本书是计算机相关专业本科学生的入门教材，从整体角度对计算机学科作了全面、完整、系统的介绍。全书按计算机学科体系分五篇进行介绍，内容包括初识计算机——计算机全景图；构建计算机——计算机系统介绍；开发计算机——计算机应用系统；研究计算机——计算机理论；人文计算机——计算机文化。本书为学生提供计算机学科整体平台知识，为后续课程提供指导，为选修课程提供帮助，为选择专业方向提供思路，为日后工作提供计算机知识基础，为选择职业拓宽门路。

本书内容全面、重点突出，兼顾原理与操作、概念与应用，以应用为核心，符合当代计算机技术发展潮流。

本书适合作为高等学校计算机相关专业（特别是应用型专业）本科学生“计算机导论”课程的教材。

无

第一篇  初识计算机——计算机全景图

第1章  计算机基础内容 2

1.1  概述 2

1.2  计算机的基本概念 3

1.2.1  计算机的含义 3

1.2.2  计算机的概念及其变迁 3

1.3  现代计算机系统 11

1.4  计算机学科概述 11

1.4.1  计算机学科的含义 11

1.4.2  计算机学科的内容 12

1.4.3  计算机学科体系 12

1.5  计算机教育 16

1.5.1  计算机学科知识 16

1.5.2  计算机能力 16

1.5.3  素质 17

小结 17

习题 18

第二篇  构建计算机——计算机系统介绍

第2章  计算机基础技术——数字技术 21

2.1  二进制数字的基本知识 21

2.2  布尔代数 23

2.3  数字电路简介 24

2.4  二进制数字及其操作的扩展表示 25

2.4.1  数值类型数据与操作 26

2.4.2  数值类型数据与运算的电信号实现 30

2.4.3  文本类型数据与操作 33

2.4.4  多媒体类型数据与操作 36

小结 40

习题 41

第3章  计算机硬件 42

3.1  计算机指令系统与数据 42

3.2  冯·诺依曼体系结构 43

3.3  中央处理器 45

3.4  存储器 47

3.4.1  存储器概述 47

3.4.2  主存储器 49

3.4.3  外存储器 50

3.5  输入/输出设备 51

3.5.1  常用输入设备 51

3.5.2  常用输出设备 53

3.6  总线与接口 54

3.6.1  总线 54

3.6.2  接口 55

3.6.3  计算机硬件的连接 57

3.6.4  计算机硬件组成与分类 57

3.6.5  计算机硬件的基本工作原理 59

3.7  计算机硬件的物理组成 60

小结 62

习题 63

第4章  计算机软件 65

4.1  计算机软件基础 65

4.1.1  计算机系统与计算机软件 65

4.1.2  计算机软件的基本概念 66

4.1.3  软件系统 66

4.2  操作系统 67

4.2.1  操作系统的作用 67

4.2.2  操作系统的结构 69

4.2.3  操作系统的安装 69

4.2.4  进程管理 69

4.2.5  资源管理 72

4.2.6  用户服务 75

4.2.7  软硬件接口 76

4.2.8  常用操作系统 77

4.2.9  扩充操作系统 78

4.3  程序设计语言及其处理系统 78

4.3.1  程序 78

4.3.2  程序设计语言介绍 79

4.3.3  程序设计语言的基本组成 81

4.3.4  语言处理系统 83

4.3.5  程序设计 84

4.3.6  常用的程序设计语言 84

4.4  数据及数据库管理系统 85

4.4.1  数据基础 85

4.4.2  数据库介绍 87

4.4.3  关系数据库管理系统 88

*4.4.4  数据库语言SQL 93

4.5  支撑软件 96

4.6  应用软件 96

4.6.1  应用软件概述 96

4.6.2  应用软件组成 97

小结 97

习题 99

第5章  计算机网络 101

5.1  计算机网络概述 101

5.2　计算机网络组成 102

5.2.1  主机 102

5.2.2  通信网络 102

5.2.3  协议 105

5.3  计算机网络结构体系 106

5.4  计算机网络的分类 107

5.4.1  局域网 107

5.4.2  广域网 108

5.4.3  互联网 109

小结 112

习题 113

第6章  计算机网络软件与应用 115

6.1  网络软件概述 115

6.1.1  网络软件的分布式结构 115

6.1.2  网络软件的分层构造 116

6.2  网络中的系统软件 118

6.2.1  网络操作系统 118

6.2.2  基于网络环境的数据库管理系统 118

6.2.3  网络程序设计语言 119

6.2.4  Web软件开发工具 120

*6.3  网络中的支撑软件 120

6.4  网络应用软件 121

6.4.1  互联网通信 121

6.4.2  Web应用技术 122

6.5  互联网应用新技术 126

6.5.1  移动互联网 126

6.5.2  物联网 126

6.5.3  云计算 128

6.5.4  大数据技术 129

6.6  互联网＋ 134

6.6.1 “互联网＋”中的几个重要概念 134

6.6.2 “互联网＋”中的六个应用 135

小结 139

习题 140

第7章  信息安全技术 143

7.1  信息安全概述 143

7.2  信息安全的均衡性原则 144

7.2.1  信息安全的4个层次 145

7.2.2  信息安全的六部分内容 145

7.2.3  信息安全的技术手段 146

7.2.4  信息安全标准 147

*7.3  信息安全的技术措施 148

7.3.1  身份鉴别 148

7.3.2  访问控制技术 148

7.3.3  完整性技术 149

7.3.4  审计技术 149

7.3.5  入侵检测技术 150

7.3.6  数据加密技术 150

7.3.7  防火墙技术 152

7.3.8  虚拟专用网技术 153

7.4  计算机病毒防治 153

小结 154

习题 155

第三篇  开发计算机——计算机应用系统

第8章  软件工程 159

8.1  软件工程概述 159

8.1.1  软件危机与软件工程 159

8.1.2  软件工程的基本概念 160

8.2  软件工程介绍 160

8.2.1  软件开发方法 160

8.2.2  软件开发过程 163

8.2.3  软件开发工具 167

8.2.4  软件产品的标准与文档 167

8.2.5  软件项目管理 169

8.2.6  软件质量保证 170

8.3  基于结构化开发方法的软件开发过程 170

8.3.1  结构化开发方法介绍 170

8.3.2  结构化分析方法 171

8.3.3  结构化设计方法 173

8.3.4  系统编码 176

8.3.5  测试 176

8.3.6  运行与维护 176

小结 177

习题 177

第9章  计算机应用系统介绍 179

9.1  计算机应用系统组成 179

9.1.1  应用系统基础平台 180

9.1.2  应用系统的数据资源层 181

9.1.3  应用系统业务逻辑层 182

9.1.4  应用系统应用表现层 182

9.1.5  应用系统的用户层 182

9.1.6  基于云平台的计算机应用系统组成 183

9.2  计算机应用分类 183

*9.3  计算机典型应用系统介绍 185

9.3.1  计算机应用系统之一——电子商务 185

9.3.2  计算机应用系统之二——在控制领域应用及嵌入式系统 189

9.3.3  计算机应用系统之三——在多媒体领域应用以及图像处理 191

9.3.4  计算机应用系统之四——在智能领域应用以及专家系统 194

小结 197

习题 197

第10章  计算机应用系统开发 199

10.1  计算机应用系统开发概貌 199

10.2  计算机应用系统的开发步骤 199

*10.3  应用系统开发实例——嵌入式电子点菜系统 201

10.3.1  嵌入式电子点菜系统简介 201

10.3.2  需求调查 202

10.3.3  系统分析 203

10.3.4  系统设计 205

10.3.5  系统平台 206

10.3.6  系统更新设计 207

10.3.7  系统结构图 208

10.3.8  系统的信息安全 208

10.3.9  系统实现 209

小结 209

习题 210

第四篇  研究计算机——计算机理论

第11章  算法与数据结构 212

11.1  算法基础 212

11.1.1  算法的基本概念 212

11.1.2  算法的基本特征 213

11.1.3  算法的基本要素 214

11.1.4  算法描述 214

11.1.5  算法设计 215

11.1.6  算法评价 216

11.1.7  一个完整的算法表示 218

11.1.8  算法与程序设计关系 218

*11.2  数据理论与数据结构 219

11.2.1  计算机数据组织的发展历史 219

11.2.2  数据组成 220

11.2.3  数据元素 222

11.2.4  数据操纵 222

11.2.5  数据结构 223

11.2.6  线性结构 223

11.2.7  树结构 227

11.2.8  图结构 229

11.2.9  数据分类 231

小结 234

习题 236

第12章  计算机的数学基础 237

*12.1  离散数学与计算机 237

12.1.1  概述 237

12.1.2  集合论 238

12.1.3  代数系统 242

12.1.4  图论 244

12.1.5  数理逻辑 246

12.1.6  离散数学在计算机中的应用 249

12.2  可计算性理论——图灵机与计算机 253

12.2.1  可计算性问题 253

12.2.2  图灵机原理 253

12.2.3  图灵-丘奇论题 255

12.2.4  图灵机与计算机 256

小结 256

习题 257

第五篇  人文计算机——计算机文化

第13章  计算机与社会 259

13.1  计算机文化 259

13.2  计算机道德 260

13.3  计算机的法律与法规 261

13.4  信息社会中的教育 262

小结 263

习题 263

参考文献 264

徐洁磐：南京大学计算机科学与技术系教授，博导。主要研究计算机理论与数据库技术，曾任中国人工智能学会理事，离散数学学会理事长，中国计算机学会计算机理论专业委员会副主任，数据库专委会委员。教育部计算机教学指导委员会第一、二届委员。1957年南京大学数学系毕业，1963年苏联莫斯科大学数理逻辑副博士研究生毕业，1957年至今南京大学数学系、计算机系讲师，副教授、教授。

本教材是计算机相关专业本科学生的入门教材，从整体角度对计算机学科作了全面、完整、系统的介绍。