本節書摘來自異步社區《計算機科學概論（第12版）》一書中的第0章0.3節學習大綱，作者【美】J. 格倫?布魯克希爾（J. Glenn Brookshear） , 丹尼斯?布里羅（Dennis Brylow）,更多章節內容可以訪問云棲社區“異步社區”公眾號查看。

0.3　學習大綱
本書遵循自底向上的方法講述計算機科學，先從讀者有親身體驗的主題開始（如計算機硬件），繼而引出比較抽象的主題（如算法復雜性和可計算性）。結果是，我們的學習遵循了這樣一個模式：隨著我們對主題理解的深入，我們構建的抽象工具會越來越大。

我們首先學習與設計和構造執行算法的機器有關的主題。第1章（數據存儲）學習現代計算機的信息編碼和信息存儲問題，第2章（數據操作）研究簡單計算機的內部基本操作。雖然部分學習內容涉及技術問題，但總體上是獨立于具體技術的。也就是說，像數字電路設計、數據編碼與壓縮系統，以及計算機體系結構這樣的主題，與很多技術都相關，并且不管未來技術的發展方向如何，它們的相關性都不會變。

第3章（操作系統）將學習控制一臺計算機總體操作的軟件，這種軟件稱為操作系統。操作系統控制機器與其外部世界之間的接口：保護機器及其內部存儲數據不被非授權用戶訪問；允許計算機用戶請求執行各種程序；協調內部活動，以滿足用戶請求。

第4章（組網及因特網）將學習計算機是如何連接成計算機網絡的，網絡又是如何連接成互聯網的。這些知識涉及到很多主題，如網絡協議、因特網結構和內部操作、萬維網，以及諸多的安全問題。

第5章（算法）比較正式地介紹了算法。我們要研究算法的發現，明確幾種基本的算法結構，開發幾項表示算法的初等技術，并介紹算法的有效性和正確性問題。

第6章（程序設計語言）研究的問題是算法表示和程序開發過程。在這一章中，我們會發現，人們在不斷改善程序設計技術的過程中，創造出了各種各樣的程序設計方法學或范式，而每一種都有自己的一套程序設計語言。我們將研究這些范式和語言，以及語法和語言翻譯的問題。

第7章（軟件工程）將介紹計算機科學的一個分支——軟件工程。軟件工程處理的是開發大型軟件系統時所遇到的問題。大型軟件系統的設計是一項復雜的任務，會遇到傳統工程未涉及的許多問題。因此，軟件工程這一學科已經成為計算機科學中一個重要的研究領域，它借鑒了諸如工程、項目管理、人事管理、程序設計語言設計，甚至是建筑學等眾多領域的研究經驗。

在接下來的兩章中，我們將學習在計算機系統中組織數據的方法。第8章（數據抽象）介紹傳統上用于在計算機主存儲器中組織數據的技術，然后探索數據抽象的演變發展，從原語的概念一直到今天的面向對象式技術。第9章（數據庫系統）介紹傳統上用于在計算機海量存儲器中組織數據的方法，并研究如何實現非常大的復雜數據庫系統。

第10章（計算機圖形學）將研究圖形和動畫，這是一個創建并圖像化虛擬世界的領域。在計算機科學傳統領域（如機器體系結構、算法設計、數據結構和軟件工程）發展的基礎上，圖形和動畫學科取得了顯著進展，業已發展成為激動人心、充滿活力的學科。此外，這個領域說明了，計算機科學的各個組成部分，是如何與物理、藝術和攝影等學科相結合產生顯著成果的。

在第11章（人工智能）中，我們將了解到，為了開發更有用的機器，計算機科學現已一馬當先，轉向研究人類智能。研究人員希望通過對我們自己的思維推理和認知的了解，設計出模擬這些過程的算法，從而把這些比較的能力傳遞給機器。結果，計算機科學就有了這個稱為人工智能的領域，它非常依賴于心理學、生物學和語言學等領域的研究。

我們的學習到第12章（計算理論）結束，這一章將介紹計算機科學的理論基礎，這個主題會讓我們了解到算法（和機器）的局限性。在本章，我們不但明確了幾個算法上不能解決的問題（它們在理論上也是超出機器能力的），而且認識到許多其他問題的解決都需要大量的時間或空間，以致從實踐的角度上講也是不可解的。因此，通過本章的學習，我們將能夠掌握算法系統的應用范圍和局限性。

我們的目標是，每一章主題的探討都足夠深入，使讀者真正理解。我們希望所闡述的計算機科學知識對大家的工作能有所幫助——使讀者了解自己所生活的技術社會，打好跟隨科技進步自我學習的基礎。