目 錄
第1章 計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維基礎(chǔ) 1
1.1 計(jì)算機(jī)概述 1
1.1.1 早期的計(jì)算機(jī) 1
1.1.2 近代計(jì)算機(jī) 3
1.1.3 現(xiàn)代計(jì)算機(jī) 4
1.1.4 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 5
1.1.5 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 7
1.1.6 計(jì)算機(jī)的分類(lèi) 8
1.1.7 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 10
1.1.8 下一代計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向 10
1.2 信息社會(huì)和計(jì)算思維 11
1.2.1 信息社會(huì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì) 12
1.2.2 計(jì)算思維概述 14
1.3 計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的應(yīng)用 18
習(xí)題1 22
第2章 計(jì)算機(jī)數(shù)字化基礎(chǔ) 24
2.1 “0/1思維”的硬件基礎(chǔ) 24
2.1.1 邏輯運(yùn)算與電路實(shí)現(xiàn) 25
2.1.2 邏輯運(yùn)算和門(mén)電路 26
2.1.3 二進(jìn)制加法器的實(shí)現(xiàn) 28
2.1.4 計(jì)算機(jī)為什么選擇二進(jìn)制 29
2.2 符號(hào)化與編碼——計(jì)算機(jī)用“0/1”表達(dá)世界 30
2.3 計(jì)算機(jī)和數(shù)制 33
2.3.1 數(shù)制系統(tǒng)基礎(chǔ) 33
2.3.2 二進(jìn)制 34
2.3.3 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 35
2.4 數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼 37
2.4.1 整數(shù)編碼 38
2.4.2 實(shí)數(shù)編碼 40
2.5 文字的數(shù)字化處理 43
2.5.1 西文字符的編碼 43
2.5.2 中文字符的編碼 45
2.5.3 字符的編碼處理過(guò)程 50
2.6 聲像的數(shù)字化處理 52
2.6.1 音頻轉(zhuǎn)換 52
2.6.2 圖像的數(shù)字化處理 54
2.6.3 視頻的數(shù)字化處理 55
習(xí)題2 56
第3章 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ) 59
3.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 59
3.2 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 60
3.3 運(yùn)算器、控制器和中央處理器 61
3.3.1 運(yùn)算器和控制器 61
3.3.2 中央處理器 62
3.4 存儲(chǔ)器 67
3.4.1 存儲(chǔ)器的基本概念 67
3.4.2 存儲(chǔ)器的類(lèi)型 67
3.4.3 存儲(chǔ)器的分級(jí)存儲(chǔ)體系 67
3.4.4 內(nèi)存 68
3.4.5 寄存器和高速緩沖存儲(chǔ)器 70
3.4.6 CMOS存儲(chǔ)器 71
3.4.7 內(nèi)存儲(chǔ)器 72
3.4.8 外存儲(chǔ)器 73
3.5 輸入設(shè)備 78
3.6 輸出設(shè)備 82
3.6.1 顯示系統(tǒng) 82
3.6.2 打印機(jī) 85
3.6.3 具有輸入、輸出兩種功能的計(jì)算機(jī)外設(shè) 86
3.7 總線與接口 87
3.7.1 總線的類(lèi)型和指標(biāo) 87
3.7.2 接口 88
3.8 微機(jī)總線和主板 90
3.8.1 微機(jī)總線的發(fā)展 90
3.8.2 微機(jī)主板 91
習(xí)題3 93
第4章 計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ) 96
4.1 軟件概述和發(fā)展歷程 96
4.1.1 軟件概述 96
4.1.2 軟件發(fā)展歷程 97
4.2 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件 99
4.2.1 系統(tǒng)軟件 99
4.2.2 應(yīng)用軟件 102
4.3 多媒體軟件技術(shù) 104
4.3.1 多媒體信息壓縮技術(shù) 104
4.3.2 常見(jiàn)的多媒體文件類(lèi)型 105
4.3.3 多媒體軟件 107
4.3.4 超文本、超媒體 107
4.4 計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ) 108
4.4.1 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展 108
4.4.2 軟件生成的過(guò)程和執(zhí)行方式 111
4.4.3 編程語(yǔ)言的系統(tǒng)思維 112
4.5 Python編程基礎(chǔ) 118
4.5.1 Python編程環(huán)境 119
4.5.2 數(shù)據(jù)類(lèi)型、變量、表達(dá)式和賦值語(yǔ)句 120
4.5.3 程序語(yǔ)句 124
4.5.4 函數(shù) 129
4.5.5 在Python中引用擴(kuò)展庫(kù)函數(shù) 130
習(xí)題4 133
第5章 操作系統(tǒng)基礎(chǔ) 136
5.1 操作系統(tǒng)概述 136
5.2 操作系統(tǒng)的類(lèi)型 139
5.3 操作系統(tǒng)的功能 142
5.4 文件系統(tǒng) 146
5.4.1 文件系統(tǒng)簡(jiǎn)介 146
5.4.2 文件夾和路徑 148
5.5 DOS操作系統(tǒng) 150
5.6 Windows操作系統(tǒng) 156
5.6.1 Windows操作系統(tǒng)的特點(diǎn) 156
5.6.2 程序管理 157
5.6.3 文件管理 162
5.6.4 磁盤(pán)管理 167
5.6.5 設(shè)備管理 170
5.6.6 常用程序 172
習(xí)題5 174
第6章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 178
6.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 178
6.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 179
6.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 179
6.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 181
6.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 181
6.2.2 網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型 183
6.2.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 185
6.3 網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 188
6.3.1 網(wǎng)絡(luò)硬件 188
6.3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 191
6.4 互聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用基礎(chǔ) 193
6.4.1 IP地址 194
6.4.2 子網(wǎng)掩碼 195
6.4.3 網(wǎng)關(guān) 196
6.4.4 域名系統(tǒng) 197
6.4.5 Internet的接入方式 198
6.4.6 在Windows中創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)連接 199
6.4.7 常用網(wǎng)絡(luò)命令 202
6.4.8 訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng) 203
6.5 新媒體信息技術(shù)基礎(chǔ) 208
6.5.1 播客 208
6.5.2 博客和微博 209
6.5.3 微信 210
6.6 簡(jiǎn)單的Python聊天程序設(shè)計(jì) 212
習(xí)題6 215
第7章 算法思維基礎(chǔ) 217
7.1 Raptor編程基礎(chǔ) 217
7.1.1 Raptor安裝和操作 217
7.1.2 數(shù)據(jù)類(lèi)型、變量、常量、表達(dá)式和系統(tǒng)函數(shù) 219
7.1.3 用輸入、輸出、賦值和條件語(yǔ)句設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單流程圖 221
7.1.4 Raptor流程圖的運(yùn)行 224
7.1.5 流程圖的編輯、修改和標(biāo)注 226
7.1.6 數(shù)組和循環(huán)程序設(shè)計(jì) 228
7.1.7 子圖和子程序 232
7.2 窮舉法 235
7.3 遞推法 237
7.4 迭代法 238
7.5 遞歸法 238
7.6　分治法 244
7.7　貪心法 246
7.8 排序法 248
7.8.1　冒泡法 248
7.8.2　選擇法 250
7.9 查找法 252
7.9.1 順序查找法 252
7.9.2 二分查找法 253
習(xí)題7 255
第8章 云計(jì)算和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 256
8.1 云計(jì)算基礎(chǔ) 256
8.1.1 云計(jì)算的概念 256
8.1.2 計(jì)算模式演化和云計(jì)算的發(fā)展 258
8.1.3 云計(jì)算的特征、服務(wù)模式和類(lèi)型 262
8.1.4 云計(jì)算的主要技術(shù) 266
8.2 VirtualBox虛擬機(jī)及應(yīng)用 269
8.2.1 虛擬機(jī)及虛擬化軟件概述 269
8.2.2 VirtualBox虛擬機(jī)軟件安裝 270
8.2.3 用VirtualBox創(chuàng)建虛擬機(jī) 271
8.3 Linux基礎(chǔ) 277
8.3.1 Linux磁盤(pán)文件結(jié)構(gòu) 277
8.3.2 用戶(hù)管理 278
8.3.3 目錄操作 283
8.3.4 文件操作 285
8.4 大數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 287
8.4.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)概述 287
8.4.2 在虛擬機(jī)中安裝Java 290
8.4.3 在虛擬機(jī)中安裝Hadoop 293
8.4.4 在VirtualBox中復(fù)制虛擬機(jī) 296
8.4.5 Hadoop獨(dú)立模式 297
8.4.6 Hadoop偽分布模式 299
8.4.7 Hadoop完全分布模式 303
習(xí)題8 312
第9章 信息安全基礎(chǔ) 314
9.1 信息安全概述 314
9.1.1 信息安全的概念 314
9.1.2 常見(jiàn)信息安全問(wèn)題 316
9.1.3 信息安全的演化 316
9.2 計(jì)算機(jī)病毒 318
9.2.1 計(jì)算機(jī)病毒的基本知識(shí) 318
9.2.2 計(jì)算機(jī)病毒的寄生方式和類(lèi)型 319
9.2.3 計(jì)算機(jī)病毒的傳染 321
9.2.4 計(jì)算機(jī)病毒的防治策略 322
9.3 信息安全技術(shù) 323
9.3.1 信息加密技術(shù) 323
9.3.2 信息認(rèn)證技術(shù) 324
9.3.3 信息安全協(xié)議 325
9.4 網(wǎng)絡(luò)空間安全 326
9.4.1 網(wǎng)絡(luò)空間安全概述 326
9.4.2 網(wǎng)絡(luò)空間安全的主要威脅 328
9.4.3 網(wǎng)絡(luò)空間安全的主要技術(shù) 333
9.5 信息安全的法規(guī)和道德 338
9.5.1 信息安全的法規(guī) 338
9.5.2 網(wǎng)絡(luò)行為的道德規(guī)范 340
習(xí)題9 340
參考文獻(xiàn) 342