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上篇 3

第1章 计算机概述 3

1.1 计算机与信息 3

1.2 计算机分类 3

1.2.1 高性能计算机 3

1.2.2 微型计算机 4

1.2.3 工作站 4

1.2.4 服务器 4

1.2.5 嵌入式计算机 5

1.3 国际计算机的发展 5

1.3.1 第1代电子管计算机（1944年—1958年） 6

1.3.2 第2代晶体管计算机（1958年—1964年） 7

1.3.3 第3代集成电路计算机（1964年—1971年） 7

1.3.4 第4代大规模集成电路计算机（1971年至今） 8

1.4 国内计算机的发展 9

1.4.1 第1代电子管计算机的研制（1958年—1964年） 9

1.4.2 第2代晶体管计算机的研制（1965年—1972年） 11

1.4.3 第3代中小规模集成电路计算机的研制（1973年—20世纪80年代初期） 11

1.4.4 第4代超大规模集成电路计算机的研制（20世纪80年代中期至今） 12

1.4.5 自主研发之路 13

1.4.6 国内与国际计算机发展的对比 14

1.5 计算机的主要应用领域 15

1.5.1 科学计算 15

1.5.2 数据处理 15

1.5.3 计算机辅助系统 15

1.5.4 过程控制 16

1.5.5 人工智能 16

1.5.6 网络应用 16

1.6 计算机技术对于社会发展的影响 16

1.6.1 推动社会生产力的发展 17

1.6.2 对经济的影响 17

1.6.3 对生产方式和工作方式的影响 17

1.6.4 对生活的影响 18

1.6.5 其他方面 18

1.7 计算机的发展趋势 18

1.7.1 计算机的发展方向 18

1.7.2 未来的新型计算机 19

本章小结 20

习题 20

第2章 计算机中的信息表示与编码 22

2.1 计算机中的信息表示 22

2.1.1 数制 22

2.1.2 不同数制之间的转换 22

2.1.3 二进制数的运算规则 24

2.1.4 计算机中的数据存储单位 25

2.1.5 数值型数据的表示与处理 26

2.2 计算机信息编码 28

2.2.1 字符编码 28

2.2.2 数字编码 29

2.2.3 汉字编码 30

2.2.4 多媒体信息编码 31

本章小结 33

习题 33

第3章 计算机系统基础 34

3.1 冯·诺依曼体系结构 34

3.1.1 冯·诺依曼体系结构 34

3.1.2 冯·诺依曼体系结构与哈佛体系结构的比较 35

3.1.3 冯·诺依曼体系结构的局限 35

3.2 微型计算机的组成结构与工作原理 35

3.2.1 微型计算机的组成结构 36

3.2.2 微型计算机的工作原理 36

3.3 计算机硬件系统 38

3.3.1 中央处理器CPU 38

3.3.2 总线 40

3.3.3 内部存储器 41

3.3.4 外部存储器 41

3.3.5 主板 42

3.3.6 输入设备 43

3.3.7 输出设备 44

3.4 计算机软件系统 45

3.4.1 系统软件 45

3.4.2 应用软件 46

本章小结 47

习题 47

第4章 计算机操作系统的基础知识 49

4.1 操作系统概述 49

4.1.1 操作系统的定义 49

4.1.2 操作系统的发展历程 50

4.1.3 操作系统的作用 52

4.1.4 操作系统的性能指标 52

4.1.5 操作系统的基本特征 53

4.1.6 相关概念 53

4.2 操作系统的基本类型 54

4.2.1 批处理系统 54

4.2.2 分时操作系统 54

4.2.3 实时操作系统 55

4.2.4 通用操作系统 55

4.2.5 个人计算机操作系统 55

4.2.6 网络操作系统 55

4.2.7 分布式操作系统 56

4.3 操作系统的功能 56

4.3.1 处理机管理 56

4.3.2 存储管理 56

4.3.3 设备管理 57

4.3.4 信息管理 57

4.3.5 用户接口 57

4.4 进程管理 57

4.4.1 进程的概念 57

4.4.2 进程的描述及上下文 58

4.4.3 进程的状态及其转换 59

4.4.4 进程间的制约关系及死锁问题 60

4.4.5 线程的概念 61

4.5 处理机调度 61

4.5.1 分级调度 61

4.5.2 作业调度 62

4.5.3 进程调度及调度算法 63

4.6 存储管理 64

4.6.1 存储管理的功能 64

4.6.2 分区存储管理 64

4.6.3 覆盖与交换技术 65

4.6.4 页式管理的基本原理 66

4.6.5 段式与段页式管理 66

4.6.6 分段与分页技术的比较 68

4.7 设备管理 68

4.7.1 设备分类及管理的功能 68

4.7.2 数据传输控制方式及中断 68

4.8 常见操作系统简介 69

4.8.1 Windows系列 69

4.8.2 UNIX操作系统简介 70

4.8.3 Linux操作系统简介 70

本章小结 71

习题 72

第5章 多媒体技术概述 75

5.1 多媒体技术的基本概念 75

5.1.1 多媒体与多媒体技术 75

5.1.2 多媒体的数据格式 77

5.2 多媒体类型 79

5.3 多媒体系统的组成 80

5.3.1 多媒体系统硬件 80

5.3.2 多媒体系统软件 83

5.4 流行的多媒体应用软件 84

5.4.1 记事本 84

5.4.2 Microsoft Office Word 85

5.4.3 Photoshop 88

5.4.4 Adobe Premiere Pro 93

本章小结 94

习题 95

第6章 数据库技术基础 97

6.1 数据库系统的基本概念 97

6.1.1 数据库系统的组成 97

6.1.2 数据描述 98

6.1.3 概念模型 99

6.2 数据模型 100

6.3 关系数据库 101

6.3.1 基本概念 101

6.3.2 关系数据库的主要特点 102

6.3.3 关系的基本运算 103

6.3.4 关系完整性约束 104

6.4 实时数据库基础 104

6.4.1 实时数据库简介 104

6.4.2 实时数据库作用 105

6.5 数据库系统应用 105

6.5.1 专用数据库应用系统 105

6.5.2 电子商务系统 106

6.5.3 数据仓库与数据挖掘分析系统 106

6.6 常用的数据库管理系统简介 106

6.6.1 DB2 106

6.6.2 SQL-Server 107

6.6.3 Sybase 108

6.6.4 FoxPro 109

6.6.5 Access 110

6.6.6 Oracle 110

本章小结 111

习题 112

第7章 软件工程基础 114

7.1 软件工程概述 114

7.1.1 软件危机 114

7.1.2 软件工程 114

7.1.3 软件生命周期 115

7.1.4 软件过程 116

7.2 软件的需求分析 121

7.2.1 需求分析的过程 121

7.2.2 结构化分析方法 122

7.2.3 实体-联系图与状态转换图 125

7.3 软件设计 126

7.3.1 总体设计 126

7.3.2 详细设计 127

7.4 软件的实现 131

7.4.1 编码 131

7.4.2 软件测试概述 132

7.4.3 测试方法 132

7.4.4 测试的过程 134

7.4.5 调试 135

7.5 软件维护 135

7.5.1 软件维护的特点 135

7.5.2 软件维护的类型 136

7.5.3 软件维护的过程 137

7.5.4 软件的可维护性 139

本章小结 139

习题 140

下篇 145

第8章 计算机网络与物联网概述 145

8.1 计算机网络概述 145

8.1.1 计算机网络概念 145

8.1.2 计算机网络的组成 145

8.1.3 网络类型及拓扑结构 146

8.1.4 网络的技术术语 149

8.2 计算机网络体系结构 150

8.2.1 网络协议与体系结构的基本概念 150

8.2.2 OSI/RM开放系统互连参考模型 151

8.2.3 TCP/IP的体系结构 152

8.3 局域网技术 153

8.3.1 局域网概述 153

8.3.2 网络互联设备 154

8.4 Internet简介 155

8.4.1 Internet概述 155

8.4.2 IP地址和域名 156

8.4.3 Internet提供的服务 158

8.5 物联网概述 160

8.5.1 物联网定义 160

8.5.2 物联网的发展 160

8.5.3 物联网的特征 163

8.6 物联网的相关技术 163

8.6.1 地址资源技术 163

8.6.2 人工智能 164

8.6.3 物联网架构 164

8.6.4 云计算技术 165

8.6.5 物联网系统 165

8.6.6 物联网传输方式的选择 166

8.7 物联网的主要应用领域 166

8.7.1 智能家居 167

8.7.2 智能医疗 167

8.7.3 智能城市 168

8.7.4 智能环保 168

8.7.5 智能交通 168

8.7.6 智能司法 169

8.7.7 智能农业 169

8.7.8 智能物流 169

8.7.9 智能文博 170

8.8 物联网产生的影响 170

8.9 物联网的发展前景 170

本章小结 172

习题 173

第9章 大数据及云计算 175

9.1 初识大数据 175

9.1.1 大数据的基本概念 175

9.1.2 大数据的主要技术 175

9.1.3 大数据的特征 178

9.1.4 大数据的价值与挑战 179

9.1.5 大数据的典型应用 181

9.2 云计算综述 182

9.2.1 云计算的基本概念 182

9.2.2 云计算的特点 183

9.2.3 云计算的服务类型 184

9.2.4 云计算实现的关键技术 184

9.2.5 云计算的典型应用 185

本章小结 186

习题 186

第10章 人工智能基础 188

10.1 初识人工智能 188

10.2 人工智能的发展史 189

10.2.1 孕育期 189

10.2.2 形成期 190

10.2.3 知识应用期 190

10.2.4 从学派分立走向综合 192

10.2.5 智能科学技术学科的兴起 192

10.3 人工智能的研究目标 192

10.4 人工智能的研究领域 193

10.4.1 机器思维 193

10.4.2 机器感知 194

10.4.3 机器行为 196

10.4.4 机器学习 196

10.4.5 计算智能 197

10.4.6 分布智能 199

10.4.7 智能系统 199

10.4.8 人工心理与人工情感 200

10.5 人工智能的典型应用 200

10.5.1 智能机器人 200

10.5.2 智能网络 201

10.5.3 智能检索 201

本章小结 201

习题 202

第11章 机器学习 203

11.1 机器学习概述 203

11.2 分类算法 204

11.3 聚类算法 206

本章小结 207

习题 208

第12章 Python程序设计基础 209

12.1 Python语言基础知识 209

12.1.1 Python语言 209

12.1.2 Python环境的搭建 211

12.1.3 基础语法 211

12.1.4 变量和运算符 213

12.1.5 列表、元组、字典和集合 218

12.1.6 字符串 223

12.2 Python程序设计基础 226

12.2.1 流程控制 226

12.2.2 函数 232

12.2.3 类和对象 236

12.2.4 文件操作（I/O） 242

12.3 综合案例 244

12.3.1 贪吃蛇游戏 245

12.3.2 网络爬虫与信息提取 249

12.3.3 泰坦尼克号遇难人数预测模型 251

本章小结 256

习题 257

参考文献 262

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