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第一篇 计算系统 2

第1章 计算、计算机与计算思维 2

1.1 计算 2

1.1.1 计算的基本概念 2

1.1.2 计算工具的探索 4

1.2 计算机 6

1.2.1 计算机的发展 6

1.2.2 计算机基础知识 8

1.2.3 计算机新技术 11

1.3 计算模型 15

1.3.1 图灵机模型 15

1.3.2 冯·诺依曼计算机模型 16

1.3.3 哈弗结构模型 18

1.4 计算机系统 19

1.4.1 计算机系统的组成 19

1.4.2 计算机系统的层次结构 21

1.4.3 计算机的基本工作原理 21

1.5 计算思维 23

1.5.1 计算思维概述 23

1.5.2 计算思维的方法与案例 25

1.5.3 计算思维的实现 26

1.5.4 计算思维的应用 28

本章小结 30

习题一 31

第2章 数据的计算基础 32

2.1 语义的符号表示 32

2.1.1 自然现象用符号表示 32

2.1.2 思维逻辑用符号表示 33

2.2 计算机中的数制与运算 34

2.2.1 数制与数制间的转换 34

2.2.2 二进制数的运算 36

2.3 信息编码 38

2.3.1 数值信息的表示 38

2.3.2 字符信息的编码 40

2.3.3 汉字信息的编码 42

2.3.4 多媒体信息的编码 44

2.4 电子元器件与基本门电路 47

2.4.1 二极管和三极管的开关特性 48

2.4.2 简单的与门电路 48

2.4.3 简单的或门电路 49

2.4.4 简单的非门电路 50

2.5 数据的组织与压缩 51

2.5.1 数据的组织 51

2.5.2 数据的压缩 52

本章小结 54

习题二 54

第3章 计算机硬件系统 55

3.1 硬件概述 55

3.1.1 硬件系统的组成 55

3.1.2 计算机的性能指标 56

3.2 主机箱和主板 57

3.2.1 主机箱 57

3.2.2 主板 58

3.2.3 总线 59

3.2.4 输入／输出接口 62

3.3 中央处理器 64

3.3.1 CPU的基本结构 64

3.3.2 CPU的主要性能指标 65

3.3.3 CPU的主要产品 66

3.3.4 CPU的新技术 67

3.4 存储器 68

3.4.1 存储系统的层次结构 68

3.4.2 高速缓冲存储器 69

3.4.3 内存储器 69

3.4.4 外存储器 72

3.5 输入／输出设备 75

3.5.1 输入设备 75

3.5.2 输出设备 78

本章小结 82

习题三 83

第4章 操作系统基础 84

4.1 操作系统概述 84

4.1.1 操作系统的基本概念 84

4.1.2 操作系统的形成与发展 85

4.1.3 操作系统的基本类型 89

4.1.4 操作系统的组成与特征 91

4.1.5 典型操作系统简介 92

4.2 操作系统对不同资源的分工管理 93

4.2.1 处理机管理 93

4.2.2 存储管理 95

4.2.3 设备管理 97

4.2.4 文件管理 99

4.2.5 用户接口 102

4.3 Windows操作系统 104

4.3.1 Windows的进程管理和内存管理 104

4.3.2 Windows的设备与磁盘管理 105

4.3.3 Windows的文件管理 107

本章小结 115

习题四 115

第二篇 问题求解 118

第5章 算法与数据结构 118

5.1 算法基础 118

5.1.1 算法的起源 118

5.1.2 算法的定义和特性 119

5.1.3 算法的表述 119

5.1.4 算法的基本结构 122

5.1.5 算法的评价 124

5.2 算法设计 125

5.2.1 计算机基本算法 126

5.2.2 经典算法策略 127

5.2.3 常用算法设计 131

5.3 数据结构 135

5.3.1 数据结构的基本概念 135

5.3.2 数据的逻辑结构 136

5.3.3 数据的物理结构 136

5.3.4 数据的运算 137

5.3.5 常见的数据结构 137

5.3.6 数据结构与算法的关系 140

本章小结 141

习题五 141

第6章 程序设计及软件工程基础 143

6.1 程序、程序设计及软件工程 143

6.2 程序设计语言 144

6.2.1 程序设计语言的发展及分类 144

6.2.2 语言处理程序 148

6.2.3 程序设计语言的选择 149

6.2.4 高级程序设计语言的组成 150

6.3 程序设计 153

6.3.1 程序设计的步骤 153

6.3.2 程序设计的方法 155

6.4 软件工程基础 161

6.4.1 软件工程的诞生及发展 162

6.4.2 软件工程的概念 162

6.4.3 软件开发模型 167

本章小结 170

习题六 171

第7章 数据库技术 172

7.1 数据与大数据 172

7.1.1 数据 172

7.1.2 大数据 172

7.2 数据管理和数据库 175

7.2.1 数据库及数据库管理系统 175

7.2.2 数据库系统的内部结构 180

7.3 数据模型 182

7.3.1 概念模型 183

7.3.2 层次模型 185

7.3.3 网状模型 186

7.3.4 关系模型 186

7.4 关系数据库案例 188

7.4.1 分析与设计 188

7.4.2 数据定义 189

7.4.3 数据更新 192

7.4.4 数据查询 193

7.4.5 视图管理 195

本章小结 196

习题七 196

第三篇 信息素养 200

第8章 计算机网络 200

8.1 计算机网络概述 200

8.1.1 计算机网络的基本概念 200

8.1.2 网络协议和体系结构 204

8.2 局域网 206

8.2.1 局域网的组成 206

8.2.2 局域网的体系结构与802标准 210

8.2.3 常见局域网 213

8.2.4 局域网的组建 215

8.3 Internet 218

8.3.1 Internet概述 219

8.3.2 TCP/IP参考模型 219

8.3.3 Internet接入技术 223

8.3.4 Internet的应用 225

8.4 信息的检索与发布 229

8.4.1 信息检索系统 230

8.4.2 信息的发布 231

本章小结 232

习题八 233

第9章 信息安全与职业道德 234

9.1 信息安全概述 234

9.1.1 信息安全的定义 234

9.1.2 信息安全的特征 235

9.1.3 威胁信息安全的因素 235

9.1.4 信息安全的评价标准 236

9.2 信息安全技术 238

9.2.1 数据加密与数字签名 238

9.2.2 身份认证与访问控制 241

9.2.3 防火墙技术 245

9.2.4 入侵检测系统 248

9.3 计算机病毒及其防治 249

9.3.1 计算机病毒的发展 249

9.3.2 计算机病毒的特点与分类 250

9.3.3 计算机病毒的检测与清除 252

9.3.4 计算机病毒的防治措施 255

9.4 计算机职业道德规范 256

9.4.1 计算机犯罪 256

9.4.2 软件知识产权保护 258

9.4.3 信息安全相关法律法规及道德规范 261

本章小结 263

习题九 264

第10章 计算软件 265

10.1 MATLAB 265

10.1.1 MATLAB简介 265

10.1.2 MATLAB程序设计基础 266

10.1.3 MATLAB基本计算功能 271

10.1.4 MATLAB数据可视化 273

10.1.5 MATLAB 工具箱 274

10.2 MATHEMATICA 276

10.2.1 MATHEMATICA的启动和运行 277

10.2.2 MATHEMATICA系统组成 277

10.2.3 MATHEMATICA的基本操作 277

10.3 MAPLE 281

10.3.1 MAPLE在Windows中的启动与退出 281

10.3.2 MAPLE系统组成 282

10.3.3 MAPLE的基本操作 282

本章小结 285

习题十 286

第11章 办公软件Office 2010 287

11.1 文字处理软件Word 2010 287

11.1.1 基础知识 287

11.1.2 文档格式编辑 290

11.1.3 表格使用 292

11.1.4 图文混排 294

11.1.5 长文档编辑 295

11.1.6 页面设置与打印 297

11.2 电子表格软件Excel 2010 297

11.2.1 基础知识 298

11.2.2 工作表操作 299

11.2.3 工作表格式化 301

11.2.4 公式与函数 302

11.2.5 数据管理与分析 306

11.2.6 页面设置与打印 308

11.3 演示文稿制作软件PowerPoint2010 309

11.3.1 基础知识 309

11.3.2 对象插入 311

11.3.3 版面设置 312

11.3.4 动画设置 313

11.3.5 演示文稿放映 315

11.3.6 页面设置与打印 316

本章小结 317

习题十一 317

参考文献 319