出 版 說(shuō) 明

我國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育近年來(lái)發(fā)展迅猛，應(yīng)用所學(xué)計(jì)算機(jī)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，已經(jīng)成為當(dāng)代大學(xué)生的必備能力。

時(shí)代的進(jìn)步與社會(huì)的發(fā)展對(duì)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育的質(zhì)量提出了更高、更新的要求�，F(xiàn)在，很多高等學(xué)校都在積極探索符合自身特點(diǎn)的教學(xué)模式，涌現(xiàn)出一大批非常優(yōu)秀的精品課程。

為了適應(yīng)社會(huì)需求，滿足計(jì)算機(jī)教育的發(fā)展需要，清華大學(xué)出版社在大量調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，組織編寫(xiě)了本套教材。本套教材從全國(guó)各高校的優(yōu)秀計(jì)算機(jī)教材中精挑細(xì)選了一批很有代表性且特色鮮明的計(jì)算機(jī)精品教材，把作者對(duì)各自所授計(jì)算機(jī)課程的獨(dú)特理解和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)推薦給全國(guó)師生。

本套教材特點(diǎn)如下。

（1） 編寫(xiě)目的明確。本套教材主要面向普通高校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，使學(xué)生通過(guò)本套教材，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方面的基本理論和基本知識(shí)，接受應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的基本訓(xùn)練。

（2） 注重編寫(xiě)理念。本套教材的作者均為各校相應(yīng)課程的主講教師，有一定的經(jīng)驗(yàn)積累，且編寫(xiě)思路清晰，有獨(dú)特的教學(xué)思路和指導(dǎo)思想，其教學(xué)經(jīng)驗(yàn)具有推廣價(jià)值。本套教材中不乏各類(lèi)精品課程的配套教材，并力圖把不同學(xué)校的教學(xué)特點(diǎn)反映到每本教材中。

（3） 理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。本套教材貫徹從實(shí)踐中來(lái)到實(shí)踐中去的原則，書(shū)中許多必須掌握的理論都將結(jié)合實(shí)例講述，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力。

（4） 易教易用，合理適當(dāng)。本套教材編寫(xiě)時(shí)注意結(jié)合教學(xué)實(shí)際的課時(shí)數(shù)，把握教材的篇幅。同時(shí)，對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)按照教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的最新精神進(jìn)行合理取舍與難易控制。

（5） 注重教材的立體化配套。大多數(shù)教材都將配套教學(xué)課件、習(xí)題及其解答、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、教學(xué)網(wǎng)站等輔助教學(xué)資源，方便教學(xué)。

隨著本套教材的陸續(xù)出版，我們相信能夠得到廣大讀者的認(rèn)可和支持，為我國(guó)計(jì)算機(jī)教材建設(shè)和計(jì)算機(jī)教學(xué)水平的提高，以及計(jì)算機(jī)教育事業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

清華大學(xué)出版社第3版前言

眾所周知，計(jì)算機(jī)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展日新月異，引起人類(lèi)社會(huì)變革的廣度和深度是空前的,可能也是絕后的。但是，不是所有人都了解到，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)原理幾十年來(lái)并沒(méi)有發(fā)生根本的變化。所以，當(dāng)這本以大學(xué)一年級(jí)學(xué)生為對(duì)象的專(zhuān)業(yè)入門(mén)教材再版時(shí)，全書(shū)框架和主要內(nèi)容并沒(méi)有改變，只是對(duì)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)和應(yīng)用的段落做了與時(shí)俱進(jìn)的增補(bǔ)。計(jì)算機(jī)的安全保障措施日益重要，因此增加了7.3節(jié)。

根據(jù)作者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，這本教材對(duì)不同程度的學(xué)生班級(jí)都適合。學(xué)生的領(lǐng)悟能力越強(qiáng)，教師可以講得越具體；反之可以講得粗略一些，但課程體系仍應(yīng)該保持完整。不必期待學(xué)生對(duì)教材里出現(xiàn)的，或者老師講授到的每個(gè)專(zhuān)業(yè)概念都完全理解，畢竟這是以后幾十門(mén)專(zhuān)業(yè)課的任務(wù)。計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論的授課目的在于使學(xué)生大致了解今后四年要學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)內(nèi)容。更重要的是，希望學(xué)生能夠把握各門(mén)專(zhuān)業(yè)課程之間的內(nèi)在聯(lián)系。這一點(diǎn)不會(huì)在哪一門(mén)后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程里再刻意闡述了。

黃思曾2017年7月于康樂(lè)園第2版前言

第1版出版后，不時(shí)會(huì)有教師給我發(fā)郵件，覺(jué)得這本書(shū)很適合用做本科生的教材，向我要教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表、考核大綱和電子課件以作參考，我很樂(lè)意和同行們互相交流。這本書(shū)從來(lái)就不以計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論作為目標(biāo)。它不過(guò)是筆者從許多年講授計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程的過(guò)程中提煉出來(lái)的一本講義而已。這是在書(shū)名中刻意加上教程二字的原因。

本課程面對(duì)一年級(jí)新生，通常只安排四五十學(xué)時(shí)。對(duì)任教教師來(lái)說(shuō)，挑戰(zhàn)在于選材、組織和演繹。講得太寫(xiě)意或者太工筆都不行，太專(zhuān)業(yè)或者太不專(zhuān)業(yè)也不行。

在筆者的教學(xué)生涯中，計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論教材經(jīng)歷了幾次變化。最早一批著眼于計(jì)算機(jī)入門(mén)操作和應(yīng)用，類(lèi)似今天仍然常見(jiàn)的以應(yīng)用基礎(chǔ)或文化基礎(chǔ)來(lái)冠名的那些書(shū)；后來(lái)的一批有點(diǎn)全面介紹學(xué)科內(nèi)涵的味道了，多以濃縮手法把有關(guān)領(lǐng)域內(nèi)容寫(xiě)成一章一節(jié)；再往后，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始出現(xiàn)以敘述綱領(lǐng)統(tǒng)率內(nèi)容的著述，如以算法作為綱領(lǐng)貫穿教材，比如筆者用數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)加工表示、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三條線索來(lái)展開(kāi)內(nèi)容。

近年來(lái)，這個(gè)題材的新作繼續(xù)出現(xiàn)，董榮勝的《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論思想與方法》一書(shū)站在學(xué)科思想、方法這個(gè)較高的層面來(lái)介紹學(xué)科，以此給學(xué)生提供對(duì)學(xué)科的認(rèn)知基礎(chǔ)，著述自成一格。這本書(shū)值得有關(guān)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生或者低年級(jí)研究生，甚至計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程的任教教師一讀。

從院�？傮w上看，一年級(jí)大學(xué)生的邏輯思維能力和對(duì)計(jì)算機(jī)的了解程度會(huì)參差不齊。不論教師選擇什么樣的敘述角度和層次，都受制于面對(duì)的菜鳥(niǎo)們的平均接受能力，并非能夠天馬行空的。教師傳道、授業(yè)、解惑之際，一定要顧及受眾的感受，否則教師自我感覺(jué)講得天花亂墜，而學(xué)生的反應(yīng)卻是不知所云。

這次修訂增寫(xiě)了1.4節(jié)和第7章。希望學(xué)生在導(dǎo)論性課程中對(duì)學(xué)科能夠有更加全面的認(rèn)知。大部分增加的內(nèi)容可作為學(xué)生的閱讀材料，但是建議把7.2節(jié)列入教學(xué)計(jì)劃。關(guān)于社會(huì)和職業(yè)的問(wèn)題只由教師講授，效果恐怕不會(huì)太好，應(yīng)該設(shè)計(jì)更加生動(dòng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。

黃思曾2010年8月于康樂(lè)園第1版前言

計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論是大多數(shù)高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的專(zhuān)業(yè)課程。課程講授和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)有關(guān)的基本概念，使學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的核心知識(shí)有全面的、概要的認(rèn)識(shí)。

本課程一種典型的教學(xué)安排是每周課堂講授3學(xué)時(shí)，14周共42學(xué)時(shí)。在較短時(shí)間內(nèi)要完成覆蓋面很廣、內(nèi)容極為豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)教學(xué)，又要使一年級(jí)學(xué)生能夠大致理解，關(guān)鍵在于:

�f 要建立一個(gè)課程講授的結(jié)構(gòu)體系;

�f 要把握好內(nèi)容廣度和深度的關(guān)系;

�f 要采用深入淺出的敘述風(fēng)格。

筆者在中山大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系任教多年，20世紀(jì)80年代負(fù)責(zé)開(kāi)設(shè)本課程之后，一直是本課程的主講教師。多年的教學(xué)實(shí)踐中，筆者設(shè)計(jì)以一個(gè)本質(zhì)核心，三條內(nèi)容綱領(lǐng)來(lái)組織本門(mén)課程，使學(xué)生能夠在短短的十幾周里對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)科學(xué)有入門(mén)性的、較全面的認(rèn)識(shí)。

一個(gè)本質(zhì)核心是指計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能。

計(jì)算機(jī)是一種數(shù)據(jù)處理機(jī)器，計(jì)算機(jī)科學(xué)是使計(jì)算機(jī)完成各行各業(yè)、形形色色數(shù)據(jù)處理任務(wù)所需要的理論、方法和技術(shù)的知識(shí)集合。

三條內(nèi)容綱領(lǐng)是：

(1) 數(shù)據(jù)的分層表示方法學(xué)，其表示層次：

�f 現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)對(duì)象；

�f 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和信息結(jié)構(gòu)層；

�f 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言層；

�f 機(jī)器層；

�f 物理層。

(2) 數(shù)據(jù)加工的分層表示方法學(xué)，其表示層次：

�f 數(shù)據(jù)處理問(wèn)題；

�f 解題模型；

�f 算法層；

�f 程序設(shè)計(jì)層；

�f 機(jī)器程序?qū)樱?

�f 物理層。

(3) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成（數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)加工表示方法的最終載體）：

�f 硬件系統(tǒng)；

�f 軟件系統(tǒng)；

�f 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本教材按照上述綱領(lǐng)展開(kāi)，包含了后續(xù)各門(mén)計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的主要概念,從而使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)容及其內(nèi)在的關(guān)聯(lián)有全面、清晰、概要的認(rèn)識(shí)。

教學(xué)實(shí)踐表明，本課程的學(xué)習(xí)能夠激發(fā)學(xué)生提出思考和問(wèn)題。課程結(jié)束后，學(xué)生的疑問(wèn)通常會(huì)比課程開(kāi)始前還要多。這是好事，說(shuō)明本課程為學(xué)生后續(xù)的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)，真正起到了導(dǎo)論應(yīng)有的作用。

歷屆學(xué)生都表示，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)他們清晰地了解到今后幾年里要學(xué)什么，畢業(yè)之后會(huì)干什么，心里開(kāi)始踏實(shí)了。說(shuō)明本課程還應(yīng)該擔(dān)負(fù)起學(xué)生專(zhuān)業(yè)教育的作用。

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅速，加上作者水平所限，書(shū)中難免有錯(cuò)誤和不足之處，期望讀者在使用過(guò)程中給予指正。

黃思曾2007年5月于康樂(lè)園