大學(xué)計(jì)算機(jī)：計(jì)算、構(gòu)造與設(shè)計(jì)（第2版）

大學(xué)計(jì)算機(jī)——計(jì)算、構(gòu)造與設(shè)計(jì)（第2版）第1章引論1 1.1走進(jìn)計(jì)算機(jī)1 1.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成2 1.1.2主機(jī)與主機(jī)板4 1.1.3計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)11 1.2圖靈機(jī)模型與計(jì)算問題12 1.2.1圖靈機(jī)模型12 1.2.2圖靈機(jī)構(gòu)造示例16 1.2.3計(jì)算與可計(jì)算性理論18 1.3計(jì)算工具的發(fā)展與啟示21 1.3.1電子計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展21 1.3.2微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展23 1.3.3未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展24 1.4基于計(jì)算機(jī)的問題求解26 1.4.1需求分析與模型建立27 1.4.2模塊設(shè)計(jì)28 1.4.3程序編碼與調(diào)試29 1.4.4系統(tǒng)測(cè)試31 1.5計(jì)算機(jī)科學(xué)研究前沿技術(shù)簡(jiǎn)介32 1.5.1高性能計(jì)算32 1.5.2普適計(jì)算34 1.5.3云計(jì)算35 1.5.4人工智能35 1.5.5物聯(lián)網(wǎng)36 習(xí)題37 第2章信息的表示編碼39 2.1計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制39大學(xué)計(jì)算機(jī)——計(jì)算、構(gòu)造與設(shè)計(jì)（第2版）目錄2.2計(jì)算機(jī)中的信息表示與編碼42 2.2.1什么是信息42 2.2.2數(shù)值信息表示43 2.2.3文字信息表示45 2.2.4聲音信息的表示48 2.2.5圖像信息的表示51 2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)制53 2.3.1常用記數(shù)制53 2.3.2各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換55  2.4二進(jìn)制數(shù)的表示和運(yùn)算58 2.4.1二進(jìn)制數(shù)的表示58 2.4.2二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算61 2.4.3機(jī)器數(shù)的表示和運(yùn)算63 2.5計(jì)算機(jī)中信息處理的一般過程67 2.5.1信息采集67 2.5.2信息表示和壓縮68 2.5.3信息存儲(chǔ)和組織68 2.5.4信息的傳輸69 2.5.5信息檢索70 習(xí)題70 第3章系統(tǒng)軟硬件構(gòu)造72 3.1邏輯代數(shù)基礎(chǔ)72 3.1.1關(guān)于邏輯73 3.1.2基本邏輯運(yùn)算75 3.1.3其他邏輯運(yùn)算77 3.2邏輯電路78 3.2.1基本邏輯門78 3.2.2其他常用邏輯門80 3.2.3觸發(fā)器81 3.2.4加法器84 3.3馮·諾依曼結(jié)構(gòu)86 3.3.1程序和指令86 3.3.2馮·諾依曼計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)87 3.4馮·諾依曼計(jì)算機(jī)基本原理88 3.4.1指令的執(zhí)行過程88 3.4.2微型計(jì)算機(jī)的一般工作過程91 3.4.3圖靈機(jī)與計(jì)算機(jī)94 3.4.4馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的局限性98 3.4.5哈佛結(jié)構(gòu)99  3.5操作系統(tǒng)100 3.5.1操作系統(tǒng)概述100 3.5.2處理器管理103 3.5.3存儲(chǔ)器管理108 3.5.4文件管理111 3.5.5其他功能115 習(xí)題117 第4章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用119 4.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)119 4.1.1概述119 4.1.2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議126 4.1.3網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式130 4.2因特網(wǎng)135 4.2.1因特網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)135 4.2.2常見的因特網(wǎng)應(yīng)用148 4.3局域網(wǎng)156 4.3.1局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)156 4.3.2局域網(wǎng)設(shè)備157 4.4網(wǎng)絡(luò)安全159 4.4.1網(wǎng)絡(luò)安全概念159 4.4.2密碼學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用162 4.4.3網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)172 習(xí)題175 第5章C程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)178 5.1程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)178 5.1.1什么是程序設(shè)計(jì)178 5.1.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言179 5.1.3程序的編譯181 5.1.4Ｃ程序基本結(jié)構(gòu)182 5.2使用Eclipse和Visual Studio編譯C程序183 5.2.1使用Eclipse編譯C程序183 5.2.2使用Visual Studio編譯C程序186 5.3輸入和輸出函數(shù)189 5.4C程序的基本要素190 5.4.1C語(yǔ)言字符集、標(biāo)識(shí)符和詞匯190 5.4.2注釋191 5.4.3C源程序結(jié)構(gòu)191 5.5數(shù)據(jù)類型192 5.5.1常量194 5.5.2變量198 5.5.3類型修飾符199 5.6運(yùn)算符和表達(dá)式199 5.6.1算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式200 5.6.2關(guān)系運(yùn)算符和關(guān)系表達(dá)式200 5.6.3邏輯運(yùn)算符和邏輯表達(dá)式201 5.6.4賦值運(yùn)算符和賦值表達(dá)式201 5.6.5自增運(yùn)算符和自減運(yùn)算符202 5.6.6問號(hào)表達(dá)式和逗號(hào)表達(dá)式203 5.6.7位運(yùn)算表達(dá)式204 5.6.8表達(dá)式中各運(yùn)算符的運(yùn)算順序207 5.6.9不同類型數(shù)據(jù)之間的混合算術(shù)運(yùn)算209 5.6.10typedef語(yǔ)句210 5.6.11運(yùn)算符與表達(dá)式例題211 5.7控制結(jié)構(gòu)215 5.7.1順序結(jié)構(gòu)215 5.7.2選擇結(jié)構(gòu)215 5.7.3循環(huán)結(jié)構(gòu)216 5.7.4其他控制轉(zhuǎn)移語(yǔ)句218 5.7.5控制結(jié)構(gòu)例題221 5.8應(yīng)用示例226 習(xí)題230 第6章數(shù)組、函數(shù)和指針232 6.1數(shù)組232 6.1.1一維數(shù)組233 6.1.2二維數(shù)組235 6.1.3多維數(shù)組236 6.2字符型數(shù)組和字符串處理庫(kù)函數(shù)237 6.2.1字符型數(shù)組的定義和初始化237 6.2.2字符串的輸入與輸出238 6.2.3字符串處理庫(kù)函數(shù)239 6.3結(jié)構(gòu)體類型241 6.3.1結(jié)構(gòu)體類型的定義243 6.3.2結(jié)構(gòu)體類型變量的使用243 6.3.3數(shù)組和結(jié)構(gòu)體244 6.4數(shù)組應(yīng)用示例245 6.5函數(shù)251 6.5.1函數(shù)的定義252 6.5.2函數(shù)的調(diào)用253 6.5.3函數(shù)原型255 6.5.4函數(shù)間的參數(shù)傳遞255 6.5.5局部變量和全局變量257 6.5.6遞歸函數(shù)258 6.5.7帶參數(shù)的main函數(shù)261 6.5.8C語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)262 6.6變量的存儲(chǔ)類別262 6.6.1自動(dòng)變量262 6.6.2靜態(tài)變量263 6.6.3寄存器變量264 6.6.4外部變量264 6.6.5多源程序文件程序中的全局變量說明264 6.7函數(shù)應(yīng)用示例266 6.8地址與指針268 6.8.1地址268 6.8.2指針269 6.9指針運(yùn)算270 6.9.1和&運(yùn)算符270 6.9.2指針變量算術(shù)運(yùn)算272 6.9.3指針變量比較運(yùn)算273 6.9.4指針變量下標(biāo)運(yùn)算273 6.10指針與數(shù)組273 6.10.1指向數(shù)組的指針273 6.10.2指向多維數(shù)組的指針277 6.10.3指針數(shù)組278 6.11指針與函數(shù)280 6.11.1指針作為函數(shù)的參數(shù)280 6.11.2返回指針的函數(shù)281 6.11.3指向函數(shù)的指針282 6.12動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配283 6.13指向指針的指針285 6.14結(jié)構(gòu)體與指針287 6.15指針的初始化287 6.16void和const類型的指針288 6.17指針應(yīng)用示例289 6.18預(yù)處理命令292 6.18.1無(wú)參數(shù)宏292 6.18.2帶參宏定義294 6.18.3文件包含295 6.18.4條件編譯295 習(xí)題296 第7章算法分析與設(shè)計(jì)301 7.1算法的基本概念301 7.2算法的描述方法302 7.2.1算法的自然語(yǔ)言描述303 7.2.2算法的偽代碼描述303 7.2.3算法的流程圖描述304 7.3算法的復(fù)雜性評(píng)價(jià)306 7.3.1算法的時(shí)間復(fù)雜度306 7.3.2算法的空間復(fù)雜度307 7.4查找算法307 7.4.1順序查找308 7.4.2折半查找309 7.5排序算法310 7.5.1冒泡排序311 7.5.2選擇排序313 7.5.3快速排序314 7.6常用算法簡(jiǎn)介317 7.6.1遞歸與分治317 7.6.2動(dòng)態(tài)規(guī)劃318 7.6.3貪心算法321 7.6.4回溯法323 習(xí)題324 第8章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)326 8.1數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)326 8.1.1數(shù)據(jù)326 8.1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)327 8.2線性表330 8.2.1線性表的邏輯結(jié)構(gòu)及運(yùn)算330 8.2.2順序線性表331 8.2.3鏈表338 8.3棧和隊(duì)列347 8.3.1棧347 8.3.2隊(duì)列352 8.4圖和樹359 8.4.1圖的基本概念359 8.4.2帶權(quán)圖和最短路徑361 8.4.3樹的基本概念364 8.4.4二叉樹366 8.4.5樹的遍歷367 習(xí)題368 附錄A常用外設(shè)及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序369 A.1輸入設(shè)備369 A.1.1鍵盤369 A.1.2鼠標(biāo)370 A.2輸出設(shè)備371 A.2.1顯示器371 A.2.2打印機(jī)372 A.3設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序373 A.3.1設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的一般概念373 A.3.2硬件設(shè)備的“即插即用”概念374附錄B標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼表及控制符號(hào)376 附錄C聲音和圖像信息的數(shù)字化378 C.1聲音信息的數(shù)字化378 C.1.1聲音的基本參數(shù)378 C.1.2聲音信號(hào)的數(shù)字化379 C.2圖像信息的數(shù)字化380 C.2.1圖像的數(shù)字化380 C.2.2圖像的主要性能參數(shù)381 參考文獻(xiàn)382