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第1章 概述1

1.1 信息与计算机的概念1

1.1.1 信息1

1.1.2 计算机3

1.1.3 人工智能5

1.2 计算机和人工智能发展简史6

1.2.1 计算机发展简史6

1.2.2 人工智能发展历史7

1.3 计算机的应用领域8

1.3.1 计算机在军事领域的应用8

1.3.2 计算机在工业、农业和商业上的应用9

1.3.3 计算机在家庭中的应用10

1.3.4 计算机在教育中的应用10

1.3.5 计算机在医学上的应用11

1.4 信息技术的最新进展12

1.4.1 物联网12

1.4.2 量子计算13

1.4.3 5G14

本章小结14

第2章 计算机组成原理15

2.1 二进制与计算机15

2.1.1 数制15

2.1.2 计算机为什么使用二进制17

2.1.3 数制转换18

2.1.4 新型计算机20

2.2 计算机的体系结构22

2.2.1 冯·诺依曼结构23

2.2.2 计算机指令系统24

2.2.3 计算机工作流程25

2.3 计算机硬件系统26

2.3.1 计算机硬件系统的组成26

2.3.2 计算机的性能指标28

2.3.3 计算机的核心部件31

2.3.4 存储设备34

2.3.5 输入设备37

2.3.6 输出设备42

本章小结44

第3章 信息编码45

3.1 字符编码45

3.1.1 英文字符编码45

3.1.2 汉字编码47

3.1.3 Unicode编码49

3.2 声音编码50

3.2.1 声音基础知识50

3.2.2 压缩技术概述52

3.2.3 声音的数字化53

3.2.4 声音文件格式54

3.3 图像编码56

3.3.1 图像基础知识56

3.3.2 图像的数字化61

3.3.3 图像的压缩62

3.3.4 图形图像文件格式63

3.4 视频编码64

3.4.1 视频基础知识64

3.4.2 视频的数字化67

3.4.3 视频的压缩67

3.4.4 视频文件格式68

本章小结70

第4章 计算机操作系统71

4.1 操作系统概述71

4.1.1 操作系统的定义和作用71

4.1.2 操作系统的特点和功能73

4.1.3 典型操作系统75

4.2 处理器管理76

4.2.1 进程76

4.2.2 进程调度算法77

4.2.3 Windows任务管理器80

4.3 存储器管理81

4.3.1 存储器的层次结构81

4.3.2 段式存储管理82

4.3.3 页式存储管理84

4.3.4 虚拟存储管理86

4.4 文件管理88

4.4.1 文件88

4.4.2 文件目录91

4.4.3 文件物理结构和文件逻辑结构92

4.4.4 典型文件系统举例94

4.5 设备管理96

4.5.1 I/O系统原理96

4.5.2 缓冲技术99

4.5.3 磁盘存储器的访问101

本章小结102

第5章 用计算机解决问题103

5.1 问题求解方法103

5.1.1 计算机解决问题的一般过程103

5.1.2 数学建模105

5.1.3 算法及描述方法107

5.1.4 算法分析111

5.2 数据结构113

5.2.1 堆栈113

5.2.2 队列115

5.2.3 树116

5.2.4 图119

5.3 算法设计的基本方法121

5.3.1 穷举算法121

5.3.2 回溯算法121

5.3.3 递归算法122

5.3.4 迭代算法124

5.3.5 贪心算法125

5.3.6 动态规划算法126

5.3.7 进化算法128

5.3.8 并行算法130

5.4 查找算法130

5.4.1 顺序查找131

5.4.2 折半查找131

5.4.3 网络搜索引擎133

5.5 排序算法135

5.5.1 选择排序135

5.5.2 交换排序136

5.5.3 插入排序137

5.5.4 归并排序137

5.5.5 基数排序138

5.6 计算机程序139

5.6.1 计算机程序的功能139

5.6.2 程序开发方法140

5.6.3 软件与软件工程142

5.6.4 高级计算机语言143

本章小结145

第6章 数据管理146

6.1 数据与数据库146

6.1.1 数据的收集方法146

6.1.2 数据库及数据库管理系统148

6.1.3 大数据151

6.2 数据模型153

6.2.1 数据模型简介153

6.2.2 实体-关系模型156

6.2.3 关系数据库160

6.3 数据检索162

6.3.1 数据检索方法162

6.3.2 SQL语言简介164

6.3.3 搜索引擎原理166

6.4 数据分析167

6.4.1 科学数据的分析方法167

6.4.2 常用数据分析工具介绍168

6.4.3 数据挖掘知识简介172

本章小结175

第7章 网络技术176

7.1 计算机网络基础知识176

7.1.1 计算机网络的形成与发展176

7.1.2 计算机网络的定义和功能179

7.1.3 计算机网络的分类180

7.2 计算机网络的组成182

7.2.1 主体设备182

7.2.2 网络传输介质183

7.2.3 网络连接设备186

7.2.4 网络软件188

7.3 计算机网络体系结构189

7.3.1 网络协议189

7.3.2 网络体系结构189

7.4 Internet基础191

7.4.1 IP地址192

7.4.2 域名系统194

7.4.3 Internet的工作方式196

7.4.4 Internet应用197

7.4.5 Internet的接入方式202

7.5 网络信息安全205

7.5.1 信息安全概述205

7.5.2 计算机病毒207

7.5.3 常见信息安全技术210

7.5.4 计算机安全立法和计算机软件的版权与保护214

本章小结216

参考文献217