本书从计算机科学与技术学科的高度,鸟瞰计算机世界。书中以计算机的各个发展历史时期为背景,分为理论、技术、应用三个层次,概括地介绍有关计算机理论和技术的基本内容和一些具体应用方法。内容翔实、概念准确、资料较新,每章后面都附有相关的习题和实验指导。
本书对象是已在高中学过信息技术基础一类的课程,对微机有一定了解和一些使用经验的大学生,可作为计算机、信息、自动化、机电类专业的大学生以后深入学习计算机专业课程的公共入门课教材。对于从事IT产业和其他计算机应用工作人员也具有帮助全面了解计算机、扩大知识面的作用。
绪论 1
一、信息的基本概念 1
二、处理信息的工具——数字电子计算机 2
三、本书的教学内容 4
第一部分 基础篇 5
第1章 信息的数字化 6
1.1 信息的数字化方法 6
1.1.1 模拟信号与数字信号 6
1.1.2 模/数转换和数/模转换 10
1.2 数字化设备 10
1.2.1 图像输入设备 10
1.2.2 图像输出设备 13
1.2.3 模拟量与数字量相互转换设备 15
1.3 计算机中信息的数字化表示方法 18
1.3.1 数字信息表示方法 18
1.3.2 计算机中字符表示方法 21
1.3.3 多媒体信息表示方法 22
1.4 小结 22
习题 23
实验一 23
第2章 数字逻辑与数字系统 24
2.1 逻辑函数的表示方法 24
2.1.1 逻辑变量的表示方法及逻辑运算规则 24
2.1.2 逻辑函数的相等 27
2.1.3 逻辑函数的化简方法 27
2.2 数字电路 33
2.2.1 半导体与集成电路 34
2.2.2 基本门电路 34
2.2.3 集成电路 37
2.3 小结 45
习题 45
实验二 46
第3章 计算机系统组成 47
3.1 计算机硬件系统介绍 47
3.1.1 CPU介绍 47
3.1.2 内存储器 48
3.1.3 外存储器 49
3.1.4 外部设备接口与总线 52
3.1.5 计算机指令系统 55
3.2 计算机软件系统介绍 56
3.2.1 操作系统 56
3.2.2 计算机语言编译系统 62
3.2.3 应用软件 66
3.3 小结 67
习题 67
实验三 68
第二部分 技术篇 69
第4章 数据组织及数据处理 70
4.1 基本数据结构 70
4.1.1 基本概念 71
4.1.2 线性表 72
4.1.3 线性链表 74
4.1.4 循环链表 75
4.1.5 栈 75
4.1.6 队列 76
4.1.7 串 77
4.1.8 数组 77
4.1.9 树和二叉树 78
4.1.10 文件 78
4.2 数据库 79
4.2.1 计算机数据管理 79
4.2.2 数据库系统 80
4.2.3 数据查询语言SQL 84
4.2.4 实用数据库管理系统介绍 85
4.3 数据仓库与数据挖掘 87
4.3.1 数据仓库 87
4.3.2 数据挖掘 88
4.4 小结 89
习题 90
实验四 90
第5章 算法及程序设计 91
5.1 算法的描述与实现 91
5.1.1 计算机算法 91
5.1.2 数学计算 94
5.1.3 常用算法 96
5.2 程序设计方法 99
5.2.1 面向过程的程序设计 99
5.2.2 面向对象的程序设计 100
5.2.3 网络程序设计 102
5.2.4 网页设计 105
5.3 软件工程及软件开发管理 113
5.3.1 软件工程基本观念 114
5.3.2 软件计划及实施 116
5.3.3 软件产权保护 117
5.4 小结 117
习题 118
实验五 122
第6章 网络与数据通信技术 124
6.1 计算机网络组成 124
6.1.1 计算机网络发展过程 124
6.1.2 开放系统互连参考模型 125
6.2 通信子网 127
6.2.1 通信子网简介 127
6.2.2 通信线路 128
6.2.3 常用特殊传输线 130
6.2.4 通信线路上的结点机 132
6.2.5 网络的拓扑结构 134
6.2.6 网络服务机制 135
6.3 通信协议及网络操作系统 136
6.3.1 因特网协议 137
6.3.2 网络操作系统 138
6.4 资源子网 140
6.4.1 组建内部网 140
6.4.2 因特网硬件资源 141
6.5 小结 143
习题 144
实验六 144
第三部分 应用篇 145
第7章 因特网应用 146
7.1 因特网的一般应用 146
7.1.1 信息浏览 146
7.1.2 电子邮件 154
7.1.3 文件传输 168
7.1.4 信息查找 169
7.1.5 常用客户端因特网应用软件 172
7.2 网络交流 173
7.2.1 网上指谈 173
7.2.2 建立个人主页 174
7.3 管理信息系统 175
7.3.1 学生信息管理系统 175
7.3.2 网络教学与远程教育 176
7.3.3 远程医疗 176
7.4 电子商务 177
7.4.1 电子商务的基本概念 177
7.4.2 电子商务的运行平台 179
7.4.3 电子商务使用实例 180
7.5 电子政务 181
7.5.1 电子政务的主要工作模式 182
7.5.2 电子政务服务系统平台 184
7.6 小结 185
习题 185
实验七 185
第8章 多媒体技术与应用 186
8.1 多媒体基础知识 186
8.1.1 多媒体技术 186
8.1.2 多媒体文件格式 187
8.2 多媒体文件处理软件介绍 189
8.2.1 常用音频处理软件 189
8.2.2 图像处理软件介绍 191
8.3 网络与流媒体 194
8.3.1 我国休闲娱乐网站概况 194
8.3.2 怎样看在线电影 194
8.3.3 怎样离线看电影 196
8.3.4 怎样下载电影文件 200
8.4 网上听音乐 201
8.5 网络游戏 202
8.6 小结 202
习题 203
实验八 203
第9章 计算机安全 204
9.1 计算机病毒 204
9.1.1 什么是计算机病毒 204
9.1.2 计算机病毒防、杀方法 205
9.2 防止网络入侵 206
9.2.1 什么是非法入侵 206
9.2.2 非法入侵的主要手段及防范方法 207
9.2.3 抵制反动、不良信息的方法 211
9.3 完善相关法律、法规,规范使用网络道德标准 211
9.4 安全防护软件介绍 212
9.5 小结 216
习题 216
参考文献 217
数字电子计算机(简称计算机)是现代科学技术、工农业生产,乃至日常生活中不可缺少的工具。众所周知,利用计算机除了可以进行科学计算、实现自动控制外,还可以打字、编写文稿,进行文字处理;可以上网、查资料,开展信息交流;可以利用计算机打电话、聊天、玩游戏,从事娱乐休闲活动。由于现代计算机具有高速计算能力和逻辑判断能力,人们常把计算机称为“电脑”。
自从20世纪70年代发明微型计算机、90年代出现因特网,使得计算机的普及应用有了飞跃发展。计算机除了作为一种实用工具外,它又增加了许多文化内涵,正在影响着人们的工作方式和社会生活。
计算机是一个复杂的系统,粗略地说,它由硬件系统和软件系统组成。几十年来,支持计算机发展的“计算机科学与技术”学科, 已经具有了相当丰富的理论与方法,并且与软件工程、通信工程、信息工程等有着相当紧密的联系,形成了完整的学科。因此,站在学科的高度了解计算机,就会对计算机有更全面、理性的认识。
本书是鸟瞰计算机世界的入门书。力求涵盖计算机学科的大部分知识领域,做到内容简单明了、概念准确,书中的每一章都可作为读者今后深入学习相关计算机专业课程的引导。书中各章尽量自成系统,以方便不同专业选修。
书中内容包括三部分。第一部分基础篇,介绍计算机的基本理论与技术。内容包括信息的数字化方法、数据和指令在计算机内部的表示方法,实现信息处理的基本电路,冯·诺依曼计算机基本原理,现代计算机系统的构成,操作系统、编译系统软件介绍。第二部分技术篇,介绍计算机的软件设计理论和技术。内容包括面向过程的程序设计方法,面向对象的程序设计方法,软件工程,网络程序设计等理论和方法。尤其对数据处理技术(数据结构与算法,数据处理方法,数据库,数据仓库,数据挖掘技术等)作重点介绍。第三部分应用篇,主要介绍计算机在一些领域中的应用。内容包括网络应用,管理信息系统,多媒体技术(声音、图形、图像、活动影像处理方法等),计算机安全与维护等。
每章的导读部分讲述本章的主要内容。正文部分采用先提出概念,再解释概念,然后给出应用举例,最后小结的叙述模式。每章的正文后面附有相关内容的习题和实验指导。
本书建议授课40学时,考虑到我国的高中教学中已有信息技术基础一类的课程,教师可根据实际情况确定授课、实验学时数。
为了便于教师备课,本书提供电子教案参考文档, 可到人民邮电出版社网站(http://www.ptpress.com.cn)下载。