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第1章 计算思维基础理论 1

1.1 计算科学与科学思维 1

1.1.1 科学与计算科学 1

1.1.2 科学思维 4

1.2 计算思维的概念 6

1.2.1 计算思维的定义 6

1.2.2 计算思维的本质 7

1.2.3 计算思维的特性 8

1.3 计算思维的应用 9

1.3.1 计算思维的典型案例 9

1.3.2 计算思维的应用领域 13

思考题 17

第2章 计算机发展史 18

2.1 计算机的产生和发展 18

2.1.1 电子计算机产生之前的计算史 18

2.1.2 电子计算机的产生 23

2.1.3 电子计算机的发展阶段 25

2.2 计算机系统的分类 26

2.2.1 超级计算机 26

2.2.2 小型机与工作站 26

2.2.3 个人计算机 27

2.2.4 平板电脑 29

2.2.5 智能手机 30

2.3 未来的计算机 32

2.3.1 未来计算机的发展趋势 32

2.3.2 新一代计算机 33

思考题 39

第3章 计算机硬件系统 40

3.1 微型计算机系统 40

3.1.1 PC系统的构成 40

3.1.2 PC系统的层次结构 43

3.1.3 PC的主要性能指标 44

3.1.4 PC的工作过程 45

3.2 主机系统 46

3.2.1 微处理器 46

3.2.2 存储器 49

3.2.3 总线 51

3.2.4 输入输出接口 53

3.3 外部设备 55

3.3.1 输入输出系统概述 55

3.3.2 输入设备 56

3.3.3 输出设备 59

3.3.4 外存储器 61

思考题 67

第4章 计算机软件系统 68

4.1 计算机软件概述 68

4.1.1 计算机软件的概念 68

4.1.2 计算机软件的发展历史 68

4.1.3 计算机软件的分类 69

4.2 系统软件 69

4.2.1 操作系统 70

4.2.2 语言与编译系统 70

4.2.3 数据库管理系统 72

4.3 应用软件 75

4.3.1 办公软件 75

4.3.2 网络软件 75

4.3.3 安全软件 77

4.3.4 图形图像软件 78

4.3.5 多媒体软件 78

4.3.6 行业软件 79

4.3.7 其他软件 79

4.4 软件的保护 79

4.4.1 软件的授权方式 80

4.4.2 软件知识产权的保护 80

4.5 算法与程序设计 81

4.5.1 算法的基本概念 81

4.5.2 算法设计的基本方法与策略 82

4.5.3 程序设计 85

4.6 软件工程 88

4.6.1 软件工程的概念 88

4.6.2 软件生命周期 88

4.6.3 软件开发模型 89

4.6.4 软件开发方法 92

思考题 93

第5章 计算机操作系统 94

5.1 操作系统概述 94

5.1.1 操作系统的概念 94

5.1.2 操作系统的历史 95

5.1.3 操作系统的基本类型 97

5.1.4 操作系统的功能 99

5.2 进程管理 101

5.2.1 进程的概念 101

5.2.2 进程的状态及状态转换 102

5.2.3 进程控制 103

5.2.4 进程互斥 104

5.2.5 进程通信 107

5.3 存储管理 108

5.3.1 存储器的基本概念 108

5.3.2 存储器管理的功能 110

5.3.3 分区存储管理 111

5.3.4 分页存储管理 113

5.3.5 分段存储管理 113

5.4 文件管理 114

5.4.1 文件的基本概念 115

5.4.2 文件系统的功能和组成 116

5.4.3 文件的结构和存取方法 116

5.4.4 文件目录 119

5.4.5 文件的使用和共享 119

5.4.6 文件的保护和保密 120

5.5 常用操作系统简介 121

5.5.1 Windows操作系统 121

5.5.2 Mac OS系统 125

5.5.3 UNIX操作系统 127

5.5.4 Linux操作系统 127

5.5.5 智能手机操作系统 128

思考题 131

第6章 计算机网络基础 132

6.1 计算机网络基本知识 132

6.1.1 计算机网络的概念 132

6.1.2 计算机网络的分类 136

6.1.3 计算机网络的拓扑结构 139

6.1.4 计算机网络的体系结构 140

6.2 数据通信技术 144

6.2.1 数据通信的基本概念 144

6.2.2 数据交换技术 146

6.2.3 多路复用技术 147

6.3 网络传输介质 149

6.3.1 双绞线 149

6.3.2 光纤 149

6.3.3 无线与卫星通信 151

6.4 局域网技术 153

6.4.1 局域网的工作模式 153

6.4.2 以太网 154

6.4.3 无线局域网 156

6.4.4 组建有线局域网 157

6.5 Internet基础与应用 160

6.5.1 IP地址 160

6.5.2 域名 162

6.5.3 接入Internet 163

6.5.4 Internet应用 164

6.6 物联网 166

6.6.1 物联网的概念 166

6.6.2 物联网的关键技术 166

6.6.3 物联网应用 167

6.7 云计算 169

6.7.1 云计算的概念 169

6.7.2 云计算的体系结构 169

6.7.3 云计算的关键技术 171

6.7.4 云计算的服务 172

思考题 173

第7章 数据库技术基础 175

7.1 数据库概述 175

7.1.1 数据、信息和数据库 176

7.1.2 数据管理技术的发展 178

7.1.3 数据库系统的组成及特点 180

7.1.4 基本数据模型 182

7.1.5 数据库系统结构 185

7.2 数据库设计 186

7.2.1 需求分析阶段 187

7.2.2 数据库概念设计 188

7.2.3 数据库逻辑设计 188

7.2.4 数据库物理设计 189

7.3 结构化查询语言基础 189

7.3.1 SQL语言概述 189

7.3.2 SQL语言基本成分 190

7.3.3 SQL语言基本语句 192

7.4 数据库技术的发展动向 200

7.4.1 当前主流数据库——关系数据库 200

7.4.2 面向对象数据库 200

7.4.3 分布式数据库 201

7.4.4 移动数据库 202

7.5 大数据时代与NoSQL数据库 204

7.5.1 数据时代 204

7.5.2 NoSQL数据库 205

思考题 209

第8章 信息安全技术 210

8.1 信息安全概述 210

8.1.1 信息安全发展阶段 210

8.1.2 信息安全的含义 211

8.1.3 信息系统面临的安全风险 212

8.2 信息安全技术 213

8.2.1 信息安全基础 213

8.2.2 认证技术 221

8.2.3 网络安全 223

8.3 计算机病毒及防治 232

8.3.1 计算机病毒的起源及发展 232

8.3.2 计算机病毒的定义 235

8.3.3 计算机病毒的结构及分类 236

8.3.4 计算机病毒防治 239

思考题 247

第9章 多媒体技术 248

9.1 多媒体概述 248

9.1.1 多媒体技术的基本概念 248

9.1.2 多媒体技术的发展历程 250

9.1.3 多媒体技术的研究内容 252

9.1.4 多媒体技术的应用领域 253

9.2 多媒体数字化技术 254

9.2.1 多媒体信息的计算机表示 254

9.2.2 图像编辑实践——Fireworks 257

9.3 多媒体压缩技术 264

9.3.1 概述 264

9.3.2 可行性 265

9.3.3 压缩方法分类 266

9.3.4 数据压缩编码国际标准 267

思考题 272

参考文献 273