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第1章 计算机基础知识1

1.1 计算机科学与计算科学1

1.1.1 计算机科学1

1.1.2 计算科学3

1.2 计算机的形成与发展4

1.2.1 计算机的发展历史4

1.2.2 电子计算机的发展7

1.2.3 我国计算机的发展11

1.3 计算机基础知识13

1.3.1 计算机的特点和分类13

1.3.2 计算机应用概述15

1.3.3 计算机系统的基本构成18

1.4 计算机发展趋势18

1.4.1 普适计算18

1.4.2 高性能计算19

1.4.3 服务计算与云计算20

1.4.4 生物计算20

1.5 计算思维21

1.5.1 计算思维是什么22

1.5.2 计算思维的应用领域24

1.5.3 计算思维案例25

习题25

第2章 计算机硬件基础28

2.1 数制与数制之间的转换28

2.1.1 数制的概念28

2.1.2 常用的数制29

2.1.3 各种数制的转换30

2.2 信息表示与编码31

2.3 计算机硬件系统37

2.3.1 冯·诺伊曼体系结构37

2.3.2 计算机的工作过程39

2.4 计算机组成39

2.4.1 计算机的主要性能指标39

2.4.2 中央处理器（CPU）42

2.4.3 主板42

2.4.4 内存储器44

2.4.5 硬盘驱动器46

2.4.6 其他部件48

2.5 计算机硬件系统中的计算思维53

2.5.1 数字0和1及其计算思维53

2.5.2 并行与计算思维54

2.5.3 大脑思维模式与计算思维54

习题55

第3章 操作系统与办公软件57

3.1 软件57

3.1.1 软件定义57

3.1.2 软件基本组成58

3.1.3 软件分类58

3.2 操作系统概述60

3.2.1 操作系统基本知识60

3.2.2 处理机管理模块66

3.2.3 存储器管理模块68

3.2.4 设备管理模块69

3.2.5 文件管理模块71

3.2.6 用户接口管理模块74

3.3 办公软件75

3.3.1 简介75

3.3.2 Office的具体介绍77

3.4 交互式使用方法84

3.4.1 系统软件交互式使用应用模式84

3.4.2 应用软件交互式使用应用模式86

3.5 操作系统中计算思维应用案例89

3.5.1 页面置换算法与计算思维89

3.5.2 队列调度与计算思维89

3.5.3 并发并行与计算思维90

习题91

第4章 程序设计基础92

4.1 问题求解与程序设计92

4.1.1 一般问题的解决过程92

4.1.2 计算机求解问题的过程93

4.2 算法基础94

4.2.1 算法的定义与特征94

4.2.2 程序的基本结构95

4.2.3 算法的表示97

4.2.4 基本算法100

4.3 程序设计语言108

4.3.1 程序设计语言的演化108

4.3.2 翻译110

4.4 程序质量的基本要求和程序设计风格110

4.4.1 对源程序质量的基本要求110

4.4.2 程序设计的基本风格111

4.5 程序设计中的计算思维113

4.5.1 穷举和迭代113

4.5.2 排序114

4.5.3 分治思想114

习题115

第5章 数据库技术基础117

5.1 数据库系统基础117

5.1.1 信息、数据与数据处理117

5.1.2 数据管理技术的发展118

5.1.3 数据库系统的组成119

5.2 数据模型120

5.2.1 概念模型与E-R方法121

5.2.2 结构数据模型124

5.3 关系数据库126

5.3.1 关系模型的数据结构127

5.3.2 关系模型的完整性约束128

5.3.3 关系运算128

5.4 关系数据库标准查询语言131

5.4.1 SQL的数据查询132

5.4.2 SQL的数据更新133

5.5 数据库技术新的研究领域135

5.6 日常生活数据管理中的计算思维136

习题138

第6章 多媒体技术141

6.1 多媒体计算机技术概述141

6.1.1 多媒体计算机的概念141

6.1.2 多媒体技术的发展历史142

6.1.3 多媒体技术的特点143

6.1.4 多媒体技术的应用144

6.2 音频信息的获取和处理146

6.2.1 音频信息146

6.2.2 音频信息的数字化147

6.2.3 数字声音的采集和编辑150

6.2.4 声音的压缩150

6.2.5 音频信息基本操作151

6.3 图像信息的获取和处理154

6.3.1 图形与图像154

6.3.2 色彩信息156

6.3.3 图像信息的数字化157

6.3.4 文件格式158

6.3.5 图像信息获取方法159

6.3.6 压缩标准160

6.3.7 图形图像处理应用161

6.4 动画与视频信息166

6.4.1 动画的概念和发展历史166

6.4.2 计算机动画166

6.4.3 制作动画的设备和软件167

6.4.4 视频处理168

6.4.5 动画和视频信息常见的文件格式168

6.4.6 视频处理应用169

6.5 多媒体数据压缩171

6.5.1 多媒体数据压缩概述171

6.5.2 多媒体数据压缩的主要方法173

6.5.3 多媒体的主要压缩标准174

6.6 多媒体技术中的计算思维175

习题175

第7章 计算机网络基础177

7.1 计算机网络概述177

7.1.1 计算机网络的定义177

7.1.2 计算机网络的组成与分类177

7.1.3 计算机网络的性能181

7.1.4 计算机网络的应用184

7.2 计算机网络通信协议185

7.2.1 网络协议体系结构185

7.2.2 ISO/OSI开放系统互联参考模型186

7.2.3 TCP/IP模型189

7.2.4 OSI模型和TCP/IP模型的比较190

7.3 网络通信组件190

7.3.1 通信介质190

7.3.2 网络设备191

7.4 互联网技术193

7.4.1 互联网技术在我国的应用和发展193

7.4.2 Internet提供的服务196

7.5 互联网接入技术205

7.6 移动互联网208

7.6.1 移动通信技术210

7.6.2 无线局域网技术210

7.7 组网技术213

7.8 计算思维与大数据217

7.8.1 计算思维217

7.8.2 大数据219

习题222

第8章 信息安全225

8.1 计算机信息安全225

8.1.1 信息安全和信息系统安全225

8.1.2 信息系统的不安全因素226

8.1.3 信息安全的任务227

8.2 信息安全防范技术227

8.2.1 访问控制技术227

8.2.2 数据加密技术227

8.2.3 防火墙技术230

8.2.4 Windows的安全防范232

8.3 网络与信息安全233

8.3.1 网络安全问题233

8.3.2 网络安全技术233

8.3.3 网络黑客及防范235

8.4 计算机病毒239

8.4.1 计算机病毒的基本知识239

8.4.2 计算机病毒的防治242

8.5 信息安全技术中的计算思维244

习题245

参考文献248