计算机科学导论(第4版·微课版)

本书全面阐述了计算机科学与技术及相关专业学生需要了解、认识的计算机科学的基本概念、基础知识及相关职业要求，主要内容包括计算机系统、人与计算机的关系、计算机典型应用及技术、计算机学科知识体系及职业相关问题，力求使读者理解计算机科学技术的知识体系，明确专业学习目标，为深入掌握专业知识打好基础。
本书适合作为高等学校计算机科学与技术及相关专业“计算机导论”课程的教材、“计算机基础”课程的教材及计算机入门的普及教材，也可供自学和欲了解计算机科学与技术专业知识的人员学习和参考。

第1章计算机系统概述1
1.1计算机的概念1
1.1.1认识计算机1
1.1.2计算机的类型4
1.1.3计算机的应用5
1.2计算机系统7
1.2.1计算机硬件系统7
1.2.2计算机软件系统8
1.2.3计算机系统的组织结构10
1.3计算机的发展11
1.3.1计算机的发展阶段11
1.3.2我国计算机的发展12
1.3.3影响计算机发展的重要人物14
1.3.4计算机的发展趋势17
1.4思考与实践19
1.4.1问题思考19
1.4.2课外讨论19
1.4.3实践活动19
第2章计算机的运算基础20
2.1数制及其转换20
2.1.1进位记数制20
2.1.2不同数制间的转换22
2.2计算机中数据的表示25
2.2.1数的机器码表示25
2.2.2数值数据的表示27
2.2.3非数值数据的表示30
2.3数据存储与数据运算32
2.3.1数据存储32
2.3.2数据运算33
2.4思考与实践35
2.4.1问题思考35
2.4.2课外讨论36
2.4.3实践活动36
第3章计算机的组成37
3.1计算机系统结构37
3.1.1冯·诺依曼体系结构37
3.1.2计算机的总线结构38
3.2计算机的工作原理40
3.2.1指令系统40
3.2.2计算机的工作过程与性能指标42
3.3计算机的基本组成43
3.3.1中央处理器43
3.3.2存储系统46
3.3.3输入/输出系统49
3.4嵌入式系统52
3.4.1嵌入式系统基础52
3.4.2嵌入式系统的组成53
3.4.3嵌入式系统的应用与发展55
3.5思考与实践56
3.5.1问题思考56
3.5.2课外讨论56
3.5.3实践活动56
第4章操作系统57
4.1操作系统基础57
4.1.1操作系统的概念57
4.1.2操作系统的发展59
4.1.3操作系统的结构与特征61
4.2操作系统的功能64
4.2.1资源管理64
4.2.2人机交互68
4.3常见的操作系统69
4.3.1操作系统的类型69
4.3.2典型操作系统实例71
4.4思考与实践73
4.4.1问题思考73
4.4.2课外讨论73
4.4.3实践活动74
第5章计算机网络75
5.1计算机网络基础75
5.1.1计算机网络的概念75
5.1.2计算机网络的分类79
5.1.3计算机网络的发展80
5.2网络体系结构81
5.2.1网络体系结构概述81
5.2.2网络体系结构参考模型82
5.2.3网络地址与分配85
5.3网络互连技术86
5.3.1网络互连概述87
5.3.2网络互连介质88
5.3.3网络互连设备89
5.4计算机网络的应用91
5.4.1Internet91
5.4.2移动互联网94
5.4.3物联网96
5.5思考与实践99
5.5.1问题思考99
5.5.2课外讨论99
5.5.3实践活动99
第6章人机交互100
6.1人机交互基础100
6.1.1人机交互的概念100
6.1.2新型人机交互技术102
6.2多媒体技术105
6.2.1多媒体技术基础105
6.2.2多媒体应用技术109
6.3虚拟现实与虚拟现实技术113
6.3.1虚拟现实113
6.3.2虚拟现实技术115
6.4思考与实践117
6.4.1问题思考117
6.4.2课外讨论117
6.4.3实践活动117
第7章算法和数据结构118
7.1算法基础118
7.1.1算法及其特性118
7.1.2算法的描述120
7.1.3算法的评价122
7.2数据结构124
7.2.1数据结构的概念124
7.2.2常用的数据结构125
7.3算法分析130
7.3.1常用的算法130
7.3.2经典计算机算法问题133
7.4思考与实践137
7.4.1问题思考137
7.4.2课外讨论138
7.4.3实践活动138
第8章程序设计139
8.1程序设计基础139
8.1.1程序设计的基本概念139
8.1.2程序设计的过程140
8.2程序设计语言142
8.2.1程序设计语言概述142
8.2.2语言结构与运行环境145
8.2.3高级语言的分类147
8.3程序设计方法151
8.3.1结构化程序设计151
8.3.2面向对象的程序设计152
8.4思考与实践154
8.4.1问题思考154
8.4.2课外讨论154
8.4.3实践活动155
第9章数据管理与大数据156
9.1数据管理基础156
9.1.1数据与数据管理156
9.1.2数据管理技术的发展157
9.1.3数据模型160
9.2数据库系统163
9.2.1数据库系统基础163
9.2.2数据库管理系统165
9.2.3数据库技术发展与新技术168
9.3大数据170
9.3.1大数据基础170
9.3.2大数据技术172
9.4思考与实践174
9.4.1问题思考174
9.4.2课外讨论174
9.4.3实践活动174
第10章软件与软件工程175
10.1软件与软件危机175
10.1.1软件的概念175
10.1.2软件的保护与授权177
10.1.3软件危机178
10.2软件工程179
10.2.1软件工程的概念179
10.2.2软件工程的框架181
10.2.3软件工程的方法与环境183
10.3软件过程185
10.3.1软件生命周期185
10.3.2软件过程模型186
10.4思考与实践190
10.4.1问题思考190
10.4.2课外讨论191
10.4.3实践活动191
第11章信息与信息系统192
11.1信息与信息管理192
11.1.1信息192
11.1.2信息管理195
11.1.3信息化196
11.2信息系统基础198
11.2.1信息系统概述198
11.2.2信息系统的应用类型201
11.3信息系统的应用202
11.3.1决策支持系统202
11.3.2企业信息系统204
11.3.3电子商务系统206
11.4思考与实践207
11.4.1问题思考207
11.4.2课外讨论208
11.4.3实践活动208
第12章信息安全209
12.1信息安全基础209
12.1.1信息安全概述209
12.1.2信息安全体系结构211
12.1.3网络安全215
12.2信息安全防护217
12.2.1密码学基础217
12.2.2物理安全220
12.2.3信息内容安全220
12.2.4数据安全222
12.2.5计算机病毒防范223
12.3网络安全技术225
12.3.1防火墙225
12.3.2入侵检测228
12.3.3访问控制229
12.3.4虚拟专用网230
12.4思考与实践231
12.4.1问题思考231
12.4.2课外讨论232
12.4.3实践活动232
第13章人工智能233
13.1人工智能基础233
13.1.1人工智能概述233
13.1.2人工智能技术研究236
13.2人工智能的分支领域239
13.2.1智能感知239
13.2.2智能推理241
13.2.3智能学习243
13.2.4智能行动244
13.3新一代人工智能246
13.3.1新一代人工智能的发展246
13.3.2新一代人工智能理论与技术248
13.4思考与实践250
13.4.1问题思考250
13.4.2课外讨论251
13.4.3实践活动251
第14章计算机学科体系252
14.1计算机学科概论252
14.1.1计算机学科基础252
14.1.2计算机学科的基本问题255
14.2计算机学科方法论257
14.2.1计算机学科的形态257
14.2.2计算机学科的核心概念258
14.2.3计算机学科的典型方法261
14.3计算机学科知识体系262
14.3.1计算机学科思维与知识层次262
14.3.2计算机学科知识体系265
14.4思考与实践267
14.4.1问题思考267
14.4.2课外讨论267
14.4.3实践活动267
第15章计算机伦理、道德与法规268
15.1计算机伦理学268
15.1.1计算机伦理学概述268
15.1.2计算机职业伦理规范272
15.2职业理想与职业道德275
15.2.1职业理想275
15.2.2职业道德277
15.3信息产业的法律法规280
15.3.1网络信息安全法律体系281
15.3.2网络信息安全法律282
15.3.3计算机软件著作权保护285
15.4思考与实践287
15.4.1问题思考287
15.4.2课外讨论288
15.4.3实践活动288
第16章产业、职业与创业289
16.1信息产业及其发展289
16.1.1信息产业289
16.1.2我国信息产业的发展291
16.2职业素养与职业规划293
16.2.1职业素养293
16.2.2计算机相关职业295
16.2.3职业生涯规划298
16.3创新与创业299
16.3.1创新与创新思维299
16.3.2创业与创业计划301
16.4思考与实践302
16.4.1问题思考302
16.4.2课外讨论303
16.4.3实践活动303
附录A实验304
实验1信息的获取与交流304
实验2Windows基本操作304
实验3文本编辑与排版305
实验4电子表格的应用305
实验5演示文稿的制作306
实验6网络设置及测试306
实验7多媒体基础306
实验8常用工具软件307