大學計算機基礎——計算思維與信息素養（第2版）

王梅娟，女，1984年8月出生，博士，副教授，現部職別為陸軍工程大學指揮控制工程學院計算機與軍用軟件工程教研室，主要研究方向為信息安全。

目錄

 

 

第1章計算思維概述1

1.1信息與數據1

1.1.1信息與信息技術1

1.1.2數據與符號2

1.2計算與計算機3

1.2.1計算的概念3

1.2.2計算裝置4

1.2.3圖靈機6

1.2.4計算機發展歷程9

1.2.5未來新型計算機13

1.3信息素養與計算思維14

1.3.1信息素養14

1.3.2計算思維15

1.4習題16第2章信息的表示17

2.1進制與進制轉換17

2.1.1進制的基本概念17

2.1.2計算機中為什麼使用二進制20

2.1.3進制間的轉換22

2.2數值的表示26

2.2.1整數的表示26

2.2.2小數的表示30

2.3字符的表示32

2.3.1英文字符的表示32

2.3.2漢字的表示33

2.3.3Unicode字符集35

2.4聲音的表示36

2.4.1聲音的物理性質36

2.4.2聲音的數字化36

2.4.3數字音頻的技術指標37

2.4.4常見音頻文件格式39

2.5圖像與視頻的表示40

2.5.1顏色的表示40

2.5.2圖像數字化42

2.5.3圖像的技術指標43

2.5.4常見圖像文件格式44

2.5.5視頻技術44

2.6數據壓縮技術46

2.6.1數據壓縮的方法46

2.6.2圖像視頻數據壓縮標準48

2.7習題48第3章計算機硬件系統50

3.1計算機體系結構51

3.1.1馮·諾依曼體系結構51

3.1.2非馮·諾依曼體系結構52

3.1.3計算機硬件組成54

3.2中央處理器(CPU)54

3.2.1CPU結構54

3.2.2指令系統56

3.2.3指令的執行58

3.2.4CPU的性能63

3.3存儲系統66

3.3.1主存儲器67

3.3.2高速緩存70

3.3.3輔助存儲器71

3.4輸入輸出系統76

3.4.1I/O控制方式76

3.4.2常見的輸入輸出設備80

3.5總線系統82

3.5.1總線的基本概念82

3.5.2總線的分類83

3.5.3總線的性能指標84

3.6習題85第4章計算機軟件系統86

4.1計算機軟件系統86

4.1.1軟件與軟件系統86

4.1.2系統軟件88

4.1.3應用軟件89

4.2程序設計語言90

4.2.1程序與程序設計語言90

4.2.2低級語言與高級語言90

4.2.3程序設計語言處理系統93

4.3算法94

4.3.1算法的概念94

4.3.2算法策略與算法設計101

4.3.3算法的評價105

4.3.4經典算法舉例108

4.4習題117第5章操作系統118

5.1概述118

5.1.1操作系統的發展118

5.1.2操作系統的特征122

5.2CPU管理123

5.2.1進程與程序123

5.2.2進程狀態126

5.2.3CPU調度128

5.3內存管理131

5.3.1內存分配和回收131

5.3.2地址重定位133

5.3.3內存保護134

5.3.4虛擬內存136

5.4設備管理137

5.4.1設備管理的基本功能137

5.4.2I/O軟件系統138

5.5文件管理140

5.5.1文件與文件系統140

5.5.2文件目錄142

5.5.3文件的組織結構145

5.5.4文件外存空間的管理146

5.6用戶接口148

5.7習題150第6章數據庫技術152

6.1數據庫技術概述152

6.1.1數據管理技術的產生和發展152

6.1.2數據庫的基本概念155

6.1.3常見的數據庫產品157

6.2數據模型159

6.2.1概念模型159

6.2.2邏輯模型162

6.2.3ER模型到關系模型的轉換165

6.3大數據與數據思維168

6.3.1大數據與大數據技術168

6.3.2數據思維169

6.4習題171第7章計算機網絡技術172

7.1計算機網絡基礎172

7.1.1計算機網絡的發展歷程172

7.1.2計算機網絡的定義178

7.1.3計算機網絡的分類179

7.1.4互聯網183

7.2計算機網絡體系結構與協議186

7.2.1協議和層次結構186

7.2.2OSI體系結構187

7.2.3TCP/IP體系結構190

7.2.4五層體系結構190

7.3TCP/IP協議簇193

7.3.1網絡層IP協議193

7.3.2傳輸層協議199

7.3.3應用層協議202

7.4互聯網應用204

7.4.1域名系統204

7.4.2動態主機配置協議208

7.4.3萬維網209

7.4.4電子郵件211

7.4.5文件傳輸213

7.4.6遠程登錄215

7.5互聯網創新思維215

7.5.1互聯網創新思維215

7.5.2“互聯網+”創新思維218

7.5.3智慧地球與網絡智能化220

7.6習題223第8章人工智能225

8.1人工智能概述225

8.1.1人工智能的定義225

8.1.2人工智能發展歷史226

8.1.3我國人工智能發展228

8.2人工智能技術230

8.2.1人工智能研究領域230

8.2.2人工智能主要技術232

8.3人工智能典型應用233

8.3.1仿生機器人233

8.3.2無人駕駛237

8.3.3ChatGPT238

8.3.4新域新質作戰239

8.4習題240參考文獻241