計算思維導論

第1章 電腦與計算思維 1
1.1　電腦的發展及應用 1
1.1.1　電腦的發展簡史 1
1.1.2　電腦的分類 3
1.1.3　電腦的應用領域 5
1.1.4　電腦的發展趨勢 6
1.1.5　電腦在我國的發展 7
1.2　計算思維 8
1.2.1　計算思維的定義 8
1.2.2　計算思維示例 9
1.2.3　計算思維的特徵 10
1.2.4　計算思維的內涵 10
1.3　習題 11
第2章 信息表示 13
2.1　數制及其運算 13
2.1.1　數制的概念 13
2.1.2　常用的幾類進制數及運算 15
2.1.3　各種數制間的轉換 16
2.1.4　二進制信息的邏輯運算 20
2.2　數值數據的表示 20
2.2.1　機器數的表示 20
2.2.2　數的定點和浮點表示 22
2.3　信息的存儲和電腦字符的編碼 23
2.3.1　信息的存儲單位 23
2.3.2　字符的編碼 23
2.3.3　漢字的編碼 25
2.4　習題 28
第3章 電腦系統 31
3.1　電腦系統概述 31
3.1.1　圖靈機 31
3.1.2　馮·諾依曼原型機的基本結構 32
3.1.3　總線結構 33
3.1.4　電腦的主要技術指標 33
3.2　電腦硬件部件及其功能 34
3.2.1　主機 34
3.2.2　外設 36
3.2.3　其他設備 43
3.3　電腦軟件系統 44
3.3.1　電腦指令及程序 44
3.3.2　程序設計語言 45
3.3.3　系統軟件 46
3.3.4　應用軟件 47
3.3.5　文件管理 48
3.4　習題 50
第4章 算法設計基礎 54
4.1　算法概述 54
4.1.1　什麽是算法 54
4.1.2　算法描述 55
4.2　算法分析 56
4.2.1　算法分析概述 56
4.2.2　例題分析 57
4.3　算法類型 59
4.4　習題 60
第5章 計算學科基礎理論 63
5.1　操作系統概述 63
5.1.1　操作系統的功能和主要模塊 63
5.1.2　操作系統的功能 64
5.1.3　操作系統的分類 64
5.2　電腦網絡基礎 66
5.2.1　電腦網絡的產生與發展 66
5.2.2　電腦網絡的功能與拓撲結構 67
5.2.3　電腦網絡的分類及體系結構 69
5.2.4　電腦網絡應用 72
5.2.5　電腦信息安全 76
5.2.6　電腦病毒及其防治 78
5.3　數據庫技術 80
5.3.1　數據庫及數據庫系統 80
5.3.2　數據庫管理系統的功能 82
5.3.3　數據庫結構與數據庫設計 83
5.4　習題 85
第6章 人工智能基礎 91
6.1　人工智能的定義和發展 91
6.1.1　人工智能的起源 91
6.1.2　人工智能的發展 92
6.1.3　人工智能的定義 93
6.2　人類智能與人工智能 94
6.2.1　研究認知過程的任務 94
6.2.2　智能信息處理系統的假設 95
6.2.3　人類智能的電腦模擬 95
6.3　人工智能的學派及其爭論 96
6.3.1　人工智能的主要學派 96
6.3.2　對人工智能基本理論的爭論 97
6.3.3　對人工智能技術路線的爭論 98
6.3.4　人工智能的研究目標 98
6.4　人工智能的研究和應用領域 99
6.5　習題 104
第7章 社會網絡與圖論 105
7.1　社會網絡概述 105
7.2　圖論的基本概念 106
7.2.1　圖的定義 106
7.2.2　圖的相關術語 106
7.3　圖的存儲 109
7.4　圖的遍歷 110
7.4.1　深度優先搜索法 110
7.4.2　廣度優先搜索法 111
7.4.3　非連通圖的遍歷 111
7.5　習題 112
第8章 強關系、弱關系與同質性現象 114
8.1　三元閉包 114
8.2　強關系、弱關系 116
8.2.1　橋和捷徑 116
8.2.2　強三元閉包性質 118
8.2.3　捷徑和弱關系 119
8.3　同質現象 119
8.4　物以類聚、人以群分 122
8.4.1　歸屬網絡 122
8.4.2　社會（歸屬）網絡結構的變化 123
8.5　謝林模型 125
8.5.1　謝林模型簡介 125
8.5.2　移動動力學 126
8.6　習題 128
第9章 小世界現象 131
9.1　六度分隔 131
9.2　Watts-Strogatz模型 132
9.3　短視搜索 134
9.4　習題 136
第10章 博弈論基礎 138
10.1　博弈的基本概念 138
10.1.1　博弈的一個案例 138
10.1.2　博弈的基本要素 139
10.1.3　博弈中的行為推理 140
10.2　博弈的求解 141
10.2.1　囚徒困境 141
10.2.2　最佳應對與占優策略 142
10.2.3　納什均衡 144
10.2.4　多重均衡：協調博弈 145
10.3　混合策略 148
10.3.1　硬幣配對 148
10.3.2　混合策略及收益 148
10.3.3　混合策略的均衡 150
10.3.4　混合策略：案例與分析 150
10.4　博弈的解與社會福利 152
10.4.1　發現所有的納什均衡 152
10.4.2　帕累托最優與社會最優 153
10.5　習題 154
第11章 網絡流量及拍賣的博弈論模型 160
11.1　網絡流量的博弈論模型 160
11.1.1　均衡的流量 160
11.1.2　佈雷斯悖論 161
11.2　拍賣 163
11.2.1　拍賣的類型 163
11.2.2　拍賣中的博弈與占優策略 165
11.3　習題 166
第12章 匹配市場 172
12.1　二部圖與完美匹配 172
12.2　估值與最優分配 174
12.3　價格與市場清倉性質 176
12.3.1　價格與回報 176
12.3.2　市場清倉價格 177
12.3.3　市場清倉價格的屬性 177
12.3.4　構造一組清倉價格 178
12.4　習題 180
?
第13章 網絡中的議價與權力 183
13.1　社會網絡中的權力 183
13.1.1　網絡中位置權力的一個例子 183
13.1.2　權力與交換的實驗性研究 184
13.2　網絡交換實驗的結果 185
13.3　兩人交互模型：納什議價解 188
13.3.1　納什議價解 188
13.3.2　兩人交互模型：最後通牒 189
13.3.3　穩定結果 189
13.3.4　平衡結果 191
13.4　習題 192
第14章 萬維網的結構和網絡搜索 194
14.1　萬維網結構 194
14.1.1　信息網絡和超文本 194
14.1.2　將萬維網看成一個有向圖 194
14.2　萬維網的領結結構 197
14.2.1　超大強連通分量 197
14.2.2　領結結構 198
14.3　網絡搜索：排名問題 200
14.4　利用中樞和權威進行鏈接分析 201
14.4.1　由鏈入鏈接投票選擇 201
14.4.2　一種發現列表同頁的技術 202
14.4.3　反復改進規則 203
14.4.4　中樞網頁和權威網頁 204
14.5　網頁排名 206
14.5.1　網頁排名的基本定義 206
14.5.2　網頁排名的均衡值 207
14.5.3　按比例縮放網頁排名 207
14.6　習題 209
參考文獻 213