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本书是山东省精品课程教材，根据教育部高教司非计算机专业计算机教学指导分委员会提出的高等学校计算机基础课程教学基本要求编写，并参照全国计算机等级考试（二级）新大纲中关于公共基础部分的要求。全书共10章，主要内容包括：计算思维与计算机、计算机中的信息表示、微型计算机的系统组成、计算机中的问题求解、计算机中的数据结构、计算机中的数据管理、多媒体技术基础、计算机网络初步、信息安全、计算机应用领域等，每章均配有习题，配套《大学计算机——基于Windows 7+Office 2010的操作技能（第5版）》，并提供电子课件、习题指导与参考答案、课程学习网站。

目    录
第1章  计算思维与计算机	1
1.1  计算思维概论	1
1.1.1  科学研究的三大方法—理论、实验和计算	1
1.1.2  什么是计算思维	2
1.1.3  计算思维对各学科的影响	3
1.2  计算机概述	5
1.2.1  计算机的特点	5
1.2.2  计算机的发展	6
1.2.3  计算机的分类	10
1.3  计算机的工作原理	12
1.4  计算机应用技术展望	14
1.4.1  普适计算	14
1.4.2  人工智能	15
1.4.3  云计算	16
1.4.4  物联网	17
1.4.5  大数据	18
本章小结	20
习题1	20
第2章  计算机中的信息表示	22
2.1  信息与信息技术	22
2.1.1  信息与数据	22
2.1.2  信息资源	23
2.1.3  信息技术	24
2.1.4  信息化社会	24
2.2  信息在计算机中的表示	25
2.2.1  数制	25
2.2.2  计算机中的信息表示	27
2.3  数值信息的编码	28
2.3.1  带符号整数的编码	28
2.3.2  带符号实数的编码	30
2.4  文本信息的编码	31
2.4.1  西文字符的编码	31
2.4.2  汉字的编码	32
★2.5  声音和图形图像信息的编码	34
2.5.1  声音媒体的数字化	34
2.5.2  图形图像媒体的数字化	37
本章小结	39
习题2	39
第3章  微型计算机的系统组成	41
3.1  微型计算机系统的层次关系	41
3.2  微型计算机硬件系统	42
3.2.1  概述	42
3.2.2  微处理器	44
3.2.3  存储器	45
3.2.4  总线	51
3.2.5  主机板	52
3.2.6  输入和输出设备	56
3.3  微型计算机的选购与组装	58
3.3.1  微型计算机的选购	58
3.3.2  微型计算机硬件组装	60
3.4  微型计算机软件系统	61
3.4.1  计算机软件概述	61
3.4.2  操作系统	61
3.4.3  语言处理程序	67
习题3	68
第4章  计算机中的问题求解	71
4.1  程序设计的基本概念	71
4.1.1  程序设计	71
4.1.2  程序设计语言	73
4.1.3  算法与程序	74
4.2  程序设计的构成要素	76
4.2.1  常量与变量	77
4.2.2  运算符与表达式	77
4.2.3  语句	78
4.2.4  函数	79
4.3  结构化程序设计	80
4.3.1  结构化程序设计的原则	80
4.3.2  结构化程序设计的基本结构与优缺点	81
★4.4  面向对象程序设计	81
4.4.1  面向对象的基本概念	81
4.4.2  面向对象程序设计的基本思想	83
4.5  常用算法	84
4.5.1  基本算法	84
4.5.2  迭代算法	85
4.5.3  枚举算法	86
★4.5.4  递归算法	88
★4.6  算法性能分析与度量	90
4.6.1  算法的性能指标	90
4.6.2  算法效率的度量	91
4.7  学习算法的原因	91
本章小结	92
习题4	92
第5章  计算机中的数据结构	96
5.1  数据结构的基本概念	96
5.1.1  数据、数据元素和数据结构	96
5.2  基本数据结构	97
5.2.1  线性表	97
5.2.2  栈和队列	99
5.2.3  树	101
5.3  查找算法与排序算法	105
5.3.1  查找	105
5.3.2  排序	106
本章小结	109
习题5	110
第6章  计算机中的数据管理	112
6.1  数据库系统概述	112
6.1.1  数据管理技术的发展	112
6.1.2  数据库、数据库管理系统和数据库系统	113
6.1.3  数据模型	114
6.2  关系数据库	117
6.2.1  关系模型的基本概念	117
6.2.2  Access简介	119
6.3  数据库设计	120
6.3.1  需求分析	120
6.3.2  概念结构设计	121
6.3.3  逻辑结构设计	121
★6.4  数据库技术的新发展	122
6.4.1  新一代数据库技术的研究和特点	122
6.4.2  数据库新技术	123
本章小结	124
习题6	124
第7章  计算机网络初步	126
7.1  计算机网络概述	126
7.1.1  计算机网络的形成和发展	126
7.1.2  计算机网络在我国的发展	127
7.1.3  计算机网络的基本概念	129
7.1.4  计算机网络的组成	133
7.2  网络体系结构与协议	135
7.2.1  网络体系结构	135
7.2.2  OSI参考模型	137
7.2.3移动通信协议	139
7.3  TCP/IP参考模型及协议	139
7.3.1  网络接口层	139
7.3.2  网际层	140
7.3.3  传输层	142
7.3.4  应用层	142
本章小结	146
习题7	147
参考文献	149

前    言
逻辑思维、实证思维和计算思维成为人类认识世界和改造世界的三大思维。掌握计算机技术、学会利用信息资源是21世纪人才应该具备的基本素质。高等学校的计算机基础教育是一项面向信息时代、面向世界和面向未来的教育，它是技术基础教育，又是人才素质教育，更重要的是计算思维培养的基础教育。
本书是山东省精品课程的主教材，自2000年以来，本书已出版了5版，每次修订时，我们都遵循跟踪计算机信息技术的最新发展、适应高等学校入学学生计算机信息技术知识结构的变化而不断调整教材内容，不断求精，广大读者对教材的认可和支持是我们最大的鼓励和鞭策。
第6版教材的修订，以教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发布的课程教学基本要求和《计算思维教学改革白皮书》为指导，在总结多年教学实践和改革经验的基础上，对原教材的内容进行了重新修改规划，以培养计算思维能力为核心，对教材目录和内容进行了重新调整，强调计算机基本知识的理解和建立问题求解的思路，构建新的大学计算机课程的知识体系。
全书共7章，主要内容包括计算思维与计算机、计算机中的信息表示、微型计算机的系统组成、计算机中的问题求解、数据结构和数据管理，以及计算机网络的等相关知识。主要修订内容如下：
① 跟踪信息时代的最新研究成果，教材中增加了最新的相关技术介绍，包括普适计算、云计算、大数据、人工智能等；
② 以培养具备用计算思维求解问题的能力为目标，对第4章问题求解和第5章数据结构中的内容进行了重新梳理和增加，以期进一步加强计算思维能力的应用性；
③ 对计算机的基础知识、系统组成、工作原理等进行了重新修订，删除部分陈旧知识，增加了计算机发展的最新成果，着重强调计算机存储程序的工作原理；
④ 对计算机网络章节的内容进行重新组织，编排，以更适应网络知识的理解和掌握，同时更新了部分最新知识。
本次再版教材，各章节衔接自然，相互关联，又有一定的独立性，在实际教学中可按教材顺序讲解，也可根据情况选择需要章节讲解。
在教材修订的同时，也同步修订了配套的实验教材《大学计算机——基于Windows 7+Office 2010的操作技能（第6版）》，以适应计算机应用技术的快速发展和信息社会对其需求的提高。本书配套电子课件、习题指导与参考答案等，请登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）免费注册下载。读者也可登录本课程学习网站（http://sdmooc.zhihuishu.com）进行自主学习。
本书由罗容、迟春梅、王秀鸾编著并统稿，由全国优秀教师张敏霞教授和孙丽凤教授主审。在此成书之际，感谢整个教学团队所有成员的帮助与支持。
由于水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请师生不吝指正，十分感谢。

作  者  
2020年6月

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大学计算机——基于计算思维（第6版）