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出版时间:2020-08

出版社:中国铁道出版社

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  • 中国铁道出版社
  • 9787113271794
  • 1-1
  • 360530
  • 40242790-0
  • 平装
  • 16开
  • 2020-08
  • 406
  • 272
  • 工学
  • 计算机科学与技术
  • 通用
  • 本科
内容简介
全书共9章,第1章计算、计算机与计算思维,主要介绍计算、计算机、计算模型、计算机系统以及计算思维概述;第2章数据的计算基础,主要介绍语义的符号表示、计算机中的数制与运算、信息编码、逻辑代数基础、电子元器件与基本门电路;第3章计算系统与机器级程序的执行,主要介绍计算系统与程序、基本图灵机模型、冯·诺依曼计算机、机器指令与机器级算法与程序;第4章计算思维与管理,主要介绍、计算机的神经中枢--操作系统、计算机的计算环境--存储体系、处理器管理、存储器管理、磁盘与文件管理—化整为零零存整取、现代计算机的工作过程;第5章万物互联,主要介绍网络化社会、网络的构成、信息网络、互联网思维;第6章数据管理技术,主要介绍数据库基础知识、数据模型、关系运算、SQL语句、数据库设计一般步骤、大数据基础知识;第7章算法与程序设计基础,主要介绍程序和程序设计语言、算法的概念与描述、结构化程序设计方法、面向对象的程序设计方法、Raptor编程设计;第8章人工智能技术,主要介绍什么是人工智能、机器学习、知识图谱和知识推理、自然语言理解;第9章信息素养,主要介绍文字处理软件Word2016、电子表格软件Excel2016。
目录
第1 章 计算、计算机与计算思维................................................................................................ 1
1.1 计 算........................................................................................................................ 1
1.1.1 计算的基本概念 ........................................................................................................1
1.1.2 计算工具的探索 ........................................................................................................2
1.2 计算机........................................................................................................................ 2
1.2.1 计算机的发展 ............................................................................................................3
1.2.2 计算机基础知识 ........................................................................................................4
1.2.3 计算机新技术 ............................................................................................................6
1.3 计算模型.................................................................................................................. 11
1.3.1 图灵机模型 ..............................................................................................................11
1.3.2 冯·诺依曼计算机模型 ..........................................................................................12
1.4 计算机系统............................................................................................................... 13
1.4.1 计算机系统的组成 ..................................................................................................13
1.4.2 计算机系统的层次结构 ..........................................................................................16
1.4.3 计算机的基本工作原理 ..........................................................................................17
1.5 计算思维概述........................................................................................................... 18
1.6 计算机安全基础....................................................................................................... 20
1.6.1 基本概念 ..................................................................................................................20
1.6.2 信息安全 ..................................................................................................................21
1.6.3 计算机病毒与防治 ..................................................................................................24
1.6.4 防火墙技术 ..............................................................................................................25
习题................................................................................................................................. 26
第2 章 数据的计算基础..............................................................................................................28
2.1 语义的符号表示....................................................................................................... 28
2.1.1 自然现象用符号表示 ..............................................................................................28
2.1.2 思维逻辑用符号表示 ..............................................................................................29
2.2 计算机中的数制与运算............................................................................................. 31
2.2.1 常用计数制 ..............................................................................................................31
2.2.2 数制与数制间的转换 ..............................................................................................31
2.2.3 二进制数的运算 ......................................................................................................34
2.2.4 机器数的表示和运算 ..............................................................................................35
目 录
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大学计算机——面向计算思维(微课+ 慕课版)
II
2.3 信息编码.................................................................................................................. 36
2.3.1 数值信息的表示 ......................................................................................................37
2.3.2 字符信息的编码 ......................................................................................................37
2.3.3 汉字信息的编码 ......................................................................................................38
2.3.4 多媒体信息的编码 ..................................................................................................40
2.4 逻辑代数基础........................................................................................................... 42
2.4.1 关于逻辑 ..................................................................................................................42
2.4.2 基本逻辑运算 ..........................................................................................................42
2.4.3 其他逻辑运算 ..........................................................................................................43
2.5 电子元器件与基本门电路......................................................................................... 43
2.5.1 二极管和三极管的开关特性 ..................................................................................44
2.5.2 简单的与门电路 ......................................................................................................45
2.5.3 简单的或门电路 ......................................................................................................45
2.5.4 简单的非门电路 ......................................................................................................45
2.5.5 加法器 ......................................................................................................................46
习题................................................................................................................................. 49
第3 章 计算系统与机器级程序的执行...................................................................................53
3.1 计算系统与程序....................................................................................................... 53
3.1.1 计算系统的构造 ......................................................................................................53
3.1.2 程序的构造 ..............................................................................................................55
3.2 图灵机模型............................................................................................................... 61
3.2.1 图灵机的基本思想 ..................................................................................................61
3.2.2 图灵机模型程序的表达及其执行 ..........................................................................62
3.3 冯·诺依曼计算机.................................................................................................... 65
3.3.1 冯·诺依曼计算机的基本原理 ..............................................................................65
3.3.2 冯·诺依曼计算机的基本结构 ..............................................................................66
3.3.3 存储器 ......................................................................................................................67
3.3.4 运算器和控制器 ......................................................................................................68
3.4 机器级算法与程序.................................................................................................... 69
3.4.1 问题求解与机器级算法 ..........................................................................................70
3.4.2 机器指令与机器程序 ..............................................................................................70
3.4.3 机器程序的存储与执行 ..........................................................................................71
习题................................................................................................................................. 74
第4 章 计算思维与管理..............................................................................................................76
4.1 计算机的神经中枢—操作系统.............................................................................. 76
4.1.1 操作系统的概念 ......................................................................................................76
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目 录
III
4.1.2 操作系统分类 ..........................................................................................................78
4.2 常用操作系统简介.................................................................................................... 80
4.2.1 Windows 操作系统 ..................................................................................................80
4.2.2 UNIX 操作系统 .......................................................................................................81
4.2.3 Linux 操作系统 ........................................................................................................82
4.2.4 Mac OS .....................................................................................................................82
4.2.5 苹果移动设备操作系统(iOS) ............................................................................82
4.2.6 安卓(Android)操作系统 .....................................................................................83
4.3 现代计算机的工作过程............................................................................................. 84
4.3.1 运行BIOS 程序 .......................................................................................................84
4.3.2 读取主启动记录 ......................................................................................................85
4.3.3 加载操作系统 ..........................................................................................................85
4.4 存储管理—不同性能资源的组合优化思维............................................................ 86
4.4.1 存储体系 ..................................................................................................................86
4.4.2 程序的装入和连接 ..................................................................................................87
4.4.3 地址映射 ..................................................................................................................87
4.4.4 存储扩充 ..................................................................................................................87
4.4.5 存储保护 ..................................................................................................................88
4.5 处理器管理............................................................................................................... 89
4.5.1 程序 ..........................................................................................................................89
4.5.2 进程 ..........................................................................................................................89
4.5.3 进程的基本状态 ......................................................................................................90
4.5.4 进程调度 ..................................................................................................................91
4.5.5 线程 ..........................................................................................................................91
4.6 文件与磁盘管理—化整为零,零存整取................................................................ 92
4.6.1 文件 ..........................................................................................................................92
4.6.2 文件的结构 ..............................................................................................................93
4.6.3 磁盘管理 ..................................................................................................................95
4.6.4 文件存储空间管理 ..................................................................................................96
4.7 设备管理.................................................................................................................. 98
4.7.1 外围设备分类 ..........................................................................................................98
4.7.2 集中、统一管理 ......................................................................................................98
习题............................................................................................................................... 100
第5 章 万物互联.........................................................................................................................102
5.1 网络化社会............................................................................................................. 102
5.1.1 物联网:网络化社会的基础 ................................................................................102
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大学计算机——面向计算思维(微课+ 慕课版)
IV
5.1.2 互联网:物联网技术的核心 ................................................................................102
5.2 网络的构成............................................................................................................. 103
5.2.1 机– 机互联 ............................................................................................................103
5.2.2 网– 网互联 ............................................................................................................106
5.2.3 物– 物互联 ............................................................................................................114
5.3 信息网络................................................................................................................ 121
5.3.1 网络信息资源 ........................................................................................................121
5.3.2 标记语言 ................................................................................................................123
5.3.3 搜索引擎 ................................................................................................................126
5.4 互联网思维............................................................................................................. 129
5.4.1 互联网思维体系 ....................................................................................................129
5.4.2 “互联网+”的创新思维 .....................................................................................130
习 题............................................................................................................................... 132
第6 章 数据库与大数据技术.................................................................................................. 134
6.1 数据库的基本概念.................................................................................................. 134
6.1.1 计算机数据管理的发展 ........................................................................................134
6.1.2 数据库系统 ............................................................................................................136
6.1.3 数据库系统的特点 ................................................................................................137
6.2 数据模型................................................................................................................ 137
6.2.1 数据模型的组成 ....................................................................................................137
6.2.2 数据模型的分类 ....................................................................................................138
6.2.3 E-R 模型简介 .........................................................................................................139
6.2.4 常用数据模型 ........................................................................................................139
6.3 关系数据库............................................................................................................. 140
6.3.1 关系数据模型 ........................................................................................................140
6.3.2 关系运算 ................................................................................................................141
6.3.3 关系的完整性 ........................................................................................................143
6.4 结构化查询语言SQL............................................................................................. 143
6.4.1 SQL 数据定义语言 ................................................................................................143
6.4.2 SQL 数据操纵语句 ................................................................................................144
6.4.3 SQL 查询语句 ........................................................................................................145
6.5 数据库设计案例..................................................................................................... 146
6.5.1 数据库设计的一般步骤 ........................................................................................146
6.5.2 Access 数据库系统介绍 ........................................................................................147
6.5.3 “学籍管理”数据库的设计 ................................................................................148
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目 录
V
6.6 大数据基础知识..................................................................................................... 154
6.6.1 大数据定义 ............................................................................................................154
6.6.2 大数据处理基本流程 ............................................................................................155
6.6.3 大数据处理关键技术 ............................................................................................155
6.6.4 大数据主流框架介绍 ............................................................................................156
6.6.5 NoSQL 数据库介绍 ...............................................................................................158
6.6.6 大数据应用 ............................................................................................................160
习 题............................................................................................................................... 161
第7 章 算法与程序设计基础..................................................................................................164
7.1 程序和程序设计语言.............................................................................................. 164
7.1.1 程序的一般概念 ....................................................................................................164
7.1.2 程序设计语言概述 ................................................................................................164
7.1.3 常用程序设计语言 ................................................................................................166
7.1.4 程序设计的基本步骤 ............................................................................................168
7.2 算法的概念与描述.................................................................................................. 172
7.2.1 算法的概念、特征及评价 ....................................................................................172
7.2.2 算法的描述 ............................................................................................................173
7.2.3 常用算法举例 ........................................................................................................175
7.3 面向过程的结构化程序设计方法............................................................................ 185
7.3.1 结构化程序设计的原则 ........................................................................................185
7.3.2 结构化程序的基本结构和特点 ............................................................................186
7.4 面向对象的程序设计方法....................................................................................... 189
7.4.1 基本概念 ................................................................................................................189
7.4.2 面向对象程序设计的特点 ....................................................................................190
7.4.3 面向对象和面向过程的区别 ................................................................................191
7.4.4 可视化程序设计 ....................................................................................................192
7.5 Raptor 编程设计.................................................................................................... 192
7.5.1 Raptor 基本程序环境.............................................................................................192
7.5.2 Raptor 控制结构.....................................................................................................197
7.5.3 Raptor 高级应用.....................................................................................................200
习 题............................................................................................................................... 205
第8 章 人工智能技术................................................................................................................207
8.1 人工智能概述......................................................................................................... 207
8.1.1 人工智能的概念 ....................................................................................................207
8.1.2 人工智能技术的发展史 ........................................................................................208
8.1.3 人工智能的应用领域 ............................................................................................208
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大学计算机——面向计算思维(微课+ 慕课版)
VI
8.2 机器学习................................................................................................................ 210
8.2.1 机器学习的概念 ....................................................................................................210
8.2.2 机器学习的分类 ....................................................................................................211
8.2.3 机器学习的整体流程 ............................................................................................212
8.2.4 机器学习的常见算法 ............................................................................................218
8.2.5 深度学习 ................................................................................................................219
8.3 知识图谱和知识推理.............................................................................................. 224
8.3.1 知识图谱 ................................................................................................................224
8.3.2 知识推理 ................................................................................................................227
8.4 自然语言处理......................................................................................................... 228
8.4.1 自然语言处理的难点 ............................................................................................228
8.4.2 自然语言处理的发展 ............................................................................................229
8.4.3 自然语言处理应用 ................................................................................................230
习 题............................................................................................................................... 231
第9 章 信息素养.........................................................................................................................232
9.1 文字处理软件Word............................................................................................... 232
9.1.1 字符格式设置 ........................................................................................................232
9.1.2 段落格式设置 ........................................................................................................233
9.1.3 表格应用 ................................................................................................................235
9.1.4 图文混排 ................................................................................................................236
9.1.5 Word 综合排版 .......................................................................................................237
9.1.6 长文档排版 ............................................................................................................240
9.2 电子表格软件Excel............................................................................................... 242
9.2.1 Excel 的数据类型 ..................................................................................................242
9.2.2 Excel 表格制作 ......................................................................................................243
9.2.3 公式与函数 ............................................................................................................245
9.2.4 数据图表的设计 ....................................................................................................247
9.2.5 数据的管理与分析 ................................................................................................248
9.3 演示文稿制作PowerPoint...................................................................................... 251
9.3.1 PowerPoint 的视图模式 .........................................................................................251
9.3.2 幻灯片的设计与编辑 ............................................................................................252
9.3.3 幻灯片的互动设计 ................................................................................................255
9.3.4 幻灯片放映 ............................................................................................................258
习 题............................................................................................................................... 259
参考文献 ...................................................................................................................................... 260