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編輯推薦: |
熊江、吴元斌、赵永建主编的《大学计算机基础教程》是根据大学计算机基础教学大纲编写的计算机应用基础教材。主要内容包括计算机概述、计算机硬件组成、操作系统、计算机网络、Word
2010、Excel 2010、PowerPoint 2010、程序设计与软件开发、数据库、多媒体技术和常用工具软件等。
本书适用于计算机及相关专业本科生的基础教育,方便学生自学、自测之用。
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內容簡介: |
《大学计算机基础教程》是根据大学计算机基础教学大纲编写的计算机应用基础教材。主要内容包括计算机概述、计算机硬件组成、操作系统、计算机网络、Word 2010、Excel 2010、PowerPoint 2010、程序设计与软件开发、数据库、多媒体技术和常用工具软件等。
《大学计算机基础教程》根据普通高等学校非计算机专业学生的认知特点,从计算机最基本的操作入手,引导学生由浅入深、循序渐进地学习。内容丰富全面,通俗易懂,实用性和可操作性强。课后实验内容在演示操作示例的基础上得到了提高和综合,注重培养学生应用计算机进行学习、工作及解决实际问题的能力。
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为了便于教与学,与《大学计算机基础教程》配套的《大学计算机基础实验教程》与《大学计算机基础教程》同时出版。
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關於作者: |
熊江、吴元斌、赵永建、王自全、鄢沛、罗卫敏、朱丙丽、刘井波、阮玲英、钟静、刘华成
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目錄:
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前言
第1章 计算机概述
1.1 计算机的来源
1.1.1 计算机的发展
1.1.2 微型计算机的发展
1.1.3 计算机的分类
1.1.4 计算机的特点
1.2 硬件系统
1.2.1 冯·诺依曼结构
1.2.2 各部分的主要功能
1.2.3 计算机的工作过程
1.3 软件系统
1.3.1 软件的概念
1.3.2 软件的分类
1.3.3 程序设计语言
1.4 计算机中信息的表示
1.4.1 进位计数制
1.4.2 数制之间的转换关系
1.4.3 字符编码
1.5 计算机的应用与发展趋势
1.5.1 计算机的应用领域
1.5.2 计算机的发展趋势
习题
第2章 计算机硬件组成
2.1 计算机硬件系统组成
2.2 中央处理器
2.2.1 CPU的组成
2.2.2 运算器
2.2.3 控制器
2.2.4 CPU的性能指标
2.3 存储器
2.3.1 内存
2.3.2 Cache
2.3.3 外存
2.4 输入设备
2.4.1 键盘
2.4.2 鼠标器
2.4.3 其他输入设备
2.5 输出设备
2.5.1 显示器
2.5.2 打印机
2.5.3 绘图仪
2.6 总线
2.6.1 总线的分类
2.6.2 总线标准
习题
第3章 操作系统
3.1 操作系统概述
3.1.1 操作系统的功能
3.1.2 操作系统的发展与分类
3.1.3 操作系统的基本特征
3.1.4 常用操作系统简介
3.2 Windows 7简介
3.2.1 启动与退出
3.2.2 Windows 7的桌面
3.3 Windows 7的基本操作
3.3.1 Windows 7的窗口
3.3.2 Windows 7控件的使用
3.3.3 文件及文件夹
3.3.4 资源管理器
3.3.5 文件及文件夹的基本操作
3.3.6 库的使用
3.4 控制面板
3.5 Windows 7磁盘管理
3.5.1 磁盘分区
3.5.2 磁盘格式化
3.5.3 磁盘清理
3.5.4 磁盘碎片整理
3.5.5 磁盘数据的备份与还原
习题
第4章 计算机网络
4.1 概述
4.1.1 基本概念
4.1.2 应用领域
4.1.3 社会问题
4.2 计算机网络的分类
4.2.1 从网络的交换功能分类
4.2.2 从网络的作用范围分类
4.2.3 从网络的使用者进行分类
4.3 计算机网络的物理组成
4.3.1 各种类型的计算机
4.3.2 共享的外部设备
4.3.3 网卡
4.3.4 传输介质
4.3.5 局域网通信设备
4.3.6 网络互连设备
4.4 计算机网络的体系结构
4.4.1 基于层次网络协议介绍
4.4.2 OSI参考模型
4.4.3 TCPIP参考模型
4.4.4 OSI和TCPIP模型比较
4.5 Internet
4.5.1 Internet的发展历程
4.5.2 Internet的体系结构
4.5.3 IP协议
4.5.4 IP地址
4.5.5 域名系统DNS
4.5.6 Internet控制协议
4.6 万维网与电子邮件
4.6.1 Web技术基础
4.6.2 浏览器的基本使用
4.6.3 搜索引擎的使用
4.6.4 电子商务
4.6.5 电子邮件
4.7 网页设计技术
4.7.1 HTML基础
4.7.2 网页制作工具
4.8 网络安全
4.8.1 网络安全的现状
4.8.2 网络安全的威胁与攻击的模式
4.8.3 网络安全的特征
4.8.4 网络安全措施
4.8.5 Web安全
习题
第5章 Office办公软件
5.1 办公软件概述
5.1.1 Microsoft Office
5.1.2 WPS Office
5.2 文字处理软件Word 2010
5.2.1 Word 2010概述
5.2.2 文档的基本操作和文本内容编辑
5.2.3 文档的格式化和排版
5.2.4 图文混排
5.2.5 文档打印
5.2.6 Word 2010中的常用工具
5.3 电子表格Excel 2010
5.3.1 Excel 2010窗口
5.3.2 工作簿的创建、保存与打开
5.3.3 数据输入技巧
5.3.4 单元格格式化
5.3.5 公式与函数
5.3.6 数据管理与分析
5.3.7 工作表打印设置
5.4 演示文稿PowerPoint 2010
5.4.1 PowerPoint 2010概述
5.4.2 演示文稿的创建与编辑
5.4.3 演示文稿的美化与修饰
5.4.4 演示文稿的放映及其他
习题
第6章 程序设计与软件开发
6.1 程序设计语言简介
6.1.1 C语言简介
6.1.2 Java语言
6.2 面向过程的程序设计
6.2.1 求圆的面积
6.2.2 折半查找
6.3 面向对象的程序设计
6.3.1 定义圆类并求面积
6.3.2 类的继承
6.4 软件工程概念
6.4.1 软件危机
6.4.2 软件工程的基本原理
习题
第7章 数据库
7.1 数据库基础知识
7.1.1 基本概念
7.1.2 数据库管理技术的发展
7.1.3 数据模型
7.2 关系数据库基础
7.2.1 基本概念
7.2.2 SQL简介
7.3 Access 2010数据库系统简介
7.3.1 Access 2010的启动
7.3.2 创建数据库
7.3.3 表的建立
7.3.4 编辑表内容
7.3.5 表间关联的建立与修改
7.3.6 表的维护
习题
第8章 多媒体技术
8.1 多媒体技术概述
8.1.1 基本概念
8.1.2 多媒体计算机系统
8.1.3 多媒体信息处理技术
8.2 Photoshop基本操作
8.2.1 数字图像
8.2.2 Photoshop简介
8.2.3 Photoshop的主要操作
8.2.4 Photoshop的综合图像处理实例
8.3 Flash MX基础
8.3.1 动画
8.3.2 Flash简介
8.3.3 Flash图形绘制
8.3.4 Flash动画制作
8.3.5 Flash ActionScript程序设计
习题
第9章 常用工具软件
9.1 系统软件类
9.1.1 BIOS设置
9.1.2 Ghost系统备份与恢复
9.2 信息安全类
9.2.1 金山毒霸杀毒软件
9.2.2 360系统急救箱
9.3 教育学习类
9.3.1 Adobe Acrobat
9.3.2 金山词霸
9.4 其他
9.4.1 WinRAR压缩
9.4.2 DAEMON虚拟光驱
习题
附录A ASCII码表
附录B 模拟试题
参考文献
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內容試閱:
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第1 章 计算机概述
本章首先简要回顾了计算机的发展历程,然后叙述了冯?诺依曼工作原理及工作过程,还介绍了计算机的硬件系统和软件系统、计算机中信息的表示,最后分析了计算机的主要应用领域。
1.1 计算机的来源
计算机(Computer),全称电子计算机,又称电脑,是一种利用电子学原理根据一系列指令来对数据进行处理的机器。它是指一种在存储指令集的控制下,接受输入、处理数据、存储数据并产生输出的多用途的设备。
计算机是20 世纪最重要的发明之一,它深刻地影响了我们的生活,改变了我们的社会。
它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到目前社会的各个领域,已形成规模巨大的计算机产业,带动了全球范围的技术进步,由此引发了深刻的社会变革。计算机已遍及学校、企事业单位,进入寻常百姓家,成为信息社会中必不可少的工具。它是人类进入信息时代的重要标志之一。
计算机是由早期的计算设备发展而来的,而这些早期计算设备的祖先包括算盘。世界上第一台现代电子计算机“ENIAC”(发音:''εni?k,是电子数字积分计算机的简称,英文全称为Electronic Numerical Integrator And Computer),1946 年2 月14 日诞生于美国宾夕法尼亚大学。
ENIAC 长30.48 米,宽1 米,占地面积约170 平方米,30 个操作台,约相当于10 间普通房间的大小,重达30 吨,耗电量150 千瓦,造价48 万美元。它包含了17468 个真空管,7200 个水晶二极管,1500 个中转器,70000 个电阻器,10000 个电容器,1500 个继电器,6000多个开关,每秒执行5000 次加法或400 次乘法,是继电器计算机的1000 倍、手工计算的20万倍。图1.1 是程序员贝蒂?让?詹宁斯和弗兰?B 操作ENIAC 主控制面板的画面。
ENIAC 是宾夕法尼亚大学的约翰?莫齐利和J?P?埃克特构思和设计的。莫齐利曾经拥有ENIAC的专利。1973 年,经过法院宣判,因莫齐利对于ENIAC 的设计思想部分来源于约翰?阿塔纳索夫和克利福德?贝里设计的ABC 计算机(Atanasoff-Berry-Computer,1939 年10 月制造),专利被认定为无效,ENIAC 的发明被放入公有领域。公众领域内普遍将ENIAC 认定为世界上第一台电子计算机,将莫齐利认定为电子计算机之父。其实ABC 计算机才是真正的“世界上第一台计算机”,为表彰和纪念约翰?阿塔那索夫在计算机领域内作出的伟大贡献,1990 年授予他全美最高科技奖项――“国家科技奖”。
1.1.1 计算机的发展
从第一台计算机问世以来,根据器件技术的更新换代,计算机的发展可分为下面几个阶段:
1)电子管计算机(1946~1957 年)ENIAC 作为第一台通用计算机,采用十进制表示与运算,存储器由20 个累加器组成,每个累加器存10 位十进制数,每一位由10 个真空管表示。采用手动编程,通过设置开关和插拔电缆来实现。
ENIAC 项目顾问、美籍匈牙利数学家冯?诺依曼(Von Neumann,被誉为计算机之父)提出“存储程序”(stored-program)思想,于1945 年在关于新型计算机EDVAC(Electronic Discrete Variable Computer,电子离散变量计算机)的计划中首次公布了这一思想。几乎在同时,英国数学家、逻辑学家阿兰?图灵(Alan Turing,被视为计算机科学之父)也提出了相同的构想。
1946 年,冯?诺依曼和他的同事开始设计一种新的存储程序计算机――IAS计算机。图1.2 所示为IAS 计算机的结构图,其中:
(1)主存(Main Memory):用来存储数据和指令。
(2)算术和逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU):对二进制数据进行处理。
(3)控制单元(Control Unit):解释并执行内存中的指令。
(4)输入输出(IO)设备:由控制单元操作。
第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的,每种机器有各自不同的机器语言,功能受到限制,速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管(Vacuum Tube)和磁鼓存储数据。
2)晶体管计算机(1958~1964 年)1948 年,晶体管的发明大大促进了计算机的发展,晶体管代替了体积庞大的电子管(图1.3),电子设备的体积不断减小。1956 年,晶体管在计算机中使用,晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。首先使用晶体管技术的是早期的超级计算机,主要用于原子科学的大量数据处理,这些机器价格昂贵,生产数量极少。
1960 年,出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。第二代计算机用晶体管代替电子管,还有现代计算机的一些部件,如打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性,可以更有效地用于商业用途。在这一时期出现了更高级的COBOL(CommonBusiness-Oriented Language)和FORTRAN(Formula Translator)等语言,以单词、语句和数学公式代替了二进制机器码,使计算机编程更容易。新的职业,如程序员、分析员和计算机系统专家,与整个软件产业由此诞生。
3)集成电路计算机(1965~1971 年)晶体管的缺点是产生大量的热量,会损害计算机内部的敏感部分。1958 年德州仪器的工程师Jack Kilby 发明了集成电路(Integrated Circuit,IC),将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上,于是,计算机变得更小,功耗更低,速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统,使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。
1964 年,美国IBM 公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360 系统。
4)大规模集成电路计算机(1972 至今)出现集成电路后,唯一的发展方向是扩大规模。大规模集成电路(Large Scale IntegratedCircuit,LSI)可以在一个芯片上容纳几百个元件。到了20 世纪80 年代,超大规模集成电路(VLSI)在芯片上容纳了几十万个元件,后来的ULSI(Ultra Large Scale Integrated Circuit)将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降,而功能和可靠性不断增强。
1.1.2 微型计算机的发展
第四代计算机的另一个重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。全球第一个商业微处理器是Intel 的4004,在1971 年11 月15 日发布。4004 并行处理4 位(binary digit,bit)数据,是4 位处理器。在30 年后的20 世纪末,嵌入式系统中的微处理器大多是8 位、16 位或者32 位的。从Intel 80386 到AMD 公司于2003 年发布x86-64 处理器的这段时间中,几乎全是32 位,而现在处理器的位数已发展到64 位。
关于集成电路上可容纳的晶体管数目,Intel 公司的创始人之一戈登?摩尔(GordonMoore)提出了著名的摩尔定律。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔24 个月(1975 年摩尔将24 个月更改为18 个月)便会增加一倍,性能也将提升一倍;即每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18 个月翻两倍以上。
20 世纪70~80 年代,是对大型主机进行的第二次“缩小化”,1976 年美国苹果公司成立,1977 年就推出了Apple II 计算机,大获成功。1981 年IBM 推出IBM-PC,用于家庭、办公室和学校,此后它经历了若干代的演进,占领了个人计算机市场,使得个人计算机得到了更多的普及。80 年代个人计算机的竞争使得价格不断下跌,微机的拥有量不断增加,计算机继续缩小体积,从桌上到膝上到掌上。与IBM PC 竞争的Apple Macintosh 系列于1984年推出,Macintosh 提供了友好的图形界面,用户可以用鼠标方便地操作。一般来说,微型计算机是使用微处理器作为CPU 的计算机,这类计算机的另一个普遍特征就是占用很少的空间。
桌面计算机、游戏机、笔记本电脑、平板电脑,以及种类众多的手持设备都属于微型计算机,如图1.4 所示。
微型计算机的大多数设备都紧密地安装在一个单独的机箱中,也有一些设备可能放置在机箱附近并与之连接,如显示器、键盘、鼠标等。一般来说,一台微型计算机的尺寸可以使之很容易摆放在大多数桌面上。相对的,更大的计算机像小型计算机、大型计算机和超级计算机可以占据部分机柜或者整个房间。
大多数微型计算机只提供单用户服务,但是一些运行UNIX 风格操作系统的PC 和工作站可以同时提供多个用户使用。如同所有的计算机,微处理器负责所有的计算和数据处理工作。
与CPU 一同工作的数据存储有两种,分别是高速但易失的RAM 及低速但非易失的磁盘。
1.1.3 计算机的分类从计算机的规模、运行方式、构成器件、操作原理、应用状况等划分,计算机有多种类型。
1.按照计算机用途分类
(1)通用计算机:即通常所说的计算机,特点是通用性强、功能全。
(2)专用计算机:针对性强、特定服务、专门设计,这种机器功能单一、结构简单、成本较低、可靠性较高,在军事和工业控制等领域得到了广泛的应用。
2.按照原理分类
(1)数字计算机:处理离散的数字量“1”和“0”,速度快、精度高、自动化、通用性强。
(2)模拟计算机:处理连续变化的模拟量,如温度、压力、距离、速度等,运算速度快,但精度不高,且每做一次运算需重新设计和编排线路,故通用性不强,信息的存储也较为困难。
(3)混合计算机:集前两者的优点,避免其缺点,尚处于发展阶段。
3.按照使用方式分类
这种分类方法是以网络和分布式计算环境为背景的。
(1)工作站(Workstation):以个人计算环境和分布式网络计算环境为基础,具有良好的性能价格比。
(2)服务器(Server):是在网络环境或在具有客户服务器结构的分布计算环境中,为客户的请求提供服务的结点计算机。
4.按照性能指标分类
按性能(包括字长、存储容量、运算速度、外部设备、允许同时使用一台计算机的用户多少等)分类:超级计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机和工作站。
1)超级计算机人们通常把最快、最大、最昂贵的计算机称为巨型机,也称为超级计算机SuperComputer,一般用在国防和尖端科学领域。目前,巨型机主要用于战略武器(如核武器和反导弹武器)的设计、空间技术、石油勘探、长期天气预报及社会模拟等领域。世界上只有少数几个国家能生产巨型机,著名巨型机如美国的克雷系列(Cray-1,Cray-2,Cray-3、Cray-4等),我国自行研制的银河-I(每秒运算1 亿次以上)、银河-II(每秒运算10 亿次以上)和银河-III(每秒运算100 亿次以上)也是巨型机。现在世界上运行速度最快的巨型机已达到每秒万亿次浮点运算。
2)大型计算机大型机(Mainframe)价格比较贵,一般只有大中型企事业单位才有必要配置和管理。以大型主机和其他外部设备为主,并且配备众多的终端,组成一个计算机中心,才能充分发挥大型主机的作用。美国IBM 公司生产的IBM360、IBM370、IBM9000 系列,就是国际上具有代表性的大型主机。
3)小型计算机小型计算机(Minicomputer)一般为中小型企事业单位或某一部门所用,如高等院校的计算机中心都以一台小型机为主机,配以几十台甚至上百台终端机,以满足大量学生学习程序设计课程的需要。当然其运算速度和存储容量都比不上大型主机。美国DEC 公司生产的VAX 系列机、IBM 公司生产的AS400 机,以及我国生产的太极系列机都是小型计算机的代表。
4)微型计算机微型计算机又称为个人计算机(Personal Computer,PC),它是第四代计算机时期出现的一个新机种。它虽然问世较晚,却发展迅猛,初学者接触和认识计算机,多数是从PC 机开始的。PC 机的特点是轻、小、价廉、易用。PC 机使用的CPU 芯片平均每两年集成度增加一倍,处理速度提高一倍,价格却降低一半。随着芯片性能的提高,PC 机的功能越来越强大,PC机的应用已遍及各个领域:从工厂的生产控制到政府的办公自动化,从商店的数据处理到个人的学习娱乐,几乎无处不在,无所不用。
5)工作站工作站(Workstation)是介于个人计算机和小型计算机之间的一种高档微型机。1980 年,美国Apollo 公司推出世界上第一台工作站DN-100。十几年来,工作站迅速发展,现已成长为专于处理某类特殊事务的一种独立的计算机系统。著名的Sun、HP 和SGI 等公司,是目前最大的几个生产工作站的厂家。工作站通常配有高档CPU、高分辨率的大屏幕显示器和大容量的内外存储器,具有较强的数据处理能力和高性能的图形功能。它主要用于图像处理、计算机辅助设计(CAD)等领域。注意这里的工作站与按使用方式划分的工作站属于不同的概念。
1.1.4 计算机的特点计算机的基本特点如下:
(1)记忆能力强。在计算机中有容量很大的存储装置,它不仅可以长久性地存储大量的文字、图形、图像、声音等信息资料,还可以存储指挥计算机工作的程序。
(2)计算精度高与逻辑判断准确。它具有人类无能为力的高精度控制或高速操作任务能力,也具有可靠的判断能力,以实现计算机工作的自动化,从而保证计算机控制的判断可靠、反应迅速、控制灵敏。
(3)高速的处理能力。它具有神奇的运算速度,其速度已达到每秒几十亿次乃至上百亿次。例如,为了将圆周率π的近似值计算到707 位,一位数学家曾为此花十几年的时间,而如果用现代的计算机来计算,可能瞬间就能完成,同时精度可达到小数点后200 万位。
(4)能自动完成各种操作。计算机是由内部控制和操作的,只要将事先编制好的应用程序输入计算机,计算机就能自动按照程序规定的步骤完成预定的处理任务。
快速测试
(1)世界上第一台电子计算机是什么?
(2)计算机之父是谁?
(3)全球第一个商业微处理器是什么?
1.2 硬 件 系 统尽管计算机技术自20 世纪40 年代第一部电子通用计算机诞生以来有了令人目眩的飞速发展,但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构,即冯?诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。
1.2.1 冯?诺依曼结构冯?诺依曼结构(图1.5)的主要思想包括以下几个部分:
(1)计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件组成。
(2)各基本部件的功能是:?? 存储器不仅能存放数据,而且也能存放指令,形式上两者没有区别,但计算机应能区分存储的是数据还是指令。
?? 控制器应能自动执行指令。
?? 运算器应能进行加、减、乘、除四种基本算术运算,并且也能进行一些逻辑运算和附加运算。
?? 操作人员可以通过输入设备、输出设备和主机进行通信。
(3)内部以二进制表示指令和数据。每条指令由操作码和地址码两部分组成。操作码指出操作类型,地址码指出操作数的地址,由一串指令组成程序。
(4)采用“存储程序”工作方式。
1.2.2 各部分的主要功能
1)运算器运算器也称为算术逻辑单元ALU,它是计算机中进行算术运算和逻辑运算的主要部件。
在控制器的控制下,运算器接收待运算的数据,完成程序指令指定的基于二进制数的算术运算或逻辑运算。
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