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第1章 计算机发展趋势：从计算到通信1

第一部分 了解计算机——硬件和软件基础1

查尔斯·巴比奇、洛夫莱斯夫人和他们设想的第一台计算机2

1.1 没有计算机的生活3

1.2　计算机发展透视：一种发展的观点4

1.2.1　计算机出现之前的计算工具4

1.2.2　信息处理机5

1.2.3　第一台真正的计算机5

1.2.4　计算机的发展和加速发展6

1.2.5　微型计算机革命8

1.3　今天的计算机：对计算机的简单分类9

1.3.1 大型机和超级计算机10

1.3.2 工作站和个人计算机11

1.3.3 便携式计算机12

1.3.4 嵌入式计算机和特殊用途的计算机13

1.4.1 网络的出现14

1.4 计算机互连：因特网革命14

1.4.2 网络爆炸15

1.4.3 网络文化16

1.5 生活在计算机时代19

1.5.1 说明：明确概念20

1.5.2 应用：让计算机运转起来20

1.6 影响：社会问题和伦理道德问题21

1.7 不同观点：前面的陷阱（彼得·麦葛福）26

1.8 小结27

1.9 章节回顾28

1.9.1 关键词28

1.9.2 复习题29

1.9.3 讨论题29

1.10.2 参考书目30

1.10.1 期刊30

1.10 参考资料30

1.9.4 课后作业30

1.10.3 网络资源31

第2章 硬件基础：计算机组成32

托马斯·华生和机器帝国32

2.1 计算机的用途34

2.2 关于比特的一些知识35

2.2.1 用二进制构造信息36

2.2.2 比特、字节和专业术语38

2.3 计算机的核心：CPU和内存41

2.4 计算机内存45

2.5 不同观点：只要能够实现的事情，就会有人去实现它（安德鲁·格鲁夫）48

2.7.1 关键词50

2.7.2 复习题50

2.7 章节回顾50

2.6 小结50

2.7.3 讨论题51

2.7.4 课后作业51

2.8 参考资料51

2.8.1 参考书目51

2.8.2 网络资源52

第3章 硬件基础：外围设备53

史蒂文·沃滋涅夫、史蒂文·乔布斯和使苹果公司成长起来的车库53

3.1 输入设备：从用户到处理器55

3.1.1 键盘55

3.1.2 点设备56

3.1.3 读取设备58

3.1.4 现实世界的数字化60

3.2 输出：从脉冲到用户63

3.2.1 显示屏输出64

3.2.2 纸张输出67

3.2.3 有声输出68

3.2.4 控制其他设备69

3.3 存储设备：输入设备和输出设备的汇接71

3.3.1 磁带71

3.3.2 磁盘71

3.3.3 光盘73

3.3.4 固态的存储设备75

3.4 计算机系统：各个部件的集成76

3.4.1 端口和插槽76

3.4.2 内置和外置的驱动器77

3.4.3 扩展性带来的方便：涌现出的各种接口界面77

3.4.4 把外设集成起来78

3.4.5 网络：没有边界的计算机系统78

3.5 不同观点：如此令人惊叹的技术，我们几乎没有注意到（史蒂文·摩尼）79

3.4.6 软件：不可忽略的部分79

3.6 小结80

3.7 章节回顾81

3.7.1 关键词81

3.7.2 复习题81

3.7.3 讨论题82

3.7.4 课后作业82

3.8 参考资料82

3.8.1 参考书目82

3.8.2 期刊84

3.8.3 网络资源84

第4章 软件基础：机器的灵魂85

林纳斯·托瓦兹和自由软件85

4.1 计算机编程88

4.1.1 形象的实例88

4.1.2 高速，但是没有思想的机器89

4.1.3 计算机语言90

4.2 应用软件：用户的工具93

4.2.1 计算机应用软件93

4.2.2 集成软件和软件套件：软件包95

4.2.3 定制软件96

4.3 系统软件：硬件和软件通信的桥梁97

4.3.1 操作系统的功能97

4.3.2 实用程序100

4.3.3 操作系统在计算机系统里驻留的位置100

4.4 用户界面：人机接口101

4.4.1 字符用户界面：MS-DOS102

4.4.2 图形用户界面操作系统：Macintosh和Windows103

4.4.3 为什么WIMP会取胜105

4.4.4 多用户操作系统：UNIX和Linux107

4.4.5 软硬件平台109

4.4.6 未来的用户界面113

4.5 不同观点：为什么UCITA如此重要？（埃德·福斯特）115

4.6 小结116

4.7 章节回顾117

4.7.1 关键词117

4.7.2 复习题117

4.7.3 讨论题118

4.7.4 课后作业118

4.8 参考资料118

4.8.1 参考书目118

4.8.2 网络资源120

第二部分 使用计算机——基本的应用程序121

第5章 编辑文字：文字处理软件和数字化排版121

马克·吐温的破产122

5.1 文字处理过程123

5.1.1 输入文本123

5.1.2 编辑文本125

5.1.3 文本的排版127

5.2 语言大师的工具箱132

5.2.1 提纲和主题生成器132

5.2.2 同义词检查器133

5.2.3 数字化参考手册133

5.2.4 拼写检查器134

5.2.5 语法和格式检查器135

5.2.6 信函格式生成器135

5.2.7 辅助写作工具136

5.3 桌面出版136

5.3.1 什么是桌面出版137

5.3.2 为什么需要桌面出版141

5.4 未来的文字处理工具141

5.4.1 无纸出版和网络出版141

5.4.3 没有键盘的文字处理143

5.4.2 电子书籍143

5.4.4 智能文字处理器144

5.5 不同观点：电子书籍的发展方向（汉斯·安森）145

5.6 小结147

5.7 章节回顾147

5.7.1 关键词147

5.7.2 复习题148

5.7.3 讨论题148

5.7.4 课后作业148

5.8 参考资料149

5.8.1 参考书目149

5.8.2 期刊150

5.8.3 网络资源150

第6章 计算、可视化与模拟151

丹·布里克林和米切尔·卡普尔在计算机领域的贡献151

6.1 电子表格——一个智能模拟软件152

6.1.1 可扩展矩阵153

6.1.2 “如果……怎么样”的问题158

6.1.3 电子表格的图形功能：从数字到绘图158

6.1.4 电子表格的未来159

6.2 统计软件：不仅仅是电子表格软件160

6.2.1 财务管理161

6.2.2 自动计算功能163

6.2.3 统计和数据分析164

6.2.4 科学可视化164

6.3 风险计算：计算机建模和模拟165

6.3.1 计算机模拟的优点167

6.3.2 计算机模拟的缺点168

6.4 不同观点：好像……（查尔·戴维斯）169

6.6.2 复习题171

6.6.1 关键词171

6.6 章节回顾171

6.5 小结171

6.6.3 讨论题172

6.6.4 课后作业172

6.7 参考资料172

6.7.1 参考书目172

6.7.2 网络资源173

第7章 图形、超媒体和多媒体174

道格·英格尔伯特对超媒体的探索174

7.1 计算机图形175

7.1.1 绘图：位图176

7.1.2 数字图像处理：利用计算机进行图像编辑180

7.1.3 绘图：面向对象的图像180

7.1.4 三维图形处理软件183

7.1.5 CAD/CAM：将图形设计转化为产品的工具184

7.1.6 图像演示：给演讲赋予生动性185

7.2.1 动画：随时间变化的图像187

7.2 动画媒体：超越纸张的媒体187

7.2.2 视频播放：计算机、电视机和电影188

7.2.3 音乐合成：计算机和音频193

7.2.4 超文本和超媒体197

7.3 交互式多媒体：眼睛、耳朵、手和思维并用198

7.3.1 交互式多媒体：它是什么？199

7.3.2 多媒体制作：合并多种媒体201

7.3.3 交互式多媒体：未来的前景202

7.4 不同观点：回首数字革命（布鲁斯·斯特林）203

7.5 小结204

7.6 本章回顾205

7.6.1 关键词205

7.6.2 复习题205

7.6.3 讨论题205

7.7.1 参考书目206

7.7 参考资料206

7.6.4 课后作业206

7.7.2 光盘208

7.7.3 期刊208

7.7.4 网络资源209

第8章 数据库的应用和影响210

比尔·盖茨领导数字化革命210

8.1 电子文档的橱柜：数据库基础212

8.1.1 数据库的优点213

8.1.2 数据库剖析213

8.1.3 数据库操作216

8.1.4 专用数据库程序222

8.2 高级技术：数据库管理系统223

8.2.1 从文件管理系统到数据库管理系统223

8.2.2 何为关系数据库225

8.2.3 数据库的多种界面225

8.3 数据库发展的趋势226

8.3.1 实时计算227

8.3.2 小型化和分散化227

8.3.3 数据挖掘228

8.3.4 数据库和Web228

8.3.5 面向对象的数据库228

8.3.6 多媒体数据库228

8.3.7 自然语言数据库229

8.4 不再有秘密：计算机和个人隐私230

8.4.1 个人隐私的问题230

8.4.2 “老大哥”和大企业231

8.5 不同观点：口袋中的间谍（简·布赖恩特·奎恩）234

8.6 小结236

8.7 章节回顾236

8.7.1 关键词236

8.7.4 课后作业237

8.7.3 讨论题237

8.7.2 复习题237

8.8 参考资料238

8.8.1 参考书目238

8.8.2 影片238

8.8.3 期刊239

8.8.4 组织239

8.8.5 网络资源239

第三部分 探索计算机——网络和网关240

第9章 网络和通信240

阿瑟·克拉克神奇的预言241

9.1 链接：网络的基础242

9.1.1 网络的基本结构242

9.1.2 近距离的网络和远距离的网络244

9.1.3 通信软件246

9.1.4 网络的优势247

9.2 电子邮件、电话会议和远程通信：人与人的联系方式249

9.2.1 邮寄的新选择250

9.2.2 与电话的比较252

9.2.3 会议的小型化252

9.2.4 网络存在的一些问题：可靠性、安全性、隐私权和人权252

9.3 通信技术的合成：从信息到货币253

9.3.1 在线信息服务253

9.3.2 传真机和传真调制解调器254

9.3.3 语音邮件和计算机电话255

9.3.4 全球定位系统255

9.3.5 远程视频会议256

9.3.6 电子货币256

9.3.7 建立宽带网络257

9.3.8 数字通信走入家庭259

9.4 不同观点：另一种差异（詹姆斯·霍路士）260

9.5 小结261

9.6 章节回顾262

9.6.1 关键词262

9.6.2 复习题262

9.6.3 讨论题263

9.6.4 课后作业263

9.7 参考资料263

9.7.1 参考书目263

9.7.2 电影264

9.7.3 期刊264

9.7.4 网络资源264

第10章 从因特网到信息基础设施265

ARPANE7：因特网的雏形265

10.1 因特网：网络的网络267

10.1.1 连接计数267

10.1.2 网络协议268

10.1.3 因特网接入选项269

10.1.4 内部网和外部网271

10.2 因特网应用：通信和连接272

10.2.1 因特网地址273

10.2.2 因特网上的电子邮件275

10.2.3 邮件列表276

10.2.4 网络新闻276

10.2.5 实时通信277

10.2.6 Telnet和FTP278

10.3 透视万维网280

10.3.1 浏览万维网280

10.3.2 网络地址282

10.3.3 搜索Web：搜索引擎和门户网站282

10.3.4 从超文本到多媒体285

10.3.5 网络广告：推送技术286

10.3.6 发布网页288

10.3.7 HTML之外292

10.4 发展中的因特网293

10.4.1 Internet2和下一代因特网293

10.4.2 因特网的问题：伦理和政府的尴尬294

10.4.3 随处可见的网络：可见的信息基础设施295

10.4.4 网络空间：电子前沿296

10.5 不同观点：地球披上了一件电子外衣（尼尔·格雷斯）297

10.6 小结298

10.7 章节回顾299

10.7.1 关键词299

10.7.2 复习题299

10.7.3 讨论题300

10.7.4 课后作业300

10.8 参考资料300

10.8.1 参考书目300

10.8.3 网络资源303

10.8.2 期刊303

第四部分 精通计算机——问题、算法和人工智能304

第11章 计算机安全和风险304

令人惊讶的坎比林弈棋机305

11.1 网络中的违法行为：计算机犯罪306

11.1.1 计算机犯罪档案306

11.1.2 计算机盗窃307

11.1.3 软件盗版和知识产权法309

11.1.4 软件破坏：病毒和其他入侵者310

11.1.5 黑客和电子入侵313

11.2 计算机安全：降低风险315

11.2.1 物理访问限制315

11.2.2 密码316

11.2.3 防火墙、加密技术和审计机制317

11.2.4 备份和其他防范措施320

11.3.1 当安全威胁到隐私322

11.2.5 人类的信息安全控制手段：法律、管理和道德322

11.3 安全、隐私、自由和道德：微妙的平衡322

11.3.2 电子领域的公平性324

11.4 安全性和可靠性325

11.4.1 缺陷和崩溃326

11.4.2 战争中的计算机327

11.5 不同观点：自己做黑客（波利·斯普伦格）329

11.6 小结331

11.7 章节回顾332

11.7.1 关键词332

11.7.2 复习题332

11.7.3 讨论题332

11.7.4 课后作业333

11.8 参考资料333

11.8.1 参考书目333

11.8.3 网络资源335

11.8.2 期刊335

引领软件业的葛利斯·哈伯336

第12章 系统设计和开发336

12.1 怎样编写程序338

12.1.1 从想法到算法338

12.1.2 从算法到程序341

12.2 编程语言和方法论343

12.2.1 机器语言和汇编语言343

12.2.2 高级语言345

12.2.3 结构化程序设计347

12.2.4 面向对象编程350

12.2.5 可视化编程351

12.2.6 用户级语言352

12.3 合理的程序：系统分析和系统生命周期355

12.3.1 调查355

12.3.4 开发356

12.3.5 实施356

12.3.3 设计356

12.3.2 分析356

12.3.6 维护357

12.3.7 废弃357

12.3.8 计算科学359

12.4 软件状态360

12.4.1 软件问题361

12.4.2 软件解决方法361

12.5 不同观点：阻止世界末日（基思·潘瑞恩）362

12.6 小结364

12.7 章节回顾365

12.7.1 关键词365

12.7.2 复习题365

12.8.1 参考书目366

12.8 参考资料366

12.7.4 课后作业366

12.7.3 讨论题366

12.8.2 网络资源367

第13章 人工智能是否可行368

阿兰·图灵，军用人工智能和智能机器368

13.1 关于智能机器370

13.1.1 机器能思考吗？370

13.1.2 什么是人工智能？371

13.1.3 开放式游戏373

13.2 自然语言交流374

13.2.1 机器翻译的鸿沟375

13.2.2 没有理解的会话375

13.2.3 没有意义的句子和常识376

13.3.1 知识库378

13.3 知识库和专家系统378

13.3.2 人造专家379

13.4 模式识别：认识世界382

13.4.1 图像分析382

13.4.2 光学字符识别383

13.4.3 自动语音识别384

13.4.4 会说话的计算机387

13.4.5 神经网络387

13.5 机器人革命 .389

13.5.1 什么是机器人？389

13.5.2 钢领工人390

13.6 人工智能的含义和伦理问题391

13.7 不同观点：机器宝宝的诞生（安妮·霍斯特）392

13.8 小结393

13.9.1 关键词394

13.9.2 复习题394

13.9 章节回顾394

13.9.3 讨论题395

13.9.4 课后作业396

13.10 参考资料396

13.10.1 参考书目396

13.10.2 视频397

13.10.3 网络资源397

第五部分 计算机时代的生活——信息时代的含义398

第14章 工作中的计算机398

技术狂史蒂夫·罗伯茨399

14.1 信息时代的到来400

14.1.1 三次里程碑式的变革400

14.1.2 计算机和变革402

14.2 计算机工作的场所402

14.2.2 自动化办公室404

14.2.1 自动化工厂404

14.2.3 电子家庭407

14.3 计算机管理408

14.3.1 管理信息系统408

14.3.2 决策支持系统409

14.3.3 其他管理工具409

14.4 计算机和工作412

14.4.1 工作效率的问题412

14.4.2 计算机和工作质量414

14.5 就业和失业417

14.6 不同观点：在混乱中做出最好（卡莉·费奥莉）419

14.7 小结420

14.8 章节回顾421

14.8.1 关键词421

14.8.2 复习题421

14.9.1 参考书目422

14.9 参考资料422

14.8.4 课后作业422

14.8.3 讨论题422

14.9.2 期刊424

14.9.3 网络资源424

第15章 学校和生活中的计算机425

兰德和罗宾·米勒创造了一个世界425

15.1 信息时代的教育方式427

15.1.1 教育系统的基础427

15.1.2 信息时代的教育427

15.2 计算机进入学校428

15.2.1 计算机辅助教学429

15.2.2 程序设计工具430

15.2.3 模拟系统和游戏431

15.2.4 生产力工具433

15.2.5 计算机控制的媒体433

15.2.6 远程教学：虚拟学校435

15.3 计算机在学校：中期发展437

15.3.1 出色表现437

15.3.2 提高的空间437

15.3.3 未来的教室439

15.4 计算机走进家庭439

15.4.1 家庭商务440

15.4.2 教育和信息441

15.4.3 家庭娱乐的新定义442

15.4.4 创新和娱乐446

15.5 不同观点：互联网时代的问题（蒂姆·瑞斯）446

15.6 小结447

15.7 本章回顾448

15.7.1 关键词448

15.7.2 复习题448

15.8.1 参考书目449

15.8 参考资料449

15.7.4 课后作业449

15.7.3 讨论题449

15.8.2 期刊450

15.8.3 网络资源451

第16章 创造未来452

阿伦·凯创造了未来452

16.1 不可预知的未来454

16.1.1 预测未来的风险454

16.1.2 预测未来的四种方法455

16.2 从研究到现实：21世纪的信息技术456

16.2.1 未来的硬件：趋势和变革456

16.2.2 未来的软件：演变中的应用和接口458

16.2.3 未来的服务：真正的智能代理460

16.2.4 未来的生活方式：透明技术460

16.2.5 未来的未来：信息技术与生物技术的结合463

16.3.2 地球是否会形成一个地球村466

16.3 计算机时代给人类提出的问题466

16.3.1 计算机是民主的吗466

16.3.3 我们是否会成为信息的奴隶467

16.3.4 展望未来467

16.4 不同观点：信息技术发展的思考（彼得·柯克蓝）468

16.5 小结469

16.6 本章回顾470

16.6.1 关键词470

16.6.2 复习题470

16.6.3 讨论题470

16.6.4 课后作业470

16.7 参考资料471

16.7.1 参考书目471

16.7.2 期刊472

16.7.3 网络资源473