大學計算機基礎

本書是“大學計算機基礎”課程教材。全書以計算機信息處理為主線，分為7章：第1章是計算機系統概述，介紹計算工具的發展、計算機硬體組成和計算機操作系統；第2章是Python語言編程入門，學習一門優秀的計算機編程語言；第3章是信息的表示與存儲，學習信息是如何在計算機中表示和存儲的、計算機是如何進行計算的，還包括數據壓縮的內容；第4章是數據的組織，學習數據結構的基本內容；第5章是查找、排序和演演算法策略，學習求解問題的基本思路，包括遞歸、回溯和分治等內容；第6章是資料庫技術基礎，介紹數據如何管理；第7章是信息的傳輸，介紹計算機網路的基本知識以及信息傳輸中的基本技術。本書以培養計算思維能力和基本計算能力為目標，內容精練，技術實用，講解細緻，習題豐富，可作為大學第一門計算機課程的教材和教學參考書。

第1章計算機系統概述1

1.1計算和計算工具1

1.1.1計算1

1.1.2早期計算工具2

1.1.3機械式計算機7

1.1.4電子計算機11

1.2計算機系統的組成13

1.2.1硬體系統14

1.2.2軟體系統22

1.3本章小結28

習題128

第2章Python語言編程入門31

2.1演演算法的描述和評價31

2.1.1演演算法的特徵31

2.1.2演演算法的描述32

2.1.3演演算法的評價38

2.2計算機語言及其發展40

2.3Python語言編程入門42

2.3.1Python語言環境的安裝和使用42

2.3.2Python語法初步45

2.3.3運算符50

2.3.4控制結構55

2.3.5列表和字元串61

2.3.6函數66

2.4本章小結69

習題270

第3章信息的表示與存儲72

3.1信息和信息的表示72

3.1.1計算機中的信息和信息的表示形式72

3.1.2數的表示733.1.3非數值信息的表示86

3.2信息的存儲99

3.2.1布爾運算99

3.2.2門電路104

3.2.3存儲器的結構108

3.2.4簡單的加法器110

3.3數據壓縮112

3.3.1信息量和信息熵112

3.3.2基本壓縮方法115

3.4本章小結121

習題3121

第4章數據的組織125

4.1數據結構概述125

4.1.1數據、數據元素和數據項125

4.1.2數據元素之間的聯繫126

4.1.3數據的邏輯結構127

4.1.4數據的存儲結構129

4.1.5數據的運算130

4.2線性表131

4.2.1順序表132

4.2.2線性鏈表138

4.2.3棧142

4.2.4隊列144

4.3樹型結構146

4.3.1樹146

4.3.2二叉樹147

4.3.3樹轉化為二叉樹151

4.4圖結構151

4.4.1圖的定義和基本術語152

4.4.2圖的存儲153

4.4.3圖的遍歷155

習題4155

第5章查找、排序和演演算法策略161

5.1查找演演算法161

5.1.1查找的基本概念161

5.1.2順序查找162

5.1.3二分查找164

5.1.4哈希表及哈希查找165

5.1.5二叉排序樹查找169

5.2排序演演算法171

5.2.1直接插入排序172

5.2.2簡單選擇排序173

5.2.3冒泡排序174

5.3演演算法策略176

5.3.1枚舉法176

5.3.2遞歸法178

5.3.3分治法182

5.3.4回溯法188

5.3.5貪心演演算法193

習題5197

第6章資料庫技術基礎202

6.1資料庫技術的概念202

6.1.1數據管理技術的發展202

6.1.2資料庫系統204

6.2關係資料庫205

6.2.1數據模型205

6.2.2關係模型207

6.3結構化查詢語言SQL210

6.3.1什麼是結構化查詢語言210

6.3.2數據表的操作211

6.3.3數據更新212

6.3.4數據查詢214

6.4在Python中操作SQLite資料庫218

6.4.1SQLite和PySQLite簡介218

6.4.2打開和關閉資料庫218

6.4.3執行SQL語句219

習題6221

第7章信息的傳輸225

7.1計算機網路基礎225

7.1.1計算機網路的組成225

7.1.2網路拓撲226

7.1.3網路體系結構228

7.1.4傳輸介質233

7.1.5常見網路設備238

7.1.6編址方法243

7.1.7網路服務247

7.2數據通信252

7.2.1基本概念252

7.2.2信號編碼255

7.2.3檢錯和糾錯257

7.3網路安全263

7.3.1基本概念263

7.3.2加密解密265

7.3.3用戶認證275

7.3.4數字簽名277

習題7280

附錄ASCII字元表283

參考文獻286