第一版前言

FOREWORD

“計算機導論”（An Introduction to Computer）課程是計算機學科相關專業的一門重要的入門基礎課，也是一門新引入的課程。該課程來自CC2001（即美國計算機學會ACM及電氣電子工程師學會IEEE于2001年所發布的計算機科學2001教程），并于2002年由中國計算機學會及全國高等學校教育研究會發布，是中國計算機科學與技術學科教程CCC2002中的一門課程。目前，該課程已在國內幾乎所有的計算機學科相關專業開設，有關教材也陸續出版，課程建設已逐漸走向正軌。

但是，該課程自引入我國以來一直有“水土不服”之癥，教學效果不甚理想，議論之聲時有所聞，課程內容至今尚未穩定，課程目標定位認識仍須厘清。我們認為，計算機導論課程目前正處于經歷“本土化”的艱難歷程，它需要不斷調整課程目標與課程內容，使之適應我國計算機教學的需要。

教材是課程建設內容的一個部分，只有課程目標定位明確，課程內容范圍確定，教材編寫才有正確的方向。因此，在本教材編寫中首先須對課程的有關問題進行探討，并提出相應的對策，在此基礎上再對教材編寫進行討論。故而，在前言中我們主要討論下面兩個論題：

?計算機導論課程的討論。

?計算機導論教材編寫的討論。

一、計算機導論課程的討論

1.計算機導論課程內容定位

我們先從計算機導論的課程內容談起。

眾所周知，計算機導論課程起到了入門與引導的作用，那么，這門課程究竟將學生引導到何方呢？這與課程的內容緊密相關，而目前此門課程內容大都是介紹一些計算機學科的分支內容，系統性不強、完整性不夠、全面性不足，學生所學到的是一些有關計算機的片面的、分割的以及不系統的知識，因此學生對計算機的理解僅僅是一些名詞與知識的堆積物；更何況，所有這些知識在后續課程中還將更系統、更詳細地學到，這不但造成大量的重復學習，而且造成了該課程的特色不明、個性不顯。一門課程如果沒有特色與個性，那它必是一門沒有前途的課程，必是一門不受歡迎的課程，而計算機導論目前正是處在這種尷尬狀態之中。為解決此問題，必須對課程內容作必要的改革，改革的核心是使它成為一門有特色、有個性的課程。我們認為，它應該包括如下幾方面：

（1）從整體角度對計算機學科有一個全面、完整及系統的介紹

在計算機專業中有很多課程，它們都是計算機學科中的一個部分或分支，它們將計算機學科分割成很多個部分，這有利于對分支與部分的深入研究與學習。但是，專業的分裂使一個具有完整體系的計算機學科產生了概念分裂、內容隔離等弊病，因此須要有一門課程從整體角度還原計算機學科的本來面目。它按學科體系組織，并按學科統一概念，從而使學生對計算機學科有一個全面、完整及系統的了解與認識，這門課程就是計算機導論。這種從整體角度介紹計算機學科的課程是其他所有課程所不能取代的。

（2）從整體角度對計算機中的重要基礎性概念作介紹

計算機學科中有很多基礎性的重要概念，它們是單獨一門計算機課程所無法介紹清楚的，必須在計算機學科統一的平臺基礎上才能解釋清楚，如計算機系統的概念、計算機軟件的概念、計算機應用系統開發的概念以及計算機數據的概念等，這些基礎性概念只有通過計算機導論課程才能解釋清楚。

（3）計算機學科中各課程的地位、作用及關系的宏觀了解

在計算機學科中有很多分支，它們可分解成很多課程，每門課程中對其內容都有足夠與詳細的介紹，但是往往缺少從計算機學科整體視角下的地位、作用與關系的介紹，而這種介紹是非常必要的，它對相應的課程或分支的全面認識極其重要，而這種介紹也只能由計算機導論課程完成。

計算機導論課程的上述三方面從總體上建立了計算機的整體學科平臺，這是該課程的特色與個性，而且也是其他所有課程所不能取代的。“計算機導論”課程只有引導學生在入門階段建立起對計算機學科的整體認識后，才能在后續課程中從整體角度分析它們，從更高的視角觀察它們，才能達到高屋建瓴的效果。

2.課程的目標定位

與課程內容定位相關聯的是課程的目標定位。對于“計算機導論”的課程目標定位，我們認為應該有下面幾部分：

?為計算機學科提供基礎平臺知識。

?為修讀后續課程提供幫助；為選修課程提供指導；為規劃專業方向提供思路。

?為日后工作提供堅實學科基礎；為選擇職業拓寬門路。

二、計算機導論教材編寫的討論

在課程內容定位與目標定位基礎上我們就可以討論教材編寫了。課程內容定位與目標定位是指導性的，而教材編寫則是相對具體、實在的。一般地，抽象性的指導要通過具體教材編寫體現出來也是一個困難的過程，對于它，我們可分為兩個步驟：

1.教材編寫原則的確定

教材編寫原則的確定是對課程抽象指導具體化的第一個步驟。本書編寫原則如下：

（1）按計算機學科自身體系組織教材

“計算機導論”課程是從整體角度介紹計算機學科，因此其教材必須按計算機學科自身內在體系組織編寫，而并不按教學中的課程體系或實際開發中的應用體系或研究中的理論體系等不同體系編寫，因為所有這些其他的體系對學科而言都有一定片面性與局部性。

（2）全面介紹、重點突出

“計算機導論”按學科體系組織編寫，因此學科中的各分支內容都要作介紹，這才能體現學科體系的普遍性的原則。但是，在學科體系中各分支是有輕重與主次之分的，因此必須有重點地介紹，這種既能照顧到點、又能考慮到面的編寫原則，使得教材內容既緊湊又全面。

（3）完整性與關聯性

計算機學科是一個完整、統一的學科，僅僅是為了教學方便才將它們分割成不同的課程，而在不同課程的講授中往往將原本是統一與完整的概念與內容分割成片面與分離的知識，因此在“計算機導論”中有必要還原其本來面目，將原本完整的、相互關聯的內容與概念展現在讀者面前。

（4）分支學科內容介紹要有重點、有選擇

計算機學科由各分支學科組成，因此對各分支學科介紹是必需的。但是，這些分支學科都是在計算機學科統一平臺中的分支，在介紹中應突出分支核心內容，并注重其在計算機學科中的地位與作用以及與其他分支學科的關系。至于分支學科的自身詳細內容介紹，將會是各后續課程的主要任務，而并非是計算機導論的主要任務。

（5）原理為主兼顧操作，概念為主兼顧應用

“計算機導論”課程是入門性課程，因此必須在原理上講解清楚；同時，計算機學科也是一門實踐性、操作性極強的課程，因此必須包含有實驗、操作內容，這兩者必須互相支撐、相互協調才能形成統一的整體，而在其中是以講解原理為主，實驗與操作為輔。

此外，本課程在講清基本概念的基礎上還強調它的應用性，使學生有一定的應用開發知識。

（6）內容精練、通俗易懂

入門性課程內容宜少不宜多，因此必須依據少而精的原則；同時，入門性課程在介紹知識時應通俗易懂，使學生易于理解與接受。

2.教材的組織與內容

確定教材的組織與內容是對課程抽象性指導具體化的第二個步驟。以教材編寫原則為指導對教材的組織與內容作具體的探討，它可以分為以下幾個方面：

（1）教材組織

教材按學科體系組織。計算機學科是包含科學、技術與工程在內的一門綜合性學科，它同時還包括社會科學的內容——計算機文化，具體的內容包括：計算機系統、計算機開發、計算機理論以及計算機文化等四部分，其中計算機系統包括：計算機系統基礎、計算機硬件、計算機軟件、計算機網絡以及信息安全；計算機理論包括：可計算性理論、數學理論、算法理論及數據理論；計算機開發包括：軟件工程、計算機應用；最后，是計算機文化。

以上的教材組織可按篇、章分為五篇13章：

第一篇：初識計算機，介紹計算機學科基本概念，共一章。

第二篇：構建計算機，介紹計算機系統的五個部分，共六章。

第三篇：開發計算機，介紹計算機開發的兩個部分，共三章。

第四篇：研究計算機，介紹計算機理論的四個部分，共兩章。

第五篇：人文計算機，介紹計算機文化，共一章。

為加強學生的操作能力，專門配套出版《計算機系統導論實驗教程》。

這種教材組織結構體現了按學科體系組織的原則，也體現了內容的系統性與完整性，它也反映了學科內容的全面性。

（2）內容重點

本教材的內容重點分三個層次：

?篇重點——第一篇初識計算機。

?章重點——第1章計算機基礎知識、第4章計算機軟件、第5章計算機網絡與互聯網。

?節重點——第1.2節計算機的基本概念、第4.2節操作系統、第5.4.3節互聯網、第8.2.2節軟件開發過程。

（3）面向應用

學習計算機最終目的是為了應用，在本書中一切圍繞應用展開，包括應用的理論支撐、應用的系統支撐以及應用開發的工程性內容與應用操作。在學生學習后不但能掌握應用的原理與理論，也能掌握應用開發基本流程及使用工具，如SQL等，并能作簡單的開發操作，如網頁制作、報表制作等。

（4）重要的基本概念

?計算機系統；

?計算機軟件；

?計算機數據；

?計算機應用系統。

（5）知識關聯

在每章中都有該章內容知識的關聯點；在每篇篇首均有本篇內容知識間的關聯點。

在全書的第一篇則有整個學科各分支間的關聯內容，此外雖然實驗教材是獨立成冊的，但是在每章中均有與實驗有關的關聯點。

（6）教材字數

本教材總字數30余萬字，它體現了內容精練的原則，適合于學時數為48及32的兩種不同模式的課程安排。在其中部分章、節帶有“*”者可視情況自行刪減。

3.教材的編寫

“計算機導論”包含計算機學科各個方面的內容，在素材選取、重點把握、內容關聯等多個方面須有豐富的經驗與多方面的修養，因此任何個人都是無法勝任的，因此本教材采用集體編寫的原則。同時，本教材強調學科的整體性，因此在執筆時由一人完成，它保證了整個教材內容的一致性、連貫性與文筆、風格的統一，同時也達到了“一氣呵成”的效果。

教材的“集體編寫，一人執筆”原則既保證了教材的質量，又防止了多人編寫中理解不一、協調不易以及風格不同所帶來的困難。

本教材設有編寫小組，共有九人：

徐永森教授負責計算機軟件相關方面內容。

周根林教授、金志權教授負責計算機硬件、計算機網絡及信息安全相關方面的內容。

史九林教授、陶靜老師負責計算機應用、數據理論相關方面的內容。

徐潔磐教授負責計算機理論相關方面的內容。

孫志揮教授、林鈞海教授負責全書體系以及全書審稿。

最后，有關實驗內容由湖南商學院石彪老師負責統一組織安排。

全書的執筆由徐潔磐教授統一完成。

本教材的編寫涉及六所學校八個單位，這是真正的集體智慧的結晶。

本教材在編寫過程中得到了南京大學計算機軟件新技術國家重點實驗室的支持，在此表示感謝。中國科技大學岳麗華教授對本書的修改提出了很多寶貴的意見，此外，在編寫中還得到了南京大學柏文陽老師、石志中等的幫助；徐州工程技術學院的王建穎老師、安徽財經大學余永紅老師也提出了很多建設性建議，在此一并表示感謝。

本教材適合作為計算機專業“計算機導論”課程的教材，特別適用于計算機應用類專業之用。

本教材的編寫從內容到方式都作了新的嘗試，一定存在不少問題，希望廣大讀者提出寶貴意見。

編　者

于2011年5月