本书自出版以来已多次再版,本次再版主要是为满足计算思维及创新人才培养教学改革的需要。书中主要内容包括计算思维与计算机信息技术、计算机系统构建、计算机操作系统基础、Office办公自动化组件、数据库技术应用基础、多媒体技术及图像处理、计算机网络技术应用及计算机程序设计。
本书注重计算机信息技术基础理论的系统应用,以培养计算机技术跨学科创新应用为目的,引导学生运用计算思维的观点和方法,提高自主创新意识,激发创新思维,系统地掌握利用计算机信息技术解决实际问题的综合实践能力。
本书内容结构编排合理,适合作为大学计算机公共基础课教学用书。
大学计算机教程(第6版)为进一步贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》,深化大学计算机教育与教学改革,本教材以计算思维为核心,注重培养学生运用计算思维的观点和方法学习和掌握计算机系统应用的基础理论,提高综合实践与创新能力,促进自主创新意识与创新思维及综合能力的提升。
人类之所以有文明,是因为人类有智慧、有思维、有思想、有理想。人类思维自古有之,但人类的思维方法和思维模式则是随着社会和科学的发展而不断发展的。古时人们靠经验积累知识,认识世界,逐步进入文明社会;人们用积累的知识观察自然,总结规律,建立理论模型和定律等,如牛顿定律、麦克斯韦尔方程组、相对论等基础理论;后来人们发明了计算机,不仅可以计算,还可以模拟。人们把观测到的数据输入计算机进行分析和计算,研究模拟实验结果,建立仿真模型;通过连接计算机,通过传感器和网络使人们的感知和触觉得以无限延伸和拓展。通过各种方式对信息数据进行采集,用计算机分析、计算和处理数据等成为人们科学研究的重点与核心。计算思维主导科学家的工作,以自己的经验积累和知识储备,从海量数据计算过程中发掘信息、提炼知识、探索创新,人们科学研究的思维形式在不断发生变化。如今,人们生活在各种基础理论、应用实验、数字模拟的信息化大数据处理时代,计算思维成为主要的科学思维方式。实际上,计算思维是计算机科学思维的重要组成部分,也是计算机信息技术跨学科应用研究不可或缺的科学思维方式。总之,计算思维是现代社会中工作和生活的必备素养。
随着现代科技的发展,各学科互相渗透,交叉融合,特别是信息技术发展已广泛应用于各行各业的所有领域,也渗透到各专业研究领域和工程领域。信息技术无处不在,无处不用,成为各专业领域深入研究和创新发展的助推力,推动着各行各业的信息化创新与发展。大学计算机教育要结合实际、面向社会,要充分利用高等学校的人才资源和教学资源,努力培养学生运用计算思维的方法,增强创新意识,有效提升利用计算机信息技术与综合创新的能力。
大学计算机教育是高校信息化人才培养的必要环节。作为第一门计算机公共基础课程,其教学内容建设要更加科学合理。将计算思维方法融入教材和教学,可使学生有效地掌握应用计算机解决实际问题的综合能力,将计算机技术与自己的专业领域相结合,为后续结合专业发展信息化技术应用奠定基础。
本书作为北京市高等教育教学成果奖教材,以教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会《大学计算机基础课程教学基本要求》的最新方案为基础,结合计算机技术跨学科应用的发展趋势,运用计算思维的观点和方法构建课程体系和教学方案。本书的配套教材《大学计算机实验教程》分为技术应用篇和上机实验篇,强化了计算思维综合实践能力的培养。相关课程的教学实践项目经过教育部、北京市和校级多次教改立项建设并多次获奖,逐步形成了运用现代教育技术的立体化教学模式。本书已在多个MOOC及云平台在线教学网站应用两年,相关内容更新及时。读者可登录清华大学出版社智学苑网站(http://www.izhixue.com.cn/),伴随相关知识点视频、作业素材、考试题库等网络共享教学资源,随时随地自主学习,完成各种自测练习。
参加本书编写和教学成果建设的教师有孟超英教授、叶海建教授和孙瑞志教授,陈雷、马钦、陈英义、杨璐、段青玲、孙龙清、王莲芝、田立军、杨丽丽、吕春利、王庆、刘云玲、李振波、方雄武、杨颖、胡梅、阚道宏副教授以及史银雪和陈瑛博士等教学、科研骨干力量。大家在教学一线不断探索研究,积累经验,促进了相关课程的教学改革与建设,取得了一系列教学成果。
本次教材修订是当前高等教育教学改革的需要,目的是将计算思维更多地融入教学,解决计算机信息技术跨学科应用人才的创新思维综合技能的培养问题。新版教材推出后,我们仍需要不断深入探索、研究与实践,教材内容也需要不断完善,希望有关专家和读者及时提出宝贵意见。
为了配合本书教学,清华大学出版社为读者免费提供电子教案,可在清华大学出版社网站(http://www.tup.com.cn)下载。
编者2015年2月大学计算机教程(第6版)前言
大学计算机教程(第6版)第1章计算思维与计算机信息技术1
1.1计算思维培养信息技术创新意识1
1.1.1计算思维与新技术发展1
1.1.2计算思维与计算机科学2
1.1.3计算思维与大学计算机教学3
1.2计算机信息技术基础4
1.2.1计算机与信息技术4
1.2.2计算机用户与计算机系统7
1.2.3现代计算机技术的演变与发展8
1.2.4计算机系统分类11
1.2.5计算机技术应用分类12
1.3信息道德与系统安全14
1.3.1信息道德与遵纪守法14
1.3.2计算机信息系统安全14
1.3.3计算机病毒与防范14
1.4计算机系统计算基础19
1.4.1计算机系统中的信息运算19
1.4.2常用的进位记数制20
1.4.3几种进位记数制之间的转换21
1.4.4西文信息在计算机中的编码23
1.4.5中文信息在计算机中的编码24
1.5计算机常用术语26
1.6思考题28
第2章计算机系统构建29
2.1计算机系统及管理应用29
2.1.1计算机系统组成29
2.1.2计算机系统应用平台30大学计算机教程(第6版)目录2.2计算机硬件系统33
2.2.1计算机的体系结构33
2.2.2中央处理器34
2.2.3主板36
2.2.4内存储器41
2.2.5外存储器42
2.2.6USB可移动硬盘43
2.2.7计算机系统输入设备43
2.2.8计算机系统输出设备44
2.2.9其他外部设备45
2.2.10主机箱46
2.3计算机软件系统46
2.3.1计算机软件46
2.3.2系统软件46
2.3.3应用软件47
2.3.4计算机语言与程序47
2.3.5键盘与鼠标工作区与工作方式51
2.4思考题56
第3章计算机操作系统基础58
3.1操作系统应用58
3.1.1操作系统工作任务59
3.1.2操作系统应用方式61
3.2操作系统技术基础62
3.2.1单道程序设计62
3.2.2多道程序设计63
3.3操作系统的分类64
3.3.1批处理操作系统64
3.3.2分时操作系统64
3.3.3实时操作系统65
3.3.4网络操作系统65
3.3.5分布式操作系统66
3.3.6嵌入式操作系统66
3.4操作系统管理功能67
3.4.1操作系统管理内容67
3.4.2操作系统基本特性69
3.5常见计算机操作系统的应用69
3.5.1Windows资源管理与行命令69
3.5.2Windows操作系统管理应用74
3.5.3UNIX操作系统管理应用75
3.5.4Linux操作系统管理应用78
3.5.5移动智能终端操作系统管理应用81
3.5.6智能手机操作系统技术与研发81
3.5.7移动智能终端操作系统应用与创意83
3.6思考题85
第4章Office办公自动化组件86
4.1办公自动化及应用86
4.1.1办公自动化概述86
4.1.2办公自动化软件87
4.2Microsoft Office 2010系统组件87
4.2.1Microsoft Office 2010系统特点87
4.2.2Microsoft Office 2010组件88
4.3Microsoft Office 2010应用92
4.3.1Microsoft Office 2010系统启动92
4.3.2Microsoft Office智能标记93
4.4WPS Office 2009简介93
4.5思考题97
第5章数据库技术应用基础98
5.1数据库技术概述98
5.1.1数据库技术特点98
5.1.2数据库系统的组成100
5.1.3数据库系统功能103
5.1.4数据库技术应用发展103
5.2数据模型104
5.2.1数据模型105
5.2.2构建信息实体数据模型105
5.2.3构建实体联系模型107
5.3关系运算基础112
5.3.1关系数据定义112
5.3.2关系模型114
5.4二元实体关系转换114
5.4.1强制性成员类115
5.4.2非强制性成员类115
5.4.3多对多的二元关系116
5.5关系运算116
5.5.1传统集合运算117
5.5.2专门的关系运算118
5.6关系数据库设计理论120
5.6.1数据库设计理论的应用120
5.6.2数据关系的函数依赖121
5.6.3数据关系的关键字122
5.7关系模式的规范化123
5.7.1关系规范第一范式124
5.7.2关系规范第二范式125
5.7.3关系规范第三范式126
5.7.4关系规范BCNF范式127
5.7.5关系规范的多值函数依赖128
5.7.6关系规范第四范式131
5.8结构化查询语言SQL132
5.8.1SQL语言的基本功能132
5.8.2SQL语言的数据检索功能134
5.8.3SQL语言的数据更新功能137
5.8.4SQL语言对视图的操作138
5.8.5SQL的数据控制功能142
5.8.6数据库管理系统的应用143
5.9思考题148
第6章多媒体技术及图像处理149
6.1多媒体技术概述149
6.1.1多媒体技术应用149
6.1.2多媒体信息获取采集150
6.1.3多媒体信息技术的研究151
6.2多媒体计算机系统与存储介质151
6.3Windows Media Player应用程序152
6.3.1Windows Media Player工作界面152
6.3.2音频与视频播放153
6.3.3媒体库的使用154
6.3.4翻录音频文件155
6.3.5添加和编辑媒体信息156
6.3.6刻录CD盘157
6.4静态图像处理技术158
6.4.1位图158
6.4.2矢量图159
6.5图像扫描技术160
6.6图像文字识别与转换162
6.7Adobe Photoshop图像处理技术应用166
6.7.1Photoshop的工作界面166
6.7.2Photoshop工具箱167
6.7.3图像快速调整功能169
6.7.4图层技术应用172
6.7.5图像选区边界的羽化174
6.7.6滤镜功能175
6.8Windows Movie Maker动态图像制作技术178
6.8.1Windows Movie Maker工作界面178
6.8.2动态多媒体信息采集180
6.8.3音频与视频信息采集181
6.8.4多媒体文件的导入183
6.8.5编辑预览功能184
6.8.6动态视频集成编辑185
6.8.7剪辑项目文件的生成188
6.8.8电影剪辑合成效果文件188
6.9思考题189
第7章计算机网络技术应用191
7.1计算机网络技术概述191
7.1.1计算机网络的用途191
7.1.2计算机网络的分类192
7.1.3计算机网络的功能194
7.1.4计算机网络的由来与发展195
7.2计算机网络构建196
7.2.1网络数据通信197
7.2.2网络传输方式198
7.2.3传输介质199
7.3计算机网络的体系结构202
7.3.1计算机网络分层协议202
7.3.2OSI开放系统互连参考模型203
7.4网络设备204
7.4.1主机204
7.4.2通信控制处理机204
7.4.3终端204
7.4.4集中器205
7.4.5本地线路205
7.4.6网卡205
7.4.7中继器206
7.4.8网桥206
7.4.9路由器206
7.4.10网关207
7.5局域网技术207
7.5.1以太网技术207
7.5.2环型令牌网209
7.5.3ATM高速网络212
7.6Internet技术212
7.6.1Internet体系结构213
7.6.2TCP/IP协议214
7.6.3Internet网络层215
7.6.4Internet传输层220
7.6.5Internet应用层221
7.6.6Internet信息资源221
7.7接入Internet227
7.7.1接入Internet方式227
7.7.2选择ISP228
7.7.3使用浏览器229
7.7.4Internet网络地址与域名232
7.7.5搜索引擎站点233
7.7.6收发电子邮件236
7.8设置Internet信息服务器238
7.8.1用IIS配置Web服务器239
7.8.2用IIS配置FTP服务器242
7.9计算机网络标准化245
7.9.1标准化的重要性245
7.9.2网络通信国际标准化组织246
7.10思考题247
第8章计算机程序设计248
8.1程序设计概述248
8.1.1程序设计语言248
8.1.2程序设计过程249
8.2程序设计算法与实现250
8.3计算机程序算法的表示251
8.3.1自然语言表示252
8.3.2程序流程图表示252
8.3.3NS图表示253
8.3.4计算机语言表示254
8.4程序算法实现案例分析255
8.5思考题260
参考文献261第1章计算思维与计算机信息技术1
1.1计算思维培养信息技术创新意识1
1.1.1计算思维与新技术发展1
1.1.2计算思维与计算机科学2
1.1.3计算思维与大学计算机教学3
1.2计算机信息技术基础4
1.2.1计算机与信息技术4
1.2.2计算机用户与计算机系统7
1.2.3现代计算机技术的演变与发展8
1.2.4计算机系统分类11
1.2.5计算机技术应用分类12
1.3信息道德与系统安全14
1.3.1信息道德与遵纪守法14
1.3.2计算机信息系统安全14
1.3.3计算机病毒与防范15
1.4计算机系统计算基础19
1.4.1计算机系统中的信息运算 19
1.4.2常用的进位记数制20
1.4.3几种进位记数制之间的转换21
1.4.4西文信息在计算机中的编码23
1.4.5中文信息在计算机中的编码23
1.5计算机常用术语26
1.6思考题28
第2章计算机系统构建29
2.1计算机系统及管理应用29
2.1.1计算机系统组成 29
2.1.2计算机系统应用平台30大学计算机教程(第6版)目录2.2计算机硬件系统33
2.2.1计算机的体系结构33
2.2.2中央处理器34
2.2.3主板36
2.2.4内存储器41
2.2.5外存储器 42
2.2.6USB可移动硬盘43
2.2.7计算机系统输入设备 43
2.2.8计算机系统输出设备44
2.2.9其他外部设备45
2.2.10主机箱46
2.3计算机软件系统46
2.3.1计算机软件46
2.3.2系统软件 46
2.3.3应用软件47
2.3.4计算机语言与程序47
2.3.5键盘与鼠标工作区与工作方式51
2.4思考题56
第3章计算机操作系统基础58
3.1操作系统应用58
3.1.1操作系统工作任务59
3.1.2操作系统应用方式61
3.2操作系统技术基础62
3.2.1单道程序设计62
3.2.2多道程序设计63
3.3操作系统的分类64
3.3.1批处理操作系统64
3.3.2分时操作系统64
3.3.3实时操作系统65
3.3.4网络操作系统65
3.3.5分布式操作系统66
3.3.6嵌入式操作系统66
3.4操作系统管理功能67
3.4.1操作系统管理内容67
3.4.2操作系统基本特性69
3.5常见计算机操作系统的应用69
3.5.1Windows资源管理与行命令69
3.5.2Windows操作系统管理应用73
3.5.3UNIX操作系统管理应用75
3.5.4Linux操作系统管理应用78
3.5.5移动智能终端操作系统管理应用81
3.5.6智能手机操作系统技术与研发81
3.5.7移动智能终端操作系统应用与创意83
3.6思考题85
第4章Office办公自动化组件86
4.1办公自动化及应用86
4.1.1办公自动化概述86
4.1.2办公自动化软件87
4.2Microsoft Office 2010系统组件87
4.2.1Microsoft Office 2010系统特点87
4.2.2Microsoft Office 2010组件88
4.3Microsoft Office 2010应用92
4.3.1Microsoft Office 2010系统启动92
4.3.2Microsoft Office智能标记93
4.4WPS Office 2009简介93
4.5思考题97
第5章数据库技术应用基础98
5.1数据库技术概述98
5.1.1数据库技术特点98
5.1.2数据库系统的组成100
5.1.3数据库系统功能103
5.1.4数据库技术应用发展103
5.2数据模型104
5.2.1数据模型105
5.2.2构建信息实体数据模型105
5.2.3构建实体联系模型107
5.3关系运算基础112
5.3.1关系数据定义112
5.3.2关系模型114
5.4二元实体关系转换114
5.4.1强制性成员类115
5.4.2非强制性成员类115
5.4.3多对多的二元关系116
5.5关系运算116
5.5.1传统集合运算117
5.5.2专门的关系运算118
5.6关系数据库设计理论120
5.6.1数据库设计理论的应用120
5.6.2数据关系的函数依赖121
5.6.3数据关系的关键字123
5.7关系模式的规范化124
5.7.1关系规范第一范式124
5.7.2关系规范第二范式125
5.7.3关系规范第三范式127
5.7.4关系规范BCNF范式127
5.7.5关系规范的多值函数依赖128
5.7.6关系规范第四范式131
5.8结构化查询语言SQL133
5.8.1SQL语言的基本功能133
5.8.2SQL语言的数据检索功能135
5.8.3SQL语言的数据更新功能138
5.8.4SQL语言对视图的操作139
5.8.5SQL的数据控制功能142
5.8.6数据库管理系统的应用 144
5.9思考题148
第6章多媒体技术及图像处理150
6.1多媒体技术概述150
6.1.1多媒体技术应用150
6.1.2多媒体信息获取采集151
6.1.3多媒体信息技术的研究152
6.2多媒体计算机系统与存储介质152
6.3Windows Media Player应用程序153
6.3.1Windows Media Player工作界面153
6.3.2音频与视频播放154
6.3.3媒体库的使用155
6.3.4翻录音频文件156
6.3.5添加和编辑媒体信息157
6.3.6刻录CD盘158
6.4静态图像处理技术159
6.4.1位图159
6.4.2矢量图160
6.5图像扫描技术161
6.6图像文字识别与转换163
6.7Adobe Photoshop图像处理技术应用167
6.7.1Photoshop的工作界面167
6.7.2Photoshop工具箱168
6.7.3图像快速调整功能170
6.7.4图层技术应用173
6.7.5图像选区边界的羽化175
6.7.6滤镜功能176
6.8Windows Movie Maker动态图像制作技术179
6.8.1Windows Movie Maker工作界面179
6.8.2动态多媒体信息采集181
6.8.3音频与视频信息采集182
6.8.4多媒体文件的导入184
6.8.5编辑预览功能185
6.8.6动态视频集成编辑185
6.8.7剪辑项目文件的生成189
6.8.8电影剪辑合成效果文件189
6.9思考题190
第7章计算机网络技术应用192
7.1计算机网络技术概述192
7.1.1计算机网络的用途192
7.1.2计算机网络的分类193
7.1.3计算机网络的功能195
7.1.4计算机网络的由来与发展196
7.2计算机网络构建197
7.2.1网络数据通信198
7.2.2网络传输方式199
7.2.3传输介质200
7.3计算机网络的体系结构203
7.3.1计算机网络分层协议203
7.3.2OSI开放系统互连参考模型204
7.4网络设备205
7.4.1主机205
7.4.2通信控制处理机205
7.4.3终端205
7.4.4集中器206
7.4.5本地线路206
7.4.6网卡206
7.4.7中继器207
7.4.8网桥207
7.4.9路由器207
7.4.10网关208
7.5局域网技术208
7.5.1以太网技术208
7.5.2环型令牌网210
7.5.3ATM高速网络213
7.6Internet技术213
7.6.1Internet体系结构214
7.6.2TCP/IP协议215
7.6.3Internet网络层216
7.6.4Internet传输层221
7.6.5Internet应用层222
7.6.6Internet信息资源222
7.7接入Internet228
7.7.1接入Internet方式228
7.7.2选择ISP服务229
7.7.3使用浏览器230
7.7.4Internet网络地址与域名233
7.7.5搜索引擎站点235
7.7.6收发电子邮件237
7.8设置Internet信息服务器240
7.8.1用IIS配置Web服务器240
7.8.2用IIS配置FTP服务器243
7.9计算机网络标准化246
7.9.1标准化的重要性247
7.9.2网络通信国际标准化组织247
7.10思考题248
参考文献250