大學計算機基礎

本書是根據教育部高等學校非計算機專業計算機基礎課程教學指導分委員會提出的《關於進一步加強高校計算機基礎教學的幾點意見》中的有關要求和課程體系，結合普通高等學校計算機基礎課程教學大綱，由多年從事基礎課教學的一線教師編寫而成的。

全書共分為9章，主要內容包括計算思維基礎理論、計算機發展史、計算機硬體系統、計算機軟體系統、計算機操作系統、計算機網路基礎、資料庫技術基礎、信息安全技術、多媒體技術。本書從培養學生的計算思維出發，兼顧了計算機軟體和硬體的最新發展以及計算機技術的理論與實踐，並介紹了若干IT領域的新產品、新技術和最新發展趨勢。

第1章計算思維基礎理論1

1.1計算科學與科學思維1

1.1.1科學與計算科學1

1.1.2科學思維4

1.2計算思維的概念6

1.2.1計算思維的定義6

1.2.2計算思維的本質7

1.2.3計算思維的特性8

1.3計算思維的應用9

1.3.1計算思維的典型案例9

1.3.2計算思維的應用領域13

思考題17

第2章計算機發展史18

2.1計算機的產生和發展18

2.1.1電子計算機產生之前的

計算史18

2.1.2電子計算機的產生23

2.1.3電子計算機的發展階段25

2.2計算機系統的分類26

2.2.1超級計算機26

2.2.2小型機與工作站26

2.2.3個人計算機27

2.2.4平板電腦29

2.2.5智能手機30

2.3未來的計算機32

2.3.1未來計算機的發展趨勢32

2.3.2新一代計算機33

思考題39

第3章計算機硬體系統40

3.1微型計算機系統40

3.1.1PC系統的構成40

3.1.2PC系統的層次結構43

3.1.3PC的主要性能指標44

3.1.4PC的工作過程45

3.2主機系統46

3.2.1微處理器46

3.2.2存儲器49

3.2.3匯流排51

3.2.4輸入輸出介面53

3.3外部設備55

3.3.1輸入輸出系統概述55

3.3.2輸入設備56

3.3.3輸出設備59

3.3.4外存儲器61

思考題67

第4章計算機軟體系統68

4.1計算機軟體概述68

4.1.1計算機軟體的概念68

4.1.2計算機軟體的發展歷史68

4.1.3計算機軟體的分類69

4.2系統軟體69

4.2.1操作系統70

4.2.2語言與編譯系統70

4.2.3資料庫管理系統72

4.3應用軟體75

4.3.1辦公軟體75

4.3.2網路軟體75

4.3.3安全軟體77

4.3.4圖形圖像軟體78

4.3.5多媒體軟體78

4.3.6行業軟體79

4.3.7其他軟體79

4.4軟體的保護79

4.4.1軟體的授權方式80

4.4.2軟體知識產權的保護80

4.5演演算法與程序設計81

4.5.1演演算法的基本概念81

4.5.2演演算法設計的基本方法

與策略82

4.5.3程序設計85

4.6軟體工程88

4.6.1軟體工程的概念88

4.6.2軟體生命周期88

4.6.3軟體開發模型89

4.6.4軟體開發方法92

思考題93

第5章計算機操作系統94

5.1操作系統概述94

5.1.1操作系統的概念94

5.1.2操作系統的歷史95

5.1.3操作系統的基本類型97

5.1.4操作系統的功能99

5.2進程管理101

5.2.1進程的概念101

5.2.2進程的狀態及狀態

轉換102

5.2.3進程式控制制103

5.2.4進程互斥104

5.2.5進程通信107

5.3存儲管理108

5.3.1存儲器的基本概念108

5.3.2存儲器管理的功能110

5.3.3分區存儲管理111

5.3.4分頁存儲管理113

5.3.5分段存儲管理113

5.4文件管理114

5.4.1文件的基本概念115

5.4.2文件系統的功能和

組成116

5.4.3文件的結構和存取

方法116

5.4.4文件目錄119

5.4.5文件的使用和共享119

5.4.6文件的保護和保密120

5.5常用操作系統簡介121

5.5.1Windows操作系統121

5.5.2MacOS系統125

5.5.3UNIX操作系統127

5.5.4Linux操作系統127

5.5.5智能手機操作系統128

思考題131

第6章計算機網路基礎132

6.1計算機網路基本知識132

6.1.1計算機網路的概念132

6.1.2計算機網路的分類136

6.1.3計算機網路的拓撲

結構139

6.1.4計算機網路的體系

結構140

6.2數據通信技術144

6.2.1數據通信的基本概念144

6.2.2數據交換技術146

6.2.3多路復用技術147

6.3網路傳輸介質149

6.3.1雙絞線149

6.3.2光纖149

6.3.3無線與衛星通信151

6.4區域網技術153

6.4.1區域網的工作模式153

6.4.2乙太網154

6.4.3無線區域網156

6.4.4組建有線區域網157

6.5Internet基礎與應用160

6.5.1IP地址160

6.5.2域名162

6.5.3接入Internet163

6.5.4Internet應用164

6.6物聯網166

6.6.1物聯網的概念166

6.6.2物聯網的關鍵技術166

6.6.3物聯網應用167

6.7雲計算169

6.7.1雲計算的概念169

6.7.2雲計算的體系結構169

6.7.3雲計算的關鍵技術171

6.7.4雲計算的服務172

思考題173

第7章資料庫技術基礎175

7.1資料庫概述175

7.1.1數據、信息和資料庫176

7.1.2數據管理技術的發展178

7.1.3資料庫系統的組成

及特點180

7.1.4基本數據模型182

7.1.5資料庫系統結構185

7.2資料庫設計186

7.2.1需求分析階段187

7.2.2資料庫概念設計188

7.2.3資料庫邏輯設計188

7.2.4資料庫物理設計189

7.3結構化查詢語言基礎189

7.3.1SQL語言概述189

7.3.2SQL語言基本成分190

7.3.3SQL語言基本語句192

7.4資料庫技術的發展動向200

7.4.1當前主流資料庫——關係

資料庫200

7.4.2面向對象資料庫200

7.4.3分散式資料庫201

7.4.4移動資料庫202

7.5大數據時代與NoSQL資料庫204

7.5.1數據時代204

7.5.2NoSQL資料庫205

思考題209

第8章信息安全技術210

8.1信息安全概述210

8.1.1信息安全發展階段210

8.1.2信息安全的含義211

8.1.3信息系統面臨的安全

風險212

8.2信息安全技術213

8.2.1信息安全基礎213

8.2.2認證技術221

8.2.3網路安全223

8.3計算機病毒及防治232

8.3.1計算機病毒的起源

及發展232

8.3.2計算機病毒的定義235

8.3.3計算機病毒的結構

及分類236

8.3.4計算機病毒防治239

思考題247

第9章多媒體技術248

9.1多媒體概述248

9.1.1多媒體技術的基本

概念248

9.1.2多媒體技術的發展

歷程250

9.1.3多媒體技術的研究

內容252

9.1.4多媒體技術的應用

領域253

9.2多媒體數字化技術254

9.2.1多媒體信息的計算機

表示254

9.2.2圖像編輯實踐

——Fireworks257

9.3多媒體壓縮技術264

9.3.1概述264

9.3.2可行性265

9.3.3壓縮方法分類266

9.3.4數據壓縮編碼國際

標準267

思考題272

參考文獻273