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第1章 计算与计算思维 1

1.1 从圆周率计算到人机大战 3

1.2 计算文化 5

1.2.1 计算工具的演变 5

1.2.2 电子计算机 11

1.2.3 新型计算机 15

1.3 图灵机模型 19

1.3.1 图灵与图灵奖 19

1.3.2 图灵机模型 23

1.4 基于计算机的问题求解 25

1.4.1 基于计算机软件的问题求解 25

1.4.2 基于计算机程序的问题求解 27

1.4.3 基于计算机系统的问题求解 30

1.5 计算思维 31

1.5.1 思维与科学思维 31

1.5.2 计算思维基本知识 32

1.5.3 计算思维与计算机的关系 39

1.6 本章小结 40

拓展阅读 41

练习与思考 41

第2章 计算基础 43

2.1 “扫一扫”扫出了什么 45

2.2 小数字大应用 46

2.2.1 易经中的“0”与“1” 47

2.2.2 电路中的0与1 48

2.2.3 计算机中的0与1 50

2.3 数制及其计算 51

2.3.1 “10”是多大 51

2.3.2 100≠100 54

2.3.3 1+1＝？ 58

2.4 数据存储与表示 61

2.4.1 从B到ZB的变化 61

2.4.2 原码、反码和补码 64

2.4.3 定点数的表示与存储 69

2.4.4 浮点数的表示与存储 71

2.5 数据编码 72

2.5.1 键盘上的符号 72

2.5.2 计算机中的汉字 75

2.5.3 网络中的多媒体 77

2.6 二维码及应用 87

2.7 本章小结 91

拓展阅读 91

练习与思考 91

第3章 计算机系统 95

3.1 如何组装一台计算机 98

3.2 计算机的硬件系统 100

3.2.1 微型计算机之硬件 100

3.2.2 冯·诺依曼其人其事 121

3.2.3 超级计算机 125

3.3 计算机的软件系统 129

3.3.1 微型计算机之软件 129

3.3.2 系统软件 131

3.3.3 应用软件 133

3.4 计算机之管家——操作系统 134

3.4.1 操作系统之争——微软与苹果 135

3.4.2 管理你的计算机 138

3.4.3 典型操作系统 152

3.5 计算机之应用——常用软件 157

3.5.1 办公软件 157

3.5.2 多媒体编辑软件 163

3.6 本章小结 169

拓展阅读 169

练习与思考 170

第4章 问题求解与算法基础 171

4.1 兔子繁殖问题 174

4.1.1 兔子繁殖问题 174

4.1.2 斐波那契数列的神奇 175

4.2 问题求解 177

4.2.1 描述兔子繁殖——问题描述 177

4.2.2 抽取共性参数——问题抽象 179

4.2.3 构建问题模型——数学建模 181

4.2.4 问题求解方法——基于计算机 181

4.3 算法描述 182

4.3.1 菜谱与算法 182

4.3.2 自然语言→流程图 185

4.3.3 兔子繁殖的算法 188

4.4 算法设计 190

4.4.1 兔子繁殖的不同解法——结构 190

4.4.2 百钱买百鸡——穷举 194

4.4.3 国王分麦粒——递推 196

4.4.4 兔子繁殖问题的递归解法 198

4.4.5 电视剧排行榜——排序 199

4.4.6 图书查找——分治 205

4.5 算法分析 208

4.5.1 时间复杂度 208

4.5.2 空间复杂度 210

4.6 本章小结 210

拓展阅读 211

练习与思考 211

第5章 数据组织与管理 213

5.1 12306订票系统 216

5.2 订票信息的组织方式 217

5.2.1 列车时刻表——结构化数据 218

5.2.2 相关规章——非结构化数据 219

5.2.3 网页信息——半结构化数据 221

5.2.4 订票信息的管理——数据组织 221

5.3 订票系统的管理模式 222

5.3.1 数据管理的发展历程 223

5.3.2 订票信息库——数据库 226

5.3.3 订票信息管理——数据库管理系统 227

5.3.4 订票系统——数据库系统 237

5.4 从自然界到计算机世界 241

5.4.1 现实世界中的实体关系模型 243

5.4.2 计算机世界中的数据关系模型 245

5.4.3 从实体模型到数据模型的转换 248

5.5 订票系统关系数据库 249

5.5.1 什么是关系 249

5.5.2 订票系统的关系模型 252

5.5.3 订票系统的运算操作 253

5.5.4 车票系统的信息完整性保障 256

5.6 订票系统的后台管理 260

5.6.1 SQL语言简介 260

5.6.2 定义数据库 260

5.6.3 管理数据库 263

5.6.4 查询数据库 264

5.7 本章小结 265

拓展阅读 265

练习与思考 265

第6章 计算机网络 267

6.1 网上购物因何而起 270

6.2 从ARPAnet到Internet 271

6.2.1 ARPAnet的始末 272

6.2.2 局域网 274

6.2.3 Internet的发展 281

6.3 计算机网络是如何工作的 286

6.3.1 计算机网络的组成 286

6.3.2 计算机网络的功能 288

6.3.3 计算机网络体系结构 292

6.4 组建一个办公网络 297

6.4.1 网络硬件的准备 297

6.4.2 网络硬件的连接 301

6.4.3 网络软件的配置 307

6.4.4 网络的连通测试 310

6.5 Internet及其应用 313

6.5.1 Internet基础 313

6.5.2 接入Internet 322

6.5.3 大海捞针——搜索引擎 326

6.5.4 论文下载——中国知网 328

6.5.5 随时联系——即时通信 330

6.5.6 飞鸽传书——电子邮件 331

6.5.7 文件传输——FTP 335

6.6 信息安全与隐私保护 337

6.6.1 个人隐私泄露 337

6.6.2 网络安全隐患 340

6.6.3 信息安全与防护 341

6.6.4 网络道德规范 347

6.7 本章小结 348

拓展阅读 349

练习与思考 349

第7章 计算机新技术 351

7.1 Google大脑 353

7.2 计算新模式及应用 355

7.2.1 高性能计算 355

7.2.2 云计算 360

7.2.3 内存计算 368

7.3 计算机网络新技术 371

7.3.1 移动互联网 371

7.3.2 物联网 375

7.4 数据库新技术 380

7.4.1 大数据 380

7.4.2 数据仓库 387

7.4.3 数据挖掘 391

7.4.4 数据智能 395

7.5 本章小结 397

拓展阅读 397

练习与思考 397

参考文献 399