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第1部分 计算系统平台 2

第1章 计算、计算机与计算思维 2

1.1 计算的概念 4

1.1.1 什么是计算 4

1.1.2 可计算与不可计算 5

1.2 计算的机械化与自动化 6

1.2.1 古老的计算技术 6

1.2.2 机械计算的探索历程 6

1.2.3 基于二进制的电子计算的探索历程 9

1.2.4 现代电子计算机 11

1.2.5 计算机的发展趋势 12

1.3 计算模型 14

1.3.1 图灵模型 14

1.3.2 冯·诺依曼计算机模型 16

1.4 数学建模与求解 17

1.5 基于计算机的问题求解 18

1.5.1 基于计算机软件的问题求解 19

1.5.2 基于计算机程序的问题求解 19

1.5.3 基于计算机系统的问题求解 20

1.6 计算思维 20

1.7 计算机的应用领域 22

1.7.1 计算机在制造业中的应用 22

1.7.2 计算机在商业中的应用 24

1.7.3 计算机在银行与证券业中的应用 26

1.7.4 计算机在交通运输业中的应用 28

1.7.5 计算机在办公自动化与电子政务中的应用 29

1.7.6 计算机在教育中的应用 29

1.7.7 计算机在医学中的应用 31

1.7.8 计算机在科学研究中的应用 32

1.7.9 计算机在艺术与娱乐中的应用 33

1.8 计算机新技术 34

1.8.1 云计算 34

1.8.2 大数据 36

1.8.3 物联网 37

1.8.4 虚拟现实 38

1.8.5 人工智能 38

1.8.6 3D打印 39

本章小结 39

课后自测练习题 40

第2章 计算机系统概述 43

2.1 计算机是什么 45

2.2 计算机系统 45

2.3 计算机硬件系统 46

2.3.1 冯·诺依曼体系结构 46

2.3.2 计算机的基本组成 47

2.4 计算机软件系统 48

2.4.1 系统软件 48

2.4.2 应用软件 52

2.5 计算机的基本工作原理 53

2.5.1 算盘解题过程 53

2.5.2 指令系统与程序 53

2.5.3 存储程序的工作原理 56

2.6 微型计算机的体系结构 56

2.6.1 微型计算机的系统组成 56

2.6.2 微处理器 58

2.6.3 存储器 60

2.6.4 总线与接口 63

2.6.5 输入/输出设备 65

本章小结 68

课后自测练习题 68

第3章 操作系统基础 71

3.1 操作系统概述 73

3.1.1 操作系统的概念 73

3.1.2 操作系统的发展 73

3.1.3 操作系统的主要特征 75

3.1.4 操作系统的分类 76

3.1.5 操作系统的引导 77

3.2 操作系统的基本功能 78

3.2.1 程序管理 78

3.2.2 文件管理 81

3.2.3 存储管理 82

3.2.4 磁盘管理 83

3.2.5 用户接口 85

3.3 实用操作系统 86

3.3.1 实用操作系统概述 86

3.3.2 Windows操作系统 88

本章小结 94

课后自测练习题 95

第2部分 信息表示与数据处理 98

第4章 信息与编码 98

4.1 信息概述 100

4.1.1 信息的含义 100

4.1.2 信息与数据 100

4.1.3 信息的功能 102

4.1.4 人工进行信息处理的过程 103

4.1.5 信息技术 104

4.1.6 信息化与信息化社会 105

4.2 信息在计算机中的表示 106

4.2.1 数制 106

4.2.2 数制之间的转换 108

4.2.3 信息的存储 110

4.3 计算机中的信息编码 112

4.3.1 编码的概念 113

4.3.2 数值信息的编码 113

4.3.3 文本信息的编码 117

4.4 多媒体信息的编码 121

4.4.1 音频信息的数字化 121

4.4.2 图形/图像媒体的数字化 124

4.4.3 颜色信息的数字化 128

4.5 条形码与RFID 128

4.5.1 一维条形码 128

4.5.2 二维条形码 129

4.5.3 RFID技术 130

本章小结 131

课后自测练习题 132

第5章 数据处理与呈现 134

5.1 数据的概念 136

5.1.1 认识数据 136

5.1.2 数据的类型 137

5.1.3 数据的价值 137

5.1.4 数据的存储组织形式 138

5.2 数据加工处理 138

5.2.1 数据获取 138

5.2.2 数据处理 139

5.2.3 数据处理方式 140

5.2.4 数据编辑 140

5.2.5 数据呈现 140

5.3 数据处理应用程序 141

5.3.1 办公自动化软件 142

5.3.2 图形/图像处理软件 144

5.3.3 科学计算数据处理应用软件 146

5.4 电子文件的创建、编辑及输出 148

5.4.1 创建和编辑 150

5.4.2 格式化与排版 154

5.4.3 表格和图文混排 157

5.4.4 电子文件的呈现方式 160

5.4.5 电子文件中的数据处理 164

5.5 数据处理工具 167

5.5.1 电子表格基础 167

5.5.2 数据的计算 168

5.5.3 数据的管理 173

5.5.4 数据的分析 177

本章小结 180

课后自测练习题 181

第6章 数据组织与管理 183

6.1 数据结构 185

6.1.1 什么是数据结构 185

6.1.2 数据结构相关概念 185

6.1.3 数据结构的应用 187

6.2 为什么要管理数据 188

6.2.1 大数据 188

6.2.2 大数据处理 189

6.3 数据库 190

6.3.1 身边的数据库 190

6.3.2 什么是数据库 191

6.3.3 为什么要使用数据库 191

6.3.4 数据库管理系统 192

6.3.5 数据管理技术的发展历程 192

6.4 数据库系统概述 195

6.4.1 常用术语 195

6.4.2 数据模型 196

6.4.3 常见数据库应用系统及其开发工具 198

6.5 数据库的建立与维护 199

6.5.1 数据库的建立 199

6.5.2 数据库的管理与维护 203

6.5.3 表达式 205

6.5.4 SQL的数据更新命令 206

6.6 数据库查询 208

6.6.1 简单查询 209

6.6.2 排序查询 210

6.6.3 分组查询 211

6.6.4 链接查询 212

6.7 数据库技术对社会的影响 214

本章小结 214

课后自测练习题 215

第7章 算法与程序设计 218

7.1 算法 220

7.1.1 算法的概念 220

7.1.2 简单算法举例 220

7.1.3 算法的特性 221

7.1.4 算法的表示 222

7.2 算法设计的基本方法 225

7.2.1 枚举法 225

7.2.2 迭代法 225

7.2.3 回溯法 226

7.2.4 递归法 227

7.2.5 分治法 227

7.2.6 贪心法 228

7.2.7 动态规划法 229

7.2.8 排序算法 230

7.2.9 查找算法 231

7.3 程序设计的基本概念 232

7.3.1 程序设计的一般过程 232

7.3.2 程序设计方法 234

7.3.3 程序设计是一种方法学 235

7.3.4 如何学习程序设计 236

7.3.5 程序设计语言 236

7.4 Python程序设计语言简介 238

7.4.1 Python概述 238

7.4.2 Python的特点 239

7.4.3 Python的功能 239

7.4.4 Python的安装与配置 240

本章小结 243

课后自测练习题 243

第3部分 数据传输与承载平台 248

第8章 计算机网络 248

8.1 计算机网络概述 250

8.1.1 什么是计算机网络 250

8.1.2 计算机网络的发展历史 250

8.1.3 计算机网络的功能 251

8.1.4 计算机网络的分类 252

8.1.5 计算机网络的拓扑结构 253

8.1.6 计算机网络的体系结构和网络协议 254

8.1.7 计算机网络硬件设备 258

8.2 数据通信基础 260

8.2.1 数据通信基本概念 260

8.2.2 数据编码 262

8.2.3 数据传输模式 264

8.2.4 传输介质 267

8.2.5 数据交换方式 269

8.2.6 数据校验技术 270

8.3 局域网技术 272

8.3.1 局域网及其特点 272

8.3.2 局域网的类型 273

8.3.3 局域网的组成 273

8.3.4 局域网的文件与打印共享 275

本章小结 278

课后自测练习题 278

第9章 Internet的服务与应用 281

9.1 Internet基础 283

9.1.1 Internet概述 283

9.1.2 Internet的工作原理 284

9.1.3 Internet协议 285

9.1.4 IP地址 286

9.1.5 域名系统（DNS） 287

9.1.6 Internet服务供应商 288

9.1.7 Internet的接入 289

9.2 Internet应用概述 292

9.2.1 网页浏览 292

9.2.2 电子邮件 295

9.2.3 文件传输 299

9.2.4 信息检索 301

9.2.5 远程登录 301

9.2.6 即时通信 302

9.2.7 电子商务 302

9.2.8 网络多媒体应用 303

9.2.9 在线教育 303

9.3 网络安全基础知识 306

9.3.1 计算机病毒 306

9.3.2 加密技术 310

9.3.3 数字签名 311

9.3.4 防火墙 312

本章小结 314

课后自测练习题 315

参考文献 317