计算机科学导论：历史、理论与技术概览

"计算机导论涂航武汉大学计算机学院" 本讲义《计算机导论 计算机科学导论》旨在激发学生对计算机科学的兴趣，通过讲述计算机历史、基础理论、硬件、编程语言以及操作系统等多个方面的知识，让学生系统地了解计算机科学的全貌。讲义不仅涵盖计算机发展的各个阶段，还深入探讨了计算机科学的基础理论，如图灵机和冯·诺依曼体系结构。 首先，讲义介绍了计算机的发展史，从史前的计算工具到现代的计算机技术，包括机械式、机电式、电子管、晶体管计算机，直至基于集成电路的计算机、第五代计算机以及并行机和巨型机。未来计算机的发展趋势也有所提及，展示了计算机技术的不断进步和创新。 接着，讲义深入讨论了计算机的基本理论。介绍了阿兰·图林及其对人工智能的贡献，详细解析了图灵机的概念、形式化定义、变种以及图灵可计算性的概念。此外，冯·诺依曼体系结构的地位和作用也被强调，阐述了计算机系统层次结构，以及布尔代数在计算机中的应用。 讲义还涵盖了计算机硬件，特别是外部设备和存储设备。输入设备和各种存储器（如磁芯存储器）的原理和工作方式被详细阐述，帮助学生理解数据如何在计算机中存储和读取。 在编程和计算机语言方面，讲义以MINIE01计算机为例，讲解了汇编语言编程和计算机语言的发展历程，包括从机器语言到高级语言的演变，以及编译与解释的区别。同时，强调了算法和数据结构在程序设计中的核心地位，并对算法复杂性和数据结构进行了初步介绍。 最后，讲义探讨了操作系统和应用软件。介绍了操作系统的功能、类型，如批量处理、分时、实时和网络操作系统，并以UNIX系统为例详细阐述其发展和特点。同时，也简要回顾了个人计算机的操作系统历史，从CP/M到DOS的演变，以及向Windows的过渡。 这份讲义是计算机科学初学者的宝贵资源，它不仅提供了丰富的历史背景，还系统地讲解了计算机科学的核心概念，有助于培养学生的兴趣并奠定坚实的理论基础。