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本書(shū)根據(jù)當(dāng)前高等院校對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的要求，將課程思政融入課程內(nèi)容中，內(nèi)容取材既考慮到計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)教育的基礎(chǔ)性、廣泛性和一定的理論性，又兼顧了計(jì)算機(jī)教育的實(shí)踐性、實(shí)用性和更新發(fā)展。本書(shū)共分11 章，主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用、信息檢索、數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能及其應(yīng)用、信息安全和職業(yè)道德等。本書(shū)內(nèi)容翔實(shí)，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，知識(shí)覆蓋面廣，敘述準(zhǔn)確，適合作為普通高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教材，也可作為計(jì)算機(jī)愛(ài)好者的自學(xué)參考書(shū)。

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是信息技術(shù)的普及應(yīng)用，人類(lèi)已

步入了信息時(shí)代。信息技術(shù)的應(yīng)用改變了人們的學(xué)習(xí)、生活和思維方式，計(jì)算機(jī)已

經(jīng)成為人們不可或缺的工具。因此，當(dāng)今社會(huì)，每個(gè)人都應(yīng)該學(xué)習(xí)信息技術(shù)，掌握

信息技術(shù)的應(yīng)用，適應(yīng)信息社會(huì)發(fā)展，與時(shí)代同行。

本書(shū)作為普通高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)用書(shū)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)技能、信

息化素養(yǎng)、計(jì)算思維能力，為各專(zhuān)業(yè)后續(xù)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

本書(shū)按照教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)發(fā)布的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

課程教學(xué)基本要求》，結(jié)合《中國(guó)高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程體系》報(bào)告中有關(guān)大學(xué)計(jì)

算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的要求組織編寫(xiě)。內(nèi)容取材既考慮到計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)教育的基礎(chǔ)性、廣

泛性和一定的理論性，又兼顧了計(jì)算機(jī)教育的實(shí)踐性、實(shí)用性和更新發(fā)展性；既照顧到

很少接觸計(jì)算機(jī)的部分高校新生，又兼顧了具有一定計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的同學(xué)的學(xué)習(xí)要求。

本書(shū)編寫(xiě)的宗旨是為了滿(mǎn)足當(dāng)前高校對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的要求，將課程思政貫穿于課

程內(nèi)容中，使讀者較全面、系統(tǒng)地了解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，具備計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力，并能

在各自的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域自覺(jué)地應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究。全書(shū)共分11 章，主要內(nèi)容包括：計(jì)

算機(jī)與計(jì)算思維、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用、信息檢索、數(shù)據(jù)庫(kù)

基礎(chǔ)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能及其應(yīng)用、信息安全和職業(yè)道德等。本書(shū)內(nèi)容

豐富、知識(shí)覆蓋面廣、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、層次分明、敘述準(zhǔn)確，為教師發(fā)揮個(gè)人教學(xué)特長(zhǎng)留有很

大余地。在教學(xué)內(nèi)容上，各高校可根據(jù)教學(xué)課時(shí)進(jìn)行選取。

參加本書(shū)編寫(xiě)的人員是多年從事一線教學(xué)的教師，具有較為豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

在編寫(xiě)時(shí)注重理論與實(shí)踐緊密結(jié)合；案例的選取上注意從讀者日常學(xué)習(xí)和工作的需

要出發(fā)；文字?jǐn)⑹錾钊霚\出、通俗易懂。

本書(shū)由暴占彪、李培英、劉明利任主編，張琳、周揚(yáng)、劉鐘濤、付媛媛任副主

編。其中：暴占彪編寫(xiě)第3 章的3.2 節(jié)和第10 章；李培英編寫(xiě)第2 章和第9 章；劉

明利編寫(xiě)第3 章的3.1 節(jié)、3.3 節(jié)和第5 章；張琳編寫(xiě)第1 章和第11 章；劉鐘濤編寫(xiě)

第7 章；付媛媛編寫(xiě)第6 章；周揚(yáng)編寫(xiě)第4 章和第8 章。劉明利負(fù)責(zé)本書(shū)的統(tǒng)稿和組

織工作。感謝程道普、劉軍對(duì)全書(shū)的修改提出了許多寶貴意見(jiàn)；感謝中國(guó)鐵道出版社

有限公司的領(lǐng)導(dǎo)和編輯對(duì)本書(shū)的出版給予的大力支持和幫助。

由于時(shí)間倉(cāng)促，編者水平有限，書(shū)中難免存在疏漏和不足之處，敬請(qǐng)各位讀者

和專(zhuān)家批評(píng)、指正。

編者

2020 年5 月

第1 章計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維................... 1
1.1 計(jì)算機(jī)概述................................. 1
1.1.1 初識(shí)計(jì)算機(jī).......................... 1
1.1.2 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展........... 1
1.1.3 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)............... 3
1.1.4 計(jì)算機(jī)的分類(lèi)...................... 4
1.1.5 微機(jī)的發(fā)展歷程.................. 5
1.1.6 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用...................... 6
1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)................................. 8
1.2.1 計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)............... 8
1.2.2 計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)............. 10
1.2.3 計(jì)算機(jī)的工作原理............. 12
1.3 微機(jī)及其硬件系統(tǒng)................... 13
1.3.1 微機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)................ 13
1.3.2 主機(jī)系統(tǒng)............................ 14
1.3.3 總線和接口........................ 18
1.3.4 輸入/輸出設(shè)備................... 19
1.3.5 微機(jī)主要性能指標(biāo)............. 21
1.3.6 如何選購(gòu)微機(jī).................... 22
1.4 數(shù)制和信息編碼....................... 23
1.4.1 數(shù)據(jù)和編碼........................ 23
1.4.2 進(jìn)位制計(jì)數(shù)制.................... 23
1.4.3 常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換... 24
1.4.4 常用數(shù)據(jù)編碼.................... 26
1.5 計(jì)算思維和算法基礎(chǔ)............... 29
1.5.1 計(jì)算思維的概念................ 29
1.5.2 計(jì)算思維的主要方法......... 29
1.5.3 計(jì)算思維應(yīng)用.................... 30
1.5.4 算法基礎(chǔ)............................ 31
本章小結(jié)............................................ 34
思考與練習(xí)........................................ 34
第2 章操作系統(tǒng)................................. 36
2.1 操作系統(tǒng)基礎(chǔ)............................. 36
2.1.1 操作系統(tǒng)的含義................. 36
2.1.2 操作系統(tǒng)的分類(lèi)................. 37
2.1.3 常用操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介............. 38
2.1.4 操作系統(tǒng)的功能................. 40
2.2 Windows 10 的應(yīng)用.................. 44
2.2.1 Windows 10 基礎(chǔ)................ 44
2.2.2 Windows 10 文件管理........ 48
2.2.3 Windows 10 系統(tǒng)管理........ 53
本章小結(jié)............................................ 60
思考與練習(xí)........................................ 60
第3 章數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)......................... 62
3.1 文字處理................................... 62
3.1.1 創(chuàng)建和編輯文檔................. 62
3.1.2 文檔排版............................ 65
3.1.3 圖文混排............................ 71
3.1.4 表格................................... 73
3.2 幻燈片...................................... 76
3.2.1 建立和保存演示文稿......... 76
3.2.2 視圖方式............................ 76
3.2.3 編輯幻燈片........................ 77
3.2.4 幻燈片插入對(duì)象................. 78
3.2.5 美化................................... 80
3.2.6 設(shè)置動(dòng)畫(huà)效果..................... 82
3.2.7 幻燈片放映........................ 83
3.3 電子表格................................... 85
3.3.1 電子表格基礎(chǔ)..................... 85
3.3.2 輸入數(shù)據(jù)............................ 87
3.3.3 單元格的格式與樣式......... 89
3.3.4 公式與函數(shù)........................ 91
3.3.5 圖表................................... 99
本章小結(jié).......................................... 100
思考與練習(xí)...................................... 100
目錄
II
信息技術(shù)素養(yǎng)
第 4 章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用........ 103
4.1 認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)..................... 103
4.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念........... 103
4.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能........... 104
4.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)........... 104
4.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和參考
模型......................................... 107
4.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)....... 107
4.2.2 了解OSI 參考模型.......... 108
4.2.3 TCP/IP 模型和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議...110
4.2.4 TCP/IP 模型與OSI 模型的
對(duì)比..................................111
4.2.5 IP 協(xié)議..............................112
4.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)......................... 114
4.3.1 同軸電纜...........................114
4.3.2 雙絞線..............................114
4.3.3 光纖..................................115
4.4 局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)..................... 115
4.4.1 了解局域網(wǎng).......................115
4.4.2 以太網(wǎng)..............................116
4.4.3 局域網(wǎng)設(shè)備.......................117
4.4.4 無(wú)線局域網(wǎng)...................... 121
4.4.5 虛擬局域網(wǎng)...................... 123
4.5 Internet 基礎(chǔ)與應(yīng)用................ 124
4.5.1 Internet 簡(jiǎn)介.................... 124
4.5.2 Internet 中的應(yīng)用............. 125
4.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全..................... 127
4.6.1 影響網(wǎng)絡(luò)安全的
主要因素.......................... 127
4.6.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)....... 128
4.6.3 網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議.................. 128
4.6.4 數(shù)據(jù)加密技術(shù).................. 128
4.6.5 防火墻技術(shù)...................... 129
4.6.6 入侵檢測(cè)技術(shù).................. 132
4.6.7 虛擬專(zhuān)用網(wǎng)技術(shù).............. 132
4.6.8 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)... 133
4.7 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)命令............. 133
4.7.1 網(wǎng)絡(luò)連通測(cè)試命令ping ... 133
4.7.2 路由追蹤命令tracert ....... 133
4.7.3 地址配置命令ipconfig ..... 134
4.7.4 路由跟蹤命令pathping .... 134
4.7.5 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)命令netstat........ 135
本章小結(jié).......................................... 136
思考與練習(xí)...................................... 136
第5 章信息檢索............................... 137
5.1 信息概述................................. 137
5.2 信息檢索................................. 138
5.2.1 信息的基本原理............... 138
5.2.2 信息檢索的類(lèi)型............... 139
5.2.3 計(jì)算機(jī)檢索的方法........... 140
5.3 中國(guó)知網(wǎng)................................. 143
5.3.1 檢索技術(shù).......................... 144
5.3.2 CNKI 期刊檢索................ 145
5.3.3 檢索結(jié)果原文瀏覽、
下載.................................. 147
5.3.4 CNKI 常用軟件................ 148
本章小結(jié).......................................... 148
思考與練習(xí)...................................... 148
第6 章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)........................... 150
6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)概述............................. 150
6.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展........... 150
6.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成........... 151
6.1.3 常用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)
介紹.................................. 152
6.2 數(shù)據(jù)模型................................. 154
6.2.1 數(shù)據(jù)模型介紹................... 154
6.2.2 關(guān)系模型的基本術(shù)語(yǔ)....... 156
6.3 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用......... 156
6.3.1 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)概述........... 157
6.3.2 創(chuàng)建Access 數(shù)據(jù)庫(kù).......... 157
6.3.3 在Access 數(shù)據(jù)庫(kù)中
創(chuàng)建表.............................. 160
6.3.4 表的維護(hù)與操作............... 168
6.4 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)............................. 175
6.4.1 選擇查詢(xún).......................... 175
6.4.2 參數(shù)查詢(xún).......................... 179
6.4.3 交叉表查詢(xún)...................... 180
III
目錄
本章小結(jié).......................................... 183
思考與練習(xí)...................................... 183
第7 章云計(jì)算................................... 187
7.1 云計(jì)算的概述......................... 187
7.1.1 云計(jì)算的概念.................. 187
7.1.2 云計(jì)算的特點(diǎn).................. 189
7.1.3 云計(jì)算的發(fā)展.................. 190
7.1.4 云計(jì)算的類(lèi)型.................. 194
7.1.5 云計(jì)算的部署模式........... 198
7.1.6 云計(jì)算的優(yōu)勢(shì).................. 199
7.1.7 云計(jì)算的劣勢(shì).................. 200
7.1.8 云計(jì)算的應(yīng)用.................. 200
7.2 云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)..................... 204
7.2.1 云計(jì)算的體系結(jié)構(gòu)........... 205
7.2.2 虛擬化技術(shù)...................... 206
7.2.3 海量分布式數(shù)據(jù)
存儲(chǔ)技術(shù).......................... 208
7.2.4 大規(guī)模數(shù)據(jù)管理.............. 209
7.2.5 并行編程模式.................. 210
7.2.6 分布式資源管理.............. 210
7.2.7 云計(jì)算平臺(tái)管理...............211
7.2.8 運(yùn)營(yíng)支撐管理...................211
7.2.9 綠色節(jié)能技術(shù).................. 213
7.3 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)..................... 214
7.3.1 認(rèn)識(shí)大數(shù)據(jù)...................... 214
7.3.2 大數(shù)據(jù)與云計(jì)算關(guān)系....... 215
7.4 云計(jì)算平臺(tái)............................. 216
7.4.1 國(guó)外云平臺(tái)提供商........... 216
7.4.2 國(guó)內(nèi)云平臺(tái)提供商........... 220
本章小結(jié).......................................... 225
思考與練習(xí)...................................... 226
第8 章大數(shù)據(jù)................................... 228
8.1 大數(shù)據(jù)概述............................. 228
8.1.1 大數(shù)據(jù)的發(fā)展歷程........... 228
8.1.2 大數(shù)據(jù)的概念和特征....... 230
8.1.3 大數(shù)據(jù)時(shí)代的思維變革... 231
8.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)............................. 232
8.2.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展歷程....... 232
8.2.2 大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)............... 233
8.2.3 大數(shù)據(jù)架構(gòu)...................... 233
8.2.4 分布式存儲(chǔ)和計(jì)算平臺(tái)
Hadoop ............................. 234
8.2.5 分布式文件系統(tǒng)
（HDFS） .......................... 237
8.2.6 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)HBase........ 240
8.2.7 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)................. 241
8.2.8 編程模型MapReduce ....... 243
8.2.9 新一代資源管理調(diào)度
框架YARN....................... 246
8.2.10 輕量級(jí)的分布式內(nèi)存
計(jì)算系統(tǒng)Spark .............. 246
8.2.11 流計(jì)算............................ 247
8.2.12 圖計(jì)算............................ 249
8.3 數(shù)據(jù)可視化............................. 249
8.3.1 入門(mén)級(jí)工具...................... 250
8.3.2 在線數(shù)據(jù)可視化工具....... 250
8.3.3 互動(dòng)圖形用戶(hù)界面（GUI）
控制.................................. 250
8.3.4 地圖工具.......................... 250
8.3.5 專(zhuān)家級(jí)工具...................... 250
8.4 大數(shù)據(jù)的應(yīng)用......................... 251
8.4.1 大數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的
應(yīng)用.................................. 251
8.4.2 大數(shù)據(jù)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的
應(yīng)用.................................. 251
8.4.3 大數(shù)據(jù)在金融行業(yè)的
應(yīng)用.................................. 252
8.4.4 大數(shù)據(jù)在智能交通領(lǐng)域的
應(yīng)用.................................. 253

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