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第1章 计算机基础知识 1

1.1 计算机科学与计算科学 1

1.1.1 计算机科学 1

1.1.2 计算科学 3

1.2 计算机的形成与发展 4

1.2.1 计算机的发展历史 4

1.2.2 电子计算机的发展 7

1.2.3 我国计算机的发展 11

1.3 计算机基础知识 13

1.3.1 计算机的特点和分类 13

1.3.2 计算机应用概述 15

1.3.3 计算机系统的基本构成 18

1.4 计算机发展趋势 18

1.4.1 普适计算 18

1.4.2 高性能计算 19

1.4.3 服务计算与云计算 20

1.4.4 生物计算 20

1.5 计算思维 21

1.5.1 计算思维是什么 22

1.5.2 计算思维的应用领域 24

1.5.3 计算思维案例 25

习题 25

第2章 计算机硬件基础 28

2.1 数制与数制之间的转换 28

2.1.1 数制的概念 28

2.1.2 常用的数制 29

2.1.3 各种数制的转换 30

2.2 信息表示与编码 31

2.3 计算机硬件系统 37

2.3.1 冯·诺伊曼体系结构 37

2.3.2 计算机的工作过程 39

2.4 计算机组成 39

2.4.1 计算机的主要性能指标 39

2.4.2 中央处理器（CPU） 42

2.4.3 主板 42

2.4.4 内存储器 44

2.4.5 硬盘驱动器 46

2.4.6 其他部件 48

2.5 计算机硬件系统中的计算思维 53

2.5.1 数字0和1及其计算思维 53

2.5.2 并行与计算思维 54

2.5.3 大脑思维模式与计算思维 54

习题 55

第3章 操作系统与办公软件 57

3.1 软件 57

3.1.1 软件定义 57

3.1.2 软件基本组成 58

3.1.3 软件分类 58

3.2 操作系统概述 60

3.2.1 操作系统基本知识 60

3.2.2 处理机管理模块 66

3.2.3 存储器管理模块 68

3.2.4 设备管理模块 69

3.2.5 文件管理模块 71

3.2.6 用户接口管理模块 74

3.3 办公软件 75

3.3.1 简介 75

3.3.2 Office的具体介绍 77

3.4 交互式使用方法 84

3.4.1 系统软件交互式使用应用模式 84

3.4.2 应用软件交互式使用应用模式 86

3.5 操作系统中计算思维应用案例 89

3.5.1 页面置换算法与计算思维 89

3.5.2 队列调度与计算思维 89

3.5.3 并发并行与计算思维 90

习题 91

第4章 程序设计基础 92

4.1 问题求解与程序设计 92

4.1.1 一般问题的解决过程 92

4.1.2 计算机求解问题的过程 93

4.2 算法基础 94

4.2.1 算法的定义与特征 94

4.2.2 程序的基本结构 95

4.2.3 算法的表示 97

4.2.4 基本算法 100

4.3 程序设计语言 108

4.3.1 程序设计语言的演化 108

4.3.2 翻译 110

4.4 程序质量的基本要求和程序设计风格 110

4.4.1 对源程序质量的基本要求 110

4.4.2 程序设计的基本风格 111

4.5 程序设计中的计算思维 113

4.5.1 穷举和迭代 113

4.5.2 排序 114

4.5.3 分治思想 114

习题 115

第5章 数据库技术基础 117

5.1 数据库系统基础 117

5.1.1 信息、数据与数据处理 117

5.1.2 数据管理技术的发展 118

5.1.3 数据库系统的组成 119

5.2 数据模型 120

5.2.1 概念模型与E-R方法 121

5.2.2 结构数据模型 124

5.3 关系数据库 126

5.3.1 关系模型的数据结构 127

5.3.2 关系模型的完整性约束 128

5.3.3 关系运算 128

5.4 关系数据库标准查询语言 131

5.4.1 SQL的数据查询 132

5.4.2 SQL的数据更新 133

5.5 数据库技术新的研究领域 135

5.6 日常生活数据管理中的计算思维 136

习题 138

第6章 多媒体技术 141

6.1 多媒体计算机技术概述 141

6.1.1 多媒体计算机的概念 141

6.1.2 多媒体技术的发展历史 142

6.1.3 多媒体技术的特点 143

6.1.4 多媒体技术的应用 144

6.2 音频信息的获取和处理 146

6.2.1 音频信息 146

6.2.2 音频信息的数字化 147

6.2.3 数字声音的采集和编辑 150

6.2.4 声音的压缩 150

6.2.5 音频信息基本操作 151

6.3 图像信息的获取和处理 154

6.3.1 图形与图像 154

6.3.2 色彩信息 156

6.3.3 图像信息的数字化 157

6.3.4 文件格式 158

6.3.5 图像信息获取方法 159

6.3.6 压缩标准 160

6.3.7 图形图像处理应用 161

6.4 动画与视频信息 166

6.4.1 动画的概念和发展历史 166

6.4.2 计算机动画 166

6.4.3 制作动画的设备和软件 167

6.4.4 视频处理 168

6.4.5 动画和视频信息常见的文件格式 168

6.4.6 视频处理应用 169

6.5 多媒体数据压缩 171

6.5.1 多媒体数据压缩概述 171

6.5.2 多媒体数据压缩的主要方法 173

6.5.3 多媒体的主要压缩标准 174

6.6 多媒体技术中的计算思维 175

习题 175

第7章 计算机网络基础 177

7.1 计算机网络概述 177

7.1.1 计算机网络的定义 177

7.1.2 计算机网络的组成与分类 177

7.1.3 计算机网络的性能 181

7.1.4 计算机网络的应用 184

7.2 计算机网络通信协议 185

7.2.1 网络协议体系结构 185

7.2.2 ISO/OSI开放系统互联参考模型 186

7.2.3 TCP/IP模型 189

7.2.4 OSI模型和TCP/IP模型的比较 190

7.3 网络通信组件 190

7.3.1 通信介质 190

7.3.2 网络设备 191

7.4 互联网技术 193

7.4.1 互联网技术在我国的应用和发展 193

7.4.2 Internet提供的服务 196

7.5 互联网接入技术 205

7.6 移动互联网 208

7.6.1 移动通信技术 210

7.6.2 无线局域网技术 210

7.7 组网技术 213

7.8 计算思维与大数据 217

7.8.1 计算思维 217

7.8.2 大数据 219

习题 222

第8章 信息安全 225

8.1 计算机信息安全 225

8.1.1 信息安全和信息系统安全 225

8.1.2 信息系统的不安全因素 226

8.1.3 信息安全的任务 227

8.2 信息安全防范技术 227

8.2.1 访问控制技术 227

8.2.2 数据加密技术 227

8.2.3 防火墙技术 230

8.2.4 Windows的安全防范 232

8.3 网络与信息安全 233

8.3.1 网络安全问题 233

8.3.2 网络安全技术 233

8.3.3 网络黑客及防范 235

8.4 计算机病毒 239

8.4.1 计算机病毒的基本知识 239

8.4.2 计算机病毒的防治 242

8.5 信息安全技术中的计算思维 244

习题 245

参考文献 248