本书是根据教育部大学计算机课程教学指导委员会提出的"以计算思维为切入点的计算机基础教育改革”思路编写的。全书共分9章， 主要内容包括计算、计算机与计算思维、计算机系统、操作系统基础、信息与编码、数据处理与呈现、数据组织与管理、计算机网络基础、因特网应用、算法与程序设计等。 本书内容丰富、层次清晰、通俗易懂、图文并茂、易教易学的特色，又根据"夯实基础、面向应用、培养创新”指导思想奠定了教材的基础性、应用性和创新性，旨在提高大学生计算机应用能力，并为学习后继课程打下扎实的基础。
卢江，工学硕士，副教授。1980年~1995年，任西安卫星测控中心计算机控制中心工程师；1995年~2000年，任西安工程学院计算中心工程师；2000年~至今，任长安大学信息学院计算机基础教学部教师、副教授。参加的学术组织：任陕西省计算机协会理事。个人、集体荣誉：2016年，长安大学微课比赛三等奖；2010年，长安大学先进个人；2006年，长安大学精品课程负责人。所承担过的重点科研项目：2012年，长安大学信息学院计算机基础教学部-"无纸化考试系统”负责人；2016年，教育部产学研合作项目-"基于互联网+立体教学资源平台的建设”项目负责人；2017年，长安大学"基于MOOC/SPOC混合式教学研究与实践”项目负责人。教学成果获奖情况：2017年，MOOC联盟翻转课堂教学视频案例一等奖。
目 录
第1部分 计算系统平台
第1章 计算、计算机与计算思维 2
1.1 计算的概念 4
1.1.1 什么是计算 4
1.1.2 可计算与不可计算 5
1.2 计算的机械化与自动化 6
1.2.1 古老的计算技术 6
1.2.2 机械计算的探索历程 6
1.2.3 基于二进制的电子计算的探索
历程 9
1.2.4 现代电子计算机 11
1.2.5 计算机的发展趋势 12
1.3 计算模型 14
1.3.1 图灵模型 14
1.3.2 冯·诺依曼计算机模型 16
1.4 数学建模与求解 17
1.5 基于计算机的问题求解 18
1.5.1 基于计算机软件的问题求解 19
1.5.2 基于计算机程序的问题求解 19
1.5.3 基于计算机系统的问题求解 20
1.6 计算思维 20
1.7 计算机的应用领域 22
1.7.1 计算机在制造业中的应用 22
1.7.2 计算机在商业中的应用 24
1.7.3 计算机在银行与证券业中的
应用 26
1.7.4 计算机在交通运输业中的
应用 28
1.7.5 计算机在办公自动化与电子
政务中的应用 29
1.7.6 计算机在教育中的应用 29
1.7.7 计算机在医学中的应用 31
1.7.8 计算机在科学研究中的应用 32
1.7.9 计算机在艺术与娱乐中的
应用 33
1.8 计算机新技术 34
1.8.1 云计算 34
1.8.2 大数据 36
1.8.3 物联网 37
1.8.4 虚拟现实 38
1.8.5 人工智能 38
1.8.6 3D打印 39
本章小结 39
课后自测练习题 40
第2章 计算机系统概述 43
2.1 计算机是什么 45
2.2 计算机系统 45
2.3 计算机硬件系统 46
2.3.1 冯·诺依曼体系结构 46
2.3.2 计算机的基本组成 47
2.4 计算机软件系统 48
2.4.1 系统软件 48
2.4.2 应用软件 52
2.5 计算机的基本工作原理 53
2.5.1 算盘解题过程 53
2.5.2 指令系统与程序 53
2.5.3 存储程序的工作原理 56
2.6 微型计算机的体系结构 56
2.6.1 微型计算机的系统组成 56
2.6.2 微处理器 58
2.6.3 存储器 60
2.6.4 总线与接口 63
2.6.5 输入/输出设备 65
本章小结 68
课后自测练习题 68
第3章 操作系统基础 71
3.1 操作系统概述 73
3.1.1 操作系统的概念 73
3.1.2 操作系统的发展 73
3.1.3 操作系统的主要特征 75
3.1.4 操作系统的分类 76
3.1.5 操作系统的引导 77
3.2 操作系统的基本功能 78
3.2.1 程序管理 78
3.2.2 文件管理 81
3.2.3 存储管理 82
3.2.4 磁盘管理 83
3.2.5 用户接口 85
3.3 实用操作系统 86
3.3.1 实用操作系统概述 86
3.3.2 Windows操作系统 88
本章小结 94
课后自测练习题 95
第2部分 信息表示与数据处理
第4章 信息与编码 98
4.1 信息概述 100
4.1.1 信息的含义 100
4.1.2 信息与数据 100
4.1.3 信息的功能 102
4.1.4 人工进行信息处理的过程 103
4.1.5 信息技术 104
4.1.6 信息化与信息化社会 105
4.2 信息在计算机中的表示 106
4.2.1 数制 106
4.2.2 数制之间的转换 108
4.2.3 信息的存储 110
4.3 计算机中的信息编码 112
4.3.1 编码的概念 113
4.3.2 数值信息的编码 113
4.3.3 文本信息的编码 117
4.4 多媒体信息的编码 121
4.4.1 音频信息的数字化 121
4.4.2 图形/图像媒体的数字化 124
4.4.3 颜色信息的数字化 128
★4.5 条形码与RFID 128
4.5.1 一维条形码 128
4.5.2 二维条形码 129
4.5.3 RFID技术 130
本章小结 131
课后自测练习题 132
第5章 数据处理与呈现 134
5.1 数据的概念 136
5.1.1 认识数据 136
5.1.2 数据的类型 137
5.1.3 数据的价值 137
5.1.4 数据的存储组织形式 138
5.2 数据加工处理 138
5.2.1 数据获取 138
5.2.2 数据处理 139
5.2.3 数据处理方式 140
5.2.4 数据编辑 140
5.2.5 数据呈现 140
5.3 数据处理应用程序 141
5.3.1 办公自动化软件 142
5.3.2 图形/图像处理软件 144
5.3.3 科学计算数据处理应用
软件 146
5.4 电子文件的创建、编辑及
输出 148
5.4.1 创建和编辑 150
5.4.2 格式化与排版 154
5.4.3 表格和图文混排 157
5.4.4 电子文件的呈现方式 160
5.4.5 电子文件中的数据处理 164
5.5 数据处理工具 167
5.5.1 电子表格基础 167
5.5.2 数据的计算 168
5.5.3 数据的管理 173
5.5.4 数据的分析 177
本章小结 180
课后自测练习题 181
第6章 数据组织与管理 183
6.1 数据结构 185
6.1.1 什么是数据结构 185
6.1.2 数据结构相关概念 185
6.1.3 数据结构的应用 187
6.2 为什么要管理数据 188
6.2.1 大数据 188
6.2.2 大数据处理 189
6.3 数据库 190
6.3.1 身边的数据库 190
6.3.2 什么是数据库 191
6.3.3 为什么要使用数据库 191
6.3.4 数据库管理系统 192
6.3.5 数据管理技术的发展历程 192
6.4 数据库系统概述 195
6.4.1 常用术语 195
6.4.2 数据模型 196
6.4.3 常见数据库应用系统及其
开发工具 198
6.5 数据库的建立与维护 199
6.5.1 数据库的建立 199
6.5.2 数据库的管理与维护 203
6.5.3 表达式 205
6.5.4 SQL的数据更新命令 206
6.6 数据库查询 208
6.6.1 简单查询 209
6.6.2 排序查询 210
6.6.3 分组查询 211
6.6.4 链接查询 212
6.7 数据库技术对社会的影响 214
本章小结 214
课后自测练习题 215
第7章 算法与程序设计 218
7.1 算法 220
7.1.1 算法的概念 220
7.1.2 简单算法举例 220
7.1.3 算法的特性 221
7.1.4 算法的表示 222
7.2 算法设计的基本方法 225
7.2.1 枚举法 225
7.2.2 迭代法 225
7.2.3 回溯法 226
7.2.4 递归法 227
7.2.5 分治法 227
7.2.6 贪心法 228
7.2.7 动态规划法 229
7.2.8 排序算法 230
7.2.9 查找算法 231
7.3 程序设计的基本概念 232
7.3.1 程序设计的一般过程 232
7.3.2 程序设计方法 234
7.3.3 程序设计是一种方法学 235
7.3.4 如何学习程序设计 236
7.3.5 程序设计语言 236
★7.4 Python程序设计语言简介 238
7.4.1 Python概述 238
7.4.2 Python的特点 239
7.4.3 Python的功能 239
7.4.4 Python的安装与配置 240
本章小结 243
课后自测练习题 243
第3部分 数据传输与承载平台
第8章 计算机网络 248
8.1 计算机网络概述 250
8.1.1 什么是计算机网络 250
8.1.2 计算机网络的发展历史 250
8.1.3 计算机网络的功能 251
8.1.4 计算机网络的分类 252
8.1.5 计算机网络的拓扑结构 253
8.1.6 计算机网络的体系结构和网络
协议 254
8.1.7 计算机网络硬件设备 258
8.2 数据通信基础 260
8.2.1 数据通信基本概念 260
8.2.2 数据编码 262
8.2.3 数据传输模式 264
8.2.4 传输介质 267
8.2.5 数据交换方式 269
8.2.6 数据校验技术 270
8.3 局域网技术 272
8.3.1 局域网及其特点 272
8.3.2 局域网的类型 273
8.3.3 局域网的组成 273
8.3.4 局域网的文件与打印共享 275
本章小结 278
课后自测练习题 278
第9章 Internet的服务与应用 281
9.1 Internet基础 283
9.1.1 Internet概述 283
9.1.2 Internet的工作原理 284
9.1.3 Internet协议 285
9.1.4 IP地址 286
9.1.5 域名系统（DNS） 287
9.1.6 Internet服务供应商 288
9.1.7 Internet的接入 289
9.2 Internet应用概述 292
9.2.1 网页浏览 292
9.2.2 电子邮件 295
9.2.3 文件传输 299
9.2.4 信息检索 301
9.2.5 远程登录 301
9.2.6 即时通信 302
9.2.7 电子商务 302
9.2.8 网络多媒体应用 303
9.2.9 在线教育 303
9.3 网络安全基础知识 306
9.3.1 计算机病毒 306
9.3.2 加密技术 310
9.3.3 数字签名 311
9.3.4 防火墙 312
本章小结 314
课后自测练习题 315
参考文献 317
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