本教材遵照教育部《關于進一步加強高校計算機基礎教學的意見》的指示精神和要求，并結合高校計算機基礎教育的特點及本校計算機教學的實際情況編寫而成，主要以普及大學計算機公共基礎課程中計算機技術及人工智能基礎知識為目的。
本教材主要內容包括上下兩篇，共12章。上篇有7章，其內容包括計算機概述、計算機中的信息表示與編碼、計算機系統基礎、計算機操作系統基礎知識、多媒體技術概述、數據庫技術基礎、軟件工程基礎。下篇有5章，其內容包括計算機網絡與物聯網概述、大數據及云計算、人工智能基礎、機器學習及Python程序設計基礎。
書中主要介紹計算機軟件學科中所涉及的基本知識，以及大學計算機基礎知識。書中內容由淺入深，對計算機學科中最基礎的常識性內容進行了概括性的闡述,以使得每一位大學生通過學習，都能大體了解計算機技術的基礎知識，特別是當今計算機的新技術以及Python語言程序設計的基礎內容。
本教材可作為高等院校計算機公共課程的教材，也可供相關行業培訓及參考使用。

篇

第1章計算機概述3

1.1計算機與信息3

1.2計算機分類3

1.2.1高性能計算機3

1.2.2微型計算機4

1.2.3工作站4

1.2.4服務器4

1.2.5嵌入式計算機5

1.3國際計算機的發展5

1.3.1第1代 電子管計算機 (1944年—1958年)6

1.3.2第2代 晶體管計算機 (1958年—1964年)7

1.3.3第3代 集成電路計算機 (1964年—1971年)7

1.3.4第4代 大規模集成電路計算機 (1971年至今)8

1.4國內計算機的發展9

1.4.1第1代電子管計算機的研制(1958年—1964年)9

1.4.2第2代晶體管計算機的研制(1965年—1972年)11

1.4.3第3代中小規模集成電路計算機的研制(1973年—20世紀80年代初期)11

1.4.4第4代超大規模集成電路計算機的研制(20世紀80年代中期至今)12

1.4.5自主研發之路13

1.4.6國內與國際計算機發展的對比14

1.5計算機的主要應用領域15

1.5.1科學計算15

1.5.2數據處理15

1.5.3計算機輔助系統15

1.5.4過程控制16

1.5.5人工智能16

1.5.6網絡應用16

1.6計算機技術對于社會發展的影響16

1.6.1推動社會生產力的發展17

1.6.2對經濟的影響17

1.6.3對生產方式和工作方式的影響17

1.6.4對生活的影響18

1.6.5其他方面18

1.7計算機的發展趨勢18

1.7.1計算機的發展方向18

1.7.2未來的新型計算機19

本章小結20

習題20



第2章計算機中的信息表示與編碼22

2.1計算機中的信息表示22

2.1.1數制22

2.1.2不同數制之間的轉換22

2.1.3二進制數的運算規則24

2.1.4計算機中的數據存儲單位25

2.1.5數值型數據的表示與處理26

2.2計算機信息編碼28

2.2.1字符編碼28

2.2.2數字編碼29

2.2.3漢字編碼30

2.2.4多媒體信息編碼31

本章小結33

習題33

第3章計算機系統基礎34

3.1馮·諾依曼體系結構34

3.1.1馮·諾依曼體系結構34

3.1.2馮·諾依曼體系結構與哈佛體系結構的比較35

3.1.3馮·諾依曼體系結構的局限35

3.2微型計算機的組成結構與工作原理35

3.2.1微型計算機的組成結構36

3.2.2微型計算機的工作原理36

3.3計算機硬件系統38

3.3.1中央處理器CPU38

3.3.2總線40

3.3.3內部存儲器41

3.3.4外部存儲器41

3.3.5主板42

3.3.6輸入設備43

3.3.7輸出設備44

3.4計算機軟件系統45

3.4.1系統軟件45

3.4.2應用軟件46

本章小結47

習題47

第4章計算機操作系統的基礎知識49

4.1操作系統概述49

4.1.1操作系統的定義49

4.1.2操作系統的發展歷程50

4.1.3操作系統的作用52

4.1.4操作系統的性能指標52

4.1.5操作系統的基本特征53

4.1.6相關概念53

4.2操作系統的基本類型54

4.2.1批處理系統54

4.2.2分時操作系統54

4.2.3實時操作系統55

4.2.4通用操作系統55

4.2.5個人計算機操作系統55

4.2.6網絡操作系統55

4.2.7分布式操作系統56

4.3操作系統的功能56

4.3.1處理機管理56

4.3.2存儲管理56

4.3.3設備管理57

4.3.4信息管理57

4.3.5用戶接口57

4.4進程管理57

4.4.1進程的概念57

4.4.2進程的描述及上下文58

4.4.3進程的狀態及其轉換59

4.4.4進程間的制約關系及死鎖問題60

4.4.5線程的概念61

4.5處理機調度61

4.5.1分級調度61

4.5.2作業調度62

4.5.3進程調度及調度算法63

4.6存儲管理64

4.6.1存儲管理的功能64

4.6.2分區存儲管理64

4.6.3覆蓋與交換技術65

4.6.4頁式管理的基本原理66

4.6.5段式與段頁式管理66

4.6.6分段與分頁技術的比較68

4.7設備管理68

4.7.1設備分類及管理的功能68

4.7.2數據傳輸控制方式及中斷68

4.8常見操作系統簡介69

4.8.1Windows系列69

4.8.2UNIX操作系統簡介70

4.8.3Linux操作系統簡介70

本章小結71

習題72

第5章多媒體技術概述75

5.1多媒體技術的基本概念75

5.1.1多媒體與多媒體技術75

5.1.2多媒體的數據格式77

5.2多媒體類型79

5.3多媒體系統的組成80

5.3.1多媒體系統硬件80

5.3.2多媒體系統軟件83

5.4流行的多媒體應用軟件84

5.4.1記事本84

5.4.2Microsoft Office Word85

5.4.3Photoshop88

5.4.4Adobe Premiere Pro93

本章小結94

習題95

第6章數據庫技術基礎97

6.1數據庫系統的基本概念97

6.1.1數據庫系統的組成97

6.1.2數據描述98

6.1.3概念模型99

6.2數據模型100

6.3關系數據庫101

6.3.1基本概念101

6.3.2關系數據庫的主要特點102

6.3.3關系的基本運算103

6.3.4關系完整性約束104

6.4實時數據庫基礎104

6.4.1實時數據庫簡介104

6.4.2實時數據庫作用105

6.5數據庫系統應用105

6.5.1專用數據庫應用系統105

6.5.2電子商務系統106

6.5.3數據倉庫與數據挖掘分析系統106

6.6常用的數據庫管理系統簡介106

6.6.1DB2106

6.6.2SQL�睸erver107

6.6.3Sybase108

6.6.4FoxPro109

6.6.5Access110

6.6.6Oracle110

本章小結111

習題112

第7章軟件工程基礎114

7.1軟件工程概述114

7.1.1軟件危機114

7.1.2軟件工程114

7.1.3軟件生命周期115

7.1.4軟件過程116

7.2軟件的需求分析121

7.2.1需求分析的過程121

7.2.2結構化分析方法122

7.2.3實體�猜撓祱D與狀態轉換圖125

7.3軟件設計126

7.3.1總體設計126

7.3.2詳細設計127

7.4軟件的實現131

7.4.1編碼131

7.4.2軟件測試概述132

7.4.3測試方法132

7.4.4測試的過程134

7.4.5調試135

7.5軟件維護135

7.5.1軟件維護的特點135

7.5.2軟件維護的類型136

7.5.3軟件維護的過程137

7.5.4軟件的可維護性139

本章小結139

習題140

下篇
第8章計算機網絡與物聯網概述145

8.1計算機網絡概述145

8.1.1計算機網絡概念145

8.1.2計算機網絡的組成145

8.1.3網絡類型及拓撲結構146

8.1.4網絡的技術術語149

8.2計算機網絡體系結構150

8.2.1網絡協議與體系結構的基本概念150

8.2.2OSI/RM開放系統互連參考模型151

8.2.3TCP/IP的體系結構152

8.3局域網技術153

8.3.1局域網概述153

8.3.2網絡互聯設備154

8.4Internet簡介155

8.4.1Internet概述155

8.4.2IP地址和域名156

8.4.3Internet提供的服務158

8.5物聯網概述160

8.5.1物聯網定義160

8.5.2物聯網的發展160

8.5.3物聯網的特征163

8.6物聯網的相關技術163

8.6.1地址資源技術163

8.6.2人工智能164

8.6.3物聯網架構164

8.6.4云計算技術165

8.6.5物聯網系統165

8.6.6物聯網傳輸方式的選擇166

8.7物聯網的主要應用領域166

8.7.1智能家居167

8.7.2智能醫療167

8.7.3智能城市168

8.7.4智能環保168

8.7.5智能交通168

8.7.6智能司法169

8.7.7智能農業169

8.7.8智能物流169

8.7.9智能文博170

8.8物聯網產生的影響170

8.9物聯網的發展前景170

本章小結172

習題173

第9章大數據及云計算175

9.1初識大數據175

9.1.1大數據的基本概念175

9.1.2大數據的主要技術175

9.1.3大數據的特征178

9.1.4大數據的價值與挑戰179

9.1.5大數據的典型應用181

9.2云計算綜述182

9.2.1云計算的基本概念182

9.2.2云計算的特點183

9.2.3云計算的服務類型184

9.2.4云計算實現的關鍵技術184

9.2.5云計算的典型應用185

本章小結186

習題186

第10章人工智能基礎188

10.1初識人工智能188

10.2人工智能的發展史189

10.2.1孕育期189

10.2.2形成期190

10.2.3知識應用期190

10.2.4從學派分立走向綜合192

10.2.5智能科學技術學科的興起192

10.3人工智能的研究目標192

10.4人工智能的研究領域193

10.4.1機器思維193

10.4.2機器感知194

10.4.3機器行為196

10.4.4機器學習196

10.4.5計算智能197

10.4.6分布智能199

10.4.7智能系統199

10.4.8人工心理與人工情感200

10.5人工智能的典型應用200

10.5.1智能機器人200

10.5.2智能網絡201

10.5.3智能檢索201

本章小結201

習題202

第11章機器學習203

11.1機器學習概述203

11.2分類算法204

11.3聚類算法206

本章小結207

習題208

第12章Python程序設計基礎209

12.1Python語言基礎知識209

12.1.1Python語言209

12.1.2Python環境的搭建211

12.1.3基礎語法211

12.1.4變量和運算符213

12.1.5列表、元組、字典和集合218

12.1.6字符串223

12.2Python程序設計基礎226

12.2.1流程控制226

12.2.2函數232

12.2.3類和對象236

12.2.4文件操作(I/O)242

12.3綜合案例244

12.3.1貪吃蛇游戲245

12.3.2網絡爬蟲與信息提取249

12.3.3泰坦尼克號遇難人數預測模型251

本章小結256

習題257

參考文獻262