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第1章 计算与计算思维 1

1.1计算机的产生和发展 1

1.1.1计算机的产生 1

1.1.2电子计算机的发展 3

1.1.3计算机的发展趋势 5

1.2计算机科学与各学科的渗透 6

1.2.1生物学 6

1.2.2化学 8

1.2.3艺术学 10

1.3计算思维 11

1.3.1计算思维的提出 11

1.3.2科学方法与科学思维 12

1.3.3计算思维 12

第2章 计算机中的信息表示 15

2.1信息与信息技术 15

2.1.1信息与数据 15

2.1.2信息技术 16

2.1.3信息化与信息社会 16

2.2信息在计算机中的表示 17

2.2.1数值及其转换 17

2.2.2计算机中的数据单位 20

2.3数值信息的表示 20

2.3.1带符号整数的编码 20

2.3.2带符号实数的编码 22

2.4文本信息的表示 23

2.4.1西文字符的编码 23

2.4.2汉字编码 24

2.5多媒体信息的表示 25

2.5.1图像 25

2.5.2声音媒体的数字化 27

2.5.3视频与动画 29

第3章 计算机系统结构与工作原理 31

3.1计算机系统结构 31

3.1.1图灵和图灵机模型 31

3.1.2图灵机的基本思想 32

3.1.3冯·诺依曼计算机 33

3.2计算机系统的组成 35

3.2.1硬件系统 35

3.2.2软件系统 40

3.2.3计算机的性能指标 42

3.3计算机的基本工作原理 43

3.3.1指令和指令系统 43

3.3.2存储器的工作原理 44

3.3.3运算器和控制器工作原理 45

3.3.4程序执行过程 46

3.4操作系统 47

3.4.1操作系统概述 47

3.4.2操作系统的功能 49

3.4.3典型的操作系统 50

3.4.4Windows操作系统 51

第4章 算法与程序设计 54

4.1算法的基本概念 54

4.1.1算法的概念 54

4.1.2算法性质 54

4.1.3算法的特征 54

4.1.4算法与程序 55

4.1.5算法分析 55

4.1.6算法实例分析 55

4.1.7算法的重要性 57

4.2经典算法 58

4.2.1排序 58

4.2.2折半查找算法 64

4.2.3汉诺塔问题 66

第5章 数据组织与管理 69

5.1数据结构 69

5.1.1线性表 70

5.1.2栈 73

5.1.3队列 74

5.1.4树 76

5.1.5图 78

5.1.6Python应用实例 78

5.2数据管理 80

5.2.1数据库系统概述 80

5.2.2数据模型 81

5.2.3常用数据库软件 86

5.2.4数据库的建立和维护 88

第6章 计算机网络基础 92

6.1计算机网络概述 92

6.1.1计算机网络的定义 92

6.1.2计算机网络的功能 92

6.1.3计算机网络的分类 93

6.2计算机网络的结构组成 97

6.2.1网络硬件的组成 97

6.2.2网络软件的组成 99

6.3计算机网络体系结构 99

6.3.1计算机网络协议 99

6.3.2计算机体系结构 100

6.4Internet基础及应用 103

6.4.1TCP/IP协议 103

6.4.2Internet的应用 109

6.5网络信息检索 112

6.5.1网络信息检索概述 112

6.5.2搜索引擎概述 112

6.5.3常用网络信息检索工具 113

6.6Python案例赏析 114

第7章 信息安全基础 116

7.1信息安全概述 116

7.1.1信息安全的概念 116

7.1.2信息安全的特征 116

7.1.3信息系统面临的威胁 116

7.2计算机犯罪 118

7.3黑客及防御策略 119

7.3.1黑客分类 119

7.3.2黑客攻击方法 119

7.3.3黑客入侵的步骤 120

7.3.4黑客入侵的防范 121

7.4防火墙技术 121

7.4.1概念 121

7.4.2防火墙分类 122

7.4.3防火墙的优点 122

7.4.4基本特性 122

7.4.5防火墙使用规范 123

7.5计算机病毒及防范 125

7.5.1病毒的分析 126

7.5.2病毒的分类 126

7.5.3应对病毒的策略 127

7.6信息加密 128

7.6.1基础的密码学理论 129

7.6.2典型算法说明 130

第8章 计算机发展新技术 140

8.1云计算 140

8.1.1云计算的基本概念 140

8.1.2云计算的发展历史 140

8.1.3云计算的基本特点 141

8.1.4云计算的应用 142

8.2大数据 144

8.2.1大数据概念 145

8.2.2大数据的应用 146

8.2.3大数据的特点 147

8.2.4大数据面临的挑战 148

8.3人工智能 149

8.3.1人工智能的起源与发展 149

8.3.2人工智能的研究与应用领域 151

8.3.3人工智能的影响及发展趋势 156

8.4物联网 158

8.4.1物联网的概念 158

8.4.2物联网的发展 158

8.4.3物联网体系结构 159

8.4.4物联网的关键技术 160

8.4.5物联网的应用 162

8.4.6物联网的发展趋势和就业前景 163

8.5区块链 164

8.5.1区块链的起源与发展 164

8.5.2区块链的特点与分类 165

8.5.3区块链的应用前景 168

参考文献 171