前    言

幾年前，我在一次全國性的計算機教學研討會上提出了個人的觀點，應該客觀地分析相關計算機基礎課程的學生群體，他們是互聯網的“原住民”：他們對計算機、信息和技術的認知程度遠遠高出他們的父輩，因為他們一出生就生活在“信息社會”。今天看來，這個觀點仍然是保守了，他們是信息社會的真正的推動者。今天這一代人，生活、學習、工作自然而然地與計算機、智能手機密切聯繫在一起，就像我們這一代和電視機聯繫在一起一樣。

回到本書書名的構想。

本書的讀者對“機器（硬件）”具有本能的認知，對APP（Application，應用程序）更有天然的親和力，這幾年發展極為迅速的“大數據（Big Data）”更是膾炙人口，他們已經耳熟能詳。因此，我們需要站在一個新的角度看待本書的讀者，需要給他們一個適合當下信息社會發展特點的視角，與他們分享相關的知識和技術。毫無疑問，“數據”與“計算”是主題。盡管過去計算機科學基礎也一直討論數據與計算，隻是沒有像今天的形勢所要求的那樣必須給出一個清晰的路線圖和繫統性的介紹。幾年前，我在浙江大學竺可楨（浙江大學歷具影響的校長，1936—1949）學院的“計算機科學基礎”課程教學中就進行了相關嘗試，因此本書也是教學過程的體會和總結，希望對使用本書的教師和學生們有所幫助。

科學的精神就在於知道是什麼、為什麼以及如何做到，不需贅述的是，作為一門學科，計算機學科與數學、物理差不多，盡管學習它們並不意味著就以此為職業，但你們已經無從選擇：計算機或者與計算機相關的產品將伴隨你們成長，將成為你們新一代不可或缺的工具，甚至成為你們的一個不可或缺的“器官”。因此，你們需要掌握“計算科學”的相關知識，使得計算機這個工具能夠發揮更有效的作用。

盡管本書目標是明確的，但要達到這個目標絕非易事：現在人人都是計算機方面的“專家”，很多人對計算機的認識是不同的。為了適合教學，本書在教學內容的編排上做了較大幅度的調整，以“計算機是數據的載體，計算機是計算的核心”為主線，強調數據是計算的對像，而數據的抽像表達、組織與存儲、傳輸與交換和作為資源使用是計算的目標，也是計算機實現這些功能的方法。

本書應該具有基礎性課程所具有的知識體繫的基本穩定性。盡管計算機技術發展很快，人們每天都在使用它，每天都在談論它，好像每天都有令人耳目一新的新的技術，實際上它的科學基礎並沒有變，至少在可預見的未來也不會有多大變化。計算機科學的基礎就是數制、邏輯、體繫、數據組織和表達、算法、語言、軟件原理等。新技術，如Web、即時通信等，都不是新的，“新”的隻是與市場相關，無關乎技術。

希望讀者能夠領會本書希望傳達的意思：計算機是科學，也是數據處理的工具，而且是一個不可或缺的科學工具，計算機改變著我們、改變著社會。好好地了解它吧，它能更好地幫助你！

本書圍繞相關數據和處理方法，通過計算繫統、計算基礎、數據表示、算法基礎、語言和程序、數據庫、大數據及先進計算等內容，以“計算繫統”的全新視角介紹計算機科學基礎知識。計算繫統是指承擔計算功能的計算機和計算對像的數據。數據是現實世界的抽像的表達，是信息之源。本書較為全面地介紹了各種類型的數據及其處理方法。

同許多計算機書籍一樣被詬病的是，與前面出版並勘誤過的多個版本一樣，本書也有各種失誤和錯誤，也有很多不完善的地方。如果給自己找理由，則是計算機發展太快，許多概念隨著時間而改變，我們還不能完全跟上這種改變。前面幾版收到了許多讀者的指正，也真誠希望讀者再次幫助我們糾正書中的各種錯誤。再次深謝你們的寬容和幫助。

本書能夠出版並多次修訂（從2002年開始至今已經有數個版本），得益於浙江大學中一起教授本課程的各位同事的大力幫助。他們對書稿中有很多建設性的建議和批評，限於時間限制還不能一一加以修正，將在再版時全面修訂。抱歉的是，由於人數太多，限於篇幅不能一一列出他們的名字，但是有幾位老師是本書的貢獻者，特別感謝浙江大學計算機教學研究中心的現任首席責任教授許端清老師、責任教授徐鏡春老師和瀋睿老師，是他們的大力支持，本書纔得以進行修改並出版。計算機學院的章文老師和馮曉霞老師仔細閱讀了原稿，糾正了很多錯誤，也提出了很多很好的建議。

本書為任課教師提供配套的教學資源（包含電子教案、習題參考答案、書中用到的數據文件），需要者可登錄華信教育資源網站（http://www.hxedu.com.cn），注冊之後進行免費下載。

作  者