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第1章 概述1

1.1计算机是什么1

1.1.1信息系统的基础2

1.1.2数据处理机3

1.1.3具有程序能力的数据处理机3

1.2现代计算机模型4

1.2.1计算机的5个组成部分4

1.2.2程序存储的概念5

1.2.3数据的存储形式5

1.3计算机的历史6

1.3.1历史上的自动计算装置6

1.3.2第一台电子计算机6

1.3.3现代计算机7

1.3.4计算机软件的进化11

1.4计算机的特点和用途12

1.4.1计算机的特点12

1.4.2计算机的用途13

1.5计算机的类型15

1.5.1超级计算机15

1.5.2大、中型计算机16

1.5.3小型计算机16

1.5.4工作站17

1.5.5微型计算机17

1.5.6移动计算机17

1.5.7嵌入式计算机18

1.6计算机科学和计算机工具18

本章小结19

思考题和习题20

在线检索22

第2章 信息表示与数字逻辑基础24

2.1理解信息表示24

2.2数制25

2.3数制转换27

2.4计算机中的数31

2.4.1原码、补码和反码31

2.4.2定点数和浮点数32

2.5另一种形式：码和编码34

2.5.1ASCII码35

2.5.2Unicode编码35

2.5.3汉字编码35

2.5.4汉字的处理过程36

2.6逻辑代数基础37

2.6.1什么是逻辑38

2.6.2基本逻辑关系38

2.6.3逻辑代数40

2.7逻辑电路41

2.8逻辑设计基础44

2.8.1设计加法器44

2.8.2半加器（Half-Adder）45

2.8.3全加器（Full-Adder）45

2.8.4数字集成电路47

本章小结47

思考题和习题48

第3章 硬件：计算机的体系结构50

3.1计算机的3个子系统50

3.2计算机的大脑：处理器系统51

3.2.1中央处理器51

3.2.2CISC和RISC53

3.2.3处理器型号与指标参数54

3.3计算机记忆能力：存储器系统56

3.3.1存储器的结构和种类56

3.3.2存储器的单元和地址58

3.3.3主存储器系统59

3.3.4外存：磁盘60

3.3.5光存储设备64

3.3.6闪存和优盘67

3.3.7虚拟存储器68

3.4人机交互：输入输出系统68

3.4.1接口68

3.4.2输入输出方式69

3.5信息公共通道：总线70

3.5.1内部总线：连接计算机内部部件71

3.5.2连接外设：系统总线72

3.6微机：办公室桌上的机器73

3.6.1主板73

3.6.2内存条75

3.6.3微机扩展：总线标准75

3.6.4外接端口77

3.6.5显示卡78

3.6.6有声输出：声卡80

3.6.7网卡80

3.6.8调制解调器81

3.7输入设备：用户操控机器82

3.7.1键盘83

3.7.2鼠标器和点击设备84

3.7.3触摸屏84

3.7.4光笔和手写识别系统85

3.8输出设备：数字化表达与理解86

3.8.1显示器86

3.8.2投影仪88

3.8.3打印机88

3.9USB接口和总线：新型的连接90

3.9.1USB和常用的接口技术91

3.9.2USB结构92

3.9.3USB主机和设备93

3.9.4数码设备交互：OTG93

3.10多媒体计算机系统94

3.11并行处理系统96

本章小结97

思考题和习题98

在线检索101

第4章 核心软件：操作系统102

4.1软件和软件系统102

4.1.1软件、硬件和用户102

4.1.2软件系统及其组成103

4.2操作系统概述105

4.2.1什么是操作系统105

4.2.2批处理系统107

4.2.3分时系统108

4.2.4实时操作系统108

4.2.5并行操作系统109

4.2.6网络操作系统和分布式系统109

4.2.7微机操作系统110

4.3常见的操作系统110

4.3.1MS-DOS110

4.3.2Windows111

4.3.3Unix111

4.3.4Linux112

4.3.5Macintosh112

4.4操作系统的组成113

4.4.1操作系统的层次结构113

4.4.2操作系统的功能组成114

4.5核心：进程管理116

4.5.1什么是进程116

4.5.2状态的转换过程117

4.5.3作业和进程调度117

4.5.4进程同步和死锁119

4.5.5线程120

4.6I／O设备管理121

4.6.1I／O系统121

4.6.2I／O内核122

4.6.3设备驱动程序123

4.6.4设备无关性124

4.6.5磁盘调度和管理124

4.6.6时钟系统126

4.6.7显示系统127

4.7Windows操作系统127

4.7.1传奇：Windows的发展128

4.7.2Windows的特点128

4.7.3面向对象的设计和操作129

4.7.4Windows程序输出130

4.7.5用户界面对象131

4.7.6Windows资源管理和共享132

4.8自由软件：Linux操作系统133

4.8.1在开放中发展Linux133

4.8.2设计原理134

4.8.3Linux软件结构135

4.9启动计算机：BIOS和CMOS136

4.9.1BIOS137

4.9.2CMOS138

本章小结139

思考题和习题139

在线检索141

第5章 数据组织与存储管理143

5.1概述143

5.2文件144

5.2.1文件是什么144

5.2.2给文件取名145

5.2.3文件的扩展名146

5.2.4通配符147

5.2.5常用的文件类型147

5.3文件系统150

5.3.1文件系统的功能150

5.3.2目录结构151

5.4文件存取152

5.4.1顺序存取152

5.4.2随机存取153

5.5文件的存储结构155

5.5.1磁道、扇区和簇155

5.5.2FAT系统156

5.5.3HPFS和NTFS系统157

5.5.4文件系统安全吗158

5.6数据存储管理159

5.6.1内存和外存159

5.6.2内存管理160

5.6.3虚拟内存162

5.6.4PC机的内存管理163

本章小结164

思考题和习题165

在线检索167

第6章 语言、算法和程序设计方法168

6.1从算法到程序再到软件168

6.2程序和指令169

6.2.1程序：按步骤执行169

6.2.2软硬件的交汇：指令和指令系统170

6.3程序设计语言171

6.3.1机器语言和指令172

6.3.2汇编语言174

6.3.3面向过程的高级语言174

6.3.4面向对象的程序设计语言176

6.3.5其他语言178

6.3.6基于组件的程序设计180

6.4程序的程序：翻译系统180

6.4.1解释程序181

6.4.2编译程序181

6.5怎样编写程序182

6.5.1理解问题：程序说明182

6.5.2程序的逻辑结构183

6.5.3编写程序代码184

6.5.4寻找错误：程序测试185

6.5.5编写程序文档186

6.5.6运行与维护187

6.6算法187

6.6.1算法的分类和特性187

6.6.2算法的表示188

6.6.3流程图表达189

6.6.4自然语言表达189

6.6.5伪码表达190

6.6.6算法设计191

6.6.7算法举例192

6.7数据表达和数据结构196

6.7.1抽象数据类型与数据结构197

6.7.2数组198

6.7.3链表199

6.7.4堆栈200

6.8软件工程简介201

6.8.1什么是软件开发201

6.8.2软件生命周期202

6.8.3软件开发模型203

6.8.4开发软件的过程204

6.8.5软件项目管理205

6.9职业：软件工程师206

本章小结207

思考题和习题209

在线检索210

第7章 应用软件和数据库212

7.1用户的工具212

7.2常用软件：Office系统214

7.2.1从打字开始214

7.2.2字处理215

7.2.3电子表格217

7.2.4演示软件PowerPoint219

7.3其他应用软件222

7.3.1PDF文件222

7.3.2多媒体软件222

7.3.3科学与工程计算软件223

7.3.4图形图像处理225

7.3.5统计和分析226

7.4数据库227

7.4.1什么是数据库227

7.4.2为什么要使用数据库227

7.4.3什么是数据库系统228

7.5数据库管理系统230

7.5.1软件和数据的结合230

7.5.2常见的数据库产品231

7.6数据库体系结构和数据库模型233

7.6.1数据库的三级体系结构233

7.6.2数据库模型234

7.6.3关系型数据库235

7.7SQL语言236

7.7.1什么是SQL语言236

7.7.2SQL语言的特点237

7.8数据库技术238

7.8.1面向对象的数据库238

7.8.2分布式数据库238

7.8.3决策支持和数据仓库、数据集市239

7.8.4数据挖掘240

7.8.5自然语言数据库240

7.9构建数据库系统240

本章小结241

思考题和习题242

在线检索243

第8章 连接：网络与通信245

8.1网络的起源245

8.2通信信道和介质247

8.2.1传输速率和带宽247

8.2.2双绞线248

8.2.3同轴电缆249

8.2.4光纤249

8.2.5无线传输250

8.3网络的类型251

8.3.1局域网及其拓扑结构251

8.3.2城域网253

8.3.3广域网253

8.4网络设备254

8.4.1网络接口卡254

8.4.2集线器和交换机254

8.4.3中继器255

8.4.4网桥255

8.4.5路由器256

8.4.6网关257

8.4.7调制解调器257

8.5组建网络：网络协议和模型258

8.5.1网络协议258

8.5.2OSI网络模型260

8.5.3局域网：IEEE 802协议261

8.5.4局域网组网技术262

8.5.5构建广域网265

8.5.6ATM266

8.5.7VPN：虚拟专网266

8.6网络服务器和软件267

8.6.1网络服务器267

8.6.2网络操作系统268

8.6.3网络应用程序269

本章小结270

思考题和习题271

在线检索274

第9章 网络的网络：因特网及其资源275

9.1因特网的过去和现在275

9.1.1因特网的历史275

9.1.2因特网在中国276

9.2因特网的核心：TCP／IP协议277

9.2.1TCP／IP协议277

9.2.2内网和外网：Intranet278

9.3因特网的地址279

9.3.1IP地址279

9.3.2子网、代理服务器和NAT280

9.3.3域名282

9.3.4Ping和IPconfig命令282

9.4因特网的连接284

9.4.1拨号上网284

9.4.2局域网上网285

9.4.3宽带上网285

9.4.4无线上网286

9.5因特网的资源286

9.5.1Web：万维网和门户网站287

9.5.2电子邮件：Email289

9.5.3文件传输：FTP290

9.5.4远程登录：Telnet与BBS291

9.5.5新闻组292

9.5.6实时通信294

9.5.7Web 2.0294

9.6搜索引擎：随处可得的信息295

9.6.1分类查询295

9.6.2关键字查询297

9.6.3常用的搜索引擎297

9.7网页和FrontPage298

9.7.1HTML语言298

9.7.2编辑简单网页299

9.7.3网页设计工具FrontPage299

9.7.4网页发布300

9.8发展中的因特网301

9.8.1在线服务301

9.8.2GPS和智能手机301

9.8.3电子货币和电子商务302

9.8.4进入家庭302

9.8.5Internet2和IPv6302

9.8.6无限的网络空间303

本章小结304

思考题和习题305

在线检索309

第10章 高级主题310

10.1高性能计算310

10.1.1并行计算310

10.1.2集群计算311

10.1.3网格计算312

10.2计算机与科学研究313

10.2.1电脑与人脑313

10.2.2生物信息学314

10.2.3跟踪复杂系统315

10.2.4计算机模拟315

10.3计算机集成制造系统316

10.3.1计算机辅助设计316

10.3.2计算机辅助制造317

10.4人工智能318

10.4.1图灵测试318

10.4.2推理：知识表达319

10.4.3专家系统320

10.4.4神经网络321

10.4.5机器人322

10.4.6自然语言处理323

10.4.7有关人工智能的几个问题324

10.5虚拟现实325

10.6电子服务328

10.6.1商业应用328

10.6.2金融业328

10.7医学信息学329

10.8计算机与教育331

10.9计算机与交通332

10.10计算机与艺术和娱乐333

本章小结334

思考题和习题335

在线检索336

第11章 信息时代及其面临的问题338

11.1信息时代到来了吗338

11.2信息时代的社会问题339

11.3计算机犯罪与法律340

11.4软件版权和自由软件341

11.4.1软件版权及其保护341

11.4.2自由软件342

11.4.3共享软件344

11.5隐私保护344

11.6计算机与环境345

11.7计算机与人类健康346

11.8计算机与安全347

11.8.1计算机安全工程347

11.8.2系统风险348

11.9计算机病毒349

11.9.1计算机病毒的由来349

11.9.2计算机病毒的种类350

11.9.3反病毒软件的机制351

11.10黑客352

11.11防火墙353

11.11.1过滤型防火墙354

11.11.2检测型防火墙355

11.11.3代理型防火墙355

11.11.4个人防火墙355

11.12职业道德356

本章小结357

思考题和习题358

在线检索361

附录A ASCII字符集362

附录B常用术语英汉对照表363

参考文献379