第1章 緒論
1.1 計算思維概述
1.2 計算思維的結構
1.3 計算機方法論概述
習題1
第2章 計算學科的基本問題
2.1 漢諾塔問題
2.2 算法復雜性中的難解性問題
2.3 證比求易算法
2.4 P=NP？
2.5 RSA公開密鑰密碼繫統
2.6 停機問題
2.7 旅行商問題與組合**問題
2.8 找零問題、背包問題與貪婪算法
2.9 GOTO語句與程序的結構
2.10 哲學家共餐問題與計算機的資源管理
2.11 兩軍問題與計算機網絡
2.11.1 兩軍問題
2.11.2 互聯網軟件的分層結構
2.12 人工智能中的若干哲學問題
2.12.1 圖靈測試
2.12.2 西爾勒的“中文屋子”
2.12.3 計算機中的博弈問題
習題2
第3章 計算學科的3個學科形態
3.1 一個關於“學生選課”的例子
3.1.1 對“學生選課”例子的感性認識
3.1.2 對“學生選課”例子的理性認識
3.1.3 “學生選課”繫統的工程設計
3.2 抽像形態
3.3 理論形態
3.4 設計形態
3.5 3個學科形態的內在聯繫
3.6 計算機語言的發展及其3個學科形態的內在聯繫
3.6.1 自然語言與形式語言
3.6.2 圖靈機與馮·諾依曼計算機
3.6.3 機器指令與彙編語言
3.6.4 虛擬機
3.6.5 **語言
3.6.6 應用語言
3.6.7 自然語言
習題3
第4章 計算學科的核心概念
4.1 算法
4.1.1 算法的歷史簡介
4.1.2 算法的定義和特征
4.1.3 算法實例
4.1.4 算法分析
4.1.5 常用的兩類算法：搜索與排序
4.2 數據結構
4.2.1 數據結構的基本概念
4.2.2 基於Vcomputer機器的數據結構概述
4.2.3 基於Vcomputer機器的數據的邏輯結構
4.2.4 基於Vcomputer機器的數據的存儲結構
4.3 數據的存儲和表示
4.3.1 補碼在計算機中的表示
4.3.2 圖像
4.4 數據的編碼、校驗
4.4.1 字符、字符串和漢字
4.4.2 奇偶校驗算法
4.5 CC1991報告提取的核心概念
習題4
第5章 計算學科中的數學方法
5.1 數學的基本特征
5.2 數學方法的作用
5.3 計算學科中常用的數學概念和術語
5.3.1 集合
5.3.2 函數和關繫
5.3.3 代數繫統
5.3.4 構造計算學科的邏輯電路的基礎——布爾代數
5.3.5 一位加法器的設計
5.3.6 定義、定理和證明
5.3.7 必要條件和充分條件
5.4 證明方法
5.4.1 直接證明法和間接證明法
5.4.2 反證法
5.4.3 歸納法
5.4.4 構造性證明
5.5 計算學科構造性的基礎——遞歸和迭代
5.5.1 遞歸
5.5.2 迭代
5.6 隨機數和蒙特卡洛方法
5.6.1 隨機數
5.6.2 蒙特卡洛方法
5.7 公理化方法
5.7.1 理論體繫
5.7.2 公理化方法的基本概念
5.7.3 實例
5.8 計算學科的形式化方法
5.8.1 形式繫統的組成、基本特點和局限性
5.8.2 形式化方法概述
5.8.3 形式規格
5.8.4 形式驗證
習題5
第6章 計算學科中的繫統科學方法
6.1 繫統科學與繫統科學方法
6.1.1 繫統科學的基本概念
6.1.2 繫統科學遵循的一般原則
6.1.3 常用的幾種繫統科學方法
6.1.4 實例
6.2 軟件開發中使用繫統科學方法的原因
6.2.1 人固有能力的局限性以及使用工具後產生的力量
6.2.2 復雜性
6.2.3 軟件繫統的復雜性
6.2.4 軟件開發的繫統化方法需要遵循的基本原則
6.3 使用繫統方法的思考
習題6
第7章 跨學科的計算問題案例
7.1 社會與職業中3個典型的計算問題
7.1.1 職業化
7.1.2 道德的選擇
7.1.3 檢舉
7.2 割圓術的計算問題
7.2.1 割圓術的形式化描述
7.2.2 割圓術的步驟
7.2.3 實例
7.2.4 使用Raptor模擬割圓術
7.3 森林火災的計算問題
7.3.1 森林火災的形式化描述
7.3.2 模擬森林火災的步驟
7.3.3 實例
7.4 多普勒效應的計算問題
7.4.1 多普勒效應的形式化描述
7.4.2 模擬多普勒效應的步驟
7.4.3 實例
7.5 小世界網絡模型的計算問題
7.5.1 小世界網絡重連的形式化描述
7.5.2 模擬小世界網絡重連的步驟
7.5.3 實例
7.6 科赫曲線
7.6.1 科赫曲線的形式化描述
7.6.2 模擬生成科赫曲線的步驟
7.6.3 實例
7.6.4 使用Raptor模擬科赫曲線
7.7 向日葵種子生長模擬
7.7.1 預備知識
7.7.2 向日葵種子生長模擬的形式化描述
7.7.3 模擬向日葵種子生長的步驟
7.7.4 實例
7.7.5 使用Raptor模擬向日葵種子生長
7.8 **模擬
7.8.1 **模擬的形式化描述
7.8.2 **模擬問題的粒子繫統模型中粒子運動的相關方程
7.8.3 **模擬的步驟
7.8.4 使用Raptor對**模型進行仿真
7.9 俄羅斯方塊遊戲
7.9.1 俄羅斯方塊遊戲的形式化描述
7.9.2 構建一個俄羅斯方塊模型的算法步驟
7.9.3 使用Raptor模擬俄羅斯方塊遊戲
習題7
參考文獻