電腦導論

张珏（1986-12），女，汉，湖南湘潭人，硕士研究生，副教授，现湖南铁道职业技术学院信息技术专任教师，研究方向现代信息技术教育，已公开发表省级期刊论文14篇，主持省市级课题共7项，横向课题2项，已获专利软著等知识产权共10件，教材主编1本。

單元1　電腦基礎知識　1

分析思考　1

學習領會　2

1.1　概述　2

1.1.1　電腦的概念　2

1.1.2　電腦的發展簡史　2

1.1.3　電腦的發展趨勢　4

1.1.4　電腦與現代電腦的特點　6

1.1.5　電腦的分類　7

1.1.6　電腦的應用領域　8

1.1.7　電腦硬件系統的基本組成　9

1.1.8　電腦的基本工作原理　10

1.2　電腦中數據的表示與編碼　12

1.2.1　數制及其轉換　12

1.2.2　數據單位　16

1.2.3　電腦中數值型數據的表示方法　17

1.2.4　電腦中字符型數據的表示方法　18

1.2.5　電腦中漢字的表示方法　21

1.2.6　電腦中的靜態圖像　23

1.2.7　電腦中動態數據及編碼　24

1.2.8　電腦中二進制數的基本運算　24

1.3　電腦多媒體基礎　27

1.3.1　多媒體概述　28

1.3.2　多媒體關鍵技術　29

1.3.3　多媒體技術的主要特性　30

操作訓練　31

【操作訓練1-1】區分漢字的不同編碼　31

【操作訓練1-2】二進制數的邏輯運算　31

【操作訓練1-3】使用“計算器”進行數制轉換　31

練習測試　32

單元2　電腦硬件基礎　34

分析思考　34

學習領會　35

2.1　電腦的體系結構　35

2.1.1　馮 諾依曼結構與哈佛結構　35

2.1.2　電腦體系結構的發展　36

2.2　微型電腦主機的基本組成　37

2.3　電腦輸入/輸出設備　44

2.3.1　輸入/輸出設備　44

2.3.2　電腦的輸入設備　45

2.3.3　電腦的輸出設備　46

2.4　微型電腦的各種硬件接口與埠　47

2.4.1　微型電腦的硬件接口　47

2.4.2　微型電腦的埠　50

2.5　微型電腦的主要性能指標　52

操作訓練　53

【操作訓練2-1】按正確順序開機與關機　53

【操作訓練2-2】熟悉電腦基本操作規範與正確使用電腦　54

【操作訓練2-3】熟悉筆記本電腦使用的註意事項　54

練習測試　55

單元3　電腦軟件基礎　57

分析思考　57

學習領會　57

3.1　電腦軟件概述　57

3.2　電腦軟件的類型　59

3.2.1　系統軟件　59

3.2.2　應用軟件　60

3.3　操作系統概述　61

3.3.1　操作系統的基本概念　61

3.3.2　操作系統的基本功能　61

3.3.3　操作系統的類型　62

3.3.4　典型操作系統介紹　64

3.3.5　國產操作系統的發展與現狀　65

3.4　Windows操作系統的使用　68

3.4.1　硬盤分區和磁盤格式化　68

3.4.2　文件夾與文件　68

3.4.3　路徑　70

3.5　常用應用軟件　70

3.5.1　常用應用軟件概述　70

3.5.2　常用應用軟件簡介　71

操作訓練　76

【操作訓練3-1】啟動與退出Windows　10　76

【操作訓練3-2】“電腦”窗口功能區及菜單的基本操作　77

【操作訓練3-3】啟動和退出WPS　79

【操作訓練3-4】WPS輸出PDF格式的文檔　80

【操作訓練3-5】使用ACDSee瀏覽圖片　80

練習測試　82

單元4　程序設計與數據結構基礎　84

分析思考　84

學習領會　85

4.1　算法初步　85

4.1.1　算法的概念　85

4.1.2　算法的特性　87

4.1.3　比較算法和程序　87

4.1.4　算法的描述方法　88

4.1.5　算法優劣的評價標準　90

4.1.6　經典算法簡介　91

4.2　程序設計基礎　92

4.2.1　程序設計概述　92

4.2.2　程序設計語言概述　92

4.2.3　程序設計語言的基本類型　92

4.2.4　常見的高級程序設計語言　94

4.2.5　程序設計的基本過程　95

4.2.6　程序設計的基本方法　96

4.2.7　良好的程序設計風格　97

4.2.8　程序設計質量評價　97

4.3　Python語言程序設計　98

4.3.1　Python程序的運行　98

4.3.2　Python的基礎語法　99

4.3.3　Python 3的基本數據類型　100

4.3.4　Python運算符及其應用　101

4.3.5　Python程序流程控制　104

4.4　數據和數據結構概述　107

4.4.1　數據結構的基本概念　108

4.4.2　數據的基本運算　109

4.5　典型的數據結構　109

操作訓練　111

【操作訓練4-1】使用IDLE編寫簡單的Python程序　111

【操作訓練4-2】計算並輸出購買商品的實付總額　112

【操作訓練4-3】用戶登錄時判斷密碼是否正確　113

練習測試　113

單元5　數據庫技術基礎　115

分析思考　115

學習領會　120

5.1　數據庫技術概述　120

5.1.1　數據庫技術的相關概念　120

5.1.2　數據管理技術的發展　122

5.1.3　數據模型　124

5.2　數據庫系統　126

5.2.1　數據庫系統的發展階段　126

5.2.2　數據庫系統的組成結構　126

5.2.3　數據庫系統的三級模式結構　128

5.2.4　幾種新型的數據庫系統　130

5.3　數據庫管理系統　133

5.3.1　數據庫管理系統的功能　133

5.3.2　常用的數據庫管理系統產品介紹　134

5.3.3　國產數據庫管理系統簡介　136

5.4　關系數據庫　137

5.4.1　關系的基本運算　137

5.4.2　關系數據庫概述　138

5.4.3　關系數據庫的相關概念　139

5.4.4　關系模型的規範化與範式　141

5.5　結構查詢語言　143

5.5.1　數據表的概念　143

5.5.2　結構查詢語言的概念　143

5.5.3　結構查詢語言的特點　144

5.5.4　結構查詢語言的類型與功能　144

5.6　非關系數據庫　146

5.6.1　非關系數據庫的優缺點　147

5.6.2　非關系數據庫的類型　147

5.7　數據庫設計基礎　147

5.7.1　數據庫設計的基本原則　148

5.7.2　數據庫設計的基本步驟　148

操作訓練　149

【操作訓練5-1】從數據表中獲取指定的數據　149

【操作訓練5-2】設計人力資源管理系統的數據庫　150

練習測試　153

單元6　電腦網絡技術基礎　156

分析思考　156

學習領會　157

6.1　電腦網絡概述　157

6.1.1　電腦網絡的概念　157

6.1.2　電腦網絡的常用術語　158

6.1.3　電腦網絡的性能參數　161

6.1.4　電腦網絡的主要功能　162

6.1.5　電腦網絡的典型應用　162

6.1.6　電腦網絡的傳輸介質　163

6.2　電腦網絡的類型　165

6.3　電腦網絡的拓撲結構　167

6.4　電腦網絡體系結構與協議　172

6.4.1　網絡協議的概念　172

6.4.2　電腦網絡的分層結構　173

6.4.3　TCP/IP　176

6.5　局域網基礎知識　177

6.5.1　局域網的基本概念　177

6.5.2　局域網的主要特點　177

6.5.3　局域網的基本組成　178

6.5.4　局域網的常見技術　179

6.6　電腦網絡的基本組成與常用的網絡設備　181

6.7　互聯網基礎知識　185

6.7.1　互聯網的基本概念　185

6.7.2　互聯網在我國的發展歷程　185

6.7.3　互聯網的常用服務　186

6.7.4　互聯網的主要應用　188

6.7.5　IP地址與DNS　188

6.7.6　接入互聯網的方式　195

6.7.7　瀏覽器簡介與使用　197

6.7.8　搜索引擎簡介　199

6.8　虛擬專用網絡　200

6.8.1　VPN技術的出現背景　200

6.8.2　什麽是VPN技術　201

6.8.3　VPN的主要優勢　201

6.8.4　VPN的關鍵技術　202

操作訓練　202

【操作訓練6-1】製作合格的網線　202

【操作訓練6-2】通過手機配置無線路由器　204

【操作訓練6-3】通過Wi-Fi接入互聯網　206

練習測試　207

單元7　軟件工程基礎　209

分析思考　209

學習領會　211

7.1　軟件工程的概念　211

7.1.1　軟件工程的概念　211

7.1.2　軟件生命周期　211

7.2　軟件體系結構的模型　212

7.3　軟件開發模型　213

7.4　軟件開發方法　216

7.4.1　生命周期法　217

7.4.2　原型法　217

7.4.3　結構化方法　217

7.4.4　模塊化方法　217

7.4.5　面向對象方法　217

7.4.6　可視化方法　218

7.5　軟件過程和項目管理　218

7.5.1　軟件過程　218

7.5.2　軟件工程過程　219

7.5.3　項目管理　219

7.6　軟件測試　220

7.6.1　軟件測試的概念　220

7.6.2　軟件測試的目的和原則　220

7.6.3　軟件測試流程　222

操作訓練　223

【操作訓練7-1】認知軟件系統用戶登錄模塊的UML圖　223

【操作訓練7-2】對Windows操作系統自帶的計算器的功能和界面進行測試　225

練習測試　227

單元8　電腦信息系統安全基礎　229

分析思考　229

學習領會　230

8.1　電腦安全基礎　230

8.1.1　基本概念界定　230

8.1.2　電腦信息系統安全涉及的內容　233

8.1.3　電腦信息系統安全面臨的主要潛在威脅　234

8.1.4　影響電腦信息安全的主要因素　237

8.1.5　電腦網絡攻擊的常用手段及方式　237

8.1.6　常用的安全防禦技術　239

8.2　電腦病毒及其防治　242

8.2.1　電腦病毒的概念　242

8.2.2　電腦病毒的特徵　242

8.2.3　電腦病毒的傳播途徑　243

8.2.4　電腦病毒的危害　243

8.2.5　網絡反病毒技術　244

8.2.6　電腦病毒的查殺與防治　245

8.3　反黑客技術基礎　246

8.3.1　電腦黑客的概念　246

8.3.2　電腦黑客的主要攻擊方式　246

8.3.3　電腦黑客攻擊的防範　248

8.4　防火牆技術基礎　249

8.4.1　防火牆的基本概念　250

8.4.2　防火牆的功能　250

8.4.3　防火牆的應用場景　252

8.5　入侵檢測技術基礎　253

8.5.1　入侵檢測的概念　253

8.5.2　入侵檢測系統的功能　253

8.5.3　入侵檢測過程　254

8.6　數據加密技術基礎　254

8.6.1　數據加密概述　254

8.6.2　密鑰的類型　255

8.7　安全認證技術基礎　256

8.7.1　消息鑒別　256

8.7.2　數字簽名　256

8.7.3　PKI　256

操作訓練　257

【操作訓練8-1】優化賬戶密碼　257

【操作訓練8-2】防治電腦病毒　257

【操作訓練8-3】有效防範網絡攻擊　258

練習測試　258

單元9　電腦職業道德　260

分析思考　260

學習領會　261

9.1　電腦職業道德概述　261

9.1.1　職業道德的基本範疇　261

9.1.2　電腦職業道德的基本概念　262

9.1.3　電腦職業道德教育的重要性　262

9.1.4　電腦協會道德與職業行為準則　263

9.1.5　電腦從業人員的職業道德準則　264

9.1.6　網絡道德建設　265

9.1.7　電腦用戶的基本道德規範　266

9.2　知識產權　267

9.2.1　知識產權的概念　267

9.2.2　軟件知識產權　268

9.2.3　軟件盜版　268

9.3　安全與隱私　269

9.3.1　隱私權和網絡隱私權　269

9.3.2　侵害他人隱私權的常見行為　270

9.3.3　侵犯網絡隱私權的行為　270

9.3.4　個人信息安全的基本原則　270

9.3.5　個人信息的合法處理　272

9.3.6　避免在網絡上泄露隱私的方法　272

9.4　電腦犯罪概述　273

9.4.1　電腦犯罪的概念　273

9.4.2　電腦犯罪的基本類型　273

9.4.3　電腦犯罪的主要特點　274

操作訓練　275

【操作訓練9-1】識別盜版軟件　275

【操作訓練9-2】網絡犯罪危機預防與應對　275

練習測試　276

單元10　新一代信息技術基礎　277

分析思考　277

學習領會　278

10.1　雲計算技術基礎　278

10.1.1　雲計算的基本概念　278

10.1.2　雲計算的主要特點　280

10.1.3　雲計算的服務類型　281

10.1.4　主流雲服務商及其產品　283

10.1.5　雲計算的部署模式　284

10.2　大數據技術基礎　285

10.2.1　大數據的基本概念　285

10.2.2　大數據的基本特徵　285

10.2.3　大數據的關鍵技術　286

10.2.4　大數據技術的典型應用領域　288

10.3　物聯網技術基礎　289

10.3.1　物聯網的發展　289

10.3.2　物聯網的概念　290

10.3.3　物聯網的主要特徵　290

10.3.4　物聯網系統的體系結構　291

10.3.5　物聯網的相關技術　292

10.3.6　物聯網技術的應用領域與常用應用場景　294

10.4　人工智能技術基礎　297

10.4.1　人工智能的概念　297

10.4.2　人工智能的發展趨勢　298

10.4.3　人工智能的主要研究方向　299

10.4.4　人工智能技術的應用領域　300

操作訓練　300

【操作訓練10-1】大數據在營銷領域的應用　300

【操作訓練10-2】典型物聯網應用系統的安裝與配置　301

練習測試　304

參考文獻　306