1、圖靈模型
程序是用來告訴計算機對數據進行處理的指令集合。
什麼是數據處理器？
（1）可編程數據處理器
（2）通用圖靈機
2、馮·諾依曼模型
基於通用圖靈機建造的計算機都是在存儲器中存儲數據。馮·諾依曼模型指出，鑑於程序和數據在邏輯上是相同的，因此程序也能存儲在計算機的存儲器中。
（1）4個子系統
基於馮·諾依曼模型建造的計算機分爲4個子系統：存儲器、算術邏輯單元、控制單元和輸入/輸出單元。
（2）存儲形式
現代計算機的存儲單元主要用來存儲程序及響應數據。實際上它們都是以位模式存儲在內存中。
（3）指令的順序執行
馮·諾依曼模型中的一段程序是由一組數量有限的指令組成。
3、計算機組成
計算機由3大部分組成：計算機硬件、數據和計算機軟件
（1）計算機硬件
計算機硬件基於馮·諾依曼模型，且包含四個部分（第五章說計算機由3個部分組成是在硬件的角度說的，是否是指的還包含總線。）
（2）數據
①存儲數據
②組織數據
（3）計算機軟件
①馮·諾依曼模型指出必須存儲程序。
②指令的序列：程序必須是有序的指令集。
③算法：按步驟解決問題的方法就是所謂的算法。
④語言：利用符號代表二進制模式來高效地解決越來越大的程序，導致計算機語言的誕生。
⑤軟件工程：軟件工程是指結構化程序的設計和編寫。
⑥操作系統：是爲了省掉對所有程序來說是公用的一系列指令的重複編寫應用而產生的操作系統。
4、計算和計算機的歷史（三個階段）
（1） 機械計算機器（1930年以前）
（2）電子計算機的誕生（1930`1950年）
①早期的電子計算機
②基於馮·諾依曼模型的計算機
（3）計算機的誕生（1950年至今）
1950年以後出現的計算機差不多都是基於馮·諾依曼模型。
①第一代計算機（真空管）
②第二代計算機（晶體管）
③第三代計算機（集成電路、小型計算機、軟件包、軟件行業）
④第四代計算機（微型計算機）
⑤第五代計算機（掌上電腦、臺式電腦等）
5、社會問題和道德問題
（1）社會問題：依賴、社會公正、數字化分裂
（2）道德問題：隱私、版權、計算機犯罪
6、計算機科學作爲一門學科
隨着計算機的發明，帶來了新的學科：計算機科學。
計算機科學現在劃分成幾個領域。這些領域歸納爲兩大類：系統領域和應用領域。
①系統領域涵蓋與硬件和軟件構成直接相關的領域，例如：計算機體系結構、計算機網絡、安全問題、操作系統、算法、程序設計語言以及軟件工程。
②應用領域涵蓋了與計算機使用有關的領域，例如：數據庫和人工智能。
7、課程綱要（5大部分）
本書對所有計算機科學的領域採用廣度優先的方式介紹。學完本書之後，讀者應該有足夠的信息選擇專業方向。本書緒論後分爲5大部分。
（1）數據表示與運算：
2、數字系統：本章討論數字系統，數量如何能使用符號來表示。
3、數據存儲：本章討論不同的數據如何存儲在計算機中。
4、數據運算：本章討論一些基本的位運算。
（2）計算機硬件:
5、計算機組成：本章給出計算機硬件的通用概念，討論不同的計算機組成。
6、計算機網絡：本章闡明不同的單個計算機是如何連接成計算機網絡以及互聯網的。該章還特別涉及了與因特網及其應用相關的話題。
（3）計算機軟件:
7、操作系統：本章討論操作系統，即一種用戶（人或者應用程序）用來控制硬件訪問的系統軟件。
8、算法：本章說明問題求解是如何歸結成爲該問題編寫算法的。
9、程序設計語言：本章是當今程序設計語言之旅。
10、軟件工程：本章是軟件工程的概述，這是軟件開發的工程方法。
（4）數據組織與抽象：
本部分是對數據表示與運算的補充。在計算機科學中，原子數據彙集成記錄、文件和數據庫。數據抽象使得程序員能創建關於數據的抽象概念。
11、數據結構：本章討論數據結構，即集合相同或不同類型的數據到一個類屬中。
12、抽象數據類型：本章討論抽象數據類型。
13、文件結構：本章說明不同文件結構是如何用於不同的目的。
14、數據庫：本章討論數據庫。
（5）高級論題:
第五部分給出了高級論題的概要，這些論題是計算機科學專業學生在今後的學習中會遇到的。
15、數據壓縮：本章討論數據壓縮，這在今天的數據通信中很普遍。
16、安全：本章探索與安全有關的問題，當我們通過不安全的信道通信時，安全問題變得越來越重要。
17、計算理論：本章討論計算理論，即哪些是可計算的，哪些是不可計算的（針對計算機）。
18、人工智能：本章給出一些人工智能的觀點，在計算機科學中，這是一個越來越富有挑戰性的論題。