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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Internet163

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——Fireworks257

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