前言

有一種說法認為，傳統的教育是讀、寫和算術（Reading，Writing and Arithmetic），今天的教育是讀、寫和計算（Reading、Writing and Computing），由此可見計算的重要性。計算的機器是計算機，因此，計算機科學最簡單的解釋是——關于計算機的科學，但實際上它的內涵遠遠超過了計算機本身。從今天的社會形態已經成為信息社會這一事實，可以理解計算機及其網絡給人類社會、生活和學習等方面帶來的巨大影響。

目前我國大學計算機基礎類課程主要分為3個部分：計算機基礎、程序設計及計算機應用。前兩門被大多數高校列為基礎類課程，后一門（也許是多門）是和專業相關的課程。如果想在專業方面有所成就，就應該重視計算機，學好計算機基礎和程序設計課程。

問題是，要把計算機用好，究竟該學習些什么呢？現在的學生從中學階段的信息基礎課程中，已經學習了如何打開、關閉機器，學習了使用Windows、Office軟件（初步的），也學會了上網，這些都是使用計算機的基本技能。有這些技能當然很好，不過還遠遠不夠。計算機知識之豐富，內涵之復雜，遠遠超出我們的想象。如果希望把計算機看得更清楚一點，那么最好的方法是站得更高些。因此本書基本上不涉及計算機操作方面的內容，而展現給讀者的是有關計算機科學的基礎知識，包括其系統、軟件、算法、數據及通信。

一般來說，基于計算機和計算機科學的所謂信息技術，由四部分組成：一是計算機系統，這大多是指計算機的硬件；二是軟件；三是數據處理；四是網絡。本書也是按照這個結構進行編排的。

在第1、2、3章中，重點介紹有關計算機模型和計算機中使用的數制、編碼等內容。通過計算機模型可以對計算機的基本原理有一個概貌性的認識。在此基礎上，還介紹了計算機的硬件系統。雖然本書沒有、也不可能枚舉所有類型的計算機硬件的組成部分，但是大部分常用的硬件都介紹了。

第4、5、6章分別介紹計算機的核心軟件——操作系統和計算機科學的核心之一——算法，以及實現算法的程序設計語言、程序和軟件方面的知識。

第7章介紹數據庫相關知識。

第8章介紹網絡，包括因特網的基本知識。

第9章介紹有關計算機的一些高級主題，包括高性能計算、人工智能和計算理論。如果說，人類對計算機的期望是“速度更快、體積更小和性能更強”的話，那么就更需要了解計算機能夠做什么和不能做什么。有一點很清楚：希望本書的讀者明白，哪些是計算機能夠做的，哪些是計算機做不到的，在專業方面也是如此。只有知道哪些是可以做的，且如何能夠使其做得更好，這才是科學的態度。

最后，第10章討論有關信息社會的問題，包括有關法律、版權、環境、健康、計算機安全、病毒、黑客等。

本書是浙江大學計算機基礎課程建設成果，是浙江大學執教計算機基礎課程的教學團隊教師的集體貢獻。浙江大學從2002年就開始將計算機科學作為大學計算機基礎課程的核心，其教材也經過幾次修改，本書就是近十年來教學實踐的成果。作者一直堅持認為，大學不應該把如何操作計算機作為教學內容，而應該引導學生去認識計算機的原理，這樣才能更好地在學習和專業中使用好計算機。例如，學習程序設計的目的，不是成為程序員，而是認識程序原理。一個非計算機專業的學生，肯定是計算機的用戶，知道計算機能夠做什么、不能夠做什么，這應該是最基本的專業素質。因此任何專業的同學都需要學習計算機科學基礎，這也是其專業需要。

本書作者近似固執地認為，課程不能通過“工程”的方法去建設，而是要依靠教師引導學生去思考。大學提供給大學生發現問題、討論問題、爭論問題、解決問題的平臺，所以作者要說的是：教課及教師并不是教學的核心，特別在計算機課程中，需要“發現、討論、爭論”的問題很多，收獲也更多。

本書為任課教師免費提供電子課件，有需要者可登錄華信教育資源網http：//www.hxedu. com.cn注冊下載。

毫無疑問的是，由于計算機科學的特點，其概念和某些名詞的定義可能隨著時間流逝而變化，并不像數學、物理科學那樣有極為嚴格的、不變的定義，甚至，從不同的角度表達問題可能有完全不同的說法，這些在書中是常見的。當然，由于作者的水平所限，錯誤肯定難免，希望使用本書的教師和學生能夠不吝賜教。

教育部計算機基礎教學指導委員會副主任委員、國家名師、西安交通大學馮博琴教授為本書的編寫提供了極為細致的指導，并親自擔任本書的主審，在此作者深表感謝。也借此感謝作者在浙江大學的同事，他們為本書提供了許多寶貴的意見。電子工業出版社的章海濤策劃編輯，他為本書的寫作和出版付出了很多，在此僅以此文字表示真誠的謝意。同時也十分感謝本書的責任編輯冉哲為本書的順利出版所付出的辛勞。

陸漢權

浙江大學計算機學院，luhq@zju.edu.cn

2011年于浙大玉泉