作者：王梦倩
出版社：人民邮电出版社
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大学计算机试读：
前言
随着信息技术与计算机技术的飞速发展及计算机教育的普及推广，教育部对高等学校计算机基础课程提出了更新、更高的要求。高等院校的计算机教育分为两类：一类是面向计算机及其相关专业大学生的学科教育；另一类是面向全体大学生的基础教育。
本书作为计算机基础课程的教材，结合当前信息技术与计算机技术的发展以及社会需求，介绍了计算机的概念与发展历史、计算机系统的组成、网络技术和信息安全，以及云计算、物联网和电子商务等新技术，并结合文字处理、电子表格和演示文稿等常用软件进行讲解、提升和实践训练，旨在帮助大学生了解信息技术，熟练地使用计算机，真正把计算机当作日常学习和生活的工具。
本书编者在总结多年教学实践和教学改革经验的基础上，针对学科特点和学生兴趣，从培养计算思维能力入手，采用“理论+提升+实践”的模式，从而让学生理解计算思维本质的基础理论，以知识扩展为提升手段，以常用软件为实践平台。本书力求做到既促进计算思维能力培养，又避免陷于理论研讨；既适应共性知识需求，又满足个体深层要求；真正实现因材施教，体现大学计算机教学的实效性和针对性，全面提高教学质量。
本书由王梦倩统稿与审定。具体编写分工如下：第2章由王梦倩编写，第1章和第7章由王钢编写，第3章由赵玉刚编写，第4章和第6章由姜书浩编写，第5章由王桂荣编写，第8章由李艳琴编写，第9章由梁静毅编写，第10章由李军编写。在本书编写过程中编者得到了潘旭华教授的指导和帮助，在此表示感谢；同时也感谢李菁女士的帮助。
在本书编写过程中，编者参考了很多优秀的图书资料和网站资料，在此向所有被引用文献的作者表示敬意和衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，恳切希望广大读者批评指正。编者2017年5月第1章 计算机与信息社会学习目标
·了解计算机文化的形成与发展、计算机文化的影响
·了解计算机的诞生及计算机的发展历程
·了解计算机应用技术的新发展
·了解信息、信息技术及信息化社会的概念，学习信息化社会中应该具备的信息素养
·了解计算思维的由来，理解科学方法与科学思维的相关知识
·了解计算思维的内容，理解计算思维定义、方法与特征的相关知识
计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段，例如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，同时也启发了现代电子计算机的研制思想。
计算机于1946年问世，有人说是由于战争的需要而产生的，也有人认为计算机产生的根本动力是人们为了创造更多的物质财富，是为了把人的大脑延伸，让人的潜力得到更大的发展。正如汽车的发明是使人的双腿延伸一样，计算机的发明事实上是对人脑智力的继承和延伸。它一诞生，就立即成了先进生产力的代表，掀开自工业革命后的又一场新的科学技术革命。1.1 计算机的发展1.1.1 近代计算机
自古以来，人类就在不断地发明和改进计算工具，从使用算盘、计算尺、手摇计算器、差分机，直到现在人们使用的电子计算机。电子计算机是人类科学技术上的重大突破，是20世纪最重要的发明之一。电子计算机是一种以存储程序和数据并能自动执行为特征的、对各种数字化信息进行高速处理的电子设备。它的出现有力地推动了其他科学技术的发展，使人们从繁重、复杂的脑力劳动中解放出来，可以说电子计算机就是人类大脑的延伸，所以电子计算机又称为“电脑”。
要追溯计算机的发明，可以由中国古代开始说起，古时人类发明算盘来处理一些数据，利用拨弄算珠的方法，人们无需心算，通过固定的口诀就可以将答案计算出来。这种被称为“计算与逻辑运算”的运作概念传入西方后，被美国人加以发扬光大，在16世纪，人们发明了一部可协助处理乘数等较为复杂数学算式的机械，被称为“棋盘计算器”。
17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明了“纳皮尔算筹”；英国牧师奥却德发明了计圆柱型对数算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数、指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。
1642年，年仅19岁的法国科学家布莱士·帕斯卡（Blaise Pascal）发明了第一部机械式计算器，在他的计算器中有一些互相连锁的齿轮，一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在另一个窗口中，但是只能做加减计算。1694年，莱布尼兹（Leibniz）在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后，一直要到20世纪50年代末才有电子计算器的出现。
1889年，美国科学家赫尔曼·何乐礼研制出以电力为基础的电动制表机，用以储存计算资料。
1930年，美国科学家范内瓦·布什造出世界上首台模拟电子计算机。1.1.2 电子计算机的问世
电子计算机的奠基人当首推英国科学家艾伦·麦席森·图灵（Alan Matheson Turing）。图灵在1936年首次提出了一个通用计算设备的设想，他设想所有的计算都可能在一种特殊的机器上执行，这就是现在所说的图灵机。图灵对这样的一种机器只是进行了数学上的描述，他更有兴趣关注计算的哲学定义，而不是建造一台真实的机器。他将该模型建立在人们计算过程的行为上，并将这些行为抽象到用于计算的机器模型中。图灵机模型证明了通用计算理论，肯定了计算机实现的可能性，它也给出了计算机应有的主要架构；它引入了读写算法与程序语言的概念，极大地突破了过去计算机的设计理念；同时，图灵机模型理论是计算学科最核心的理论，因为计算机的极限计算能力就是通用图灵机的计算能力，很多问题可以转化到图灵机这个简单的模型来考虑。可以说，正是在图灵搭建的理论基础之上，计算机才有了后来的蓬勃发展。
1942年，在美国的宾夕法尼亚大学任教的物理学家约翰·莫克利（John Muchly）提出了用电子管组成计算机的设想，这一方案得到了美国陆军弹道研究所的关注。当时正值第二次世界大战之际，新武器研制中的弹道问题涉及许多复杂的计算，单靠手工计算已经远远满足不了要求，急需能自动计算的机器。于是在美国陆军部的资助下，1943年开始了电子计算机的研制，8月初，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼（John Von Neumann）作为顾问参加了首台计算机的研制。
1946年2月14日诞生了世界上第一台电子数字计算机ENIAC（埃尼阿克），全称是“电子数值积分和计算机”（The Electronic Numerical Integrator And Calculator）。“埃尼阿克”计算机的最初设计方案，是由36岁的美国工程师莫奇利于1943年提出的，计算机的主要任务是分析炮弹轨道。美国军械部拨款支持研制工作，并建立了一个专门研究小组，由莫奇利负责。总工程师由年仅24岁的埃克特担任，组员格尔斯是位数学家，另外还有逻辑学家勃克斯。“埃尼阿克”共使用了18 000个电子管，另加1 500个继电器以及其他器件，其总体积约90m3，重达约30吨，占地约170m2，需要用一间30多米长的大房间才能存放，是个地地道道的庞然大物，如图1.1所示。这台耗电量为140kW的计算机，运算速度为每秒5 000次加法，或者400次乘法，比机械式的继电器计算机快1 000倍。当“埃尼阿克”公开展出时，一条炮弹的轨道用20秒就能算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。埃尼阿克的存储器是电子装置，而不是靠转动的“鼓”。它能够在一天内完成几千万次乘法，大约相当于一个人用台式计算器操作40年的工作量。它是按照十进制，而不是按照二进制来操作的。但其中也有少量以二进制方式工作的电子管，因此机器在工作中不得不把十进制数转换为二进制数，而在数据输入、输出时，再变回十进制数。图1.1 第一台电子计算机
虽然它的功能还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。以圆周率（π）的计算为例，中国的古代科学家祖冲之利用算筹，耗费15年心血，才把圆周率计算到小数点后7位数。一千多年后，英国人香克斯以毕生精力计算圆周率，才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算，仅用了40秒就达到了这个记录，还发现香克斯的计算中，第528位是错误的。“埃尼阿克”最初是为了计算弹道而设计的专用计算机。但后来通过改变插入控制板里的接线方式来解决各种不同的问题，而成为一台通用机。它的一种改型机曾用于氢弹的研制。“埃尼阿克”程序采用外部插入式，每当进行一项新的计算时，都要重新连接线路。有时几分钟或几十分钟的计算，要花几小时或1~2天的时间准备线路连接，这是一个致命的弱点。它的另一个弱点是存储量太小，最多只能存20个10位的十进制数。英国无线电工程师协会的蒙巴顿将军把“埃尼阿克”的出现誉为“诞生了一个电子的大脑”，“电脑”的名称由此流传开来。ENIAC奠定了电子计算机的发展基础，开辟了计算机科学技术的新纪元。有人将其称为人类第三次产业革命开始的标志。
1996年2月15日，在“埃尼阿克”问世50周年之际，美国副总统戈尔在宾夕法尼亚大学举行的隆重纪念仪式上，再次按动了这台已沉睡了40年的庞大电子计算机的启动电钮。戈尔向当年参加“埃尼阿克”研制，如今仍健在的科学家发表讲话：“我谨向当年研制这台计算机的先驱者们表示祝贺。”埃尼阿克上的两排灯以准确的节奏闪烁到46，标志着它于1946年问世，然后又闪烁到96，标志着计算机时代开始以来的50年。
ENIAC诞生后，数学家冯·诺依曼（见图1.2）提出了重大的改进理论，主要有两点：其一是电子计算机应该以二进制为运算基础；其二是电子计算机应采用存储程序方式工作，并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由5个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。冯·诺依曼这些理论的提出，解决了计算机的运算自动化问题和速度配合问题，对后来计算机的发展起到了决定性的作用。直至今天，绝大部分的计算机还是采用冯·诺依曼方式工作。图1.2 冯·诺依曼
ENIAC诞生后短短的几十年间，计算机的发展突飞猛进。主要电子器件相继使用了晶体管，中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路，引起计算机的几次更新换代。每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小，功能大大增强，应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使得计算机迅速普及，进入了办公室和家庭，在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。目前，计算机的应用已扩展到社会的各个领域。1.1.3 计算机的发展历程
计算机界传统的观点是将计算机的发展大致分为四代，这种划分是以构成计算机的基本逻辑部件所用的电子元器件的变迁为依据的。从电子管到晶体管，再由晶体管到中小规模集成电路，再到大规模集成电路，直到现今的超大规模集成电路，元器件的制造技术发生了几次重大的革命，芯片的集成度不断提高，这些使计算机的硬件得以迅猛发展。1．第一代计算机（1946-1954年）
这一阶段计算机的主要特点是采用电子管作为基本电子元器件，存储器采用水银延迟线，输入与输出主要采用穿孔卡片或纸带，体积大、耗电量大、速度慢、存储容量小、可靠性差、维护困难且价格昂贵，如图1.3所示。在软件上，通常使用机器语言或者汇编语言来编写应用程序，程序从人工手编的机器指令程序，过渡到符号语言。计算机只能在少数尖端领域中得到运用，一般用于科学、军事和财务等方面的计算。图1.3 电子管计算机
第一代电子计算机虽然在当今人们看来相当笨拙，体积大，造价高，操作困难，但正是它开辟了计算机的发展之路，使人类社会生活发生了翻天覆地的变化。第一代电子计算机是计算工具革命性发展的开始，它采用的二进位制与程序存储等基本技术思想，奠定了现代电子计算机技术基础。2．第二代计算机（1955-1964年）
在20世纪50年代之前，第一代的计算机都采用电子管作为元件。电子管元件在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计算机发展受到限制。
20世纪50年代中期，晶体管的出现使计算机生产技术得到了根本性的发展，由晶体管代替电子管作为计算机的基础器件，如图1.4所示。1954年，美国贝尔实验室研制成功第一台使用晶体管线路的计算机，取名“催迪克”（TRADIC），装有800个晶体管。晶体管不仅能实现电子管的功能，而且具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用晶体管后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机就更容易实现了。第一代计算机（电子管计算机）使用的是“定点运算制”，参与运算数的绝对值必须小于1；而第二代计算机（晶体管计算机）增加了浮点运算，使数据的绝对值可达2的几十次方或几百次方，计算机的计算能力实现了一次飞跃。图1.4 晶体管计算机
1960年，出现了一些成功用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。第二代计算机除了使用晶体管代替电子管之外，还出现了现代计算机的一些部件：打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。在这一时期出现了更高级的COBOL（Common Business-Oriented Language）和FORTRAN（Formula Translator）等语言，以单词、语句和数学公式代替了二进制机器码，使计算机编程更容易。产生大量新的职业岗位，如程序员、分析员和计算机系统专家，软件产业由此诞生。晶体管计算机被用于科学计算的同时，也开始在数据处理、过程控制方面得到应用。同时，用晶体管取代电子管，使得第二代计算机体积减小，寿命大大延长，价格降低，为计算机的广泛应用创造了条件。3．第三代计算机（1965-1971年）
虽然晶体管比起电子管是一个明显的进步，但晶体管还是产生大量的热量，这会损害计算机内部的敏感部件。1958年发明了集成电路（IC），将三种电子元件结合到一片小小的硅片上，科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。随着半导体工艺的发展，中小规模集成电路成为计算机的主要部件，主存储器也渐渐过渡到半导体存储器，使计算机的体积更小，大大降低了计算机工作时的功耗，由于减少了焊点和接插件，进一步提高了计算机的可靠性。1964年，美国IBM公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360系统。这一代计算机仍然以存储器为中心，机种多样化、系列化，外部设备不断增加、功能不断扩大，软件的功能进一步完善，除了用于数值计算机和数据处理外，已经可以处理图像、文字等资料。
在软件方面，产生了标准化程序设计语言和人机会话式的BASIC语言。操作系统开始出现并逐步完善；同上两代相比，由于采用了中小规模集成电路，计算机的体积和功耗进一步减小，可靠性和运算速度进一步提高；应用上不仅用于科学计算，还用于企业管理、自动控制、辅助设计和辅助制造等领域。4．第四代计算机（1971年至今）
随着大规模集成电路的成功研制并应用于计算机硬件生产过程，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路（LSI和VLSI），计算机的体积进一步缩小，性能进一步提高。集成度更高的大容量半导体存储器作为内存储器，发展了并行技术和多机系统，出现了精简指令集计算机（RISC），软件系统工程化、理论化，程序设计自动化。由于集成技术的发展，半导体芯片的集成度更高，每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管，并且可以把运算器和控制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器，并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机。
1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。微型计算机体积小，价格便宜，使用方便，但它的功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型计算机。微型计算机在社会上的应用范围进一步扩大，几乎所有领域都能看到计算机的“身影”。
这一时期还产生了新一代的程序设计语言以及数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等，特点是应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。
20世纪70年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者，这时的小型机带有软件包，包括供非专业人员使用的程序和最受欢迎的字处理和电子表格程序等。1981年，IBM推出个人计算机（Personal Computer，PC）用于家庭、办公室和学校。20世纪80年代，个人计算机的竞争使得价格不断下跌，微机的拥有量不断增加，计算机继续缩小体积，从桌上到膝上到掌上。与IBM PC竞争的Apple Macintosh系列于1984年推出，Macintosh提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。
1982年以后，许多国家开始研制第五代计算机，它是具有人工智能的新一代计算机，它具有推理、联想、判断、决策、学习等功能。有一点可以肯定的是，在现在的智能社会中，计算机、网络、通信技术会三位一体化。21世纪的计算机将把人从重复、枯燥的信息处理中解脱出来，从而改变我们的工作、生活和学习方式，给人类和社会拓展了更大的生存和发展空间。随着历史的车轮驶入21世纪，我们将会面对各种各样的未来计算机。1.1.4 我国计算机技术的发展
1956年，在《十二年科学技术发展规划》中，把计算机列为发展科学技术的重点之一，并在1957年筹建了中国第一个计算技术研究所。2002年8月10日，我国成功制造出首枚高性能通用CPU——龙芯一号。此后龙芯二号问世，2012年龙芯三号研制成功。龙芯的诞生，打破了国外的长期技术垄断，结束了中国近二十年无“芯”的历史。
提到中国计算机，就不能不提起华罗庚教授，他是我国计算技术的奠基人和最主要的开拓者之一。华罗庚和中国的计算机事业最早产生关系在1947-1948年，华罗庚在美国普林斯顿高级研究院任访问研究员时，就和冯·诺依曼（Von Neumann）、哥尔德斯坦（Goldstein）等人交往甚密。华罗庚在数学上的造诣和成就深受冯·诺依曼等人的赞赏。当时冯·诺依曼正在设计世界上第一台存储程序的通用电子数字计算机。冯·诺依曼让华罗庚参观实验室，并常和他讨论有关的学术问题。这时，华罗庚的心里已经开始勾画中国电子计算机事业的蓝图。
华罗庚教授1950年回国，1952年建立了中国第一个电子计算机科研小组。1956年筹建中科院计算技术研究所时，华罗庚教授担任筹备委员会主任。
中国科学院计算技术研究所研制的中国第一台数字电子计算机103机在1958年交付使用。随后，中国第一台大型数字电子计算机104机在1959年也交付使用。
1965年研制成功的我国第一台大型晶体管计算机（109乙机）实际上从1958年起，中科院计算所就开始酝酿启动。在国外禁运条件下要造晶体管计算机，必须先建立一个生产晶体管的半导体厂（109厂）。经过两年努力，109厂就提供了机器所需的全部晶体管（109乙机共用2万多支晶体管，3万多支二极管）。对109乙机加以改进，两年后又推出109丙机，运行了15年，有效算题时间10万小时以上，在我国两弹试验中发挥了重要作用，被誉为“功勋机”。
1965年，中国开始了第三代计算机的研制工作。1969年为了支持石油勘探事业，北京大学承接了研制百万次集成电路数字电子计算机的任务，称为150机。1973年年初，由北京大学、北京有线电厂等有关单位共同研制成功中国第一台百万次集成电路电子计算机150机，该机字长数48位，每秒运算100万次，主内存130KB，主要用于石油、地质、气象和军事部门。
1974年，清华大学等单位联合设计，研制DJS-130小型计算机，8月，第一台DJS-130机在北京无线电三厂试制成功，并通过鉴定。之后，131、132、135、140、152、153等共13个机型先后研制成功，31个厂点生产，产量近千台。逐渐形成了我国第一种国产DJS-100系列机。DJS即“电子计算机”的汉语拼音首字母。与以往不同的是，DJS-100系列应用范围不再局限于军事领域，而是在国民经济建设和军事建设中发挥了重要作用，承担了科学计算、数据处理、工业过程控制、数据采集、信息和事物处理等方面的工作。
1978年3月，研制亿次计算机的任务正式交给了国防科技大学的前身长沙工学院计算机研究所。经过5年的艰苦奋战，在极其简陋的条件下，计算机专家们于1983年12月，成功研制了“银河-I”巨型计算机，运算速度达每秒1亿次。该机型共生产3台，分别安装于石油、西部计算中心和高校计算机研究所。“银河-I”巨型计算机是我国自行研制的第一台亿次计算机系统。该系统研制成功填补了国内巨型机的空白，同时，银河巨型机的诞生使我国成为世界上为数不多能研制巨型机的国家之一。在我国计算机研究和制造领域中，银河巨型计算机的研制成功，为中国计算机工业写下了最为辉煌的一页，成为中国计算机工业的骄傲。“银河-I”巨型机是我国高速计算机研制的一个重要里程碑，它标志着我国与国外拉大的距离又缩小到7年左右。
虽然“银河-I”的运算能力每秒钟只有一亿次，甚至比不上现在智能手机的运算速度，但它却使我国成为能研制巨型机的少数几个国家之一。之后，国防科技大学又继续研发出“银河-Ⅱ、银河-III、银河-Ⅳ”几兄弟，在我国不同的科研项目中发挥着重要的“思考运算”工作。
可以说，经过几十年的不懈努力，我国的超算研制已取得了丰硕成果，“银河”“曙光”“天河”等一批国产超级计算机系统的出现，使我国成为继美国、日本之后，第三个具备研制高端计算机系统能力的国家。但是和国外高性能计算实力相比较，我们的HPC在软件应用、核心技术、系统架构的创新上还有相当大的差距。如我们的HPC尽管计算速度上去了，但是核心芯片、所跑的HPC软件都是国外的。此外，中国与国外的差距还在于超级计算机的实际应用。在美国、日本等超级计算机技术发达国家，在超级计算机的支持下，汽车、飞机、航天、电影等一大批产业发展很快，甚至于如何包装薯片以保证其完整性等生产细节问题也会用超级计算机来模拟解决，超级计算机已经与社会生产发展实现了深度融合。而我国的超级计算机应用普遍局限于专业级领域，如气象、军事、航空等方面，应用的瓶颈不仅导致了超级计算机资源无法充分应用到社会、科研及生产中，也限制了自身的发展。在未来，高性能计算需要推动普及化应用，只有应用需求与产业化技术得到有效提升，我国高性能计算的发展才能真正做大做强，才能走出中国化特色。1.1.5 计算机的分类
计算机及相关技术的迅速发展带动计算机类型也不断分化，形成了各种类型的计算机。按照计算机的结构原理可分为模拟计算机、数字计算机和混合式计算机。按计算机用途可分为专用计算机和通用计算机。较为普遍的是按照计算机的运算速度、字长、存储容量等综合性能指标，可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机。
但是，随着技术的进步，各种型号的计算机性能指标都在不断地改进和提高，以至于过去一台大型机的性能可能还比不上今天的一台微型计算机。按照巨、大、中、小、微的标准来划分，计算机的类型也有其时间的局限性，因此计算机的类别划分很难有精确的标准。在此可以根据计算机的综合性能指标，结合计算机应用领域的分布将其分为超级计算机、网络计算机、工业控制系统、个人计算机、嵌入式系统五大类。1．超级计算机
超级计算机（Supercomputers）通常是指由数百数千，甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机拥有最强的并行计算能力，主要用于科学计算。在气象、军事、能源、航天、探矿等领域承担大规模、高速度的计算任务。在结构上，虽然超级计算机和服务器都可能是多处理器系统，二者并无实质区别，但是现代超级计算机较多采用集群系统，更注重浮点运算的性能，可看成是一种专注于科学计算的高性能服务器，而且价格非常昂贵。新一期全球超级计算机500强榜单公布，使用中国自主芯片制造的“神威太湖之光”取代“天河二号”登上榜首，中国超算上榜总数首次超过美国，名列第一（中国有167台HPC入围TOP500，美国是165台）。2．网络计算机
网络计算机通常是指用作服务器和工作站的高性能计算机。（1）服务器
服务器专指某些高性能计算机，能通过网络对外提供服务。相对于普通计算机来说，稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件方面与普通计算机有所不同。服务器是网络的结点，存储、处理网络上80%的数据、信息，在网络中起到举足轻重的作用。它们是为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，其高性能主要表现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。服务器的构成与普通计算机类似，也有处理器、硬盘、内存、系统总线等，但因为它是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在的差异很大。服务器主要有网络服务器（DNS、DHCP）、打印服务器、终端服务器、磁盘服务器、邮件服务器、文件服务器等。（2）工作站
工作站是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。工作站最突出的特点是具有很强的图形交换能力，因此在图形图像领域，特别是计算机辅助设计领域得到了广泛应用。典型产品有美国Sun公司的Sun系列工作站。
无盘工作站是指无软盘、无硬盘、无光驱连入局域网的计算机。在网络系统中，把工作站端使用的操作系统和应用软件全部放在服务器上，系统管理员只要完成服务器上的管理和维护，软件的升级和安装也只需要配置一次后，整个网络中的所有计算机就都可以使用新软件。因此无盘工作站具有节省费用、系统安全性高、易于管理和易维护等优点，这对网络管理员来说具有很大的吸引力。3．工业控制系统
工业控制系统是一种采用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的计算机系统总称，简称工控机。它由计算机和过程输入输出（I/O）两大部分组成。计算机由主机、输入输出设备和外部磁盘机、磁带机等组成。在计算机外部又增加一部分过程输入/输出通道，用来将工业生产过程的检测数据送入计算机进行处理；另一方面，计算机要将控制生产过程的命令、信息转换成工业控制对象的控制变量的信号，再送往工业控制对象的控制器中。由控制器行使对生产设备的运行控制。工控机的主要类别有：IPC（PC总线工业计算机）、PLC（可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）5种。4．个人计算机（1）台式机（Desktop）
台式机也叫桌面机，是一种相对独立的计算机，完完全全与其他部件无联系，它相对于笔记本和上网本体积较大，主机、显示器等设备一般都是相对独立的，一般需要放置在电脑桌或者专门的工作台上，因此命名为台式机。台式机是非常流行的微型计算机，多数家庭和公司用的机器都是台式机。台式机的性能相对较笔记本电脑要强。（2）电脑一体机
电脑一体机是由一台显示器、一个计算机键盘和一个鼠标组成的计算机。它的芯片、主板与显示器集成在一起，显示器就是一台计算机，因此只要将键盘和鼠标连接到显示器上，机器就能使用。随着无线技术的发展，电脑一体机的键盘、鼠标与显示器可实现无线链接，机器只有一根电源线。这就解决了一直为人诟病的台式机线缆多而杂的问题。有的电脑一体机还具有电视接收、AV功能，也可整合专用软件，用于特定行业专用机。（3）笔记本电脑（Notebook或Laptop）
笔记本电脑是一种小型、可携带的个人计算机，也称手提电脑或膝上型电脑，通常重1~3公斤。笔记本电脑除了键盘外，还提供触控板（Touchpad）或触控点（Pointing Stick），提供了更好的定位和输入功能。
笔记本电脑大体上可以分为6类：商务型、时尚型、多媒体应用、上网型、学习型、特殊用途。商务型笔记本电脑的特点一般可以概括为移动性强、电池续航时间长、商务软件多。时尚型外观主要针对时尚女性。多媒体应用型笔记本电脑则有较强的图形、图像处理能力和多媒体的能力，尤其是播放能力，为享受型产品，而且多媒体笔记本电脑多拥有较为强劲的独立显卡和声卡（均支持高清），并有较大的屏幕。上网本（Netbook）就是轻便和低配置的笔记本电脑，具备上网、收发邮件以及即时通信（IM）等功能，并可以流畅播放流媒体和音乐。上网本比较强调便携性，多用于出差、旅游甚至公共交通上的移动上网。学习型机身设计为笔记本外形，采用标准计算机操作，全面整合学习机、电子辞典、复读机、点读机、学生计算机等多种机器功能。特殊用途的笔记本电脑服务于专业人士，是可以在酷暑、严寒、低气压、高海拔、强辐射、战争等恶劣环境下使用的机型。（4）掌上电脑（PDA）
掌上电脑是一种运行在嵌入式操作系统和内嵌式应用软件之上的、小巧、轻便、易带、实用、价廉的手持式计算设备。它在体积、功能和硬件配备方面都比笔记本电脑简单、轻便。掌上电脑除了用来管理个人信息（如通讯录，计划等），还可以上网浏览页面，收发E-mail，甚至可以当作手机来用，此外还具有：录音机、英汉汉英词典、全球时钟对照、提醒、休闲娱乐、传真管理等功能。掌上电脑的电源通常采用普通的碱性电池或可充电锂电池。掌上电脑的核心技术是嵌入式操作系统，各种产品之间的竞争也主要在此。
在掌上电脑基础上加上手机功能，就成了智能手机（Smartphone）。智能手机除了具备手机的通话功能外，还具备了PDA分功能，特别是个人信息管理以及基于无线数据通信的浏览器和电子邮件功能。智能手机为用户提供了足够的屏幕尺寸和带宽，既方便随身携带，又为软件运行和内容服务提供了广阔的舞台，很多增值业务可以就此展开，如股票、新闻、天气、交通、商品、应用程序下载、音乐图片下载等。（5）平板电脑
平板电脑是一款无须翻盖、没有键盘、大小不等、形状各异，但功能完整的计算机。其构成组件与笔记本电脑基本相同，但它是利用触笔在屏幕上书写，而不是使用键盘和鼠标输入，并且打破了笔记本电脑键盘与屏幕垂直的J型设计模式。它除了拥有笔记本电脑的所有功能外，还支持手写输入或语音输入，移动性和便携性更胜一筹。平板电脑由比尔·盖茨提出，至少应该是X86架构，从微软公司提出的平板电脑概念产品上看，平板电脑就是一款无须翻盖、没有键盘、小到足以放入女士手袋，但功能完整的PC。5．嵌入式系统
嵌入式系统（Embedded Systems）是一种以应用为中心，以微处理器为基础，软硬件可裁剪的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序4个部分组成。它是计算机市场中增长最快的领域，也是种类繁多，形态多种多样的计算机系统。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上Pad、计算器、电视机顶盒、手机、数字电视、多媒体播放器、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。1.2 信息与信息化
在当今社会中，能源、材料和信息是社会发展的三大支柱，人类社会的生存和发展，时刻都离不开信息。了解信息的概念、特征和分类，对于在信息社会中更好地使用信息是十分重要的。1.2.1 信息的概念和特征1．信息
信息一词来源于拉丁文Information，其含义是情报、资料、消息、报导、知识。因此，长期以来人们就把信息看作是消息的同义语，简单地把信息定义为能够带来新内容、新知识的消息。但是后来发现，信息的含义要比消息、情报的含义广泛得多，不仅消息、情报是信息，指令、代码、符号语言、文字等一切含有内容的信号都是信息。作为日常用语，“信息”经常指音讯、消息；作为科学技术用语，“信息”被理解为对预先不知道的事件或事物的报道或者指在观察中得到的数据、新闻和知识。
在信息时代，人们越来越多地在接触和使用信息，但是究竟什么是信息，迄今说法不一。一般来说，信息可以界定为由信息源（如自然界、人类社会等）发出的被使用者接受和理解的各种信号。作为一个社会概念，信息可以理解为人类共享的一切知识或社会发展趋势，以及从客观现象中提炼出来的各种消息之和。信息并非事物本身，而是表征事物之间联系的消息、情报、指令、数据和信号。一切事物，包括自然界和人类社会，都在发出信息。我们每个人每时每刻都在接收信息。在人类社会中，信息往往以文字、图像、图形、语言、声音等形式出现。随着科学的发展、时代的进步，如今“信息”的概念已经与微电子技术、计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、信息产业、信息管理等含义紧密地联系在一起。（1）信息的分类
根据信息来源的不同，可以把信息分为4种类型。
①源于书本上的信息。这种信息随着时间的推移变化不大，比较稳定。
②源于广播、电视、报刊、杂志等的信息。这类信息具有较强的实效性，经过一段时间后，这类信息的实用价值会大大降低。
③人与人之间各种交流活动产生的信息。这些信息只在很小的范围内流传。
④源于具体事物，即具体事物的信息。这类信息是最重要的，也是最难获得的信息，这类信息能增加整个社会的信息量，能给人类带来更多的财富。（2）信息的基本特征
信息具有以下基本特征。
①可度量性。信息可采用某种度量单位进行度量，并进行信息编码。
②可识别性。信息可采取直观识别、比较识别和间接识别等多种方式来把握。
③可转换性。信息可以从一种形态转换为另一种形态。
④可存储性。信息可以存储。大脑就是一个天然的信息存储器。人类文明的文字、摄影、录音、录像以及计算机存储器等都可以存储信息。
⑤可处理性。人脑就是最佳的信息处理器。人脑的思维功能可以进行决策、设计、研究、写作、改进、发明、创造等多种信息处理活动。计算机也具有信息处理功能。
⑥可传递性。信息的传递是与物质和能量的传递同时进行的。语言、表情、动作、报刊、书籍、广播、电视、电话等是人类常用的信息传递方式。
⑦可再生性。信息经过处理后，可以以其他方式再生成信息。输入计算机的各种数据文字等信息，可用显示、打印、绘图等方式再生成信息。
⑧可压缩性。信息可以压缩，可以用不同的信息量来描述同一事物。人们常常用尽可能少的信息量描述一件事物的主要特征。
⑨可利用性。信息具有一定的实效性和可利用性。
⑩可共享性。信息具有扩散性，因此可共享。2．信息技术
信息技术（Information Technology）是指对信息的收集、存储、处理和利用的技术。信息技术能够延长或扩展人的信息功能。到目前为止，对于信息技术也没有公认统一的定义，由于人们使用信息的目的、层次、环境、范围不同，因而对信息技术的表述也各不相同。
通常，信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、传递、处理、检索、分析和利用等的技术。概括而言，信息技术是在信息科学的基本原理和方法指导下扩展人类信息功能的技术，是人类开发和利用信息资源的所有手段的总和。信息技术既包括有关信息的产生、收集、表示、检测、处理和存储等方面的技术，也包括有关信息的传递、变换、显示、识别、提取、控制和利用等方面的技术。
在现今的信息化社会，一般来说，人们提及的信息技术，又特指以电子计算机和现代通信为主要手段实现信息获取、加工、传递和利用等功能的技术总和。信息技术是一门多学科交叉综合的技术，计算机技术、通信技术、多媒体技术和网络技术相互渗透、互相作用、互相融合，将形成以智能多媒体信息服务为特征的大规模信息网。
在人类历史上，信息技术经历了5个发展阶段，即5次革命。
第一次信息技术革命是语言的使用。距今35 000~50 000年前出现了语言，语言成为人类进行思想交流和信息传播不可缺少的工具。
第二次信息技术革命是文字的创造。大约在公元前3 500年出现了文字，文字的出现使人类对信息的保存和传播取得重大突破，较大地超越了时间和地域的局限。
第三次信息技术革命是印刷术的发明和使用。大约在公元1040年，我国开始使用活字印刷技术，欧洲人则在1451年开始使用印刷技术。印刷术的发明和使用，使书籍、报刊成为重要的信息存储和传播的媒体。
第四次信息技术革命是电报、电话、广播、电视的发明和普及使用，至此人类进入了利用电磁波传播信息的时代。
第五次信息技术革命是电子计算机的普及应用，始于20世纪60年代，其标志是电子计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的有机结合。
现在所说的信息技术一般特指第五次信息技术革命，是狭义的信息技术，它经历了从计算机技术到网络技术再到计算机技术与现代通信技术结合的过程。第五次信息技术革命对社会的发展、科技进步及个人生活和学习都产生了深刻的影响。1.2.2 信息素养
信息素养（Information Literacy）是一个内容丰富的概念，其本质是全球信息化需要人们具备的一种基本能力，它包括能够判断什么时候需要信息，并且懂得如何获取信息，如何评价和有效利用所需的信息。
信息素养的定义为：信息的获取、加工、管理与传递的基本能力；对信息及信息活动的过程、方法、结果进行评价的能力；流畅地发表观点、交流思想、开展合作、勇于创新并解决学习和生活中的实际问题的能力；遵守道德与法律，形成社会责任感。
可以看出，信息素养是一种基本能力，是一种对信息社会的适应能力，它涉及信息的意识、信息的能力和信息的应用。同时，信息素养也是一种综合能力，它涉及各方面的知识，是一个特殊的、涵盖面很宽的能力，它包含人文的、技术的、经济的、法律的诸多因素，与许多学科有着紧密的联系。
具体来说，信息素养主要包括信息意识、信息知识、信息能力和信息道德这4方面的要素，信息素养的4个要素共同构成一个不可分割的统一整体。信息意识是先导，信息知识是基础，信息能力是核心，信息道德是保证。1.3 计算思维1.3.1 计算思维的提出
计算思维不是今天才有的，从我国古代的算筹、算盘，到近代的加法器、计算机以及现代的电子计算机，直至目前风靡全球的互联网和云计算，无不体现着计算思维的思想。可以说计算思维是一种早已存在的思维活动，是每一个人都具有的一种能力，它推动着人类科技的进步。然而，在相当长的时期，计算思维并没有得到系统的整理和总结，也没有得到应用的重视。
计算思维一词作为概念被提出最早见于20世纪80年代美国的一些相关杂志上，我国学者在20世纪末也开始了对计算思维的关注，当时主要的计算机科学专业领域的专家学者对此进行了讨论，认为计算思维是思维过程或功能的计算模拟方法论，对计算思维的研究能够帮助达到人工智能的较高目标。
可见，“计算思维”这个概念在20世纪90年代和21世纪初就出现在领域专家、教育学者的讨论中了，但当时并没有对这个概念进行充分的界定。直到2006年，周以真教授（见图1.5）发表在Communications of the ACM期刊上的Computational Thinking一文，对计算思维进行了详细的阐述和分析，这一概念才获得国内外学者、教育机构、业界公司甚至政府层面的广泛关注，成为进入21世纪以来计算机及相关领域的讨论热点和重要研究课题之一。2010年10月，中国科学技术大学陈国良院士在“第六届大学计算机课程报告论坛”上倡议将计算思维引入了大学计算机基础教学，计算思维也得到了国内计算机基础教育界的广泛重视。图1.5 周以真教授
学者、教育者和实践者们关于计算思维本质、定义和应用的大量讨论推动了计算思维在社会的普及和发展，但到目前为止，都没有一个统一的、获得广泛认可的关于计算思维的定义。所有的讨论和研究大致可分为两个方向：其一，将“计算思维”作为计算机及其相关领域中的一个专业概念，对其原理内涵等方面进行探究，称为理论研究；其二，将“计算思维”作为教育培训的一个概念，研究其在大众教育中的意义、地位、培养方式等，称为应用研究。理论研究对应用研究起到指导和支撑的作用，应用研究是理论研究的成果转化，并丰富其体系，两者相辅相成，形成对计算思维的完整阐述。1.3.2 计算思维的内容1．计算思维的概念性定义
计算思维的概念性定义主要来源于计算科学这样的专业领域，从计算机科学出发，与思维或哲学学科交叉形成思维科学的新内容。计算思维的概念性定义主要包含以下两方面。（1）计算思维的内涵
按照周以真教授的观点，计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人或机器执行。计算思维的本质是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。
计算思维中的抽象完全超越物理的时空观，并完全用符号来表示，与数学和物理科学相比，计算思维中的抽象显得更为丰富，也更为复杂。在计算思维中，所谓抽象就是要求能够对问题进行抽象表示、形式化表达（这些是计算机的本质），设计问题求解过程达到精确、可行，并通过程序（软件）作为方法和手段对求解过程予以“精确”地实现。也就是说，抽象的最终结果是能够机械地一步步自动执行。（2）计算思维的要素
周以真教授认为计算思维补充并结合了数学思维和工程思维，在其研究中提出体现计算思维的重点是抽象的过程，而计算抽象包括（但不限于）：算法、数法结构、状态机、语言、逻辑和语义、启发式、控制结构、通信、结构。教指委提出的计算思维表达体系包括计算、抽象、自动化、设计、通信、协作、记忆和评估8个核心概念。国际教育技术协会（International Society for Technology in Education，ISTE）和美国计算机科学教师协会（Computer Science Teachers Association，CSTA）研究中提出的思维要素则包括数据收集、数据分析、数据展示、问题分解、抽象、算法与程序、自动化、仿真、并行。CSTA的报告中提出了模拟和建模的概念。美国离散数学与理论计算研究中心（DIMACS）提出了计算思维中包含了计算效率提高、选择适当的方法来表示数据、做估值、使用抽象、分解、测量和建模等因素。
以上各方从不同的角度进行的分析归纳，有利于对计算思维要素的后续研究。提炼计算思维要素进一步展现了计算思维的内涵，其意义在于以下两个方面。
①计算思维要素相较于内涵而言更易于理解，能够使人将其与自己的生活、学习经验产生有效连接。
②计算思维要素的提出是计算思维的理论研究向应用研究转化的桥梁，使计算思维的显性教学培养成为可能。2．计算思维的操作性定义
计算思维的操作性定义来源于应用研究，主要讨论计算思维在跨学科领域中的具体表现、如何应用以及如何培养等问题。与概念性定义的学科专业特点不同，操作性定义注重的是如何将理论研究的成果进行实践推广、跨学科迁移，以产生实际的作用，使之更容易被大众理解、接受和掌握。当前国内广大师生对计算思维研究最为关注的方面，不是计算思维的系统理论，而是如何将计算思维培养落地、在各个领域如何产生作用。通过总结分析各家之言，计算思维的操作性定义主要包括以下3个方面。（1）计算思维是问题解决的过程“计算思维是问题解决的过程”这一认识是对计算思维被人所掌握之后，在行动或思维过程中表现出来的形式化的描述，这一过程不仅能够体现在编程过程中，还能体现在更广泛的情境中。周以真教授认为计算思维是制定一个问题及其解决方案，并使之能够通过计算机（人或机器）有效执行的思考过程。国际教育技术协会和美国计算机科学教师协会通过分析700多名计算科学教育工作者、研究人员和计算机领域的实践者的调研结果，于2011年联合发布了计算思维的操作性定义，认为计算思维作为问题解决的过程，包括（但不限于）以下步骤。
①界定问题，该问题应能运用计算机及其他工具帮助解决。
②要符合逻辑地组织和分析数据。
③通过抽象（如模型、仿真等方式）再现数据。
④通过算法思想（一系列有序的步骤）形成自动化解决方案。
⑤识别、分析和实施可能的解决方案，从而找到能有效结合过程和资源的最优方案。
⑥将该问题的求解过程进行推广并移植到广泛的问题中。
由此可见，作为问题解决的过程，计算思维先于任何计算技术早已被人们所掌握。在新的信息时代，计算思维能力的展示遵循最基本的问题解决过程，而这一过程需要被人类的新工具（即计算机）所理解并能有效执行。因此，计算思维决定了人类能否更加有效地利用计算机拓展能力，是信息时代最重要的思维形式之一。（2）计算思维要素的具体体现
计算思维作为问题解决的过程不仅需要利用数据和大量计算科学的概念，还需要调度和整合各种有效的思维要素。思维要素作为理论研究和应用研究的桥梁，提炼于理论研究，服务于应用研究，抽象的计算思维概念只有分解成具体的思维要素，才能有效地指导应用研究与实践。（3）计算思维体现出的素质
素质是指人与生俱来的以及通过后天培养、塑造、锻炼而获得的身体上和人格上的性质特点，是对人的品质、态度、习惯等方面的综合概括。具备计算思维的人在面对问题时，除了使用计算思维能力加以解决之外，在解决过程中还表现出一定的素质。例如：
①处理复杂情况的自信。
②处理难题的毅力。
③对模糊/不确定的容忍。
④处理开放性问题的能力。
⑤与其他人一起努力达成共同目标的能力。
具备计算思维能力，能够改变或者使学习者养成某些特定的素质，从而从另一层面影响学习者在实际生活中的表现。这些素质实际上描绘了一个高度发达的信息社会中合格公民的形象，使普通人对计算思维有了更加深入和形象的理解。
以上3个方面共同构成了计算思维的操作性定义。操作性定义明确了计算思维这个抽象概念在实际活动中现实而具体的体现（包括能力和品质），使这一概念可观测、可评价，从而直接为教育培养过程提供有效的参考。3．计算思维的完整定义
计算思维的理论研究与应用研究密切相关、相辅相成，共同构成了对计算思维的完整研究。理论研究的成果转化为应用研究中的理论背景和实践支撑，应用研究的成果转化为理论研究中的研究对象和材料。计算思维的概念性定义根植于计算机科学学科领域，同时与思维科学、哲学交叉，从计算科学出发形成对计算思维的理解和认识，适用于指导对计算思维本身进行的理论研究。计算思维的操作性定义适用于对计算思维能力的培养以及计算思维的应用研究，计算思维的应用和培养是以实际问题为前提的，在实际理解和解决问题的过程中体会、发展和养成计算思维能力。因此，计算思维的概念性定义和操作性定义彼此支撑和互补，共同构成计算思维的完整定义。计算思维的完整定义指导了计算思维在计算科学学科领域及跨学科领域中的研究、发展和实践。（1）狭义计算思维和广义计算思维
随着信息技术的发展，人类从农业社会、工业社会步入了信息社会，这不仅意味着经济、文化的发展，同时人类思维形式也发生了巨大的变化。除“计算思维”概念外，人们还提出了“网络思维”“互联网思维”“移动互联网思维”“数据思维”“大数据思维”等新的思维形式概念。如果将概念性定义和操作性定义组成的计算思维称为狭义计算思维，则由信息技术带来的更广泛的新的思维形式可称为广义计算思维或信息思维。当代的大学生除了需要具备计算机基础知识和基本操作能力以外，还应该以这些知识能力为载体，在广义和狭义的计算思维能力上得到发展。（2）计算思维的两种表现形式
计算思维作为抽象的思维能力，不能被直接观察到，计算思维能力融合在解决问题的过程中，其具体的表现形式有如下两种。
①运用或模拟计算机科学与技术（信息科学与技术）的基本概念、设计原理，模仿计算机专家（科学家、工程师）处理问题的思维方式，将实际问题转化（抽象）为计算机能够处理的形式（模型）进行问题求解的思维活动。
②运用或模拟计算机科学与技术（信息科学与技术）的基本概念、设计原理，模仿计算机（系统、网络）的运行模式或工作方式，进行问题求解、创新创意的思维活动。4．计算思维的方法与特征
计算思维方法是在吸取了解决问题采用的一般数学思维方法，现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法，以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法的基础上形成的。周以真教授将计算思维的方法归纳为如下7类。
①计算思维是通过嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的思维方法。
②计算思维是一种递归思维，是一种并行处理，是一种把代码译成数据又能把数据译成代码，是一种多维分析推广的类型检查方法。
③计算思维是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法，是基于关注分离的方法（SoC方法）。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]