進行精簡,對陳舊的內(nèi)容進行刪除,并增加計算機科學的新技術(shù)、新發(fā)展。
(3)按培養(yǎng)學生計算思維能力的要求,對全書內(nèi)容進行重新編排。
修訂后的《計算機導論基于計算思維視角(第4版)》分為9章,保留了原有的計算機導論實驗及4個附錄,供教師與學生參考。此外,為任課教師提供下列教學資源:電子教案、習題參考答案、實驗用軟件及模擬試題等。任課老師可通過華信教育資源網(wǎng)http://www. hxedu.com.cn免費注冊下載。
本書力求處理好下列三方面的關(guān)系:
首先,是課程內(nèi)容的廣度與深度的關(guān)系。廣度是本課程的基本要求,而深度則是為廣度服務的,應以講清楚各知識單元的基本概念為目的。
其次,是課程內(nèi)容的深度與讀者對象的關(guān)系。本課程的對象是初學者,而隨著微型計算機及計算機網(wǎng)絡(luò)的普及,這些初學者中的大多數(shù)都已具有計算機的某些知識或使用經(jīng)歷。因此,本教材在內(nèi)容深度上雖是入門性的,但必須是系統(tǒng)和嚴謹?shù)模^(qū)別于一般的計算機科普讀物。
第三,是課程內(nèi)容與授課時間的關(guān)系。本課程的授課總學時約32學時,按這些學時數(shù)要求寫出一本全面介紹計算機系統(tǒng)的教材難度相當大。解決這一難點的簡單辦法是適當?shù)囟鄬懶,任課教師根據(jù)教學要求及給予的學時數(shù),少講或精講某些內(nèi)容,或部分內(nèi)容供學生自學。例如,計算機網(wǎng)絡(luò)及其應用部分內(nèi)容可少講或不講。計算機信息安全及職業(yè)道德部分內(nèi)容可以用講座方式作簡單介紹,書中帶※號的內(nèi)容可少講或不講;計算機應用部分內(nèi)容可以用講座方式作簡單介紹,或供學生自學;計算機導論實驗可由學生自行上機完成,老師負責指導,并向老師提交實驗報告;附錄內(nèi)容用可作為入學新生的專業(yè)教育參考資料,本書以二維碼方式呈現(xiàn),學生用手機掃描二維碼即可獲取學習內(nèi)容。
本次修訂由王玉龍、方英蘭兩位老師合作完成。在編寫本書過程中,得到電子工業(yè)出版社童占梅編審的大力支持與幫助,北方工業(yè)大學吳樂明老師完成了本書的校對與錄入工作,在此對她們表示衷心的感謝。此外,還要感謝為本書的前幾版編寫做出貢獻的付曉玲、劉高軍等諸位老師。
教材總是落后于科學發(fā)展的現(xiàn)實,在本次修訂中,難免出現(xiàn)錯誤或不妥之處,懇請廣大讀者提出寶貴的意見。
編著者