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第1章 计算机与信息社会1

1.1 信息与信息服务1

1.1.1 信息服务1

1.1.2 数据是编码的信息2

1.1.3 二进制信息编码3

1.1.4 信息编码长度4

1.1.5 信息互联网络和国际互联网4

1.1.6 计算机发展的四代历程6

1.1.7 大规模集成电路与摩尔定律7

1.1.8 微型计算机8

1.1.9 人和机器的双向互动9

1.2 数字计算机的主要特征10

1.2.1 计算机的基本组成11

1.2.2 CPU和主存储器12

1.2.3 数据——整数的二进制编码14

1.2.4 程序——汇编程序语言及高级程序语言17

1.3 国际互联网的构成19

1.3.1 局域网和广域网19

1.3.2 局域网与路由器20

1.3.3 无线网21

1.4 CPU的二进制算术运算和逻辑运算22

1.4.1 定点数与浮点数22

1.4.2 负数的表示法23

1.4.3 CPU的二进制逻辑运算26

1.5 习题27

第2章 互联网与信息共享29

2.1 互联网的历史发展29

2.2 互联网的通信协议30

2.2.1 通信协议栈30

2.2.2 网络层协议31

2.2.3 传输层协议31

2.3 互联网上的应用32

2.3.1 电子邮件收发33

2.3.2 远程文件传输33

2.3.3 网页浏览34

2.3.4 即时通信34

2.3.5 P2P文件共享34

2.4 接入互联网35

2.4.1 通过小区宽带或校园网接入互联网35

2.4.2 通过ADSL接入因特网38

2.5 组建自己的局域网39

2.6 习题42

第3章 计算机的基本组成43

3.1 计算机的硬件组成43

3.1.1 计算机的逻辑结构44

3.1.2 计算机的主要部件46

3.1.3 计算机外围设备56

3.1.4 网络计算机63

3.2 计算机的软件组成64

3.2.1 系统软件65

3.2.2 应用软件67

3.3 计算机硬件与软件的协同工作67

3.4 购买自己的计算机69

3.4.1 选择硬件69

3.4.2 安装操作系统70

3.4.3 安装应用软件70

3.5 有关计算机发展的人物和组织70

3.5.1 图灵和图灵奖70

3.5.2 冯·诺依曼71

3.5.3 计算机界具有影响力的两大国际学术组织72

3.6 习题73

第4章 信息表示与信息输入输出74

4.1 计算机能帮我们做什么74

4.1.1 阅读与写作74

4.1.2 音乐75

4.1.3 图片76

4.1.4 动画与电影76

4.1.5 游戏77

4.2 信息表示及信息输入输出78

4.2.1 二进制信息编码78

4.2.2 信息输入输出的本质79

4.2.3 计算机系统的信息交换环境81

4.3 信息的编码及其输入与输出83

4.3.1 数值的表示范围和精度83

4.3.2 指令编码84

4.3.3 声音编码及其输入与输出85

4.3.4 颜色编码及其展示87

4.3.5 图形／图像编码及其输入与输出88

4.3.6 字符编码及其输入与输出93

4.3.7 动画／影像编码105

4.3.8 基本的编码规则106

4.3.9 复杂编码106

4.4 多媒体技术107

4.4.1 多媒体技术的基本概念107

4.4.2 多媒体信息的压缩编码109

4.4.3 多媒体应用软件111

4.5 人机交互112

4.5.1 图形用户界面112

4.5.2 人机交互技术的发展114

4.6 习题116

第5章 信息存储118

5.1 存储设备的性能指标119

5.2 计算机存储系统的层次结构120

5.3 磁盘的结构与工作原理123

5.3.1 磁介质的存储原理123

5.3.2 磁盘的盘片124

5.3.3 磁盘的结构125

5.3.4 磁盘的使用128

5.4 其他存储设备129

5.4.1 磁带及磁带机129

5.4.2 光盘存储131

5.4.3 闪存技术133

5.5 习题136

第6章 CPU的信息处理137

6.1 图灵机137

6.1.1 图灵机模型137

6.1.2 图灵机计算举例139

6.1.3 计算机科学理论的发展里程碑142

6.2 指令系统142

6.2.1 指令系统简介142

6.2.2 指令编码143

6.3 中央处理器144

6.3.1 CPU的组成144

6.3.2 指令的执行146

6.3.3 程序中断147

6.4 主存储器及其与CPU的信息交换148

6.4.1 主存储器的组成148

6.4.2 存储单元及存储地址149

6.4.3 存储总线与数据传输150

6.5 习题151

第7章 计算机软件与硬件的协同工作153

7.1 计算机中的信息资源与信息服务153

7.1.1 硬件资源与软件资源153

7.1.2 资源管理和信息服务155

7.1.3 虚拟服务技术155

7.2 操作系统157

7.2.1 操作系统的主要功能和当前流行的操作系统类型157

7.2.2 CPU管理和任务管理159

7.2.3 I/O外部设备管理160

7.2.4 存储资源管理161

7.2.5 用户界面164

7.3 文件系统168

7.3.1 文件和文件夹168

7.3.2 目录结构下的文件访问171

7.3.3 硬盘的文件存储结构173

7.3.4 Windows资源管理器175

7.3.5 NTFS176

7.4 Windows操作系统的维护管理179

7.4.1 磁盘管理工具180

7.4.2 磁盘碎片整理工具181

7.4.3 视窗显示属性与高级外观设置183

7.4.4 设备管理器184

7.4.5 任务管理器与“开始”图标185

7.4.6 添加和删除程序的工具188

7.5 系统安全189

7.5.1 信息加密189

7.5.2 计算机病毒190

7.6 习题193

第8章 程序设计——入门篇195

8.1 学习程序设计五要素195

8.1.1 理解程序运行过程195

8.1.2 程序设计语言196

8.1.3 掌握一些基本的算法196

8.1.4 学习完整的解决问题的过程196

8.1.5 多做练习196

8.2 程序设计的一般过程197

8.2.1 分析问题寻求算法197

8.2.2 程序设计197

8.2.3 程序实现198

8.2.4 程序正确性检验198

8.3 程序设计语言198

8.3.1 机器语言199

8.3.2 汇编语言199

8.3.3 高级程序设计语言205

8.4 编程环境208

8.4.1 基本概念208

8.4.2 Visual C＋＋209

8.5 程序阅读理解213

8.5.1 Hello World214

8.5.2 输入输出215

8.5.3 表达式216

8.5.4 分支语句217

8.5.5 循环语句220

8.5.6 判断语句221

8.5.7 随机数222

8.6 程序书写规则224

8.6.1 变量的命名224

8.6.2 语句的层次和对齐224

8.6.3 注释225

8.6.4 写程序的一些禁忌226

8.7 习题227

第9章 程序设计——基本框架230

9.1 程序的基本框架230

9.2 标识符和关键字233

9.3 数据类型、常量和变量234

9.3.1 数据类型234

9.3.2 常量235

9.3.3 变量235

9.4 运算符和表达式239

9.4.1 运算符240

9.4.2 算术表达式240

9.4.3 关系表达式241

9.4.4 逻辑表达式241

9.4.5 位运算表达式241

9.4.6 赋值表达式242

9.4.7 条件表达式242

9.4.8 数据类型转换242

9.4.9 运算符的优先级和结合性243

9.5 语句243

9.5.1 if-else244

9.5.2 switch-case/default246

9.5.3 for248

9.5.4 while250

9.5.5 do-while251

9.5.6 break252

9.5.7 continue253

9.5.8 空语句255

9.6 控制台输入和输出255

9.6.1 数据输入255

9.6.2 数据输出256

9.6.3 一个包含输入输出语句的完整程序257

9.7 初等算法（计数、统计和数学运算等）257

9.8 习题261

第10章 程序设计——数组和结构263

10.1 数组263

10.1.1 数组的定义263

10.1.2 数组元素的赋值264

10.1.3 数组的访问和遍历264

10.1.4 例题265

10.1.5 数组使用中的注意事项270

10.1.6 多维数组270

10.2 结构273

10.2.1 结构类型和结构类型变量的定义273

10.2.2 结构类型变量的访问与赋值276

10.2.3 例题276

10.2.4 结构使用中的注意事项278

10.3 指针278

10.3.1 指针的概念、定义和使用278

10.3.2 指向结构和数组元素的指针279

10.3.3 指针的加减法运算280

10.3.4 指针应用的例子281

10.4 字符串281

10.4.1 字符数组、字符串和字符指针281

10.4.2 字符串变量的初始化及输入输出282

10.4.3 常用的字符串处理函数284

10.4.4 字符串应用的例子285

10.5 动态数组286

10.5.1 动态数组的申请286

10.5.2 动态数组的访问与赋值287

10.5.3 动态数组空间的释放288

10.5.4 内存分配释放的注意事项288

10.5.5 使用动态数组的例子289

10.6 文件的输入输出292

10.6.1 创建文件292

10.6.2 打开和关闭文件292

10.6.3 从文件中读入数据293

10.6.4 将数据写入文本文件294

10.6.5 格式化文件输入输出294

10.6.6 格式化文件输入输出例题296

10.7 排序297

10.7.1 起泡排序297

10.7.2 插入排序298

10.7.3 查找299

10.7.4 顺序查找299

10.7.5 二分法查找300

10.8 习题301

第11章 程序设计——函数304

11.1 函数304

11.1.1 函数的定义304

11.1.2 函数的调用305

11.1.3 参数传递和返回值306

11.1.4 传值306

11.1.5 传地址308

11.1.6 返回值308

11.1.7 全局变量和局部变量310

11.2 模块化程序设计思想（问题分解与抽象）312

11.3 递归314

11.3.1 函数的递归调用314

11.3.2 用递归的思想解决问题314

11.4 样例程序317

11.5 习题320

第12章 问题分析与算法设计323

12.1 算法的效率323

12.1.1 二分搜索323

12.1.2 选择排序和插入排序326

12.2 计算复杂性327

12.2.1 可计算与计算复杂性327

12.2.2 时间复杂性328

12.2.3 O符号329

12.2.4 算法的时间复杂性分析330

12.2.5 算法的空间复杂性330

12.3 问题分析与算法优化331

12.3.1 完全平方数331

12.3.2 约瑟夫问题332

12.3.3 哥德巴赫猜想337

12.4 递归340

12.5 动态规划343

12.6 回溯346

12.7 习题350

参考文献351