描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787113220747丛书名: 普通高等教育“十三五”规划教材
目录
第1章 计算与计算思维 1
1.1 什么是计算 1
1.1.1
计算 1
1.1.2
计算机运算 2
1.2 计算（机）科学 2
1.2.1
计算科学 2
1.2.2
计算机科学 3
1.2.3
难题及其可计算性 4
1.3 计算思维概述 5
1.3.1
计算思维的定义 5
1.3.2
计算思维的本质 6
1.3.3
计算思维的特性 7
1.4 计算机发展简史 8
1.4.1
计算工具的演化 8
1.4.2
计算机的诞生 12
1.4.3
计算机的发展阶段 13
1.4.4
计算机的发展趋势 14
第2章 计算机中的0和1 21
2.1
0和1的神奇之处 21
2.1.1
问题的引出 21
2.1.2
完美的二进制 23
2.1.3
八进制和十六进制 25
2.1.4
不同进制之间的转换 25
2.2 计算机中的基本运算 30
2.2.1
算术运算 30
2.2.2
逻辑运算 31
2.3 数值信息的编码 33
2.3.1
浮点数的表示 33
2.3.2
定点小数和定点整数 34
2.3.3
原码、反码和补码 34
2.4 字符和汉字的编码 36
2.4.1
字符的编码 36
2.4.2
汉字的编码 39
2.5 多媒体的数据表示 40
2.5.1
多媒体类型及特点 41
2.5.2
多媒体数据压缩标准 42
第3章 计算机体系结构 45
3.1 图灵机和冯·诺依曼计算机
45
3.1.1
图灵机 45
3.1.2
冯·诺依曼计算机 46
3.2 计算机的系统构成 48
3.3 计算机的硬件系统 49
3.3.1
系统结构 49
3.3.2
主机箱和主板 52
3.3.3
处理器 53
3.3.4
存储器 56
3.3.5
输入/输出设备 63
3.4 计算机的软件系统 64
3.4.1
系统软件 65
3.4.2
应用软件 66
3.4.3
软件的安装与卸载 67
3.5 计算机的基本工作原理 68
3.5.1
指令的格式 68
3.5.2
指令的类型 70
3.5.3
寻址方式 71
3.5.4
计算机的工作原理 71
第4章 计算机操作系统 73
4.1 操作系统的基本概念 73
4.1.1
操作系统的定义 73
4.1.2
操作系统的作用 74
4.2 操作系统的发展 74
4.2.1
20世纪80年代前 74
4.2.2
20世纪80年代 75
4.2.3
20世纪90年代 76
4.2.4
今天 77
4.3 操作系统的分类 78
4.3.1
批处理操作系统 78
4.3.2
分时操作系统 78
4.3.3
实时操作系统 79
4.3.4
网络操作系统 79
4.3.5
分布式操作系统 80
4.3.6
嵌入式操作系统 80
4.3.7
桌面操作系统 80
4.3.8
服务器 80
4.4 操作系统的主要功能 81
4.4.1
资源管理 81
4.4.2
程序控制 82
4.4.3
人机交互 82
4.4.4
进程管理 82
4.4.5
内存管理 83
4.4.6
虚拟内存 83
4.4.7
用户接口 84
4.4.8
用户界面 84
4.5 典型操作系统 84
4.5.1
UNIX 84
4.5.2
Linux 85
4.5.3
Mac OS 85
4.5.4
Windows 86
4.5.5
iOS 86
4.5.6
Android 86
4.5.7
WP 86
4.5.8
Chrome OS 87
第5章 软件开发基础 88
5.1 软件生命周期 88
5.1.1
软件生命周期的阶段 89
5.1.2
软件生命周期模型概述 89
5.2 深入软件开发——以瀑布之名
95
5.2.1
制订计划 96
5.2.2
需求分析 97
5.2.3
软件设计 97
5.2.4
编码实现 101
5.2.5
软件测试 103
5.2.6
运行维护 105
5.3 面向对象 106
5.3.1
类与对象 106
5.3.2
面向对象的特性 107
5.3.3
面向对象程序设计原则 110
5.3.4
设计模式分类 111
5.4 流程图与流程设计 115
5.4.1
常见的流程图符号 115
5.4.2
流程图的绘制步骤 116
5.4.3
流程图的绘制要点 117
第6章 算法基础 119
6.1 算法概述 119
6.2 递归 119
6.2.1
斐波那契数列 120
6.2.2
汉诺塔问题 120
6.2.3
树和二叉树 122
6.3 算法设计的基本思路 122
6.3.1
贪心算法 123
6.3.2
分治法 124
6.3.3
动态规划 124
6.3.4
回溯法 126
6.3.5
分支限界法 126
6.4 排序算法 127
6.4.1
常见排序算法 128
6.4.2
快速排序 128
6.5 经典算法 129
6.5.1
傅里叶变换与快速傅里叶
变换 129
6.5.2
短路径算法 130
6.5.3
安全哈希算法 131
6.5.4
整数因式分解 131
6.5.5
链接分析 132
6.5.6
随机数生成算法 133
6.5.7
数据压缩算法 134
6.6 算法的典型应用 136
6.6.1
RSA算法 136
6.6.2
Google Search谷歌搜索
算法 137
6.6.3
Facebook的News Feed
（新闻提要）算法 138
6.6.4
OKCupid的情侣匹配
算法 138
6.6.5
NSA的数据采集、解读和
加密算法 138
6.6.6
推荐算法 138
6.7 算法与NP问题 139
6.7.1
算法与算法复杂性 139
6.7.2
NP问题 139
6.7.3
NPC问题 140
第7章 数据与数据分析 141
7.1 数据 141
7.1.1
数据与信息 141
7.1.2
数据处理的基本概念 141
7.2 数据库系统 142
7.2.1
数据模型 143
7.2.2
关系型数据库 145
7.2.3
非关系型数据库 147
7.3 数据分析 148
7.3.1
数据分析的基本概念 148
7.3.2
数据分析的分类 148
7.3.3
数据分析的基本步骤 148
7.4 理解数据 150
7.4.1
字段与记录 150
7.4.2
二维表和一维表 151
7.4.3
把二维表转换成一维表 151
7.4.4
把一维表转换为二维表 154
7.5 数据分析的常用方法 156
7.5.1
对比分析法 156
7.5.2
分组分析法 157
7.5.3
平均分析法 159
7.5.4
交叉分析法 159
7.5.5
综合评价分析法 160
7.6 数据分析的常用工具 161
7.7 大数据 162
7.7.1
数据的价值 162
7.7.2
数据与大数据 162
7.7.3
大数据的精髓 163
7.7.4
大数据与数据挖掘 163
7.7.5
大数据与云计算 164
第8章 计算机网络 165
8.1 计算机网络概述 165
8.1.1
计算机网络的定义 165
8.1.2
介质将设备互连 166
8.1.3
局域网、城域网和
广域网 168
8.1.4
计算机网络拓扑结构 169
8.2
Internet和资源 171
8.2.1
Internet的概念 171
8.2.2
Internet 的前世今生 171
8.2.3
网络改变生活 171
8.3 云计算和物联网 175
8.3.1
一切都是云 175
8.3.2
万物互连 178
8.4 计算机网络中的计算思维
188
8.4.1
网络协议 189
8.4.2
抽象化与模块化 189
8.4.3
计算机网络中的0和1 192
8.4.4
通信 194
8.4.5
排队论 196
8.4.6
计算机网络中的路由
算法 196
第9章 信息素养 201
9.1 信息素养概述 201
9.1.1
信息素养的定义 201
9.1.2
信息素养的构成与特点 201
9.1.3
计算思维与信息素养 202
9.2 信息资源检索 202
9.2.1
检索原则 203
9.2.2
检索工具——搜索引擎 203
9.3 信息技术应用 206
9.3.1
文字处理软件
Word 2010 206
9.3.2
表格处理软件
Excel 2010 227
9.3.3
演示文稿制作软件
PowerPoint 2010 239
9.3.4
图像处理软件Photoshop 250
9.4 思维与创意 257
9.4.1
思维与创意的关系 257
9.4.2
创新学习与思维导图 259
9.4.3
应用文写作与创意文案
写作 266
参考文献 272
随着信息化的全面深入，计算机技术在社会各行各业中的应用越来越普及，社会信息化程度不断向纵深发展，深刻地改变了人们的生活、工作与思维方式。计算机技术已经成为现在人们学习、工作和生活中不可或缺的工具和当今社会大学生就业的基本技能。
在当今信息化的社会，以计算机科学为基础的计算思维是人们必须具备的基础性思维，一个人如果不具备计算思维的能力，在激烈竞争的环境中将处于劣势，因此计算思维已经不仅仅是计算机专业人员应该具备的能力，而应该是所有受教育者应该具备的能力，它蕴含着一整套解决一般问题的方法与技术。计算思维对我国计算机基础教育产生了广泛影响，正如周以真教授所说，应当为大学新生开设一门“怎么像计算机科学家一样思维”的课程，面向所有专业的学生，而不仅仅是计算机科学专业的学生；应当传播计算机科学的快乐、崇高和力量，致力于使计算思维成为常识。
本书以计算思维为切入点来实施计算机基础教学，以基础知识和计算思维的培养目标来组织内容，是一本知识丰富而全面的计算机入门教材。本书既阐述了计算及计算思维的概念与方法，又讲解了实施应用计算技术解决问题的计算机基础知识，培养学生利用计算工具解决问题的能力。后还包含了的工具软件的使用方法，培养学生的信息素养和实际动手能力。
全书分为9章，第1章介绍了计算与计算思维的基本知识和基本概念以及计算机的发展简史；第2章介绍了计算机中0和1蕴含的计算思维，包括计算机的基本运算、信息的表示等；第3章介绍了计算机的体系结构，包括硬件和软件的基本知识以及计算机的基本原理；第4章介绍了计算机操作系统的发展情况、基本功能和一些典型的操作系统；第5章介绍了软件开发的基础知识，包括软件的生命周期、软件开发的流程、面向对象的相关内容；第6章介绍了算法的基本知识，包括算法设计的基本思路、经典的算法，以及算法的典型应用；第7章介绍了数据与数据分析，包括数据库的基本知识、数据分析的常用方法和工具、大数据和云计算的基本内容等；第8章介绍了计算机网络的基本知识、Internet的基本应用，以及计算机网络中的计算思维；第9章介绍了信息素养的相关概念、信息检索的基本方法、思维与创意，以及常用工具的使用，包括Word 2010、Excel 2010、PowerPoint 2010、Photoshop图像处理和思维导图。
参加本书编写的作者都是多年从事一线教学的教师，具有丰富的教学经验。在编写时注重原理与实践相结合，注重实用性和可操作性相结合；各种软件的操作方法都通过案例和操作练习来进行，这些案例都是经过作者精心设计的，书中操作练习过程中的图例都是实际操作过程中的截图，读者只要按照书中的步骤操作即可得到终效果。
本书由康桂花任主编，赵海燕、秦海玉、宫玉娇任副主编。全书由宁多彪主审。各章编写分工如下：第1章由康桂花编写，第2章由宁多彪编写，第3章、第5章由赵海燕编写，第4章由马俊编写，第6章由秦海玉编写，第7章由杨瑞良编写，第8章由赵荷编写，第9章由宫玉娇编写。全书由赵海燕进行总体规划并负责组稿、统稿及定稿工作。参与部分章节的编写和校对工作的还有陈文飞、童浩、王源源、王会和施刚等。
本书的出版得到了中国铁道出版社和编者所在学校的大力支持和帮助，在此向相关人员表示衷心的感谢。本书在编写过程中，参考了知名学者的教材和大量互联网资料，在此向这些文献资料和互联网资料的作者深表谢意。
由于编者水平有限，书中不足和疏漏之处在所难免，恳请各位专家和读者不吝指正、赐教。编者邮箱：[email protected]。
编 者
2016年5月
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