本書自出版以來已多次再版,本次再版主要是為滿足計算思維及創(chuàng)新人才培養(yǎng)教學改革的需要。書中主要內容包括計算思維與計算機信息技術、計算機系統(tǒng)構建、計算機操作系統(tǒng)基礎、Office辦公自動化組件、數據庫技術應用基礎、多媒體技術及圖像處理、計算機網絡技術應用及計算機程序設計。
本書注重計算機信息技術基礎理論的系統(tǒng)應用,以培養(yǎng)計算機技術跨學科創(chuàng)新應用為目的,引導學生運用計算思維的觀點和方法,提高自主創(chuàng)新意識,激發(fā)創(chuàng)新思維,系統(tǒng)地掌握利用計算機信息技術解決實際問題的綜合實踐能力。
本書內容結構編排合理,適合作為大學計算機公共基礎課教學用書。
大學計算機教程(第6版)為進一步貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》,深化大學計算機教育與教學改革,本教材以計算思維為核心,注重培養(yǎng)學生運用計算思維的觀點和方法學習和掌握計算機系統(tǒng)應用的基礎理論,提高綜合實踐與創(chuàng)新能力,促進自主創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維及綜合能力的提升。
人類之所以有文明,是因為人類有智慧、有思維、有思想、有理想。人類思維自古有之,但人類的思維方法和思維模式則是隨著社會和科學的發(fā)展而不斷發(fā)展的。古時人們靠經驗積累知識,認識世界,逐步進入文明社會;人們用積累的知識觀察自然,總結規(guī)律,建立理論模型和定律等,如牛頓定律、麥克斯韋爾方程組、相對論等基礎理論;后來人們發(fā)明了計算機,不僅可以計算,還可以模擬。人們把觀測到的數據輸入計算機進行分析和計算,研究模擬實驗結果,建立仿真模型;通過連接計算機,通過傳感器和網絡使人們的感知和觸覺得以無限延伸和拓展。通過各種方式對信息數據進行采集,用計算機分析、計算和處理數據等成為人們科學研究的重點與核心。計算思維主導科學家的工作,以自己的經驗積累和知識儲備,從海量數據計算過程中發(fā)掘信息、提煉知識、探索創(chuàng)新,人們科學研究的思維形式在不斷發(fā)生變化。如今,人們生活在各種基礎理論、應用實驗、數字模擬的信息化大數據處理時代,計算思維成為主要的科學思維方式。實際上,計算思維是計算機科學思維的重要組成部分,也是計算機信息技術跨學科應用研究不可或缺的科學思維方式。總之,計算思維是現代社會中工作和生活的必備素養(yǎng)。
隨著現代科技的發(fā)展,各學科互相滲透,交叉融合,特別是信息技術發(fā)展已廣泛應用于各行各業(yè)的所有領域,也滲透到各專業(yè)研究領域和工程領域。信息技術無處不在,無處不用,成為各專業(yè)領域深入研究和創(chuàng)新發(fā)展的助推力,推動著各行各業(yè)的信息化創(chuàng)新與發(fā)展。大學計算機教育要結合實際、面向社會,要充分利用高等學校的人才資源和教學資源,努力培養(yǎng)學生運用計算思維的方法,增強創(chuàng)新意識,有效提升利用計算機信息技術與綜合創(chuàng)新的能力。
大學計算機教育是高校信息化人才培養(yǎng)的必要環(huán)節(jié)。作為第一門計算機公共基礎課程,其教學內容建設要更加科學合理。將計算思維方法融入教材和教學,可使學生有效地掌握應用計算機解決實際問題的綜合能力,將計算機技術與自己的專業(yè)領域相結合,為后續(xù)結合專業(yè)發(fā)展信息化技術應用奠定基礎。
本書作為北京市高等教育教學成果獎教材,以教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會《大學計算機基礎課程教學基本要求》的最新方案為基礎,結合計算機技術跨學科應用的發(fā)展趨勢,運用計算思維的觀點和方法構建課程體系和教學方案。本書的配套教材《大學計算機實驗教程》分為技術應用篇和上機實驗篇,強化了計算思維綜合實踐能力的培養(yǎng)。相關課程的教學實踐項目經過教育部、北京市和校級多次教改立項建設并多次獲獎,逐步形成了運用現代教育技術的立體化教學模式。本書已在多個MOOC及云平臺在線教學網站應用兩年,相關內容更新及時。讀者可登錄清華大學出版社智學苑網站(http://www.izhixue.com.cn/),伴隨相關知識點視頻、作業(yè)素材、考試題庫等網絡共享教學資源,隨時隨地自主學習,完成各種自測練習。
參加本書編寫和教學成果建設的教師有孟超英教授、葉海建教授和孫瑞志教授,陳雷、馬欽、陳英義、楊璐、段青玲、孫龍清、王蓮芝、田立軍、楊麗麗、呂春利、王慶、劉云玲、李振波、方雄武、楊穎、胡梅、闞道宏副教授以及史銀雪和陳瑛博士等教學、科研骨干力量。大家在教學一線不斷探索研究,積累經驗,促進了相關課程的教學改革與建設,取得了一系列教學成果。
本次教材修訂是當前高等教育教學改革的需要,目的是將計算思維更多地融入教學,解決計算機信息技術跨學科應用人才的創(chuàng)新思維綜合技能的培養(yǎng)問題。新版教材推出后,我們仍需要不斷深入探索、研究與實踐,教材內容也需要不斷完善,希望有關專家和讀者及時提出寶貴意見。
為了配合本書教學,清華大學出版社為讀者免費提供電子教案,可在清華大學出版社網站(http://www.tup.com.cn)下載。
編者2015年2月大學計算機教程(第6版)前言
大學計算機教程(第6版)第1章計算思維與計算機信息技術1
1.1計算思維培養(yǎng)信息技術創(chuàng)新意識1
1.1.1計算思維與新技術發(fā)展1
1.1.2計算思維與計算機科學2
1.1.3計算思維與大學計算機教學3
1.2計算機信息技術基礎4
1.2.1計算機與信息技術4
1.2.2計算機用戶與計算機系統(tǒng)7
1.2.3現代計算機技術的演變與發(fā)展8
1.2.4計算機系統(tǒng)分類11
1.2.5計算機技術應用分類12
1.3信息道德與系統(tǒng)安全14
1.3.1信息道德與遵紀守法14
1.3.2計算機信息系統(tǒng)安全14
1.3.3計算機病毒與防范14
1.4計算機系統(tǒng)計算基礎19
1.4.1計算機系統(tǒng)中的信息運算19
1.4.2常用的進位記數制20
1.4.3幾種進位記數制之間的轉換21
1.4.4西文信息在計算機中的編碼23
1.4.5中文信息在計算機中的編碼24
1.5計算機常用術語26
1.6思考題28
第2章計算機系統(tǒng)構建29
2.1計算機系統(tǒng)及管理應用29
2.1.1計算機系統(tǒng)組成29
2.1.2計算機系統(tǒng)應用平臺30大學計算機教程(第6版)目錄2.2計算機硬件系統(tǒng)33
2.2.1計算機的體系結構33
2.2.2中央處理器34
2.2.3主板36
2.2.4內存儲器41
2.2.5外存儲器42
2.2.6USB可移動硬盤43
2.2.7計算機系統(tǒng)輸入設備43
2.2.8計算機系統(tǒng)輸出設備44
2.2.9其他外部設備45
2.2.10主機箱46
2.3計算機軟件系統(tǒng)46
2.3.1計算機軟件46
2.3.2系統(tǒng)軟件46
2.3.3應用軟件47
2.3.4計算機語言與程序47
2.3.5鍵盤與鼠標工作區(qū)與工作方式51
2.4思考題56
第3章計算機操作系統(tǒng)基礎58
3.1操作系統(tǒng)應用58
3.1.1操作系統(tǒng)工作任務59
3.1.2操作系統(tǒng)應用方式61
3.2操作系統(tǒng)技術基礎62
3.2.1單道程序設計62
3.2.2多道程序設計63
3.3操作系統(tǒng)的分類64
3.3.1批處理操作系統(tǒng)64
3.3.2分時操作系統(tǒng)64
3.3.3實時操作系統(tǒng)65
3.3.4網絡操作系統(tǒng)65
3.3.5分布式操作系統(tǒng)66
3.3.6嵌入式操作系統(tǒng)66
3.4操作系統(tǒng)管理功能67
3.4.1操作系統(tǒng)管理內容67
3.4.2操作系統(tǒng)基本特性69
3.5常見計算機操作系統(tǒng)的應用69
3.5.1Windows資源管理與行命令69
3.5.2Windows操作系統(tǒng)管理應用74
3.5.3UNIX操作系統(tǒng)管理應用75
3.5.4Linux操作系統(tǒng)管理應用78
3.5.5移動智能終端操作系統(tǒng)管理應用81
3.5.6智能手機操作系統(tǒng)技術與研發(fā)81
3.5.7移動智能終端操作系統(tǒng)應用與創(chuàng)意83
3.6思考題85
第4章Office辦公自動化組件86
4.1辦公自動化及應用86
4.1.1辦公自動化概述86
4.1.2辦公自動化軟件87
4.2Microsoft Office 2010系統(tǒng)組件87
4.2.1Microsoft Office 2010系統(tǒng)特點87
4.2.2Microsoft Office 2010組件88
4.3Microsoft Office 2010應用92
4.3.1Microsoft Office 2010系統(tǒng)啟動92
4.3.2Microsoft Office智能標記93
4.4WPS Office 2009簡介93
4.5思考題97
第5章數據庫技術應用基礎98
5.1數據庫技術概述98
5.1.1數據庫技術特點98
5.1.2數據庫系統(tǒng)的組成100
5.1.3數據庫系統(tǒng)功能103
5.1.4數據庫技術應用發(fā)展103
5.2數據模型104
5.2.1數據模型105
5.2.2構建信息實體數據模型105
5.2.3構建實體聯系模型107
5.3關系運算基礎112
5.3.1關系數據定義112
5.3.2關系模型114
5.4二元實體關系轉換114
5.4.1強制性成員類115
5.4.2非強制性成員類115
5.4.3多對多的二元關系116
5.5關系運算116
5.5.1傳統(tǒng)集合運算117
5.5.2專門的關系運算118
5.6關系數據庫設計理論120
5.6.1數據庫設計理論的應用120
5.6.2數據關系的函數依賴121
5.6.3數據關系的關鍵字122
5.7關系模式的規(guī)范化123
5.7.1關系規(guī)范第一范式124
5.7.2關系規(guī)范第二范式125
5.7.3關系規(guī)范第三范式126
5.7.4關系規(guī)范BCNF范式127
5.7.5關系規(guī)范的多值函數依賴128
5.7.6關系規(guī)范第四范式131
5.8結構化查詢語言SQL132
5.8.1SQL語言的基本功能132
5.8.2SQL語言的數據檢索功能134
5.8.3SQL語言的數據更新功能137
5.8.4SQL語言對視圖的操作138
5.8.5SQL的數據控制功能142
5.8.6數據庫管理系統(tǒng)的應用143
5.9思考題148
第6章多媒體技術及圖像處理149
6.1多媒體技術概述149
6.1.1多媒體技術應用149
6.1.2多媒體信息獲取采集150
6.1.3多媒體信息技術的研究151
6.2多媒體計算機系統(tǒng)與存儲介質151
6.3Windows Media Player應用程序152
6.3.1Windows Media Player工作界面152
6.3.2音頻與視頻播放153
6.3.3媒體庫的使用154
6.3.4翻錄音頻文件155
6.3.5添加和編輯媒體信息156
6.3.6刻錄CD盤157
6.4靜態(tài)圖像處理技術158
6.4.1位圖158
6.4.2矢量圖159
6.5圖像掃描技術160
6.6圖像文字識別與轉換162
6.7Adobe Photoshop圖像處理技術應用166
6.7.1Photoshop的工作界面166
6.7.2Photoshop工具箱167
6.7.3圖像快速調整功能169
6.7.4圖層技術應用172
6.7.5圖像選區(qū)邊界的羽化174
6.7.6濾鏡功能175
6.8Windows Movie Maker動態(tài)圖像制作技術178
6.8.1Windows Movie Maker工作界面178
6.8.2動態(tài)多媒體信息采集180
6.8.3音頻與視頻信息采集181
6.8.4多媒體文件的導入183
6.8.5編輯預覽功能184
6.8.6動態(tài)視頻集成編輯185
6.8.7剪輯項目文件的生成188
6.8.8電影剪輯合成效果文件188
6.9思考題189
第7章計算機網絡技術應用191
7.1計算機網絡技術概述191
7.1.1計算機網絡的用途191
7.1.2計算機網絡的分類192
7.1.3計算機網絡的功能194
7.1.4計算機網絡的由來與發(fā)展195
7.2計算機網絡構建196
7.2.1網絡數據通信197
7.2.2網絡傳輸方式198
7.2.3傳輸介質199
7.3計算機網絡的體系結構202
7.3.1計算機網絡分層協(xié)議202
7.3.2OSI開放系統(tǒng)互連參考模型203
7.4網絡設備204
7.4.1主機204
7.4.2通信控制處理機204
7.4.3終端204
7.4.4集中器205
7.4.5本地線路205
7.4.6網卡205
7.4.7中繼器206
7.4.8網橋206
7.4.9路由器206
7.4.10網關207
7.5局域網技術207
7.5.1以太網技術207
7.5.2環(huán)型令牌網209
7.5.3ATM高速網絡212
7.6Internet技術212
7.6.1Internet體系結構213
7.6.2TCP/IP協(xié)議214
7.6.3Internet網絡層215
7.6.4Internet傳輸層220
7.6.5Internet應用層221
7.6.6Internet信息資源221
7.7接入Internet227
7.7.1接入Internet方式227
7.7.2選擇ISP228
7.7.3使用瀏覽器229
7.7.4Internet網絡地址與域名232
7.7.5搜索引擎站點233
7.7.6收發(fā)電子郵件236
7.8設置Internet信息服務器238
7.8.1用IIS配置Web服務器239
7.8.2用IIS配置FTP服務器242
7.9計算機網絡標準化245
7.9.1標準化的重要性245
7.9.2網絡通信國際標準化組織246
7.10思考題247
第8章計算機程序設計248
8.1程序設計概述248
8.1.1程序設計語言248
8.1.2程序設計過程249
8.2程序設計算法與實現250
8.3計算機程序算法的表示251
8.3.1自然語言表示252
8.3.2程序流程圖表示252
8.3.3NS圖表示253
8.3.4計算機語言表示254
8.4程序算法實現案例分析255
8.5思考題260
參考文獻261第1章計算思維與計算機信息技術1
1.1計算思維培養(yǎng)信息技術創(chuàng)新意識1
1.1.1計算思維與新技術發(fā)展1
1.1.2計算思維與計算機科學2
1.1.3計算思維與大學計算機教學3
1.2計算機信息技術基礎4
1.2.1計算機與信息技術4
1.2.2計算機用戶與計算機系統(tǒng)7
1.2.3現代計算機技術的演變與發(fā)展8
1.2.4計算機系統(tǒng)分類11
1.2.5計算機技術應用分類12
1.3信息道德與系統(tǒng)安全14
1.3.1信息道德與遵紀守法14
1.3.2計算機信息系統(tǒng)安全14
1.3.3計算機病毒與防范15
1.4計算機系統(tǒng)計算基礎19
1.4.1計算機系統(tǒng)中的信息運算 19
1.4.2常用的進位記數制20
1.4.3幾種進位記數制之間的轉換21
1.4.4西文信息在計算機中的編碼23
1.4.5中文信息在計算機中的編碼23
1.5計算機常用術語26
1.6思考題28
第2章計算機系統(tǒng)構建29
2.1計算機系統(tǒng)及管理應用29
2.1.1計算機系統(tǒng)組成 29
2.1.2計算機系統(tǒng)應用平臺30大學計算機教程(第6版)目錄2.2計算機硬件系統(tǒng)33
2.2.1計算機的體系結構33
2.2.2中央處理器34
2.2.3主板36
2.2.4內存儲器41
2.2.5外存儲器 42
2.2.6USB可移動硬盤43
2.2.7計算機系統(tǒng)輸入設備 43
2.2.8計算機系統(tǒng)輸出設備44
2.2.9其他外部設備45
2.2.10主機箱46
2.3計算機軟件系統(tǒng)46
2.3.1計算機軟件46
2.3.2系統(tǒng)軟件 46
2.3.3應用軟件47
2.3.4計算機語言與程序47
2.3.5鍵盤與鼠標工作區(qū)與工作方式51
2.4思考題56
第3章計算機操作系統(tǒng)基礎58
3.1操作系統(tǒng)應用58
3.1.1操作系統(tǒng)工作任務59
3.1.2操作系統(tǒng)應用方式61
3.2操作系統(tǒng)技術基礎62
3.2.1單道程序設計62
3.2.2多道程序設計63
3.3操作系統(tǒng)的分類64
3.3.1批處理操作系統(tǒng)64
3.3.2分時操作系統(tǒng)64
3.3.3實時操作系統(tǒng)65
3.3.4網絡操作系統(tǒng)65
3.3.5分布式操作系統(tǒng)66
3.3.6嵌入式操作系統(tǒng)66
3.4操作系統(tǒng)管理功能67
3.4.1操作系統(tǒng)管理內容67
3.4.2操作系統(tǒng)基本特性69
3.5常見計算機操作系統(tǒng)的應用69
3.5.1Windows資源管理與行命令69
3.5.2Windows操作系統(tǒng)管理應用73
3.5.3UNIX操作系統(tǒng)管理應用75
3.5.4Linux操作系統(tǒng)管理應用78
3.5.5移動智能終端操作系統(tǒng)管理應用81
3.5.6智能手機操作系統(tǒng)技術與研發(fā)81
3.5.7移動智能終端操作系統(tǒng)應用與創(chuàng)意83
3.6思考題85
第4章Office辦公自動化組件86
4.1辦公自動化及應用86
4.1.1辦公自動化概述86
4.1.2辦公自動化軟件87
4.2Microsoft Office 2010系統(tǒng)組件87
4.2.1Microsoft Office 2010系統(tǒng)特點87
4.2.2Microsoft Office 2010組件88
4.3Microsoft Office 2010應用92
4.3.1Microsoft Office 2010系統(tǒng)啟動92
4.3.2Microsoft Office智能標記93
4.4WPS Office 2009簡介93
4.5思考題97
第5章數據庫技術應用基礎98
5.1數據庫技術概述98
5.1.1數據庫技術特點98
5.1.2數據庫系統(tǒng)的組成100
5.1.3數據庫系統(tǒng)功能103
5.1.4數據庫技術應用發(fā)展103
5.2數據模型104
5.2.1數據模型105
5.2.2構建信息實體數據模型105
5.2.3構建實體聯系模型107
5.3關系運算基礎112
5.3.1關系數據定義112
5.3.2關系模型114
5.4二元實體關系轉換114
5.4.1強制性成員類115
5.4.2非強制性成員類115
5.4.3多對多的二元關系116
5.5關系運算116
5.5.1傳統(tǒng)集合運算117
5.5.2專門的關系運算118
5.6關系數據庫設計理論120
5.6.1數據庫設計理論的應用120
5.6.2數據關系的函數依賴121
5.6.3數據關系的關鍵字123
5.7關系模式的規(guī)范化124
5.7.1關系規(guī)范第一范式124
5.7.2關系規(guī)范第二范式125
5.7.3關系規(guī)范第三范式127
5.7.4關系規(guī)范BCNF范式127
5.7.5關系規(guī)范的多值函數依賴128
5.7.6關系規(guī)范第四范式131
5.8結構化查詢語言SQL133
5.8.1SQL語言的基本功能133
5.8.2SQL語言的數據檢索功能135
5.8.3SQL語言的數據更新功能138
5.8.4SQL語言對視圖的操作139
5.8.5SQL的數據控制功能142
5.8.6數據庫管理系統(tǒng)的應用 144
5.9思考題148
第6章多媒體技術及圖像處理150
6.1多媒體技術概述150
6.1.1多媒體技術應用150
6.1.2多媒體信息獲取采集151
6.1.3多媒體信息技術的研究152
6.2多媒體計算機系統(tǒng)與存儲介質152
6.3Windows Media Player應用程序153
6.3.1Windows Media Player工作界面153
6.3.2音頻與視頻播放154
6.3.3媒體庫的使用155
6.3.4翻錄音頻文件156
6.3.5添加和編輯媒體信息157
6.3.6刻錄CD盤158
6.4靜態(tài)圖像處理技術159
6.4.1位圖159
6.4.2矢量圖160
6.5圖像掃描技術161
6.6圖像文字識別與轉換163
6.7Adobe Photoshop圖像處理技術應用167
6.7.1Photoshop的工作界面167
6.7.2Photoshop工具箱168
6.7.3圖像快速調整功能170
6.7.4圖層技術應用173
6.7.5圖像選區(qū)邊界的羽化175
6.7.6濾鏡功能176
6.8Windows Movie Maker動態(tài)圖像制作技術179
6.8.1Windows Movie Maker工作界面179
6.8.2動態(tài)多媒體信息采集181
6.8.3音頻與視頻信息采集182
6.8.4多媒體文件的導入184
6.8.5編輯預覽功能185
6.8.6動態(tài)視頻集成編輯185
6.8.7剪輯項目文件的生成189
6.8.8電影剪輯合成效果文件189
6.9思考題190
第7章計算機網絡技術應用192
7.1計算機網絡技術概述192
7.1.1計算機網絡的用途192
7.1.2計算機網絡的分類193
7.1.3計算機網絡的功能195
7.1.4計算機網絡的由來與發(fā)展196
7.2計算機網絡構建197
7.2.1網絡數據通信198
7.2.2網絡傳輸方式199
7.2.3傳輸介質200
7.3計算機網絡的體系結構203
7.3.1計算機網絡分層協(xié)議203
7.3.2OSI開放系統(tǒng)互連參考模型204
7.4網絡設備205
7.4.1主機205
7.4.2通信控制處理機205
7.4.3終端205
7.4.4集中器206
7.4.5本地線路206
7.4.6網卡206
7.4.7中繼器207
7.4.8網橋207
7.4.9路由器207
7.4.10網關208
7.5局域網技術208
7.5.1以太網技術208
7.5.2環(huán)型令牌網210
7.5.3ATM高速網絡213
7.6Internet技術213
7.6.1Internet體系結構214
7.6.2TCP/IP協(xié)議215
7.6.3Internet網絡層216
7.6.4Internet傳輸層221
7.6.5Internet應用層222
7.6.6Internet信息資源222
7.7接入Internet228
7.7.1接入Internet方式228
7.7.2選擇ISP服務229
7.7.3使用瀏覽器230
7.7.4Internet網絡地址與域名233
7.7.5搜索引擎站點235
7.7.6收發(fā)電子郵件237
7.8設置Internet信息服務器240
7.8.1用IIS配置Web服務器240
7.8.2用IIS配置FTP服務器243
7.9計算機網絡標準化246
7.9.1標準化的重要性247
7.9.2網絡通信國際標準化組織247
7.10思考題248
參考文獻250