第4版前言 本书第1版出版于2004年9月，经过第2版和第3版的修订，发行已超过10万册。在使用过程中得到许多学校老师和同学们的肯定，取得了良好的教学效果。为能及时反映计算机领域的最新进展，保持教材内容的新颖性，我们对第3版进行了认真的修改和完善，形成了现在的第4版。 第3版出版以来的5年间，万维网的发明人蒂姆·伯纳斯·李和有“深度学习三巨头”之称的约书亚·本吉奥、杰弗里·辛顿、杨乐昆等科学家获得图灵奖。计算机技术又有了新的重大发展： 世界上运算速度最快的超级计算机的运算速度已达到20亿亿次每秒； 在高性能计算、大数据和高效算法的驱动下，人工智能快速发展并得到广泛应用，计算机视觉、语音识别、机器翻译、无人驾驶汽车、智能机器人等领域出现了一大批实用化产品； 网络安全威胁与网络安全技术产品继续进行着你来我往的博弈； 上网人数再创新高、互联网应用进一步向各行各业拓展； 等等。第4版对这些新的发展变化进行了介绍。同时对一些相对陈旧的内容进行了删减，对文字叙述做了进一步的加工和润色。 与第3版比较，第4版增加了一章内容介绍人工智能的发展与应用； 程序设计的介绍改为Python语言程序设计； 把计算机学科方法论一章的内容进行简化后以拓展阅读的形式出现； 计算机领域的著名公司、科学家、学术组织、奖项等内容由第1章分散到各章作为拓展阅读材料。第4版仍保持9章的内容，分别是计算机发展简史、计算机专业知识体系、 计算机基础知识、操作系统与网络知识、程序设计知识、软件开发知识、计算机系统安全知识、人工智能知识和计算机领域的典型问题。从第1版开始，我们编写计算机导论教材一直追求的目标是体现广、浅、新、易、趣、思6个字的特点，即知识面广、层次浅显、内容新颖、通俗易懂、激发兴趣、引导思考，现在的第4版朝这个目标又前进了一步。 对于教师： 第4版保持了前3个版本的特色，仍然定位在对计算机专业知识做一个绪论性的介绍，不求深度优先，但求广度优先。主要目的在于让学生对计算机的历史发展、知识体系及学习（研究）方法有一个总体性的了解，积累计算机概念，培养计算思维，激发学生的学习兴趣和学习主动性。教师讲授时应以提高兴趣、总体了解为主，适当掌握介绍内容的深度。每章除习题外，还设置了思考题，习题主要是帮助学生掌握每章的基本内容，思考题主要是引导学生进一步阅读有关文献，对一些问题进行较为深入的思考。教师可选部分或全部习题留给学生做，并对思考题给予适当的引导启发。 对于学生： 该书内容比较全面，涉及的知识点比较多，由于篇幅限制，每部分内容的介绍相对简略。学生可以根据自己的兴趣点，（在教师的指导下）自己借助图书馆、互联网找一些相关文献资料做进一步的阅读、学习和深入思考。争取做到，在对整个专业知识体系有基本了解的基础上，在某些方面有较深入的理解和思考。对于习题，要在理解书中内容的基础上去做，对于思考题，应在进一步阅读有关文献的基础上去思考。 为便于教师和学生使用该书，我们制作了配套的电子课件，主要知识点录制了教学视频。电子课件中配有大量的图片，使内容的介绍更为形象和生动。 第4版是在第3版的基础上修订而成的，修订工作由袁方执笔完成。 本书的编写与修订参考了大量的书籍、报刊，并参考了互联网上部分有价值的材料。为此，我们向有关的作者、编者、译者和网站表示衷心的感谢。 由于涉及内容非常多，虽然各部分内容都经相关比较熟悉的老师审阅把关，但限于编者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。 编者2020年3月 第3版前言 本书第1版出版于2004年9月，第2版出版于2009年7月，累计发行6万多册。本书得到了许多学校的老师和同学的肯定，在教学中取得了较好的效果。为能及时反映计算机领域的最新进展，保持教材内容的先进性，我们对第2版进行了认真的修改和完善，形成了现在的第3版。 第2版出版以来的5年间，计算机领域又有了很大发展：世界上运算速度最快的巨型计算机已由每秒1.03千万亿次的美国“走鹃”让位给了每秒5.49亿亿次的我国“天河二号”； 第一台现代个人计算机Xerox Alto的设计与实现者查尔斯·萨克尔等5位杰出的计算机科学家成为近几年图灵奖的获得者； 平板电脑、固态硬盘、3D打印、物联网、大数据、WiFi上网等新产品和技术异军突起； IBM新型大型机进入市场、Intel推出新款CPU、微软发布新版操作系统； 新的计算机病毒和新的杀毒工具仍在继续较量； 上网人数再创新高、互联网应用领域进一步拓展； 等等。第3版对这些新的发展变化进行了介绍，同时对一些相对陈旧的内容进行了删减，对文字叙述做了进一步的加工和润色。 与第2版保持一致，第3版共分9章，分别是计算机发展简史、计算机专业知识体系、 计算机基础知识、操作系统与网络知识、程序设计知识、软件开发知识、计算机系统安全知识、计算机领域的典型问题和计算机学科方法论。我们编写计算机导论教材追求的目标一直是体现广、浅、新、易、趣、思等6个字的特点，即知识面广、层次浅显、内容新颖、通俗易懂、激发兴趣、引导思考，现在的第3版朝这个目标又前进了一步。 对于教师： 第3版保持了前两个版本的特色，仍然定位在对计算机专业做绪论性的介绍，不求深度优先，但求广度优先。主要目的在于让学生对计算机的历史发展、知识体系及学习（研究）方法有一个总体的了解，积累计算机概念，培养计算思维，激发学生的学习兴趣和学习主动性。教师讲授时应以提高兴趣、总体了解为主，适当掌握介绍内容的深度。每章除习题外，还设置了思考题。习题主要是帮助学生掌握每章的基本内容，思考题主要是引导学生进一步阅读有关文献，对一些问题进行较为深入的思考。教师可选部分或全部习题留给学生做，并对思考题给予适当的引导和启发。 对于学生： 本书内容比较全面，涉及的知识点比较多，由于篇幅限制，每部分内容的介绍相对简略。学生可以根据自己的兴趣点，（在教师的指导下）自己借助图书馆、互联网找一些相关文献资料做进一步的阅读、学习和深入思考。争取做到，在对整个专业知识体系有基本了解的基础上，在某些方面有较深入一些的理解和思考。对于习题，要在理解书中内容的基础上去做； 对于思考题，应在进一步阅读有关文献的基础上去思考。 为便于教师和学生使用本书，我们制作了配套的电子课件。电子课件中配有大量的图片，使内容的介绍更为形象和生动。 第3版是在第2版的基础上修订而成的。修订工作由袁方执笔完成，王兵（第8章）、李继民（第9章）、张明和王煜（4.1节）、杨晓晖和张斌（4.2节）、王苗和史青宣（5.2～5.3节）、陈昊和陈向阳（6.1节）、李珍（7.6节）、王亮（1.2节）分别参与了相应章节内容的讨论、审阅和校对工作。 本书的编写参考了大量的书籍、报刊，并参考了互联网上部分有价值的材料。为此，我们向有关的作者、编者、译者和网站表示衷心的感谢。 由于涉及内容非常多，虽然各部分内容都经过对相关领域比较熟悉的老师审阅把关，但限于编者水平有限，书中定有不妥之处，敬请读者批评指正。 编者2014年5月 第2版前言 本书第1版出版于2004年9月，在使用过程中得到许多学校的老师和同学的肯定，取得了较好的教学效果。结合近几年的教学实践及计算机科学技术的最新进展，我们在第1版的基础上进行了修改和完善，使全书内容更加翔实和新颖，更加符合IEEECS/ACM的系列计算教程（CC2001~CC2005）及教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制的《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》中对计算机导论课程内容的建议。 我们编写计算机导论教材追求的目标是体现6个字的特点——广、浅、新、易、趣、思。即知识面广，要能包括计算机专业知识体系的各主要方面； 层次浅，每一部分内容的介绍不宜太深入； 内容新，要能反映计算机科学技术在各个领域的最新发展； 通俗易懂，要适合一年级大学生的知识背景和对计算机知识的理解能力； 激发兴趣，通过本课程的学习激发起学生对计算机专业的兴趣； 引导思考，本课程不只是让学生学习一些基本的计算机专业知识，更重要的是引导学生思考一些问题，为学好后续课程奠定基础。 第2版共分9章，主要内容及与第1版的对应关系如下。 第1章计算机发展简史。与第1版的第1章对应，主要是补充了近几年的最新发展及计算机的特点、计算机的应用领域等内容，充实了对各代计算机代表机型的介绍及中国计算机发展简史的介绍。 第2章计算机专业知识体系。与第1版的第3章对应，主要是补充了对核心专业课程及专业基础课程的简要介绍，使学生尽早从总体上了解计算机专业的知识体系构成。 第3章计算机基础知识。与第1版的第2章和4.1节对应，将第1版中4.1节内容融入第2章进行统一介绍，同时对这一部分内容进行了大量的更新和补充，如更新了关于内存储器、外存储器、主板、总线、数据表示的大部分内容，补充了多媒体技术的介绍。使计算机基础知识的介绍更为充实、系统和新颖。 第4章操作系统与网络知识。与第1版的第4章（去掉4.1节）对应。操作系统部分，充实了对UNIX、Linux的介绍，增加了对嵌入式操作系统的介绍； 计算机网络部分，充实了计算机网络、因特网的发展历程和下一代互联网研究的介绍，充实了因特网应用的介绍，增加了网络连接设备和因特网接入方式的介绍。更符合作为导论课程内容的教学要求。 第5章程序设计知识。与第1版的第5章对应，简化了具体程序设计知识和数据结构知识的介绍，充实了对程序设计语言的总体介绍及程序设计风格、算法设计与分析等内容的介绍，更便于学生从总体上了解程序设计语言和数据结构的作用，增强以后学习这些课程的针对性。 第6章软件开发知识。与第1版的第6章对应，数据库部分增加了对数据库的新发展——分布式数据库、XML、数据仓库、数据挖掘等内容的介绍； 软件工程部分充实了对面向对象方法的介绍。使学生更好地了解有关软件开发的新知识。 第7章计算机系统安全知识。新增加的一章，把原来对计算机网络安全的简单介绍扩展成了一章的内容，介绍了目前计算机系统常见的安全威胁及常用的反病毒技术、反黑客技术、防火墙技术、入侵检测技术、数据加密技术、数据认证技术及相应的职业道德问题。使学生尽早具备基本的应对安全威胁的知识和应遵守的职业道德。 第8章计算机领域的典型问题。与第1版的第7章对应。补充了中国邮路、西尔勒中文小屋、生产者—消费者等问题的介绍，并归类为图论问题、算法复杂性问题、计算机智能问题、并发控制问题四大类进行介绍，同时补充了关于机器人、人工智能的不同观点等内容的介绍。 第9章计算机学科方法论。与第1版的第8章对应，对12个核心概念的介绍都给出了相应的实例，各种数学方法的介绍也都有实例支持，使学生更容易理解。 对于教师： 第2版保持了第1版的特色，仍然定位在对计算机专业做一个绪论性的介绍，不求深度优先，但求广度优先。主要目的在于让学生对计算机的历史发展、知识体系及学习（研究）方法有一个总体性的了解，激发学生的学习兴趣和学习主动性，教师讲授时应以提高兴趣、总体了解为主，适当掌握介绍内容的深度。第2版中，每章除习题外，还增加了思考题，习题主要是帮助学生掌握每章的基本内容，思考题主要是引导学生进一步阅读有关文献，对一些问题进行较为深入的思考。教师可选部分或全部习题留给学生做，并对思考题给予适当的引导。 对于学生： 本书内容比较全面，涉及的知识点比较多，由于篇幅限制，每部分内容的介绍相对简略。学生可以根据自己的兴趣点，（在教师的指导下）自己借助图书馆、互联网找一些相关文献资料做进一步的阅读、学习和深入思考。争取做到在对整个专业知识体系有基本了解的基础上，在某些方面有较深入一些的理解和思考。对于习题，要在理解书中内容的基础上去做，对于思考题，应在进一步阅读有关文献的基础上去思考。 第2版是在第1版的基础上修订而成的，修订工作主要由袁方执笔完成，王兵（第8章）、李继民（第9章）、张明和王煜（41节）、蔡红云和张彬（42节）、王苗和史青宣（52～53节）、陈昊（61节）、李珍（76节）、王亮（12节）分别参与了部分章节内容的讨论、审阅和校对工作，王帅和刘海博绘制了书中的插图。 本书的编写参考了大量的书籍和报刊，并参考了互联网上部分有价值的材料。为此，我们向有关的作者、编者、译者和网站表示衷心的感谢。 由于涉及内容非常多，虽然各部分内容都经相关比较熟悉的老师审阅把关，但限于编者水平有限，书中定有不妥之处，敬请读者批评指正。 编者 2009年春节 第1版前言 “计算机导论”是学习计算机专业知识的入门课程，是计算机科学与技术专业（简称计算机专业）完整知识体系的绪论。本书重要作用在于让学生了解计算机专业知识能解决什么问题，作为计算机专业的学生应该学什么，如何学，一名合格的计算机专业大学毕业生应该具备什么样的素质和能力。 本书共分8章，分别讲述如下内容。 第1章计算机发展简史。从1946年第一台数字电子计算机ENIAC诞生至今，电子计算机的发展历史虽然还不到60年，但其发展速度是惊人的，涌现出一批世界知名的科学家、工程师和大公司。了解这些历史知识，无论是日后从事学术研究、技术开发，还是商业运营，都是非常有益的，可以从中吸取成功的经验和创业的启示，从而激发学习兴趣。 第2章计算机基础知识。根据我们的调查，虽然一部分学生在中学学了一点计算机方面的知识，但由于设备、师资、重视程度、学习时间、理解力等方面的原因，主要是学习了Windows、Word等常用软件的一些基本操作，而对计算机系统本身知识的真正理解和掌握却很少。所以，在“计算机导论”课中较为系统地介绍计算机系统的组成和工作原理是非常必要的，使学生不仅会操作使用计算机，还应该对所使用的计算机系统有较深入的理解。计算机专业学生和非计算机专业学生的区别也在于此，不仅要会熟练地使用计算机，还要清楚计算机的工作原理、基本理论和发展趋势。 第3~6章计算机专业知识体系。作为计算机专业的学生，在四年的学习中应具备什么样的知识结构和能力才能成为一名合格的大学毕业生，才能适应工作的需要呢？本章在这些方面对学生进行引导，使学生在大学生活的开始就知道构建一个什么样的知识体系及如何构建这个知识体系，同时分三个知识模块对“计算机组成原理”“操作系统”“计算机网络”“高级语言程序设计”“数据结构”“编译原理”“数据库原理”“软件工程”等核心专业课程的内容做了简要介绍，帮助学生尽早建立一个完整的计算机概念，构建一个初步的计算机专业知识体系框架，通过日后一门门课程的学习，逐步丰富完善这个知识体系。 第7章计算机领域的典型问题。在计算机学科的发展过程中，经过几十年的研究与积累，人们构思和设计了一批能够反映各研究领域有代表性的、具有问题本质特性的典型实例。通过这些典型实例的介绍、分析，能够使学生清楚所学课程的重要作用，激发其主动学习、研究性学习的潜力。 第8章计算机学科方法论。计算机学科方法论是在哲学方法论和一般科学技术方法论的指导下，对计算机学科几十年发展历程中一般认知规律的总结。对于促进学科发展和培养高素质人才都是非常重要的，通过本部分内容的介绍，使学生更好地掌握计算机学科的本质，有利于大学阶段的学习，也有利于日后的科学研究和技术开发工作。 对于教师： 本书定位在对计算机专业做一个绪论性的介绍，不求深度优先，但求广度优先，主要目的在于让学生对计算机的历史发展、知识体系及学习（研究）方法有一个总体性的了解，激发学生的学习兴趣和学习主动性，教师讲授时应以提高兴趣、总体了解为主，适当掌握介绍内容的深度。 对于学生： 本书内容比较庞杂，由于篇幅限制，每部分内容的介绍相对简略。学生可以根据自己的兴趣点，（在教师的指导下）自己借助图书馆、互联网找一些相关文献资料做补充学习，争取做到在对整个专业有基本了解的基础上，在某些方面有较深入一些的学习和掌握。 本书的编写参考了大量的书籍、报刊，并从互联网上参考了部分有价值的材料。为此，我们向有关的作者、编者、译者和网站表示感谢。 本书由袁方提出编写计划和结构安排，清华大学的周立柱教授对书稿进行了审阅。其中，袁方编写第1、3、6章及5.3节，王兵编写第2、7章及4.1节，李继民编写第8章； 参加本书编写的还有王苗（5.1和5.2节）、张明（4.2节）、杨晓晖（4.3节）、陈昊（6.1节部分内容）、陈向阳（6.1节部分内容）。最后由袁方统稿。 由于编者水平有限，书中定有不妥之处，欢迎读者批评指正。 编者 2004年2月

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