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第一篇 计算系统2

第1章 计算、计算机与计算思维2

1.1 计算2

1.1.1 计算的基本概念2

1.1.2 计算工具的探索4

1.2 计算机6

1.2.1 计算机的发展6

1.2.2 计算机基础知识8

1.2.3 计算机新技术11

1.3 计算模型15

1.3.1 图灵机模型15

1.3.2 冯·诺依曼计算机模型16

1.3.3 哈弗结构模型18

1.4 计算机系统19

1.4.1 计算机系统的组成19

1.4.2 计算机系统的层次结构21

1.4.3 计算机的基本工作原理21

1.5 计算思维23

1.5.1 计算思维概述23

1.5.2 计算思维的方法与案例25

1.5.3 计算思维的实现26

1.5.4 计算思维的应用28

本章小结30

习题一31

第2章 数据的计算基础32

2.1 语义的符号表示32

2.1.1 自然现象用符号表示32

2.1.2 思维逻辑用符号表示33

2.2 计算机中的数制与运算34

2.2.1 数制与数制间的转换34

2.2.2 二进制数的运算36

2.3 信息编码38

2.3.1 数值信息的表示38

2.3.2 字符信息的编码40

2.3.3 汉字信息的编码42

2.3.4 多媒体信息的编码44

2.4 电子元器件与基本门电路47

2.4.1 二极管和三极管的开关特性48

2.4.2 简单的与门电路48

2.4.3 简单的或门电路49

2.4.4 简单的非门电路50

2.5 数据的组织与压缩51

2.5.1 数据的组织51

2.5.2 数据的压缩52

本章小结54

习题二54

第3章 计算机硬件系统55

3.1 硬件概述55

3.1.1 硬件系统的组成55

3.1.2 计算机的性能指标56

3.2 主机箱和主板57

3.2.1 主机箱57

3.2.2 主板58

3.2.3 总线59

3.2.4 输入／输出接口62

3.3 中央处理器64

3.3.1 CPU的基本结构64

3.3.2 CPU的主要性能指标65

3.3.3 CPU的主要产品66

3.3.4 CPU的新技术67

3.4 存储器68

3.4.1 存储系统的层次结构68

3.4.2 高速缓冲存储器69

3.4.3 内存储器69

3.4.4 外存储器72

3.5 输入／输出设备75

3.5.1 输入设备75

3.5.2 输出设备78

本章小结82

习题三83

第4章 操作系统基础84

4.1 操作系统概述84

4.1.1 操作系统的基本概念84

4.1.2 操作系统的形成与发展85

4.1.3 操作系统的基本类型89

4.1.4 操作系统的组成与特征91

4.1.5 典型操作系统简介92

4.2 操作系统对不同资源的分工管理93

4.2.1 处理机管理93

4.2.2 存储管理95

4.2.3 设备管理97

4.2.4 文件管理99

4.2.5 用户接口102

4.3 Windows操作系统104

4.3.1 Windows的进程管理和内存管理104

4.3.2 Windows的设备与磁盘管理105

4.3.3 Windows的文件管理107

本章小结115

习题四115

第二篇 问题求解118

第5章 算法与数据结构118

5.1 算法基础118

5.1.1 算法的起源118

5.1.2 算法的定义和特性119

5.1.3 算法的表述119

5.1.4 算法的基本结构122

5.1.5 算法的评价124

5.2 算法设计125

5.2.1 计算机基本算法126

5.2.2 经典算法策略127

5.2.3 常用算法设计131

5.3 数据结构135

5.3.1 数据结构的基本概念135

5.3.2 数据的逻辑结构136

5.3.3 数据的物理结构136

5.3.4 数据的运算137

5.3.5 常见的数据结构137

5.3.6 数据结构与算法的关系140

本章小结141

习题五141

第6章 程序设计及软件工程基础143

6.1 程序、程序设计及软件工程143

6.2 程序设计语言144

6.2.1 程序设计语言的发展及分类144

6.2.2 语言处理程序148

6.2.3 程序设计语言的选择149

6.2.4 高级程序设计语言的组成150

6.3 程序设计153

6.3.1 程序设计的步骤153

6.3.2 程序设计的方法155

6.4 软件工程基础161

6.4.1 软件工程的诞生及发展162

6.4.2 软件工程的概念162

6.4.3 软件开发模型167

本章小结170

习题六171

第7章 数据库技术172

7.1 数据与大数据172

7.1.1 数据172

7.1.2 大数据172

7.2 数据管理和数据库175

7.2.1 数据库及数据库管理系统175

7.2.2 数据库系统的内部结构180

7.3 数据模型182

7.3.1 概念模型183

7.3.2 层次模型185

7.3.3 网状模型186

7.3.4 关系模型186

7.4 关系数据库案例188

7.4.1 分析与设计188

7.4.2 数据定义189

7.4.3 数据更新192

7.4.4 数据查询193

7.4.5 视图管理195

本章小结196

习题七196

第三篇 信息素养200

第8章 计算机网络200

8.1 计算机网络概述200

8.1.1 计算机网络的基本概念200

8.1.2 网络协议和体系结构204

8.2 局域网206

8.2.1 局域网的组成206

8.2.2 局域网的体系结构与802标准210

8.2.3 常见局域网213

8.2.4 局域网的组建215

8.3 Internet218

8.3.1 Internet概述219

8.3.2 TCP/IP参考模型219

8.3.3 Internet接入技术223

8.3.4 Internet的应用225

8.4 信息的检索与发布229

8.4.1 信息检索系统230

8.4.2 信息的发布231

本章小结232

习题八233

第9章 信息安全与职业道德234

9.1 信息安全概述234

9.1.1 信息安全的定义234

9.1.2 信息安全的特征235

9.1.3 威胁信息安全的因素235

9.1.4 信息安全的评价标准236

9.2 信息安全技术238

9.2.1 数据加密与数字签名238

9.2.2 身份认证与访问控制241

9.2.3 防火墙技术245

9.2.4 入侵检测系统248

9.3 计算机病毒及其防治249

9.3.1 计算机病毒的发展249

9.3.2 计算机病毒的特点与分类250

9.3.3 计算机病毒的检测与清除252

9.3.4 计算机病毒的防治措施255

9.4 计算机职业道德规范256

9.4.1 计算机犯罪256

9.4.2 软件知识产权保护258

9.4.3 信息安全相关法律法规及道德规范261

本章小结263

习题九264

第10章 计算软件265

10.1 MATLAB265

10.1.1 MATLAB简介265

10.1.2 MATLAB程序设计基础266

10.1.3 MATLAB基本计算功能271

10.1.4 MATLAB数据可视化273

10.1.5 MATLAB 工具箱274

10.2 MATHEMATICA276

10.2.1 MATHEMATICA的启动和运行277

10.2.2 MATHEMATICA系统组成277

10.2.3 MATHEMATICA的基本操作277

10.3 MAPLE281

10.3.1 MAPLE在Windows中的启动与退出281

10.3.2 MAPLE系统组成282

10.3.3 MAPLE的基本操作282

本章小结285

习题十286

第11章 办公软件Office 2010287

11.1 文字处理软件Word 2010287

11.1.1 基础知识287

11.1.2 文档格式编辑290

11.1.3 表格使用292

11.1.4 图文混排294

11.1.5 长文档编辑295

11.1.6 页面设置与打印297

11.2 电子表格软件Excel 2010297

11.2.1 基础知识298

11.2.2 工作表操作299

11.2.3 工作表格式化301

11.2.4 公式与函数302

11.2.5 数据管理与分析306

11.2.6 页面设置与打印308

11.3 演示文稿制作软件PowerPoint2010309

11.3.1 基础知识309

11.3.2 对象插入311

11.3.3 版面设置312

11.3.4 动画设置313

11.3.5 演示文稿放映315

11.3.6 页面设置与打印316

本章小结317

习题十一317

参考文献319