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本书以提高高等学校大学生计算与信息化素养为目标，结合高等学校信息素质教育指导要求，全面介绍了计算与信息化素养的相关知识和相关技能。全书共8章，包括计算机系统、信息表示、信息传输、信息安全、数据管理、信息检索、计算思维与算法、信息新技术，旨在帮助学生了解信息技术的发展趋势，提升信息素养水平，学会借助计算机及网络平台进行信息表示、信息检索、信息存储和信息处理的方法，有助于学生形成计算思维，充分利用现有的计算机知识解决专业中的实际问题。 本书条理清楚，内容丰富，实用性强，语言通俗易懂，并配有生动有趣的案例，既注重理论知识与科学思想的介绍，又注重应用技能的培养，展现信息素养在各方面的具体应用。 本书既可作为高等学校本科生信息素养课程的教材，也可作为社会各界人士的参考用书，以便了解信息，有效利用信息，综合使用计算机知识，实现对信息资源的组织、存储、检索、维护和共享。

第1章计算机系统1

1.1计算机系统概述1

1.1.1认识计算机1

1.1.2计算机的发展6

1.1.3计算机的应用10

1.2计算机系统的组成及工作原理12

1.2.1计算机系统的组成12

1.2.2计算机系统的工作原理13

1.3计算机硬件系统15

1.3.1中央处理器16

1.3.2内存储器17

1.3.3外存储器19

1.3.4输入输出设备22

1.3.5主板26

1.4计算机软件系统27

1.4.1系统软件27

1.4.2应用软件31

1.5本章小结32

1.6习题32

第2章信息表示35

2.1信息与信息处理35

2.1.1信息35

2.1.2信息技术36

2.1.3信息素养36

2.1.4信息处理37

2.2数制和数制转换38

2.2.1数制转换概述38

2.2.2数制39

2.2.3数制转换39

2.3信息表示42

2.3.1数值的表示42

2.3.2字符的表示45

2.3.3汉字的表示46

2.3.4图形图像的表示47

2.3.5声音的表示51

2.4本章小结54

2.5习题54

第3章信息传输56

3.1计算机网络56

3.1.1计算机网络的定义56

3.1.2计算机网络的分类57

3.1.3计算机网络的性能61

3.1.4计算机网络的组成63

3.1.5网络体系结构64

3.1.6常见网络设备68

3.2因特网72

3.2.1因特网概述72

3.2.2网络编址74

3.3因特网服务78

3.3.1万维网79

3.3.2文件传输服务81

3.3.3电子邮件84

3.3.4信息检索86

3.3.5即时通信服务88

3.4移动通信88

3.4.1移动通信技术88

3.4.2移动通信的未来91

3.5本章小结91

3.6习题92

第4章信息安全94

4.1信息安全概述94

4.1.1信息安全的内涵94

4.1.2恶意代码95

4.1.3常见信息安全问题98

4.1.4防护策略101

4.2信息安全技术104

4.2.1数据加密104

4.2.2数字签名106

4.2.3数字信封108

4.2.4数字证书109

4.3信息安全法律法规及道德规范112

4.3.1网络带来的社会问题112

4.3.2信息安全道德规范113

4.3.3信息安全法律法规114

4.4本章小结116

4.5习题116

第5章数据管理119

5.1数据库技术119

5.1.1数据库技术概述119

5.1.2数据库体系结构122

5.1.3数据模型123

5.1.4关系模型128

5.2数据库的建立130

5.2.1Access快速入门130

5.2.2创建数据库135

5.2.3创建数据表136

5.2.4建立表间的关联145

5.3数据库的查询148

5.3.1查询概述148

5.3.2使用查询设计创建查询149

5.3.3操作查询153

5.3.4使用查询向导创建查询156

5.4SQL160

5.4.1SQL概述160

5.4.2SQL查询161

5.4.3SQL的数据定义164

5.4.4SQL的数据操纵166

5.5数据库设计168

5.5.1数据库设计方法简述168

5.5.2数据库设计步骤169

5.6本章小结172

5.7习题172

第6章信息检索175

6.1信息检索的基本概念175

6.1.1信息检索的定义175

6.1.2信息检索的作用175

6.1.3信息检索的类型175

6.1.4信息检索的要素178

6.2信息检索的方法和步骤178

6.2.1信息检索的主要方法178

6.2.2信息检索的一般步骤179

6.3常用学术信息源检索183

6.3.1全文数据库183

6.3.2文摘索引型数据库193

6.3.3引文数据库195

6.3.4学术搜索引擎196

6.4常用开放信息源检索198

6.4.1网络公开课198

6.4.2慕课平台198

6.4.3综合搜索引擎199

6.5本章小结200

6.6习题200

第7章计算思维与算法202

7.1概述202

7.1.1计算思维202

7.1.2算法203

7.2算法策略205

7.2.1穷举法205

7.2.2递归法206

7.2.3分治法206

7.2.4动态规划法207

7.2.5回溯法208

7.2.6贪心法209

7.3排序算法210

7.3.1冒泡排序210

7.3.2快排序211

7.4查找算法212

7.4.1顺序查找213

7.4.2二分查找213

7.5本章小结215

7.6习题215

第8章信息新技术217

8.1云计算217

8.1.1云计算概述217

8.1.2云计算关键技术219

8.1.3云应用221

8.2物联网224

8.2.1物联网概述224

8.2.2物联网的技术架构225

8.2.3物联网的应用226

8.3大数据228

8.3.1大数据概述228

8.3.2大数据的技术架构230

8.3.3大数据的应用231

8.3.4大数据的未来232

8.4人工智能234

8.4.1人工智能概述234

8.4.2人工智能的技术特征236

8.4.3人工智能的应用238

8.5本章小结241

8.6习题242

附录ASCII码表244

参考文献245

陈志泊教授，博士生导师，北京林业大学信息学院院长，北京市高等学校教学名师。主要研究方向为数据库技术、大数据技术、生态监测大数据分析等。主编教材20多部，其中4部入选规划教材、2部为北京市精品教材。

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编辑推荐

计算机通识课教材，内容包括计算机系统、信息表示、信息传输、信息安全、数据管理、信息检索、计算思维与算法、信息新技术。

前言

大学生计算与信息化素养信息世界变化迅猛，计算机应用领域不断扩大，信息素养和有关理念不断变化更新。信息素养是包含信息的知识技能和思维意识的复合能力。作为当代大学生，必须了解信息技术的发展趋势，提升信息素养水平，学会利用计算机及网络平台进行信息表示、信息检索、信息存储和信息处理的方法，能借助所学的计算机知识解决专业中的实际问题，为后续的专业学习打好基础。培养信息素养作为一项高校教育改革任务，才能得到体现和落实。

本书在各章节内容的选取和组织上进行了合理的安排。各章节既有一定的独立性，又能自然衔接。读者可按教材的自然顺序学习，也可以根据实际情况挑选需要的章节作为参考。教师在使用本书进行教学时，可依照教学进度与需求方便地选取教学内容。全书共分为8章，主要内容包括计算机系统、信息表示、信息传输、信息安全、数据管理、信息检索、计算思维与算法、信息新技术。

本书结合提高大学生计算与信息素养的目标，有以下几个特点。

（1） 引入信息素养的新理念，是本书的编写思路，也是本书的一个重要特色。

（2） 在内容和形式上与同类教材相比有较大创新，增加了文献检索、计算思维与算法、信息新技术等内容，以帮助读者提升学习和科研的效率，建立计算思维，了解计算机学科的前沿技术，开拓视野。

（3） 更加适合计算机初学者学习计算机基础知识与信息化基础知识，本书从介绍基本概念入手，内容丰富、取材新颖、条理清楚，讲解循序渐进，易于读者学习和掌握。

（4） 每章配有丰富的习题，帮助读者对所学知识点的掌握和巩固。

（5） 编者均为长期从事高校计算机教学的一线教师，具有丰富的教学实践经验，对计算机教学改革与教材建设富有创新的思路。

本书可作为高等学校非计算机专业大学生的计算机类公共基础课的教材，也可供计算机领域的广大科技工作者学习参考。

本书由陈志泊担任主编、李群担任副主编，参与编写的还有蔡娟、韩慧、孙俏。

本书的编写过程中得到了许多专家及同行的指导和帮助，还有清华大学出版社的编辑为本书出版付出了辛勤的劳动，在此，我们一并表示诚挚的谢意！

希望读者朋友们能从本书中有所受益，欢迎读者反馈和建议。本书如有不足，敬请批评指正！

编者2021年6月

书籍介绍

　　《大学生计算与信息化素养/高等学校计算机基础教育教材精选》以提高高等学校大学生计算与信息化素养为目标，结合高等学校信息素质教育指导要求，全面介绍了计算与信息化素养的相关知识和相关技能。全书共8章，包括计算机系统、信息表示、信息传输、信息安全、数据管理、信息检索、计算思维与算法、信息新技术，旨在帮助学生了解信息技术的发展趋势，提升信息素养水平，学会借助计算机及网络平台进行信息表示、信息检索、信息存储和信息处理的方法，有助于学生形成计算思维，充分利用现有的计算机知识解决专业中的实际问题。　　《大学生计算与信息化素养/高等学校计算机基础教育教材精选》条理清楚，内容丰富，实用性强，语言通俗易懂，并配有生动有趣的案例，既注重理论知识与科学思想的介绍，又注重应用技能的培养，展现信息素养在各方面的具体应用。　　《大学生计算与信息化素养/高等学校计算机基础教育教材精选》既可作为高等学校本科生信息素养课程的教材，也可作为社会各界人士的参考用书，以便了解信息，有效利用信息，综合使用计算机知识，实现对信息资源的组织、存储、检索、维护和共享。　　《大学生计算与信息化素养/高等学校计算机基础教育教材精选》以提高高等学校大学生计算与信息化素养为目标，结合高等学校信息素质教育指导要求，全面介绍了计算与信息化素养的相关知识和相关技能。　　《大学生计算与信息化素养/高等学校计算机基础教育教材精选》共8章，包括计算机系统、信息表示、信息传输、信息安全、数据管理、信息检索、计算思维与算法、信息新技术，旨在帮助学生了解信息技术的发展趋势，提升信息素养水平，学会借助计算机及网络平台进行信息表示、信息检索、信息存储和信息处理的方法，有助于学生形成计算思维，充分利用现有的计算机知识解决专业中的实际问题。　　《大学生计算与信息化素养/高等学校计算机基础教育教材精选》条理清楚、内容丰富，实用性强、语言通俗易懂、并配有生动有趣的案例，既注重理论知识与科学思想的介绍，又注重应用技能的培养，展现信息素养在各方面的具体应用。　　《大学生计算与信息化素养/高等学校计算机基础教育教材精选》既可作为高等学校本科生信息素养课程的教材，也可作为社会各界人士的参考用书，以便了解信息，有效利用信息，综合使用计算机知识，实现对信息资源的组织、存储、检索、维护和共享。　　陈志泊，男，博士，教授，博士生导师，现任北京林业大学信息学院院长，计算机科学与技术学科负责人。主要研究方向为数据库技术、大数据技术与人工智能、“互联网+”生态站等。兼任北京市高等教育学会计算机教育研究分会副理事长、全国高等学校计算机教育研究会常务理事、全国高等院校计算机基础教育研究会常务理事、中国计算机学会（CCF）高级会员等职务。获教育部霍英东教育基金会第八届优秀青年教师奖，2012年被评为第八届北京市高等学校教学名师。以主持人获北京市教学成果二等奖1项，校级教学成果一等奖4项，“数据库系统”课程获2020年北京优质本科课程，“数据库”课程获全国生态文明信息化教学成果一等奖。主编和编写教材20余部，其中4部入选国家级规划教材、2部被评为北京市精品教材。