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第1章 计算机系统概述 1

1.1 认识计算机与计算机科学 1

1.1.1 计算与计算机 1

1.1.2 计算机科学 2

1.1.3 计算机科学中的经典问题 2

1.2 计算机的发展 9

1.2.1 计算机的前世 9

1.2.2 计算机的今生 12

1.2.3 计算机的未来 16

1.2.4 计算机软件的发展 20

1.3 计算机系统及其抽象分层 25

1.3.1 计算机系统的构成 25

1.3.2 计算机系统的抽象分层 25

1.4 计算机的特点和分类 27

1.4.1 计算机的特点 27

1.4.2 计算机的性能指标 28

1.4.3 计算机的分类 30

1.5 计算机与社会 32

1.5.1 计算机对生活方式的改变 32

1.5.2 计算机的应用领域 33

1.6 小结 35

思考与练习 35

第2章 计算机中的信息表示 37

2.1 进位计数制 37

2.1.1 常见的进位计数制 37

2.1.2 常见进位计数制的数的转换 39

2.2 计算机中的数据 42

2.2.1 二进制与计算机 42

2.2.2 模拟数据和数字数据 43

2.2.3 数据及其分类 44

2.3 数值型数据的表示 44

2.3.1 数值型数据的分类 45

2.3.2 整数的表示 45

2.3.3 实数的表示 46

2.3.4 溢出 48

2.4 文本表示 48

2.4.1 文本类型 48

2.4.2 文本内码 49

2.4.3 文本输入 54

2.4.4 文本输出 56

2.4.5 文本压缩 58

2.5 图像和图形的表示 61

2.5.1 颜色表示 61

2.5.2 图像数字化 62

2.5.3 数字图像的表示 63

2.5.4 图像的存储和压缩 65

2.5.5 图形的表示 67

2.6 音频信息表示 67

2.6.1 声音的数字化 68

2.6.2 音频格式 69

2.7 视频表示 70

2.8 小结 70

思考与练习 72

第3章 计算机的硬件 75

3.1 布尔代数 75

3.1.1 布尔代数的基本运算 76

3.1.2 布尔函数与表达式 77

3.1.3 布尔表达式的化简 78

3.2 门 78

3.2.1 基本门 78

3.2.2 具有更多输入的门 80

3.2.3 门的构造 81

3.3 电路 83

3.3.1 用门构成电路 83

3.3.2 加法器 84

3.3.3 选择器 86

3.3.4 锁存器 87

3.3.5 计数器 88

3.3.6 集成电路 89

3.4 计算机硬件系统 90

3.4.1 计算机体系结构 90

3.4.2 总线、主板和设备接口 92

3.4.3 输入设备 100

3.4.4 输出设备 104

3.4.5 存储器 108

3.4.6 中央处理器（CPU） 113

3.5 计算机的工作原理 115

3.5.1 指令和指令系统 115

3.5.2 指令格式 116

3.5.3 寻址方式 117

3.5.4 一个程序实例 117

3.5.5 指令的执行 119

3.5.6 程序的执行 120

3.6 并行处理和流水线技术 122

3.7 小结 124

思考与练习 124

第4章 程序设计 127

4.1 程序和程序设计语言 127

4.2 低级程序设计语言 128

4.2.1 机器语言 128

4.2.2 汇编语言 129

4.3 高级语言 130

4.3.1 高级语言的概念 130

4.3.2 高级语言程序的翻译 131

4.3.3 常见的高级语言 134

4.3.4 高级语言的分类 135

4.3.5 命令式程序设计语言 137

4.3.6 面向对象程序设计语言 150

4.4 程序设计方法 153

4.4.1 结构化程序设计方法 153

4.4.2 面向对象程序设计方法 156

4.4.3 构件化程序设计方法 160

4.4.4 程序设计的风格 161

4.5 常见的数据结构 162

4.5.1 基本概念 162

4.5.2 线性表 165

4.5.3 栈 167

4.5.4 队列 167

4.5.5 树 169

4.5.6 图 171

4.6 问题求解与算法设计基础 172

4.6.1 用计算机求解问题的基本方法 172

4.6.2 算法的概念及表示 173

4.6.3 基本算法 174

4.6.4 查找 177

4.6.5 排序 179

4.7 小结 182

思考与练习 183

第5章 操作系统 187

5.1 操作系统的概念 187

5.1.1 操作系统的作用 187

5.1.2 常见的操作系统 189

5.1.3 操作系统的分类 193

5.1.4 操作系统的引导 195

5.2 文件管理 196

5.2.1 文件和文件夹 196

5.2.2 文件属性 197

5.2.3 磁盘信息的组织与访问 198

5.2.4 文件的保护 203

5.2.5 文件操作 203

5.3 内存管理 204

5.3.1 程序的装入 205

5.3.2 内存分配与回收 205

5.3.3 虚拟存储技术 208

5.4 CPU管理 210

5.4.1 进程管理 210

5.4.2 进程调度 212

5.4.3 进程的通信 214

5.4.4 死锁 217

5.5 设备管理 217

5.5.1 设备驱动程序与设备无关性 218

5.5.2 主机与外设的数据交换方式 219

5.5.3 缓冲技术 220

5.5.4 虚拟设备 221

5.6 用户接口 222

5.7 小结 223

思考与练习 225

第6章 通信与网络 228

6.1 网络通信基础 228

6.1.1 数据通信的基本概念 228

6.1.2 数据通信方式 230

6.1.3 数据交换方式 232

6.2 计算机网络概述 233

6.2.1 计算机网络的发展 234

6.2.2 计算机网络的分类 234

6.2.3 计算机网络的组成 237

6.3 局域网 244

6.3.1 以太网 244

6.3.2 无线网 245

6.4 Internet及其应用 249

6.4.1 IP地址和域名系统 249

6.4.2 Internet接入技术 251

6.4.3 WWW服务 254

6.4.4 电子邮件 257

6.4.5 文件下载 259

6.4.6 其他应用 260

6.5 网络安全与管理 262

6.5.1 数据加密技术 262

6.5.2 身份认证 263

6.5.3 防火墙 265

6.5.4 入侵检测 266

6.5.5 防病毒技术 266

6.5.6 网络管理 267

6.6 小结 267

思考与练习 268

第7章 应用软件 271

7.1 计算机应用系统概述 271

7.1.1 计算机应用软件 272

7.1.2 计算模式的变迁 272

7.2 应用软件开发 276

7.2.1 软件工程 277

7.2.2 软件生命周期 277

7.2.3 软件开发方法 280

7.2.4 软件开发工具 283

7.2.5 软件质量 283

7.3 信息系统和电子商务 285

7.3.1 信息系统概述 285

7.3.2 信息系统的发展和分类 286

7.3.3 数据管理技术 288

7.3.4 电子商务 295

7.4 嵌入式技术 298

7.4.1 嵌入式系统的定义 298

7.4.2 嵌入式系统的特点 299

7.4.3 嵌入式系统的组成 300

7.4.4 嵌入式系统的开发 302

7.5 多媒体计算技术 304

7.5.1 计算机图形 305

7.5.2 数字图像处理 308

7.5.3 模式识别和计算机视觉 310

7.5.4 计算机动画 311

7.5.5 虚拟实现 313

7.6 智能系统 315

7.6.1 知识表示 316

7.6.2 人工神经网络 317

7.6.3 自然语言处理 319

7.6.4 智能计算 321

7.6.5 机器学习 322

7.7 小结 322

思考与练习 324

第8章 专业学习与职业 327

8.1 社会对计算机专业毕业生的要求 327

8.1.1 社会对大学生的基本要求 327

8.1.2 专业能力要求 330

8.2 专业能力的培养 331

8.2.1 知识、能力和素质 331

8.2.2 计算机专业的公共要求 333

8.2.3 计算思维能力的培养 333

8.2.4 算法设计与分析能力的培养 335

8.2.5 程序设计与实现能力的培养 335

8.2.6 系统能力的培养 336

8.3 课程与专业能力 337

8.4 职业与岗位 338

8.4.1 与计算机相关的职业岗位 338

8.4.2 职业道德 339

8.4.3 与计算机有关的法律、法规 342

8.4.4 计算机犯罪 345

8.5 小结 346

思考与练习 347

参考文献 348