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第1章 计算与计算思维1

1.1计算机的产生和发展1

1.1.1计算机的产生1

1.1.2电子计算机的发展3

1.1.3计算机的发展趋势5

1.2计算机科学与各学科的渗透6

1.2.1生物学6

1.2.2化学8

1.2.3艺术学10

1.3计算思维11

1.3.1计算思维的提出11

1.3.2科学方法与科学思维12

1.3.3计算思维12

第2章 计算机中的信息表示15

2.1信息与信息技术15

2.1.1信息与数据15

2.1.2信息技术16

2.1.3信息化与信息社会16

2.2信息在计算机中的表示17

2.2.1数值及其转换17

2.2.2计算机中的数据单位20

2.3数值信息的表示20

2.3.1带符号整数的编码20

2.3.2带符号实数的编码22

2.4文本信息的表示23

2.4.1西文字符的编码23

2.4.2汉字编码24

2.5多媒体信息的表示25

2.5.1图像25

2.5.2声音媒体的数字化27

2.5.3视频与动画29

第3章 计算机系统结构与工作原理31

3.1计算机系统结构31

3.1.1图灵和图灵机模型31

3.1.2图灵机的基本思想32

3.1.3冯·诺依曼计算机33

3.2计算机系统的组成35

3.2.1硬件系统35

3.2.2软件系统40

3.2.3计算机的性能指标42

3.3计算机的基本工作原理43

3.3.1指令和指令系统43

3.3.2存储器的工作原理44

3.3.3运算器和控制器工作原理45

3.3.4程序执行过程46

3.4操作系统47

3.4.1操作系统概述47

3.4.2操作系统的功能49

3.4.3典型的操作系统50

3.4.4Windows操作系统51

第4章 算法与程序设计54

4.1算法的基本概念54

4.1.1算法的概念54

4.1.2算法性质54

4.1.3算法的特征54

4.1.4算法与程序55

4.1.5算法分析55

4.1.6算法实例分析55

4.1.7算法的重要性57

4.2经典算法58

4.2.1排序58

4.2.2折半查找算法64

4.2.3汉诺塔问题66

第5章 数据组织与管理69

5.1数据结构69

5.1.1线性表70

5.1.2栈73

5.1.3队列74

5.1.4树76

5.1.5图78

5.1.6Python应用实例78

5.2数据管理80

5.2.1数据库系统概述80

5.2.2数据模型81

5.2.3常用数据库软件86

5.2.4数据库的建立和维护88

第6章 计算机网络基础92

6.1计算机网络概述92

6.1.1计算机网络的定义92

6.1.2计算机网络的功能92

6.1.3计算机网络的分类93

6.2计算机网络的结构组成97

6.2.1网络硬件的组成97

6.2.2网络软件的组成99

6.3计算机网络体系结构99

6.3.1计算机网络协议99

6.3.2计算机体系结构100

6.4Internet基础及应用103

6.4.1TCP/IP协议103

6.4.2Internet的应用109

6.5网络信息检索112

6.5.1网络信息检索概述112

6.5.2搜索引擎概述112

6.5.3常用网络信息检索工具113

6.6Python案例赏析114

第7章 信息安全基础116

7.1信息安全概述116

7.1.1信息安全的概念116

7.1.2信息安全的特征116

7.1.3信息系统面临的威胁116

7.2计算机犯罪118

7.3黑客及防御策略119

7.3.1黑客分类119

7.3.2黑客攻击方法119

7.3.3黑客入侵的步骤120

7.3.4黑客入侵的防范121

7.4防火墙技术121

7.4.1概念121

7.4.2防火墙分类122

7.4.3防火墙的优点122

7.4.4基本特性122

7.4.5防火墙使用规范123

7.5计算机病毒及防范125

7.5.1病毒的分析126

7.5.2病毒的分类126

7.5.3应对病毒的策略127

7.6信息加密128

7.6.1基础的密码学理论129

7.6.2典型算法说明130

第8章 计算机发展新技术140

8.1云计算140

8.1.1云计算的基本概念140

8.1.2云计算的发展历史140

8.1.3云计算的基本特点141

8.1.4云计算的应用142

8.2大数据144

8.2.1大数据概念145

8.2.2大数据的应用146

8.2.3大数据的特点147

8.2.4大数据面临的挑战148

8.3人工智能149

8.3.1人工智能的起源与发展149

8.3.2人工智能的研究与应用领域151

8.3.3人工智能的影响及发展趋势156

8.4物联网158

8.4.1物联网的概念158

8.4.2物联网的发展158

8.4.3物联网体系结构159

8.4.4物联网的关键技术160

8.4.5物联网的应用162

8.4.6物联网的发展趋势和就业前景163

8.5区块链164

8.5.1区块链的起源与发展164

8.5.2区块链的特点与分类165

8.5.3区块链的应用前景168

参考文献171