大学计算机基础(高等学校计算机基础教育教材精选)

作为12所陆军院校中专享的综合性工程大学，“大学计算机基础”等科学文化基础课建设水平在军队院校中处于前列，根据军队院校“大学计算机基础”课程教学大纲的要求，依据军队院校人才培养的需求，借鉴国内各高校在计算思维培养方面的成果，凝练作者多年教学和科研实践成果，认真梳理教学内容，深入挖掘各知识模块对计算思维的体现。教材出版后有望在军队院校中推广使用，其他国内高校也可使用。

教材详细阐述“大学计算机基础”课程要求的全部内容，主要包括：信息编码与数据表示、计算机系统、算法与逻辑、操作系统、数据库技术、计算机网络技术和多媒体技术等内容，可作为高等院校非计算机专业教材，也可供各类培训使用。

李辉，男，1974年7月出生，硕士研究生学历，现为陆军工程大学指挥控制工程学院计算机与军用软件工程教研室主任，副教授，硕士生导师，主要研究方向为软件工程。

目录 大学计算机基础第1章绪论1 1.1计算机发展史1 1.1.1计算工具发展史1 1.1.2元器件发展史2 1.1.3现代计算机发展史4 1.1.4新中国计算机发展史4 1.2计算机的特点和分类7 1.2.1计算机的特点7 1.2.2计算机的分类7 1.3图灵机9 1.4计算思维10 1.4.1计算思维的概念10 1.4.2计算思维的关键内容11 1.4.3计算思维的特性12 1.5计算机的应用领域13 1.5.1科学计算13 1.5.2数据处理13 1.5.3过程控制13 1.5.4计算机辅助工程14 1.5.5办公自动化14 1.6习题15 第2章信息的表示16 2.1进制16 2.1.1进制的基本概念16 2.1.2计算机中为什么使用二进制17 2.2不同进制之间的转换18 2.2.1十进制与二进制、八进制、十六进制之间的转换18 2.2.2二进制与八进制、十六进制之间的转换21 2.3信息存储的计量单位23 2.4二进制的运算24 2.4.1算术运算24 2.4.2逻辑运算26 2.5逻辑电路实现二进制运算28 2.6数值型信息在计算机中的表示30 2.6.1原码、反码、补码31 2.6.2定点数和浮点数35 2.7习题37 大学计算机基础目录 第3章计算机系统38 3.1概述38 3.2计算机硬件系统39 3.2.1冯·诺依曼体系结构39 3.2.2中央处理器40 3.2.3存储器系统47 3.2.4输入输出系统57 3.2.5总线66 3.3计算机软件系统69 3.3.1系统软件69 3.3.2应用软件72 3.4习题73 第4章算法74 4.1算法的概念74 4.2算法的特征75 4.2.1算法的有限性75 4.2.2算法的明确性76 4.2.3算法的有效性76 4.2.4算法的输入与输出77 4.3算法的描述77 4.3.1自然语言77 4.3.2流程图77 4.3.3伪代码80 4.4算法的设计80 4.4.1分治法81 4.4.2贪婪法81 4.4.3动态规划81 4.5算法的评价82 4.5.1算法的时间复杂度83 4.5.2算法的空间复杂度84 4.5.3算法的最坏、优选和平均情况分析85 4.6程序与程序设计语言85 4.6.1程序85 4.6.2低级语言86 4.6.3高级语言87 4.7经典算法举例87 4.7.1辗转相除法87 4.7.2排序算法88 4.7.3寻找素数91 4.8习题92 第5章操作系统93 5.1操作系统概述93 5.1.1操作系统发展简史93 5.1.2操作系统基础95 5.2进程管理97 5.2.1进程与程序97 5.2.2进程状态98 5.2.3进程管理与调度100 5.3内存管理103 5.3.1内存分配和回收103 5.3.2地址重定位103 5.3.3内存保护105 5.3.4虚拟内存107 5.4文件管理107 5.4.1文件与文件系统107 5.4.2文件目录109 5.4.3文件的组织结构109 5.4.4文件外存空间的管理110 5.5设备管理112 5.5.1设备管理的基本功能112 5.5.2I/O软件系统113 5.6用户接口115 5.7习题117 第6章数据库技术118 6.1数据库技术概述118 6.1.1数据管理技术118 6.1.2数据库的基本概念120 6.1.3数据库的应用123 6.2数据库建模124 6.2.1现实世界客观对象的抽象过程125 6.2.2概念模型125 6.2.3数据模型127 6.2.4物理模型128 6.3关系模型129 6.3.1关系模型的数据结构129 6.3.2关系模型的数据操作131 6.3.3关系模型的完整性约束134 6.4基于关系模型的数据库设计136 6.4.1需求分析138 6.4.2概念结构设计139 6.4.3逻辑结构设计141 6.4.4物理结构设计143 6.4.5数据库的实施144 6.4.6数据库的运行和维护144 6.5习题144 第7章计算机网络146 7.1计算机网络基础146 7.1.1计算机网络的发展历程146 7.1.2计算机网络的定义151 7.1.3计算机网络的分类152 7.1.4计算机网络的性能指标154 7.1.5计算机网络的数据交换方式155 7.2计算机网络传输介质及设备157 7.2.1传输介质157 7.2.2网络设备158 7.3计算机网络体系结构与协议160 7.3.1协议和层次结构161 7.3.2OSI体系结构161 7.3.3TCP/IP体系结构163 7.3.4五层体系结构164 7.4TCP/IP协议簇166 7.4.1应用层协议167 7.4.2传输层协议167 7.4.3网络层协议169 7.5Internet应用175 7.5.1域名系统175 7.5.2动态主机配置协议178 7.5.3电子邮件180 7.5.4文件传输181 7.5.5远程登录182 7.5.6万维网183 7.6习题184 第8章多媒体技术185 8.1多媒体技术概论185 8.1.1多媒体技术的基本概念185 8.1.2多媒体技术简介186 8.1.3多媒体技术的发展与应用188 8.2文本数字化191 8.2.1西文编码191 8.2.2中文编码192 8.2.3国际通用字符编码194 8.3音频处理技术195 8.3.1音频处理的基本知识195 8.3.2音频数字化与编码196 8.3.3数字音频的技术指标197 8.3.4常见的数字音频文件格式198 8.3.5数字音频编辑及常用软件199 8.4图像、视频处理技术201 8.4.1图像和视频处理的基本知识201 8.4.2图像数字化与编码204 8.4.3数字图像的技术指标205 8.4.4常见的数字图像文件格式206 8.4.5数字图像处理及常用软件207 8.4.6视频技术209 8.5数据压缩技术212 8.5.1数据压缩的主要指标213 8.5.2数据压缩的方法213 8.5.3图像视频数据压缩标准214 8.6虚拟现实技术216 8.6.1虚拟现实的基本概念216 8.6.2虚拟现实技术的发展历史217 8.6.3虚拟现实的关键技术218 8.7习题219 第9章计算机新技术220 9.1云计算技术220 9.1.1云计算的内涵和本质220 9.1.2云计算的基本原理221 9.1.3云计算的关键技术222 9.1.4云计算存在的挑战与机遇223 9.2大数据技术224 9.2.1大数据的定义及特点224 9.2.2大数据处理技术224 9.2.3大数据分析方法225 9.3人工智能226 9.3.1人工智能概述226 9.3.2人工智能的研究方法227 9.3.3人工智能的研究领域227 9.3.4人工智能的军事应用228 9.4物联网229 9.5移动互联网230 9.5.1移动互联网的主要特征231 9.5.2移动互联网技术基础231 9.6习题232 参考文献233