- 中国铁道出版社
- 9787113325268
- 1版
- 572157
- 16开
- 2025-08
- 电子与信息大类
- 计算机类
- 计算机类
- 高职
作者简介
内容简介
本书为职业本科课程“计算机导论”配套教材，作为专业基础入门课程，旨在为学生揭开计算机世界的神秘面纱，引领大家踏上探索计算机科学奥秘的旅程。本书以小南和小工两位同学在职场闯荡的视角，以自主完成应用系统设计作为核心主线，对教学内容予以重新构建与有机整合。从产业视角出发，详尽阐述计算机组成原理、操作系统、软件开发及软件工程、算法策略等基础知识和所需的计算思维，也涉及数字伦理、法规和安全意识。拓展内容涵盖并行计算与云计算、计算机网络与互联网+、数据库与大数据、人工智能等。
本书围绕职业场景分解任务，创新性编排教学内容，跟随主人公由浅入深，完成知识、技术、技能学习。书中有机融入课程思政内容，介绍我国在计算机领域的发展历史、知名科学家、最新技术前沿等。
本书适合作为职业本科计算机类专业和理工类专业学生的教材。
本书围绕职业场景分解任务，创新性编排教学内容，跟随主人公由浅入深，完成知识、技术、技能学习。书中有机融入课程思政内容，介绍我国在计算机领域的发展历史、知名科学家、最新技术前沿等。
本书适合作为职业本科计算机类专业和理工类专业学生的教材。
目录
模块1初识计算机1
1.0场景故事1
1.1无处不在的计算机技术4
1.1.1工业制造：计算机技术的革新引擎5
1.1.2医疗健康：计算机技术，生命的守护之翼5
1.1.3金融服务：计算机技术引领的创新变革6
1.1.4教育领域：计算机技术开启的智慧之门7
1.1.5政府服务：计算机技术驱动的效能之翼7
1.1.6计算机技术的行业前景8
1.2计算机的发展历程9
1.2.1计算机的起源9
1.2.2计算机发展的关键里程碑9
1.3计算机的符号表示10
1.3.1选择二进制的原因11
1.3.2数制及其转换11
1.4计算思维15
1.4.1计算思维的含义15
1.4.2计算思维的作用16
1.5项目实践17
1.6拓展阅读：中国计算机发展历程21
复习与训练22
模块2选择硬件：现代计算机组成24
2.0场景故事24
2.1计算机基本组成25
2.1.1硬件（hardware）25
2.1.2软件（software）28
2.1.3硬件与软件的关系29
2.20和1的实现29
2.2.1二进制的算术运算29
计算机导论——计算思维与数字素养bbb
2.2.2数字在计算机中的存储30
2.2.3逻辑运算36
2.3硬件系统的构造45
2.4图灵机模型及其工作原理46
2.4.1图灵机的构成46
2.4.2图灵机的工作47
2.4.3图灵机的意义48
2.5冯·诺依曼计算机49
2.5.1冯·诺依曼计算机构成49
2.5.2冯·诺依曼计算机的两种结构51
2.6项目实践52
2.7拓展阅读：华罗庚对中国计算机事业的贡献56
复习与训练58
模块3计算机的自动运行61
3.0场景故事61
3.1计算机信息传递62
3.1.1机器语言63
3.1.2汇编语言63
3.1.3高级语言64
3.2机器程序的表示与存储65
3.3机器程序的读写及控制67
3.3.1运算器——实现基本运算的部件67
3.3.2控制器——机器程序的解读与执行部件67
3.3.3信号的时序控制68
3.4机器程序的执行69
3.5项目实践75
3.6拓展阅读：黄令仪与国产CPU的发展78
复习与训练79
模块4操作系统81
4.0场景故事81
4.1操作系统基础82
4.1.1操作系统的定义82
4.1.2学习操作系统的目的82
4.1.3操作系统的分类83
目录
4.1.4操作系统的结构87
4.2操作系统的历史88
4.3操作系统的主要功能90
4.3.1进程管理91
4.3.2内存管理92
4.3.3文件管理93
4.3.4中断94
4.3.5系统调用95
4.4计算机的启动过程96
4.4.1上电96
4.4.2BIOS自检96
4.4.3系统引导97
4.4.4操作系统初始化98
4.5项目实践98
4.6拓展阅读：华为操作系统99
复习与训练101
模块5软件的开发103
5.0场景故事103
5.1软件工程概述104
5.1.1关于软件104
5.1.2关于软件工程106
5.2软件开发方法106
5.2.1结构化开发方法106
5.2.2面向对象开发方法107
5.2.3面向服务开发方法108
5.2.4敏捷软件开发方法108
5.3软件过程模型109
5.3.1瀑布模型110
5.3.2原型模型110
5.3.3增量模型111
5.3.4螺旋模型111
5.3.5喷泉模型112
5.4软件测试方法113
5.4.1软件测试的背景和意义113
5.4.2软件缺陷114
5.4.3软件质量114
计算机导论——计算思维与数字素养bbb
5.4.4黑盒测试115
5.4.5白盒测试117
5.4.6自动化测试118
5.5软件维护119
5.5.1软件维护的基本概念119
5.5.2软件维护的流程119
5.6软件项目管理121
5.6.1软件项目管理的内容121
5.6.2软件项目进度计划122
5.6.3软件成本管理122
5.6.4软件收尾管理123
5.7项目实践124
5.8拓展阅读：中国软件工程领域128
复习与训练129
模块6算法131
6.0场景故事131
6.1算法和算法描述132
6.1.1算法的概念133
6.1.2算法的基本特征133
6.1.3算法的描述135
6.1.4算法与数学函数的类比140
6.1.5算法与计算机程序的区别与联系141
6.1.6算法在日常生活和计算机科学领域的应用142
6.2常用算法143
6.2.1枚举法143
6.2.2递推法148
6.2.3递归法150
6.2.4排序算法152
6.2.5查找算法158
6.3算法复杂度161
6.3.1时间复杂度161
6.3.2空间复杂度164
6.4项目实践164
6.5拓展阅读：中国高铁网络的路径优化之路166
复习与训练168
目录
模块7信息安全与职业道德169
7.0场景故事169
7.1信息安全170
7.2计算机病毒172
7.3职业道德173
7.4项目实践173
7.5拓展阅读：没有网络安全就没有国家安全175
复习与训练176
模块8并行计算与云计算178
8.0场景故事178
8.1并行计算简介179
8.2多核并行计算及进程通信181
8.3多指令流多数据流计算机183
8.4云计算的资源虚拟化187
8.5云计算与云服务189
8.6项目实践195
8.7拓展阅读：“九章三号”量子计算原型机197
复习与训练199
模块9计算机网络与互联网+201
9.0场景故事201
9.1计算机网络202
9.2计算机网络体系结构207
9.3组建网络211
9.4互联网与互联网+215
9.5项目实践218
9.6拓展阅读220
复习与训练222
模块10数据库与大数据223
10.0场景故事223
10.1数据库系统的基本结构224
10.2关系型与非关系型数据库225
10.3SQL语言基础操作227
10.4大数据特征及其技术生态227
计算机导论——计算思维与数字素养bbb
10.5大数据平台229
10.6项目实践229
10.7拓展阅读：大数据支撑下的全民出行保障231
复习与训练232
模块11人工智能234
11.0场景故事234
11.1人工智能基本概念及分类235
11.2人工智能发展阶段237
11.3人工智能相关技术239
11.4人工智能应用应用领域240
11.5项目实践242
11.6拓展阅读：国产AI工具的本土化创新之路243
复习与训练244
参考文献246
1.0场景故事1
1.1无处不在的计算机技术4
1.1.1工业制造：计算机技术的革新引擎5
1.1.2医疗健康：计算机技术，生命的守护之翼5
1.1.3金融服务：计算机技术引领的创新变革6
1.1.4教育领域：计算机技术开启的智慧之门7
1.1.5政府服务：计算机技术驱动的效能之翼7
1.1.6计算机技术的行业前景8
1.2计算机的发展历程9
1.2.1计算机的起源9
1.2.2计算机发展的关键里程碑9
1.3计算机的符号表示10
1.3.1选择二进制的原因11
1.3.2数制及其转换11
1.4计算思维15
1.4.1计算思维的含义15
1.4.2计算思维的作用16
1.5项目实践17
1.6拓展阅读：中国计算机发展历程21
复习与训练22
模块2选择硬件：现代计算机组成24
2.0场景故事24
2.1计算机基本组成25
2.1.1硬件（hardware）25
2.1.2软件（software）28
2.1.3硬件与软件的关系29
2.20和1的实现29
2.2.1二进制的算术运算29
计算机导论——计算思维与数字素养bbb
2.2.2数字在计算机中的存储30
2.2.3逻辑运算36
2.3硬件系统的构造45
2.4图灵机模型及其工作原理46
2.4.1图灵机的构成46
2.4.2图灵机的工作47
2.4.3图灵机的意义48
2.5冯·诺依曼计算机49
2.5.1冯·诺依曼计算机构成49
2.5.2冯·诺依曼计算机的两种结构51
2.6项目实践52
2.7拓展阅读：华罗庚对中国计算机事业的贡献56
复习与训练58
模块3计算机的自动运行61
3.0场景故事61
3.1计算机信息传递62
3.1.1机器语言63
3.1.2汇编语言63
3.1.3高级语言64
3.2机器程序的表示与存储65
3.3机器程序的读写及控制67
3.3.1运算器——实现基本运算的部件67
3.3.2控制器——机器程序的解读与执行部件67
3.3.3信号的时序控制68
3.4机器程序的执行69
3.5项目实践75
3.6拓展阅读：黄令仪与国产CPU的发展78
复习与训练79
模块4操作系统81
4.0场景故事81
4.1操作系统基础82
4.1.1操作系统的定义82
4.1.2学习操作系统的目的82
4.1.3操作系统的分类83
目录
4.1.4操作系统的结构87
4.2操作系统的历史88
4.3操作系统的主要功能90
4.3.1进程管理91
4.3.2内存管理92
4.3.3文件管理93
4.3.4中断94
4.3.5系统调用95
4.4计算机的启动过程96
4.4.1上电96
4.4.2BIOS自检96
4.4.3系统引导97
4.4.4操作系统初始化98
4.5项目实践98
4.6拓展阅读：华为操作系统99
复习与训练101
模块5软件的开发103
5.0场景故事103
5.1软件工程概述104
5.1.1关于软件104
5.1.2关于软件工程106
5.2软件开发方法106
5.2.1结构化开发方法106
5.2.2面向对象开发方法107
5.2.3面向服务开发方法108
5.2.4敏捷软件开发方法108
5.3软件过程模型109
5.3.1瀑布模型110
5.3.2原型模型110
5.3.3增量模型111
5.3.4螺旋模型111
5.3.5喷泉模型112
5.4软件测试方法113
5.4.1软件测试的背景和意义113
5.4.2软件缺陷114
5.4.3软件质量114
计算机导论——计算思维与数字素养bbb
5.4.4黑盒测试115
5.4.5白盒测试117
5.4.6自动化测试118
5.5软件维护119
5.5.1软件维护的基本概念119
5.5.2软件维护的流程119
5.6软件项目管理121
5.6.1软件项目管理的内容121
5.6.2软件项目进度计划122
5.6.3软件成本管理122
5.6.4软件收尾管理123
5.7项目实践124
5.8拓展阅读：中国软件工程领域128
复习与训练129
模块6算法131
6.0场景故事131
6.1算法和算法描述132
6.1.1算法的概念133
6.1.2算法的基本特征133
6.1.3算法的描述135
6.1.4算法与数学函数的类比140
6.1.5算法与计算机程序的区别与联系141
6.1.6算法在日常生活和计算机科学领域的应用142
6.2常用算法143
6.2.1枚举法143
6.2.2递推法148
6.2.3递归法150
6.2.4排序算法152
6.2.5查找算法158
6.3算法复杂度161
6.3.1时间复杂度161
6.3.2空间复杂度164
6.4项目实践164
6.5拓展阅读：中国高铁网络的路径优化之路166
复习与训练168
目录
模块7信息安全与职业道德169
7.0场景故事169
7.1信息安全170
7.2计算机病毒172
7.3职业道德173
7.4项目实践173
7.5拓展阅读：没有网络安全就没有国家安全175
复习与训练176
模块8并行计算与云计算178
8.0场景故事178
8.1并行计算简介179
8.2多核并行计算及进程通信181
8.3多指令流多数据流计算机183
8.4云计算的资源虚拟化187
8.5云计算与云服务189
8.6项目实践195
8.7拓展阅读：“九章三号”量子计算原型机197
复习与训练199
模块9计算机网络与互联网+201
9.0场景故事201
9.1计算机网络202
9.2计算机网络体系结构207
9.3组建网络211
9.4互联网与互联网+215
9.5项目实践218
9.6拓展阅读220
复习与训练222
模块10数据库与大数据223
10.0场景故事223
10.1数据库系统的基本结构224
10.2关系型与非关系型数据库225
10.3SQL语言基础操作227
10.4大数据特征及其技术生态227
计算机导论——计算思维与数字素养bbb
10.5大数据平台229
10.6项目实践229
10.7拓展阅读：大数据支撑下的全民出行保障231
复习与训练232
模块11人工智能234
11.0场景故事234
11.1人工智能基本概念及分类235
11.2人工智能发展阶段237
11.3人工智能相关技术239
11.4人工智能应用应用领域240
11.5项目实践242
11.6拓展阅读：国产AI工具的本土化创新之路243
复习与训练244
参考文献246
