本書根據(jù)計算機信息處理的信息獲取、信息存儲、信息加工和信息輸出的過程,從技術(shù)角度全面介紹了計算機技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。
《計算機導(dǎo)論》是計算機學(xué)科各專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程,也是計算機學(xué)科各專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)的學(xué)生在高校里學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)課程。
導(dǎo)論課程開設(shè)的目的是為了快速地向?qū)W生介紹本專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容、專業(yè)的特點與特色以及專業(yè)的學(xué)習(xí)方法指導(dǎo),使學(xué)生對本專業(yè)有一個比較全面的認(rèn)識和理解,為今后學(xué)習(xí)其他課程打下良好的基礎(chǔ)。本著“導(dǎo)學(xué)”(計算機專業(yè)課程學(xué)習(xí))、“導(dǎo)!保ㄓ嬎銠C學(xué)科的專業(yè)方向)和“導(dǎo)研”(計算機學(xué)科的前沿領(lǐng)域和研究方法)的指導(dǎo)思想,按照計算機信息處理的“信息獲取”、“信息存儲”、“信息處理”和“信息輸出”的過程,向?qū)W生介紹計算機技術(shù)的發(fā)展過程,必將對其專業(yè)教育產(chǎn)生積極的影響。
科學(xué)與技術(shù)一直是社會發(fā)展的兩個重要方面。對于計算機科學(xué)與技術(shù)而言,計算機科學(xué)解決的是認(rèn)識世界“是什么”和“為什么”的問題,而計算機技術(shù)則是要解決“做什么”和“怎么做”的問題。因此,對于計算機專業(yè)的學(xué)生來說,不僅僅要學(xué)習(xí)計算機科學(xué)知識,更重要的是要掌握計算機技術(shù),用技術(shù)去解決生產(chǎn)實際中的問題。
因此,筆者結(jié)合多年的教學(xué)工作經(jīng)驗,對照計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)要求,組織人員編寫了這本《計算機導(dǎo)論(技術(shù)篇)》教材。按照信息處理的“信息獲取、存儲、處理和輸出”4個過程的順序,向廣大讀者介紹了信息處理各個階段的主要技術(shù),以期望讀者能對計算機技術(shù)的發(fā)展有一個比較全面的了解。
本書內(nèi)容共分8章。第1章介紹信息處理中的信息獲取技術(shù),主要包括信息的輸入技術(shù)、信息的查找技術(shù)、信息的收集和采集技術(shù)以及信息的檢索技術(shù)。第2章介紹信息的存儲技術(shù),包括磁存儲技術(shù)、光存儲技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)。第3章介紹信息的表示技術(shù),包括不同數(shù)的進(jìn)制、文本信息的表示技術(shù)、圖像與視頻的表示技術(shù)和聲音的表示技術(shù)。第4章主要介紹信息加工的技術(shù),包括文本信息的加工、圖像信息的加工、視頻信息的加工、聲音信息的加工和網(wǎng)絡(luò)信息的處理技術(shù)。第5章簡單介紹信息的展現(xiàn)技術(shù),包括多媒體技術(shù)、觸摸屏技術(shù)和信息的大屏幕輸出技術(shù)。第6章介紹信息的傳輸技術(shù),包括現(xiàn)代通信技術(shù)、光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信技術(shù)和移動通信技術(shù)、圖像通信技術(shù)等。第7章介紹信息安全方面的基本技術(shù)。第8章介紹物聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、一體機技術(shù)、云計算和大數(shù)據(jù)等計算機信息處理的新技術(shù)。
在每一章的最后,附錄了我國一些杰出計算機技術(shù)人才的生平事跡和在有關(guān)計算機技術(shù)方面所做的貢獻(xiàn)介紹,其目的是為了拓寬讀者的知識面,激發(fā)廣大讀者學(xué)習(xí)計算機技術(shù)的熱情。本教材是《計算機導(dǎo)論(理論篇)》的姊妹篇,可作為高等學(xué)校計算機及相關(guān)專業(yè)計算機導(dǎo)論課程的使用教材,也可以作為高等職業(yè)技術(shù)院校計算機應(yīng)用專業(yè)的入門課程教材。
全書由陳德裕老師負(fù)責(zé)統(tǒng)稿并撰寫了第1~第4章;管致錦老師負(fù)責(zé)撰寫了第7章;戴樹貴老師負(fù)責(zé)撰寫了第5章;杭月芹老師負(fù)責(zé)撰寫了第6章;丁衛(wèi)平老師負(fù)責(zé)編排了全書的習(xí)題及各章的附錄等工作。曹慶紅、王華建負(fù)責(zé)了全書的核對和編排工作。管致錦教授對本書的編寫提出了很多有益的建議;同時在全書的編寫過程中得到了有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和幫助,并參考了一些同行、專家的有關(guān)文獻(xiàn)資料,參考了大量的百度文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn),在此一并表示感謝。
由于作者編寫水平有限,書稿雖然經(jīng)過多次修改和校對,但其中仍難免存在許多缺點和錯誤。歡迎同行、專家和讀者對本書提出一些批評和建議,以便我們進(jìn)一步改正和完善。
作者
2014年9月
第1章信息獲取技術(shù)/1
1.1信息輸入技術(shù)/1
1.1.1文本輸入技術(shù)/1
1.1.2聲音輸入技術(shù)/9
1.1.3圖像輸入技術(shù)/16
1.1.4視頻輸入技術(shù)/22
1.2信息查找技術(shù)/25
1.2.1常用的查找算法/25
1.2.2文本的信息查找技術(shù)/27
1.2.3圖像的信息查找技術(shù)/28
1.3信息收集與采集技術(shù)/29
1.3.1信息收集技術(shù)/29
1.3.2信息采集技術(shù)/33
1.4信息檢索技術(shù)/35
1.4.1信息檢索概念/35
1.4.2信息檢索方法/39
1.4.3信息檢索途徑/40
1.4.4圖像信息的檢索/41
思考題/43
中國激光照排之父——王選/43第2章信息存儲技術(shù)/48
2.1信息存儲技術(shù)綜述/48
2.1.1信息存儲技術(shù)的發(fā)展/49
2.1.2信息存儲技術(shù)的過去/52
2.1.3信息存儲技術(shù)的現(xiàn)在/53
2.1.4信息存儲技術(shù)的將來/55
2.2磁存儲方式/57
2.2.1硬盤存儲技術(shù)/57
2.2.2U盤存儲技術(shù)/76
2.3光存儲方式/79
2.3.1二維光學(xué)存儲技術(shù)——光盤存儲/802.3.2三維光學(xué)存儲——體全息存儲技術(shù)/85
2.4網(wǎng)絡(luò)存儲方式/86
2.4.1網(wǎng)絡(luò)存儲綜述/86
2.4.2云存儲技術(shù)/88
思考題/92
把中國帶入信息時代的人——王永民/92第3章信息表示技術(shù)/96
3.1數(shù)的進(jìn)制與轉(zhuǎn)換/96
3.1.1進(jìn)制/96
3.1.2進(jìn)制轉(zhuǎn)換/98
3.1.3二進(jìn)制數(shù)據(jù)的運算/101
3.2數(shù)值型數(shù)據(jù)在計算機中的表示/102
3.2.1信息在計算機中的表示/102
3.2.2帶符號數(shù)的表示/103
3.2.3定點數(shù)的表示/106
3.2.4浮點數(shù)的表示/106
3.3文本信息在計算機中的表示/107
3.3.1西文字符的編碼/107
3.3.2中文字符的編碼/110
3.3.3BCD碼/114
3.4圖像和視頻信息在計算機中的表示/115
3.4.1圖像編碼技術(shù)/115
3.4.2視頻編碼技術(shù)/123
3.4.3壓縮編碼技術(shù)/127
3.5聲音信息在計算機中的表示/131
3.5.1數(shù)字音頻/132
3.5.2聲音的表示技術(shù)/135
思考題/138
世界上第一臺VCD的發(fā)明者——姜萬勐/139第4章信息加工技術(shù)/141
4.1文本加工技術(shù)/141
4.1.1文字處理軟件/141
4.1.2OCR技術(shù)/144
4.1.3機器翻譯技術(shù)/149
4.1.4智能文本處理技術(shù)/155
4.2圖像加工技術(shù)/158
4.2.1圖像編輯技術(shù)/158
4.2.2圖像變換與圖像處理技術(shù)/161
4.2.3圖像理解和識別技術(shù)/163
4.2.4圖像分析技術(shù)/164
4.3聲音加工技術(shù)/165
4.3.1數(shù)字音頻編輯技術(shù)/165
4.3.2語音識別技術(shù)/168
4.3.3語音合成技術(shù)/171
4.4視頻加工技術(shù)/173
4.4.1視頻非線性編輯技術(shù)/173
4.4.2視頻監(jiān)控技術(shù)/178
4.4.3視頻傳輸技術(shù)/183
4.5網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)/185
4.5.1網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)/185
4.5.2網(wǎng)絡(luò)推薦技術(shù)/189
思考題/193
我國第一程序員——求伯君/193第5章信息展現(xiàn)技術(shù)/199
5.1多媒體技術(shù)/199
5.1.1多媒體技術(shù)綜述/199
5.1.2多媒體融合技術(shù)/203
5.2觸摸屏技術(shù)/205
5.3信息的大屏幕輸出技術(shù)/208
5.3.1LED屏技術(shù)/208
5.3.2投影技術(shù)/212
思考題/217
百度CEO——李彥宏/217第6章信息傳輸技術(shù)/220
6.1現(xiàn)代通信技術(shù)簡介/220
6.2光纖通信技術(shù)/222
6.3數(shù)字微波通信技術(shù)/227
6.4衛(wèi)星通信技術(shù)/230
6.5移動通信技術(shù)/231
6.6圖像通信技術(shù)/235
思考題/238
一個真實的神話——網(wǎng)易CEO丁磊/239第7章信息安全技術(shù)/243
7.1防病毒技術(shù)/243
7.2加密技術(shù)/246
7.3入侵檢測技術(shù)/249
7.4防火墻技術(shù)/252
7.4.1防火墻簡介/252
7.4.2防火墻技術(shù)/253
7.4.3防水墻技術(shù)/256
7.5電子認(rèn)證技術(shù)/257
7.5.1認(rèn)證模式與認(rèn)證方式/257
7.5.2數(shù)字簽名技術(shù)/257
7.5.3DSA簽名/259
7.5.4生物識別技術(shù)/260
7.5.5動態(tài)口令/263
思考題/264
小米CEO——雷軍/264第8章信息處理新技術(shù)/268
8.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)/268
8.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)/271
8.3一體機技術(shù)/273
8.4云計算/274
8.5大數(shù)據(jù)技術(shù)/278
思考題/284
改變中國SNS現(xiàn)狀的人——馬化騰/284參考文獻(xiàn)/287