本书是计算机及相关专业的入门教材，参照《普通高等学校计算机类本科专业教学质量国家标准》和《计算机类专业认证标准》编写。本书分为认识篇、系统篇、工程篇。认识篇从专业的角度认知计算机和计算机学科，为学习计算机学科提供正确的方法指导；系统篇以自底向上的方式讨论计算机可以做什么以及是如何做的，使学生了解学科富有智慧的核心思想；工程篇通过典型案例、工程伦理、法律法规，使学生形成工程思维和工程素养，明确计算机从业人员的行为规范和职业道德。
本书内容丰富，涉及面宽，涉及计算机科学与技术一级学科的几乎所有主题，有相当的深度和广度，可作为计算机及相关专业的入门教材，也可作为非计算机专业了解计算机学科的参考书。

王红梅，长春工业大学计算机科学与工程学院院长，教授，硕士生导师，吉林省教学名师，吉林省巾帼建功标兵，长春工业大学卓越教师，国家级一流专业建设带头人，国家级一流课程负责人，主编教育部精品教材1部、“十一五”国家级规划教材1部、“十二五”国家级规划教材4部，获省级教学成果一等奖1项、二等奖2项、三等奖2项。主持省级科研项目3项、横向课题6项，发表学术论文30余篇。

第一部分 认识篇
第1章 认识计算机
【情景问题】无处不在的计算机
1.1 计算机的史前史——计算工具的发展简史
1.1.1 手动式计算工具
1.1.2 机械式计算工具
1.1.3 机电式计算机
1.1.4 电子计算机
1.2 计算机的历史和未来
1.2.1 计算机的发展简史
1.2.2 计算机的发展趋势
1.3 什么是计算机
1.3.1 冯·诺依曼体系结构
1.3.2 计算机的工作原理
1.3.3 计算机的分类和特点
1.4 什么是计算机系统
1.4.1 系统科学与分层方法
1.4.2 计算机系统的分层结构
阅读材料——中国计算机发展简史
习题1
第2章 认识计算机学科
【情景问题】“计算作为一门学科”的存在性证明
2.1 什么是计算机学科
2.1.1 计算机学科的定义
2.1.2 计算机学科的知识体系
2.1.3 计算机学科的基本能力
2.1.4 计算机学科的胜任力
2.2 计算机学科的根本问题
2.2.1 图灵对计算本质的揭示
2.2.2 可计算问题与不可计算问题
2.2.3 易解问题与难解问题
2.2.4 NP问题与NP完全问题
2.3 计算机学科的科学问题
2.3.1 计算的平台与环境问题
2.3.2 计算过程的能行操作与效率问题
2.3.3 计算的正确性问题
阅读材料——计算机学科的核心概念
习题2
第二部分 系统篇
第3章 计算机的运算基础
【情景问题】模拟数据与数字数据
3.1 数理逻辑基础
3.1.1 数理逻辑的起源和发展
3.1.2 命题代数与逻辑代数
3.2 二进制
3.2.1 进位计数制
3.2.2 二进制数和十进制数之间的转换
3.3 数字化原理——信息的编码
3.3.1 整数的编码
3.3.2 浮点数的编码
3.3.3 字符的编码
3.3.4 汉字的编码
3.3.5 声音的编码
3.3.6 图形和图像的编码
3.3.7 指令的编码
3.4 逻辑电路
3.4.1 门
3.4.2 组合电路
3.4.3 时序电路
3.4.4 集成电路
3.5 计算机部件
3.5.1 存储器
3.5.2 中央处理器CPU
3.5.3 输入/输出设备
阅读材料——著名计算机奖项
习题3
第4章 程序设计基础
【情景问题】七桥问题
4.1 问题求解与程序设计
4.1.1 程序设计的一般过程
4.1.2 程序设计的关键
4.2 数据表示——数据结构
4.2.1 基本的数据结构
4.2.2 数据结构的存储表示
4.3 程序的灵魂——算法
4.3.1 算法的重要性
4.3.2 算法的描述方法
4.3.3 算法分析
4.4 程序设计语言
4.4.1 程序设计语言的发展
4.4.2 程序设计语言的基本要素
4.4.3 程序设计的环境
4.5 翻译程序
4.5.1 翻译程序的工作方式
4.5.2 编译程序的基本过程
阅读材料——几种经典的高级语言
习题4
第5章 操作系统
【情景问题】操作系统为我们做了什么
5.1 什么是操作系统
5.1.1 操作系统的定义
5.1.2 操作系统的用户界面
5.1.3 操作系统的分类
5.2 操作系统的工作方式
5.2.1 操作系统的启动
5.2.2 操作系统的中断类型
5.3 操作系统的基本功能
5.3.1 处理器管理
5.3.2 存储管理
5.3.3 设备管理
5.3.4 文件管理
阅读材料——几种常用的操作系统
习题5
第6章 应用软件
【情景问题】“著名”软件错误
6.1 人机交互
6.1.1 人机交互的定义
6.1.2 人机交互界面
6.1.3 人机交互的发展趋势
6.2 数据库管理系统
6.2.1 数据库
6.2.2 数据库管理系统
6.2.3 结构化查询语言SQL
6.2.4 建立数据库
6.2.5 操作数据库
6.2.6 数据保护机制
6.3 软件工程
6.3.1 软件危机
6.3.2 软件工程的定义
6.3.3 软件工程的基本原理
6.3.4 软件过程
6.3.5 软件质量
6.3.6 软件测试
阅读材料——软件、硬件和人件
习题6
第7章 计算机网络与信息安全
【情景问题】网络带来的变化
7.1 计算机通信
7.1.1 计算机通信系统模型
7.1.2 信息的编码
7.1.3 数据交换
7.1.4 寻址
7.2 计算机网络
7.2.1 计算机网络的拓扑结构
7.2.2 计算机网络的基本组成
7.2.3 网络体系结构
7.2.4 TCP／IP协议
7.3 信息安全
7.3.1 常见的信息安全问题
7.3.2 信息加密
7.3.3 数字认证
7.3.4 网络检测与防范
阅读材料——我国因特网的起源和发展
习题7