第1章 概述 1
1.1计算机是什么 1
1.1.1信息系统的基础 2
1.1.2数据处理机 3
1.1.3具有程序能力的数据处理机 3
1.2现代计算机模型 4
1.2.1计算机的5个组成部分 4
1.2.2程序存储的概念 5
1.2.3数据的存储形式 5
1.3计算机的历史 6
1.3.1历史上的自动计算装置 6
1.3.2第一台电子计算机 6
1.3.3现代计算机 7
1.3.4计算机软件的进化 11
1.4计算机的特点和用途 12
1.4.1计算机的特点 12
1.4.2计算机的用途 13
1.5计算机的类型 15
1.5.1超级计算机 15
1.5.2大、中型计算机 16
1.5.3小型计算机 16
1.5.4工作站 17
1.5.5微型计算机 17
1.5.6移动计算机 17
1.5.7嵌入式计算机 18
1.6计算机科学和计算机工具 18
本章小结 19
思考题和习题 20
在线检索 22
第2章 信息表示与数字逻辑基础 24
2.1理解信息表示 24
2.2数制 25
2.3数制转换 27
2.4计算机中的数 31
2.4.1原码、补码和反码 31
2.4.2定点数和浮点数 32
2.5另一种形式：码和编码 34
2.5.1ASCII码 35
2.5.2Unicode编码 35
2.5.3汉字编码 35
2.5.4汉字的处理过程 36
2.6逻辑代数基础 37
2.6.1什么是逻辑 38
2.6.2基本逻辑关系 38
2.6.3逻辑代数 40
2.7逻辑电路 41
2.8逻辑设计基础 44
2.8.1设计加法器 44
2.8.2半加器（Half-Adder） 45
2.8.3全加器（Full-Adder） 45
2.8.4数字集成电路 47
本章小结 47
思考题和习题 48
第3章 硬件：计算机的体系结构 50
3.1计算机的3个子系统 50
3.2计算机的大脑：处理器系统 51
3.2.1中央处理器 51
3.2.2CISC和RISC 53
3.2.3处理器型号与指标参数 54
3.3计算机记忆能力：存储器系统 56
3.3.1存储器的结构和种类 56
3.3.2存储器的单元和地址 58
3.3.3主存储器系统 59
3.3.4外存：磁盘 60
3.3.5光存储设备 64
3.3.6闪存和优盘 67
3.3.7虚拟存储器 68
3.4人机交互：输入输出系统 68
3.4.1接口 68
3.4.2输入输出方式 69
3.5信息公共通道：总线 70
3.5.1内部总线：连接计算机内部部件 71
3.5.2连接外设：系统总线 72
3.6微机：办公室桌上的机器 73
3.6.1主板 73
3.6.2内存条 75
3.6.3微机扩展：总线标准 75
3.6.4外接端口 77
3.6.5显示卡 78
3.6.6有声输出：声卡 80
3.6.7网卡 80
3.6.8调制解调器 81
3.7输入设备：用户操控机器 82
3.7.1键盘 83
3.7.2鼠标器和点击设备 84
3.7.3触摸屏 84
3.7.4光笔和手写识别系统 85
3.8输出设备：数字化表达与理解 86
3.8.1显示器 86
3.8.2投影仪 88
3.8.3打印机 88
3.9USB接口和总线：新型的连接 90
3.9.1USB和常用的接口技术 91
3.9.2USB结构 92
3.9.3USB主机和设备 93
3.9.4数码设备交互：OTG 93
3.10多媒体计算机系统 94
3.11并行处理系统 96
本章小结 97
思考题和习题 98
在线检索 101
第4章 核心软件：操作系统 102
4.1软件和软件系统 102
4.1.1软件、硬件和用户 102
4.1.2软件系统及其组成 103
4.2操作系统概述 105
4.2.1什么是操作系统 105
4.2.2批处理系统 107
4.2.3分时系统 108
4.2.4实时操作系统 108
4.2.5并行操作系统 109
4.2.6网络操作系统和分布式系统 109
4.2.7微机操作系统 110
4.3常见的操作系统 110
4.3.1MS-DOS 110
4.3.2Windows 111
4.3.3Unix 111
4.3.4Linux 112
4.3.5Macintosh 112
4.4操作系统的组成 113
4.4.1操作系统的层次结构 113
4.4.2操作系统的功能组成 114
4.5核心：进程管理 116
4.5.1什么是进程 116
4.5.2状态的转换过程 117
4.5.3作业和进程调度 117
4.5.4进程同步和死锁 119
4.5.5线程 120
4.6I／O设备管理 121
4.6.1I／O系统 121
4.6.2I／O内核 122
4.6.3设备驱动程序 123
4.6.4设备无关性 124
4.6.5磁盘调度和管理 124
4.6.6时钟系统 126
4.6.7显示系统 127
4.7Windows操作系统 127
4.7.1传奇：Windows的发展 128
4.7.2Windows的特点 128
4.7.3面向对象的设计和操作 129
4.7.4Windows程序输出 130
4.7.5用户界面对象 131
4.7.6Windows资源管理和共享 132
4.8自由软件：Linux操作系统 133
4.8.1在开放中发展Linux 133
4.8.2设计原理 134
4.8.3Linux软件结构 135
4.9启动计算机：BIOS和CMOS 136
4.9.1BIOS 137
4.9.2CMOS 138
本章小结 139
思考题和习题 139
在线检索 141
第5章 数据组织与存储管理 143
5.1概述 143
5.2文件 144
5.2.1文件是什么 144
5.2.2给文件取名 145
5.2.3文件的扩展名 146
5.2.4通配符 147
5.2.5常用的文件类型 147
5.3文件系统 150
5.3.1文件系统的功能 150
5.3.2目录结构 151
5.4文件存取 152
5.4.1顺序存取 152
5.4.2随机存取 153
5.5文件的存储结构 155
5.5.1磁道、扇区和簇 155
5.5.2FAT系统 156
5.5.3HPFS和NTFS系统 157
5.5.4文件系统安全吗 158
5.6数据存储管理 159
5.6.1内存和外存 159
5.6.2内存管理 160
5.6.3虚拟内存 162
5.6.4PC机的内存管理 163
本章小结 164
思考题和习题 165
在线检索 167
第6章 语言、算法和程序设计方法 168
6.1从算法到程序再到软件 168
6.2程序和指令 169
6.2.1程序：按步骤执行 169
6.2.2软硬件的交汇：指令和指令系统 170
6.3程序设计语言 171
6.3.1机器语言和指令 172
6.3.2汇编语言 174
6.3.3面向过程的高级语言 174
6.3.4面向对象的程序设计语言 176
6.3.5其他语言 178
6.3.6基于组件的程序设计 180
6.4程序的程序：翻译系统 180
6.4.1解释程序 181
6.4.2编译程序 181
6.5怎样编写程序 182
6.5.1理解问题：程序说明 182
6.5.2程序的逻辑结构 183
6.5.3编写程序代码 184
6.5.4寻找错误：程序测试 185
6.5.5编写程序文档 186
6.5.6运行与维护 187
6.6算法 187
6.6.1算法的分类和特性 187
6.6.2算法的表示 188
6.6.3流程图表达 189
6.6.4自然语言表达 189
6.6.5伪码表达 190
6.6.6算法设计 191
6.6.7算法举例 192
6.7数据表达和数据结构 196
6.7.1抽象数据类型与数据结构 197
6.7.2数组 198
6.7.3链表 199
6.7.4堆栈 200
6.8软件工程简介 201
6.8.1什么是软件开发 201
6.8.2软件生命周期 202
6.8.3软件开发模型 203
6.8.4开发软件的过程 204
6.8.5软件项目管理 205
6.9职业：软件工程师 206
本章小结 207
思考题和习题 209
在线检索 210
第7章 应用软件和数据库 212
7.1用户的工具 212
7.2常用软件：Office系统 214
7.2.1从打字开始 214
7.2.2字处理 215
7.2.3电子表格 217
7.2.4演示软件PowerPoint 219
7.3其他应用软件 222
7.3.1PDF文件 222
7.3.2多媒体软件 222
7.3.3科学与工程计算软件 223
7.3.4图形图像处理 225
7.3.5统计和分析 226
7.4数据库 227
7.4.1什么是数据库 227
7.4.2为什么要使用数据库 227
7.4.3什么是数据库系统 228
7.5数据库管理系统 230
7.5.1软件和数据的结合 230
7.5.2常见的数据库产品 231
7.6数据库体系结构和数据库模型 233
7.6.1数据库的三级体系结构 233
7.6.2数据库模型 234
7.6.3关系型数据库 235
7.7SQL语言 236
7.7.1什么是SQL语言 236
7.7.2SQL语言的特点 237
7.8数据库技术 238
7.8.1面向对象的数据库 238
7.8.2分布式数据库 238
7.8.3决策支持和数据仓库、数据集市 239
7.8.4数据挖掘 240
7.8.5自然语言数据库 240
7.9构建数据库系统 240
本章小结 241
思考题和习题 242
在线检索 243
第8章 连接：网络与通信 245
8.1网络的起源 245
8.2通信信道和介质 247
8.2.1传输速率和带宽 247
8.2.2双绞线 248
8.2.3同轴电缆 249
8.2.4光纤 249
8.2.5无线传输 250
8.3网络的类型 251
8.3.1局域网及其拓扑结构 251
8.3.2城域网 253
8.3.3广域网 253
8.4网络设备 254
8.4.1网络接口卡 254
8.4.2集线器和交换机 254
8.4.3中继器 255
8.4.4网桥 255
8.4.5路由器 256
8.4.6网关 257
8.4.7调制解调器 257
8.5组建网络：网络协议和模型 258
8.5.1网络协议 258
8.5.2OSI网络模型 260
8.5.3局域网：IEEE 802协议 261
8.5.4局域网组网技术 262
8.5.5构建广域网 265
8.5.6ATM 266
8.5.7VPN：虚拟专网 266
8.6网络服务器和软件 267
8.6.1网络服务器 267
8.6.2网络操作系统 268
8.6.3网络应用程序 269
本章小结 270
思考题和习题 271
在线检索 274
第9章 网络的网络：因特网及其资源 275
9.1因特网的过去和现在 275
9.1.1因特网的历史 275
9.1.2因特网在中国 276
9.2因特网的核心：TCP／IP协议 277
9.2.1TCP／IP协议 277
9.2.2内网和外网：Intranet 278
9.3因特网的地址 279
9.3.1IP地址 279
9.3.2子网、代理服务器和NAT 280
9.3.3域名 282
9.3.4Ping和IPconfig命令 282
9.4因特网的连接 284
9.4.1拨号上网 284
9.4.2局域网上网 285
9.4.3宽带上网 285
9.4.4无线上网 286
9.5因特网的资源 286
9.5.1Web：万维网和门户网站 287
9.5.2电子邮件：Email 289
9.5.3文件传输：FTP 290
9.5.4远程登录：Telnet与BBS 291
9.5.5新闻组 292
9.5.6实时通信 294
9.5.7Web 2.0 294
9.6搜索引擎：随处可得的信息 295
9.6.1分类查询 295
9.6.2关键字查询 297
9.6.3常用的搜索引擎 297
9.7网页和FrontPage 298
9.7.1HTML语言 298
9.7.2编辑简单网页 299
9.7.3网页设计工具FrontPage 299
9.7.4网页发布 300
9.8发展中的因特网 301
9.8.1在线服务 301
9.8.2GPS和智能手机 301
9.8.3电子货币和电子商务 302
9.8.4进入家庭 302
9.8.5Internet2和IPv6 302
9.8.6无限的网络空间 303
本章小结 304
思考题和习题 305
在线检索 309
第10章 高级主题 310
10.1高性能计算 310
10.1.1并行计算 310
10.1.2集群计算 311
10.1.3网格计算 312
10.2计算机与科学研究 313
10.2.1电脑与人脑 313
10.2.2生物信息学 314
10.2.3跟踪复杂系统 315
10.2.4计算机模拟 315
10.3计算机集成制造系统 316
10.3.1计算机辅助设计 316
10.3.2计算机辅助制造 317
10.4人工智能 318
10.4.1图灵测试 318
10.4.2推理：知识表达 319
10.4.3专家系统 320
10.4.4神经网络 321
10.4.5机器人 322
10.4.6自然语言处理 323
10.4.7有关人工智能的几个问题 324
10.5虚拟现实 325
10.6电子服务 328
10.6.1商业应用 328
10.6.2金融业 328
10.7医学信息学 329
10.8计算机与教育 331
10.9计算机与交通 332
10.10计算机与艺术和娱乐 333
本章小结 334
思考题和习题 335
在线检索 336
第11章 信息时代及其面临的问题 338
11.1信息时代到来了吗 338
11.2信息时代的社会问题 339
11.3计算机犯罪与法律 340
11.4软件版权和自由软件 341
11.4.1软件版权及其保护 341
11.4.2自由软件 342
11.4.3共享软件 344
11.5隐私保护 344
11.6计算机与环境 345
11.7计算机与人类健康 346
11.8计算机与安全 347
11.8.1计算机安全工程 347
11.8.2系统风险 348
11.9计算机病毒 349
11.9.1计算机病毒的由来 349
11.9.2计算机病毒的种类 350
11.9.3反病毒软件的机制 351
11.10黑客 352
11.11防火墙 353
11.11.1过滤型防火墙 354
11.11.2检测型防火墙 355
11.11.3代理型防火墙 355
11.11.4个人防火墙 355
11.12职业道德 356
本章小结 357
思考题和习题 358
在线检索 361
附录A ASCII字符集 362
附录B常用术语英汉对照表 363
参考文献 379