1-计算机科学导论-概述
计算机科学导论-概述 ppt课件
程序（存储在存储器中）
输入 8,12,22,3
输3,出8,12,22
冯•诺依曼模型（John Von Neumann1903－1957）
现代计算机都是基于冯•诺依曼模型
1. 4个子系统 2. 程序存储 3. 指令顺序执行
计算机硬件 计算机软件
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计算机概述——计算机系统分层结构
通信
程序
网络，多台计算机联接在一起，实现信息交换和资 源共享
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《计算机科学导论》教材
教材 《计算机科学导论》 机械工业出版社 刘艺等译 参考书：
➢ 计算机科学导论，王玲，宋斌编著，清华大学出版社， 2008
➢ 计算机科学导论（第2版），瞿中 等编著，清华大学 出版社， 2007
➢ 计算机科学导论（第7版）（影印版），布鲁克希尔 著，清华大学出版社 ，2004
第10讲：数据库
（第14章）
第11讲：人工智能与计算理论 （第17，18章）
学习建议
内容多，用系统的思想学习，掌握基本概念、 基本原理、基本操作；
听讲与自学相结合，可以快速浏览几本书，有 针对性的上网查阅或图书查阅；
多上机，多实践，提高动手能力
本讲内容
1.1．计算机系统分层结构 1.2．计算机的发展历史 1.3．计算机的分类 1.4．计算机应用
计算机科学导论
第一讲 概述
课程简介
《计算机科学导论》是计算机类各专业全程教学内容的导 引课程，介绍计算机硬件、软件、数据组织和计算理论等方面的 内容，包括编码及计算机体系结构的基本原理、操作系统、计算 机网络、算法、程序设计语言、数据结构和数据库、人工智能以 及计算理论等专业知识的知识点以及与信息技术有关的社会人文 等知识，力求使学生对计算机科学有比较全面的了解。与此同时， 使读者对后续课程的学习有一个概括的了解，为今后的学习打下 良好的基础。
第1章 概述-计算机科学导论(第5版)-瞿中-清华大学出版社
➢ 数的概念及记数方式的诞生 ➢ 古埃及数学及记数体系 古印度数学及记数体系
1.2 计算机的产生和发展阶段
➢ 计算机的产生和发展不是一蹴而就的，而是经历了漫 长的历史过程。在这个过程中，科学家们经过艰难的 探索，发明了各种各样的“计算机”，这些“计算机” 顺应了当时历史的发展，发挥了巨大的作用，推动了 社会的进步，也推动了计算机技术的发展。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 19世纪末，赫尔曼•霍列 瑞斯(Herman Hollerith： 1860-1929)首先用穿孔 卡完成了第一次大规模数 据处理。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 托马斯•约翰•沃森(Thmoas J.Watson，1874~1956)和 IBM
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 英国数学家布尔(G.Boole： 1815-1864年)
➢ 第一部著作《逻辑的数学分析》 ➢ 1854年，已经担任柯克大学教授
的布尔再次出版《思维规律的研 究—逻辑与概率的数学理论基础》 ➢ 凭借这两部著作，布尔建立了一 门新的数学学科—布尔代数
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
机械计算机 ➢ 德国著名数学家戈特弗里德•
威廉•莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz：16461716年)将帕斯卡的“加法器” 扩大为乘除运算 ➢ 1700年左右，莱布尼茨从中 国“易图”(八卦)里受到启发， 悟出了二进制数之真谛
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
提花机
➢ 小托马斯·沃森（Thomas Watson Jr.，1914~1993）
计算机科学导论01
值语句后x的内容即为3 x=y+z为上述两个表达式的组合，意思是将y+z的值赋给x
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2.1 初窥高级语言——函数调用语句
函数调用语句由函数名、实际参数组成。其一般形式为： 函数名(实际参数表)。如果该函数有返回值，则调用函数后 返回该值。
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1.4 计算机系统的层次
软件层包括由汇编以及高级语言（C/C++，Java，Python 等）等开发出的应用程序。对通用型计算机而言，功能的实现需 要软硬件的无缝配合。要使硬件CPU发挥计算功能，需要控制指 令来完成。
每一条指令指示了某一些硬件进行运作，比如“将3加上5存 入主存储器的1000号地址单元”，该指令将让运算器做3加5的计算， 并存入到主存储器的1000号地址中。
计算机科学导论-计算机基础
第一节 从一个程序谈起 探索黑匣子之计算机硬件 探索黑匣子之计算机软件 探索黑匣子之操作系统 计算机系统的层次
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第一节 从一个程序谈起 探索黑匣子之计算机硬件 探索黑匣子之计算机软件 探索黑匣子之操作系统 计算机系统的层次
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引言：什么是程序？
对于普通的计算机使用者，程序就像是一个黑匣子。当 程序的黑匣子获得一个输入，它就按照事先定义好的变换规 则，对输入进行变换以得到结果并输出。
因此，计算机结构中，还需要一个层次来衔接软件与硬 件、控制硬件工作、为软件提供服务等。这个特殊的层次就 是操作系统。
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1.3 探索黑匣子之操作系统
有了存储器、中央处理器等硬件，结合控制这些硬件的程 序语言，计算机就能够工作了。
计算机导论大一知识点整理
计算机导论大一知识点整理一、知识概述《计算机导论大一知识点》①基本定义：计算机导论就是计算机科学的一个入门课程，它让刚接触计算机专业的学生对计算机这个大概念有个初步全面的认识。
就像给你一把钥匙，打开计算机这个神秘大屋子的门。
②重要程度：在计算机学科里，那可是基础中的基础。
就好比盖大楼打地基一样，这个学好了，后面深入学习如数据结构、操作系统啥的就轻松点儿。
③前置知识：说实话不需要多少前置知识，有点数学和逻辑思维就够了。
比如知道简单的数学运算和基本的逻辑判断就像如果A成立，那么做B这种。
④应用价值：在现实生活中，你明白了计算机导论，就知道为啥电脑能运行软件，为啥网上购物这么方便这些和计算机相关的事儿了。
二、知识体系①知识图谱：它在整个计算机学科知识体系里处于最前端，是个大框架。
②关联知识：和计算机硬件、软件、网络等很多知识点都有关联。
硬件就像人的身体器官，软件就是灵魂，网络像是人与人沟通的渠道，都离不开计算机导论的基本概念。
③重难点分析：- 掌握难度：对于大一新生来说，概念太多，觉得很抽象是难点。
比如位、字节这些概念。
- 关键点：理解基本的计算机系统组成和各个部分的功能和联系。
④考点分析：- 在考试中的重要性：是基础，占比不小。
- 考查方式：选择题、填空题考查概念，简答题考查对系统运行的理解。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：- 计算机系统：简单说就是硬件和软件的组合体。
硬件就是那些能看到摸到的东西，像电脑机箱、显示器等。
软件就是程序，像操作系统、各种办公软件。
就好比一个人，硬件是身体，软件是人的思维思想。
②特征分析：- 计算机硬件：具备电子性、数字性等。
电子性就意味着靠电来运行，像电脑没电就无法工作。
数字性就说计算机硬件处理的都是数字信息，例如0和1这些二进制数字。
- 计算机软件：具有不可见性和逻辑性。
不可见性就是你看不到软件长啥样，逻辑性就是软件运行的逻辑得遵循一定的规则。
③分类说明：- 硬件分类：按功能有输入设备（如鼠标、键盘，用来输入信息到计算机）、输出设备（显示器、打印机把计算机的处理结果显示打印出来）、中央处理器（CPU，计算机的大脑，处理数据特别快）、存储设备（硬盘、内存，用来存储数据的地方）。
大一计算机导论知识点
大一计算机导论知识点计算机导论是大一学生必修的一门专业课程，旨在介绍计算机科学与技术领域的基本概念和基础知识。
本文将从计算机硬件与软件、计算机网络、数据表示与存储以及算法与程序设计等方面介绍大一计算机导论的主要知识点。
一、计算机硬件与软件1. 计算机硬件的组成：主板、中央处理器、内存、硬盘等。
2. 计算机的工作原理：输入、处理、输出。
3. 计算机软件的分类：系统软件和应用软件。
4. 操作系统的作用和功能：资源管理、文件管理、用户接口等。
二、计算机网络5. 计算机网络的定义和分类：局域网、广域网、互联网等。
6. 网络的拓扑结构：总线型、星型、环型等。
7. IP地址和域名的作用与区别：用于定位网络上的设备和服务。
8. 网络协议和通信规则：TCP/IP协议、HTTP协议等。
9. 常用网络服务：电子邮件、网页浏览、文件传输等。
三、数据表示与存储10. 二进制数的表示与转换：数值的计算和逻辑运算。
11. 字符编码：ASCII码和Unicode码。
12. 存储器的层次结构：寄存器、高速缓存、内存、硬盘等。
13. 数据压缩与加密：提高存储和传输效率，保护数据安全。
四、算法与程序设计14. 算法的定义和特性：有限性、确定性、有效性、输入输出等。
15. 算法的表示方法：伪代码、流程图等。
16. 常见算法的思想：贪心算法、分治算法、动态规划等。
17. 程序设计语言和编译执行过程：C、Java等主流编程语言。
18. 程序的开发过程：需求分析、设计、编码和测试等。
总结：通过学习大一计算机导论，我们可以了解计算机的基本原理和工作方式，掌握计算机网络的基本概念和通信规则，了解数据的表示与存储方式，学习算法和程序设计的基本知识。
这些知识将为我们今后深入学习计算机科学与技术打下坚实的基础。
【本文所述的知识点，仅作为大一计算机导论的基础内容介绍，具体课程内容以教材为准。
】。
计算机科学导论
计算机科学导论计算机科学作为一门研究计算机系统、算法、数据处理和程序设计的学科，已经成为现代社会不可或缺的重要领域。
本文将介绍计算机科学的基础知识，包括计算机的发展历史、数据结构、算法设计等方面的内容。
计算机的发展历史计算机的发展可以追溯到古代的算盘和阿拉伯数字的发明，但现代计算机的起源可以追溯到二十世纪上半叶的电子计算机。
第一台电子计算机是由美国的ENIAC团队于1946年研制成功的。
随后，计算机技术迅速发展，从大型的主机系统到个人电脑，再到今天的移动设备和云计算系统，计算机已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
数据结构在计算机科学中，数据结构是指数据对象之间的关系。
常用的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树和图等。
数据结构的选择会影响到程序的性能和复杂度。
例如，合适的数据结构可以提高数据的访问效率和处理速度，而不当的选择可能导致程序运行时间增加和资源占用过多。
算法设计算法是解决问题的一种方法和步骤。
在计算机科学中，算法设计是指设计并实现有效的算法来解决各种问题。
算法的好坏影响着程序的运行效率和性能。
常见的算法设计技术包括贪心算法、分治算法、动态规划和回溯算法等，不同的问题需要选择合适的算法来解决。
计算机科学的应用领域计算机科学广泛应用于各个领域，如人工智能、计算机网络、数据库系统、软件工程等。
人工智能是计算机科学中的一个重要分支，它研究如何使计算机系统能够模拟人类智能的行为。
计算机网络是指将多台计算机通过通信设备连接起来，使它们之间可以相互传输数据和共享资源。
数据库系统是一种管理和存储大量数据的系统，软件工程则是关于如何有效地开发和维护软件系统的学科。
结语计算机科学作为一门复杂且不断发展的学科，为我们提供了解决问题的有效手段和方法。
通过了解计算机的基本原理和相关知识，我们可以更好地理解计算机科学的重要性，并在日常生活和工作中充分利用计算机技术。
希望本文能够帮助读者对计算机科学有更深入的理解。
计算机科学导论和计算机科学概论
计算机科学导论和计算机科学概论一、计算机科学导论1. 什么是计算机科学导论计算机科学导论是一门介绍计算机科学基本概念和原理的课程，旨在使学生对计算机科学有一个基本的了解。
它涉及到计算机科学的基本概念、发展历史、核心技术以及相关的伦理和社会问题。
2. 计算机科学导论的学习内容计算机科学导论的学习内容包括计算机系统的基本组成、计算机网络原理、操作系统的功能与原理、软件工程基础知识、数据结构与算法、数据库原理与技术、计算机组成原理等等。
通过这些学习内容，学生可以对计算机科学的基本知识有一个系统的了解。
3. 计算机科学导论的重要性计算机科学导论是计算机专业的入门课程，它为后续学习打下了坚实的基础。
通过学习计算机科学导论，学生可以对计算机领域有一个整体的认识，为以后的深入学习和研究奠定了基础。
计算机科学导论还可以帮助学生养成系统性思维和问题解决能力。
二、计算机科学概论1. 计算机科学概论的定义计算机科学概论是一门介绍计算机科学发展及相关技术应用的课程，旨在使学生对计算机科学有一个整体的认识。
它包括了计算机科学的发展历史、核心技术及其应用领域、未来发展趋势等内容。
2. 计算机科学概论的学习内容计算机科学概论的学习内容包括计算机科学的发展历程、计算机科学的基本理论、计算机科学的应用技术、计算机科学的未来发展趋势等内容。
通过这些学习内容，学生可以对计算机科学有一个更加全面的认识，了解计算机科学在不同领域的应用。
3. 计算机科学概论的重要性计算机科学概论是一门综合性强的课程，它不仅可以帮助学生了解计算机科学的基本概念和原理，还可以帮助学生了解计算机科学的发展趋势和应用领域。
通过学习计算机科学概论，学生可以更好地把握计算机科学的脉络，为将来在计算机科学领域的研究和发展奠定基础。
总结计算机科学导论和计算机科学概论是计算机专业的基础课程，它们为学生对计算机科学的整体认识和系统学习打下了坚实的基础。
通过学习这两门课程，学生可以对计算机科学有一个全面而深入的了解，为以后的学习和研究打下了基础。
计算机科学导论 综述
摘要：计算机科学与技术不仅是一门学科与技术，特别是internet 出现和广泛应用，它已经形成新型的人类社会的IT生态环境，全球的新型的文明形式。
文中讨论了科学及其发展方向，并具体阐述了计算机部分分支的发展方向，并概括了学习计算机的方法。
关键词：冯•诺依曼数据程序算法信息操作系统引言计算机使当代社会的经济、政治、军事、科研、教育、服务等方面在概念和技术上发生了革命性的变化，对人类社会的进步已经并还将产生极为深刻的影响。
目前，计算机是世界各发达国家激烈竞争的科学技术领域之一。
随着信息时代的到来，计算机逐渐成为技术及科学领域的核心。
随着计算机的普及，其应用领域逐渐广泛，深刻影响着我们的学习，工作及生活。
因而，计算机的学习与我们的生活息息相关。
经过学习，我对计算机方面的知识有了初步的了解1计算机发展史基于冯·诺依曼模式的计算机 1950年以后出现的计算机差不多都是基于冯·诺依曼模式。
虽然计算机变得速度更快，体积更小，价格更便宜，但原理却基本上是相同的。
历史学家把这一时期划分为几代，每一代计算机的改变主要体现在硬件或软件上。
第一代计算机以商用计算机的出现为主要特征。
这以时期的计算机只有专家们才能使用。
它们被锁在房子里，限制作者和计算机专家以外的人进入。
计算机体积庞大，且使用真空管作为电子开关。
第二代计算机用晶体管代替真空管。
这既减少了计算机的体积，也节省了开支，从而小型企业也可以负担的起。
FORTRAN和COBOL两种高级计算机程序设计语言的发明使用使得编程更加容易。
第三代计算机。
集成电路（晶体管、导线以及其它部件坐在一块单芯片上）的发明更加减少里计算机的体积。
小型计算机出现在市场上。
小公司也可以买到需要的软件包，而不用自己编写程序。
一个新的工业，软件工业就此诞生了。
第四代计算机出现了微型计算机。
第一台桌面计算机出现在1975年。
电子工业的发展允许将整个计算机子系统做在单块电路板上。
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学习建议
内容多，用系统的思想学习，掌握基本概念、 基本原理、基本操作； 听讲与自学相结合，可以快速浏览几本书，有 针对性的上网查阅或图书查阅； 多上机，多实践，提高动手能力
IBM PC（Personal Computer)
计算机概述——计算机的分类
计算机的分类：
根据体积大小、计算速度、处理能力、价格等特性来分类。
巨型计算机 (Supercomputer ) 大型计算机 (Mainframe computer ) 小型计算机 (Minicomputer) 微型计算机 (Microcomputer)
计算机的分类 —— 微型计算机 计算机的分类 —— 微型计算机
桌面型计算机
笔记本式计算机：膝上型计算机
计算机的分类 —— 微型计算机 计算机的分类 —— 微型计算机
个人数字助理 (Personal
digital assistant )
掌上型计算机
计算机无处不在
计算机概述——计算机应用
辅助教学（CAI）
Computer-assisted instruction
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通过教师、学生与计算机系统 的对话，实现教学的技术。
远程教育
远程健康护理
网络交易
网上购物
计算机的应用 （续）
数值计算
气象预报由 什么工具来 计算？
计算机改变了一些学 科传统的研究方法， 促成了计算力学、计 算物理、计算化学、 生物控制论等新学科 的出现。
本讲内容
1.1．计算机系统分层结构
1.2．计算机的发展历史
1.3．计算机的分类
1.4．计算机应用
什么是计算机科学（Computer Science）
Computer science is the study of the theory, design, implementation, and performance of computer software and computer systems, including the study of computability and
早期最重要的计算工具是算盘 (abacus)
计算工具最重要的发展是帕斯卡机械计算 机 ，也称“Pascaline”，1642由法国数 学家 Blaise Pascal发明。可对所以数字 做加减法运算。
莱布尼兹与 改进的Pascaline， 1672
德国数学家莱布尼兹 1672年对“Pascaline”进 行了改进，可进行四则运算和开方。称之为莱布 尼兹轮。
器件为晶体管和集成电路混合的。
IBM360的贡献在于通用化、标准化、系列化。
可用于科学计算、商业数据处理。 内部硬件和其它设置可适应多方面的应用。 同一程序可在机器语言一级上在不同的计算机 上执行。 IBM360有大、中、小三大类六个型号。
从IBM360开始有了计算机兼容的概念。
初步掌握计算机科学的基本概念和术语、操作系统 的功能、数据结构和数据库的基本概念和相关技术、
计算机基本应用技能等。
课程安排
讲授内容 第1讲：概论 第2讲：数据和数的表示 第3讲：计算机硬件 第4讲：计算机操作系统 第5讲：数据结构与算法 第6讲：计算机网络 第7讲：软件工程 第8讲：计算机程序设计基础 第9讲：计算机信息系统安全 第10讲：数据库 第11讲：人工智能与计算理论
编程: 通过插孔和开关实现 速度: 5,000 次/秒
输入/输出: 卡片, 指示灯, 开关, 插孔
空间:1,000 平方英尺
EDVAC, 1950与UNIVAC, 1951
EDVAC (Electronic Discrete
Variable Automatic Computer )
是第一台存储程序的计算机， 基于冯•诺依曼思想，诞生于
巴贝奇与 差分引擎，1823
1823年, 设 计了一台自 动的机械计 算器，也称
差分引擎 “ (Differen
ce Engine )”。
1833, 又开始设计可编程的自动 机械数字计算机，也称分析引擎
“ (Analytical Engine )”。
霍列瑞斯与卡片穿孔制表机，1890
计算机系统发展的重要一 步是1890年制表机的发明。 由霍列瑞斯发明，首次用 于全美的人口普查。
应用
由原始事实和图像等各种信息组成 通过指令完成计算和数据管理 硬件
管理计算机资源 在不同领域充分利用计算机的能力 由物理元器件构成
操作 系统
数据 信息
计算机基础——计算机的发展历史
机械计算器时期 (1930以前)
帕斯卡与机械计算机 Pascaline， 1642 莱布尼兹与 改进的Pascaline，1672 巴贝奇与 差分引擎，1823 霍列瑞斯与卡片穿孔制表机，1890
计算机对无人驾 驶飞机做实时控制
计算机的应用 （续）
辅助工程
辅助设计（CAD） Computer Aided Design
CAD能将设计方案转化为 图纸，并能对设计方案进行 分析、测试和优化。
计算机的应用 （续） 辅助制造（CAM）
Computer Aided Manufacturinge
1896年，霍列瑞斯组织了 International Business Machines (IBM)。 该组织后来在计算机发展 中发挥了重要的作用。
图灵与图灵机、巨人计算机 Colossus， 1943
1943年，图灵设计了 “Colossus”
(巨人计算机)，主要用于第二次世
界大战破译德国的密码。
计算机的分类——巨型计算机
最快速的、最昂贵的计算机，每秒能处理一万亿多条 指令。
巨型计算机的典型应用包括世界范围的天气预报、 核爆炸的仿真等。
计算机的分类——巨型计算机
计算机的分类——大型计算机
大型的、快速的、 昂贵的计算机，一般用
来为商业或政府机构提
供中心存储处理或大量
数据的管理。
计算机的分类——大型计算机
1950年。
UNIVAC (Universal Automatic Computer ), 第一 台商业计算机，1951年由 莫奇利与埃克特设计制造。
冯•诺依曼与IAS, 1952
冯•诺依曼的 IAS 计算机诞生于 1952。
计算机概述——计算机的发展历史
1 电子管时代（从ENIAC诞生到50年代后期） 2 晶体管时代（50年代中期到60年代中期）
传统且主流的 研究方向
计算机科学涉及的主要领域：
数值和符号计算 体系结构 操作系统 数据结构和算法 程序设计 软件工程 数据库和信息检索 人工智能和计算理论
什么是计算机
计算机是数据处理器，它根据事先存储在存储器中的一组 指令的要求，接收输入的数据、处理数据、 存储数据并且 输出数据。
3 集成电路时代（60年代中期到70年代前期）
4 大规模集成电路时代（70年代初到80年代初） 5 超大规模集成电路时代（80年代以后） 6 生物神经网络时代（人工智能）
晶体管
电子管 集成电路
超大规模 集成电路
计算机的发展历史
第一台通用计算机
国际商用机器公司耗资50亿美元历时5年的IBM360系统计算 机于1964年问世。
图灵在1936年发表的论文中，
提出了一种计算机抽象模型，
利用这种计算机可用一些简单 的机械动作实现推理。这种计 算机也称“图灵机”。
莫奇利、埃克特与 ENIAC, 1946
第一台电子计算机， Electronic Numerical Integrator And Calculator
(ENIAC), 诞生于1946年，由莫奇利与埃克特设计。
计算机科学导论
第一讲 概述
课程简介
《计算机科学导论》是计算机类各专业全程教学内容的导
引课程，介绍计算机硬件、软件、数据组织和计算理论等方面的 内容，包括编码及计算机体系结构的基本原理、操作系统、计算 机网络、算法、程序设计语言、数据结构和数据库、人工智能以 及计算理论等专业知识的知识点以及与信息技术有关的社会人文
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IBM 360 系列机
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IBM 360/20
计算机的发展历史
第一台微型计算机
Intel公司于1971年开发Intel4004微处理器，在3毫米 ×4毫米的大规模集成电路芯片上有2250个晶体管，每秒 运算速度6万次。
第一台基于Intel微处理器的微型计算机有以下说法：
Intel公司的MCS-4（1971年） 约翰· 布兰肯贝克的Kenbak 1（1971年） 加拿大自动电器系统公司推出商用电脑(有显示屏、 键盘、CPU（1972年） 法国Micral公司的Micral（1973年，首次在广告中 使用了Microcomputer一词）
等知识，力求使学生对计算机科学有比较全面的了解。与此同时，
使读者对后续课程的学习有一个概括的了解，为今后的学习打下 良好的基础。
《计算机科学导论》教材
教材
《计算机科学导论》 机械工业出版社
参考书： 计算机科学导论，王玲，宋斌编著，清华大学出版
刘艺等译
社，2008
计算机科学导论（第2版），瞿中 等编著，清华大
学出版社， 2007
计算机科学导论（第7版）（影印版），布鲁克希尔
著，清华大学出版社 ，2004