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本书按“分而治之”的思想，将计算机与互联网相关的内容分为两部分，较为系统地讲解了与计算机和互联网相关的基础知识。第一部分主要介绍计算机基础理论知识，包括计算机概述、计算机系统的组成、计算机中信息的表示和程序设计基础；第二部分主要介绍与互联网相关的知识，包括计算机网络、云计算、大数据、物联网及人工智能。

本书适合作为高等学校计算机专业的计算机导论课程的教材，非计算机专业的大学计算机基础、计算思维导论、计算科学导论等课程的教材，也可作为对计算机基础知识感兴趣的计算机爱好者及各类自学人员的参考书。

第 1章 计算机概述 1

1.1　计算机的产生与发展　1

1.1.1　计算机的产生　1

1.1.2　计算机的发展　2

1.2　计算机的分类　3

1.2.1　高性能计算机　3

1.2.2　微型计算机　4

1.2.3　嵌入式系统　4

1.3　计算机的应用　4

1.3.1　科学计算　4

1.3.2　数据处理　5

1.3.3　辅助工程　5

1.3.4　过程控制　5

1.3.5　人工智能　5

1.4　计算思维　6

习题1　8

第　2章 计算机系统的组成　9

2.1　计算机硬件系统　9

2.1.1　运算器　9

2.1.2　控制器　9

2.1.3　存储器　9

2.1.4　输入设备　10

2.1.5　输出设备　10

2.1.6　总线　10

2.1.7　计算机系统逻辑结构　11

2.2　计算机的工作原理　11

2.2.1　“存储程序和程序控制”工作原理　11

2.2.2　计算机的工作过程　12

2.3　计算机软件系统　13

2.3.1　系统软件　13

2.3.2　应用软件　14

2.4　微型计算机系统的组成　14

2.4.1　微型计算机硬件结构　16

2.4.2　微型计算机硬件系统　17

2.4.3　微型计算机软件系统　29

习题2　30

第3章　计算机中信息的表示　34

3.1　进位计数制及其转换　34

3.1.1　进位计数制的基本概念　34

3.1.2　计算机内部采用二进制的原因　36

3.1.3　进位计数制间的转换　36

3.2　二进制数的算术逻辑运算　40

3.2.1　二进制数的算术运算　40

3.2.2　二进制数的逻辑运算　41

3.3　二进制数的计量单位　43

3.3.1　基本术语　43

3.3.2　计量单位之间的换算　44

3.4　数值数据在计算机中的表示　45

3.4.1　机器数和真值　45

3.4.2　带符号数的表示　46

3.4.3　定点数与浮点数　48

3.4.4　数值编码　49

3.5　非数值数据在计算机中的表示　50

3.5.1　西文字符的编码　50

3.5.2　汉字字符的编码　51

3.6　多媒体数据的表示　55

3.6.1　音频处理　55

3.6.2　图像处理　56

3.6.3　视频处理　59

习题3　60

第4章　程序设计基础　63

4.1　算法　63

4.1.1　算法概述　63

4.1.2　算法表示　66

4.1.3　常用算法示例　69

4.2　程序设计　73

4.2.1　程序和程序设计　73

4.2.2　软件的概念　74

4.3　程序设计语言　74

4.3.1　程序设计语言的概念　74

4.3.2　程序设计语言的组成　75

4.3.3　程序设计语言的分类　75

4.3.4　常用程序设计语言简介　77

4.4　程序设计的方法和步骤　81

4.4.1　程序设计的方法　81

4.4.2　程序设计的步骤　84

习题4　86

第5章　计算机网络　88

5.1　计算机网络概述　88

5.1.1　网络体验　88

5.1.2　计算机网络形成与发展　90

5.1.3　计算机网络的定义及功能　91

5.1.4　网络的分类　91

5.1.5　计算机网络的构成　96

5.1.6　数据传输质量指标　101

5.1.7　网络体系结构　102

5.2　Internet基础　103

5.2.1　Internet概述　103

5.2.2　IP地址和域名　105

5.2.3　Internet提供的服务功能　111

5.3　计算机网络安全　118

5.3.1　计算机安全概述　118

5.3.2计算机病毒　118

5.3.3　网络黑客　121

5.3.4　防火墙技术　123

5.3.4　计算机职业道德规范　124

习题5　126

第6章　云计算　129

6.1　云计算概述　129

6.1.1　云计算的起源　129

6.1.2　云计算的概念　130

6.1.3　云计算的基本特征　131

6.1.4　典型云计算平台介绍　132

6.1.5　云计算分类　133

6.1.6　云计算体系架构　134

6.2　云计算的关键技术　136

6.2.1　虚拟化技术　136

6.2.2　分布式海量数据存储技术　141

6.2.3　海量数据管理技术　142

6.2.4　并行编程技术　142

6.2.5　云计算平台管理技术　143

6.3　云计算的应用　143

6.3.1　云计算在物流行业中的应用　143

6.3.2　云计算在教育领域的应用　145

6.3.3　云计算在智能交通系统中的应用　146

习题6　147

第7章　大数据　149

7.1　大数据概述　149

7.1.1　大数据的定义　149

7.1.2　大数据的发展　150

7.1.3　大数据的特征　151

7.1.4　大数据的来源　152

7.2　大数据的关键技术和工具　152

7.2.1　大数据的关键技术　152

7.2.2　大数据处理平台　154

7.2.3　大数据文件系统　155

7.2.4　NoSQL数据库　155

7.3　大数据应用实例　157

7.3.1　大数据在商业领域的应用　157

7.3.2　大数据在农业领域的应用　158

7.3.3　大数据在医疗领域的应用　158

7.3.4　大数据在交通领域的应用　159

习题7　160

第8章　物联网　163

8.1　物联网概述　163

8.1.1　物联网的概念　163

8.1.2　物联网的含义　163

8.1.3　物联网的特征　164

8.1.4　物联网的发展　164

8.2　物联网架构和关键技术　165

8.2.1　物联网架构　165

8.2.2　物联网的关键技术　167

8.3　物联网应用实例　170

8.3.1　物联网智能交通　170

8.3.2　物联网智能家居　170

8.3.3　物联网智能医疗　172

8.3.4　物联网智能电网　173

8.3.5　物联网智能物流　174

8.3.6　物联网智能农业　174

8.3.7　物联网智慧城市　175

习题8　177

第9章　人工智能　179

9.1　人工智能概述　179

9.1.1人工智能的概念　179

9.1.2人工智能的发展简史　180

9.1.3人工智能的流派　181

9.2　人工智能的关键技术　183

9.2.1　机器学习　183

9.2.2自然语言处理　184

9.2.3知识图谱　185

9.2.4计算机视觉　185

9.2.5人机交互　186

9.2.6生物特征识别　188

9.3　人工智能的应用　190

9.3.1人工智能在教育领域的应用　190

9.3.2　人工智能在医疗领域的应用　191

9.3.3　人工智能在金融领域的应用　192

9.3.4　人工智能在交通领域的应用　193

9.3.5　人工智能在制造领域的应用　195

习题9　196

张廷萍，博士，重庆交通大学信息科学与工程学院教授，硕士生导师，日本秋田县立大学客员研究员，国家级一流本科课程《计算机与互联网》课程负责人、重庆市 “新时代好老师”、重庆市课程思政教学名师、重庆市一流课程负责人、重庆市课程思政示范项目负责人、重庆市优秀基层教学组织典型案例负责人、重庆市高校一流本科课程示范案例负责人、学位中心论文评审专家、中国计算机学会会员、中国自动化学会会员、重庆市普通本科高等学校教学指导委员会委员、重庆交通大学最受学生欢迎十佳教师（教书育人楷模）；、重庆交通大学信息学院数据科学与大数据技术专业负责人、教师发展委员会委员、教学咨询师。从事计算机公共基础教学23年来获重庆市高校教师教学创新大赛三等奖、重庆市教学微课大赛三等奖、校级教学优秀奖（突出业绩奖）等各级教学奖励及教学比赛奖项近30项、公开发表教改及学术论文近40篇，主持主研教改科研项目近30项、指导学生获各类竞赛各级奖项6项。主编及参与编写出版教材多部。

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