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第1章 信息与计算机 1

1.1信息 2

1.1.1信息的定义 2

1.1.2信息的种类 4

1.1.3信息的度量 4

1.2计算机信息处理 7

1.2.1位模式的信息表示 7

1.2.2计算机信息处理过程 12

1.3计算机信息处理的几个例子 13

1.3.1从方程看代数 13

1.3.2从随机生成迷宫地图看几何 15

1.3.3从测谎看逻辑 17

1.4图灵机 19

1.5计算机科学的定义 21

1.5.1计算机科学的学科形态 21

1.5.2计算机科学的含义和基本问题 23

本章小结 23

参考资料 24

习题 24

扩展阅读1-1信息战 25

扩展阅读1-2信息的搜索——百度使用小技巧 26

第2章 从传统计算机到“无处不在”的计算 29

2.1个人计算机 30

2.1.1冯·诺伊曼体系结构 30

2.1.2个人计算机的硬件子系统 31

2.1.3工作站 37

2.2计算机系统结构 40

2.2.1计算机系统结构的基本概念 40

2.2.2计算机组成 41

2.2.3计算机实现 43

2.3移动终端 44

2.4计算机网络 45

2.4.1计算机网络的定义与分类 45

2.4.2计算机网络的硬件组成 47

2.4.3网络拓扑结构 51

2.4.4计算机网络体系结构 52

2.5云计算与物联网 57

2.5.1云计算 57

2.5.2物联网 65

本章小结 69

参考资料 69

习题 70

扩展阅读2-1虚拟化技术 71

扩展阅读2-2计算机选购技巧和笔记本电脑硬件检测及保养技巧 75

第3章 走近软件 79

3.1软件的定义 79

3.2软件的分类 81

3.2.1按软件的功能分类 81

3.2.2按软件的规模分类 82

3.2.3按软件的工作方式分类 82

3.3软件架构 83

3.3.1软件架构的定义 83

3.3.2软件架构的分层 83

3.4操作系统 85

3.4.1什么是操作系统 85

3.4.2 DOS 86

3.4.3 Windows操作系统 87

3.4.4 UNIX操作系统 90

3.4.5 Linux操作系统 92

3.4.6 Mac OS 95

3.4.7智能手机操作系统简介 96

3.5软件的开发 98

3.5.1软件工程 98

3.5.2软件开发过程 98

3.5.3用户界面与用户体验 101

3.6软件行业职业简介 106

3.6.1项目管理类 106

3.6.2开发类 106

3.6.3测试类 108

3.6.4系统、安全及维护类 108

3.6.5销售类 110

本章小结 111

参考资料 112

习题 112

扩展阅读3-1从Linux看开源软件 113

扩展阅读3-2从Google Chrome浏览器看用户体验 115

第4章 程序设计语言 118

4.1程序设计语言简介 119

4.2程序设计语言的分类及编程模式 121

4.2.1机器语言 121

4.2.2汇编语言 122

4.2.3高级语言 122

4.2.4编程模式 125

4.3高级编程语言介绍 130

4.3.1 BASIC语言 130

4.3.2 PASCAL语言 130

4.3.3 C语言 131

4.3.4 C+++语言 131

4.3.5 Java语言 132

4.3.6 Ada语言 134

4.3.7 Logo语言 135

4.3.8脚本语言 136

4.4并行程序设计 136

4.4.1并行程序设计语言 136

4.4.2并行程序设计语言的编译过程 137

4.4.3 OpenMP 138

本章小结 138

参考资料 139

习题 139

扩展阅读4-1唐纳德·克努特与程序设计艺术 139

扩展阅读4-2 Android手机应用开发 141

第5章 计算机中的数据 144

5.1数据 145

5.1.1数据的定义 145

5.1.2数据和信息的区别 145

5.1.3计算机常用的编码方式 146

5.2数据结构 152

5.2.1数据结构的定义 152

5.2.2数据的逻辑结构 153

5.2.3数据的物理结构 154

5.2.4常见的数据结构 154

5.3算法 160

5.3.1算法的定义 160

5.3.2算法示例 161

5.3.3定义动作 162

5.3.4细化 162

5.3.5泛化 163

5.4数据库 164

5.4.1数据库的定义及特点 164

5.4.2数据库的体系结构 165

5.4.3数据库模型 167

5.4.4关系的操作及结构化查询语言 168

5.4.5数据库管理系统 171

5.4.6主流数据库 172

5.5数据中心 173

5.5.1数据中心的定义 173

5.5.2数据中心的组成 174

5.5.3新一代数据中心 174

本章小结 178

参考资料 178

习题 179

扩展阅读5-1经典算法之一——汉诺塔 179

扩展阅读5-2企业数据中心 181

第6章 计算机应用 186

6.1多媒体技术 187

6.1.1多媒体技术的基本概念 187

6.1.2多媒体技术的应用 188

6.1.3多媒体技术的关键技术 191

6.1.4常用多媒体工具软件简介 193

6.2人工智能 197

6.2.1人工智能简介 197

6.2.2知识表示 199

6.2.3人工智能的主要研究与应用领域 213

6.3嵌入式系统 217

6.3.1嵌入式系统简介 217

6.3.2嵌入式系统的组成 218

6.3.3嵌入式系统的应用 219

6.3.4嵌入式系统的发展趋势 222

6.4电子商务 223

6.4.1电子商务的概念 223

6.4.2电子商务的框架结构 224

6.4.3电子商务的分类 226

6.4.4电子商务的应用与案例 229

6.4.5电子商务的发展趋势 232

6.5移动互联网 233

6.5.1移动互联网的形成及分类 233

6.5.2移动互联网的特点 234

6.5.3移动互联网体系及热点技术 236

6.5.4移动互联网的应用 240

6.5.5移动互联网的发展趋势 241

6.6信息系统集成与决策支持 242

6.6.1信息系统集成的概念 242

6.6.2信息系统集成的原则和方法 243

6.6.3信息系统集成的体系结构 245

6.6.4决策支持系统概述 246

6.6.5决策支持系统的目标和功能 247

6.6.6决策支持系统的基本特征 248

6.6.7决策支持系统与管理信息系统的关系 248

6.6.8决策支持系统与专家系统 249

本章小结 252

参考资料 252

习题 253

扩展阅读6-1从64位计算看64位应用软件 254

扩展阅读6-2 C/S与B/S分布式应用的特点 255

第7章 计算机应用的主要发展方向 258

7.1高性能化 259

7.1.1高性能计算简介 259

7.1.2高性能计算机的研究现状 260

7.1.3高性能计算机的发展展望 261

7.2网络化 266

7.2.1网络化定义 266

7.2.2网络化发展现状 266

7.2.3网络化发展展望 269

7.3智能化 274

7.3.1智能化的定义 274

7.3.2智能化发展现状 274

7.3.3智能化发展展望 275

本章小结 279

参考资料 279

习题 280

扩展阅读7-1信息技术与纳米技术、生物技术、认知学科会聚 280

扩展阅读7-2信息、安全 283

附录A 计算学科的问题空间及专业能力培养 287

附录B 图灵奖 292