大学计算机基础（第2版）

　　本书兼顾计算机科学基础知识和计算思维，以计算思维相关内容为主，将信息表示、计算机系统、操作系统、网络、多媒体技术等知识穿插进来，选择Python作为计算实践的语言，内容更偏重于如何应用计算思维解决各领域问题，各领域包括计算机科学领域。实践内容将在授课内容的基础上进行拓展，并要求学生运用Python及相关的配套库进行问题求解练习。最终，通过应用问题求解的讲授和实践，培养学生在理解计算机系统的基础上，主动在各自专业学习中利用计算思维的方法和技能，进行问题求解的能力，并能动手解决具有一定难度的实际问题。　本书内容丰富，语言浅显易懂，案例驱动，概念清晰，实用性强，适合作为高等学校计算机基础课程的教材，也可以作为计算机培训、计算机等级考试和计算机初学者的参考书。

　　李暾男，博士，副教授，毕业于国防科技大学计算机科学与技术专业。长期从事计算机专业相关课程教学与研究工作，承担了“大学计算机基础”“计算机程序设计”“离散数学”“软件体系结构与设计”等课程的授课任务。在微处理器设计验证、卫星综合电子系统等方面发表论文50余篇，他引160余次。在ACM*教学会议ITiCSE、《计算机教育》等会议和期刊发表教学论文10余篇，进入EI检索3篇。

目录大学计算机基础(第2版)第1章计算与社会11.1计算概论11.2计算装置发展简史41.2.1机械式计算装置41.2.2图灵机和图灵71.2.3现代电子计算机91.2.4计算机的发展趋势121.3计算技术的应用131.4信息化社会与人181.5小结201.6习题20第2章Python简介212.1引言212.2Python基本元素222.2.1对象、表达式和数值类型222.2.2变量和赋值242.3分支语句252.4str类型与输入272.5循环282.6内置数据结构292.6.1列表292.6.2元组322.6.3字典332.7函数332.8面向对象基础362.9Python编程示例——模拟图灵机40大学计算机基础(第2版)目录2.10小结442.11习题44第3章计算思维与计算机问题求解473.1计算思维483.1.1计算思维简介483.1.2一个例子——混沌现象493.2计算机问题求解503.2.1基本步骤513.2.2Eratosthenes的筛子513.3算法、数据结构与程序543.3.1算法543.3.2数据结构563.3.3程序583.4算法设计593.4.1算法设计基础593.4.2算法设计常用策略603.4.3算法示例613.4.4算法复杂度663.5程序设计语言683.5.1程序设计语言及其分类693.5.2Python实现编译器示例713.6软件开发方法及示例743.6.1软件开发方法743.6.2结构化程序设计示例763.7小结793.8习题80第4章信息编码及数据表示824.1信息论基础834.2进制854.2.1进制的概念854.2.2二进制864.2.3八进制和十六进制894.2.4二进制与八进制、十六进制之间的转换894.3数字电路及模拟904.3.1逻辑门的建模与模拟914.3.2加法器建模与模拟944.3.3存储电路建模与模拟964.4计算机数值表示984.4.1计算机码制994.4.2定点数和浮点数1014.5信息的数字化1034.5.1数值的数字化1034.5.2字符的数字化1054.5.3汉字编码1074.5.4Ｕｎｉｃｏｄｅ码1084.6信息处理示例——加解密1094.6.1RSA加密原理1094.6.2RSA的Python实现1104.7小结1144.8习题114第5章计算机系统组成与结构1185.1概述1195.1.1计算机硬件系统的结构1195.1.2计算机软件1215.2中央处理器1225.2.1CPU的结构1225.2.2指令系统1235.2.3CPU的工作过程1255.2.4CPU高级话题1265.3存储系统1285.3.1主存储器系统1295.3.2辅存储器系统1315.3.3高速缓存1335.4总线1345.5输入输出系统1355.5.1系统结构与控制1355.5.2常见的输入输出设备1375.6Python构建冯·诺依曼体系结构模拟器1405.7计算机软件概述1445.7.1软件与软件的组成1445.7.2软件的特点1455.7.3几类常用的软件1465.7.4软件的安全与保护1495.8小结1495.9习题150第6章操作系统1526.1概述1536.1.1操作系统发展简史1536.1.2操作系统基础1556.1.3常用的操作系统1566.2进程管理1586.2.1进程与程序1586.2.2进程状态1606.2.3进程管理与调度1616.2.4利用Python查看进程信息1636.3存储管理1656.3.1存储管理概述1656.3.2存储管理方式1676.3.3利用Python查看系统存储信息1706.4文件管理1726.4.1文件与文件系统1726.4.2文件组织结构1746.4.3目录与文件控制块1756.4.4文件存储空间管理1776.4.5Python文件操作1786.5设备管理1806.5.1设备管理基础1806.5.2输入输出软件系统1816.6用户接口1836.7操作系统的加载1856.8小结1866.9习题186第7章计算机网络及应用1887.1计算机网络基础1897.1.1计算机网络的发展历史1897.1.2计算机网络的分类1917.1.3计算机网络体系结构与协议1927.1.4计算机网络传输介质及设备1977.2局域网1997.2.1局域网概述1997.2.2介质访问控制协议2007.2.3以太网2037.3Internet基础2047.3.1Internet概述2047.3.2TCP/IP协议2067.3.3PythonTCP/IP网络编程2117.4Internet应用2157.4.1万维网2157.4.2电子邮件2187.4.3文件传输2197.4.4搜索引擎2207.4.5Python编程发送电子邮件2217.5无线网络2227.6物联网2257.7Python案例——抓取网页2277.8小结2327.9习题232第8章数据库技术应用基础2338.1概述2338.1.1数据管理发展简史2358.1.2数据库的基本概念2358.1.3数据库技术管理数据的主要特征2378.1.4数据库的应用2388.2数据模型2408.2.1概念模型2418.2.2逻辑模型2458.2.3ER模型到关系模型的转化2498.3数据库管理系统2498.3.1数据库管理系统的功能2508.3.2常见数据库管理系统软件2518.4Python数据库程序设计示例2538.5数据分析示例2558.6小结2608.7习题260第9章多媒体技术基础2629.1概述2639.1.1多媒体的基本概念2639.1.2多媒体计算机系统组成2649.1.3多媒体技术的主要应用2669.2数字音频2679.2.1声音的数字化2679.2.2数字音频的技术指标2689.2.3数字音频处理2699.2.4常用音频文件格式2719.3数字图像处理技术2729.3.1图像的颜色2729.3.2图像的数字化2749.3.3数字图像的属性2759.3.4位图与矢量图2769.3.5图像的加工处理2779.3.6常用图像文件格式2789.3.7Python绘制分形图形2799.4视频和动画技术2829.4.1视频基础2829.4.2常用视频文件格式2839.4.3计算机动画概述2839.4.4动画文件格式2849.5多媒体数据压缩2849.5.1概述2849.5.2数据压缩标准2879.5.3数据压缩示例及Python实现2879.6Python示例——生成验证码2939.7小结2949.8习题294第10章计算机发展新技术29710.1高性能计算29810.1.1高性能计算的含义及意义29810.1.2高性能计算的关键技术29910.1.3高性能计算的典型应用30310.1.4高性能计算的发展挑战30310.2云计算与大数据30510.2.1云计算30510.2.2大数据30710.3人工智能30910.3.1人工智能的基本概念与发展历程30910.3.2搜索31010.3.3知识表示与推理31110.3.4机器学习31310.3.5智能控制31610.4新型计算技术31710.4.1量子计算31710.4.2光计算31810.4.3生物计算31810.5小结31910.6习题320参考文献321