本书着重培养学生的“计算思维”能力，力图使读者通过学习本书，对计算机科学建立起初步而全面的了解。全书共分12章，内容主要包括计算机科学基本概念、数制与信息编码、计算机硬件组成、操作系统基础、程序设计与软件开发基础、网络与信息安全基础、数据库应用基础、Office办公软件应用和计算机科学前沿展望等。

本书兼具基础性、前沿性和应用性，在普及计算机科学基本原理的同时，介绍近年来计算机学科发展的前沿成果，同时又着重培养学生的应用实践能力。

本书适合作为普通高校信息大类“计算机导论”课程的教材，也可以作为计算机专业学习者的入门自学教材。

近年来，经历着第三次工业革命和第四次工业革命的大潮洗礼，人类已经全面进入了信息时代，以计算机为代表的信息技术已经成为人类的基础生产力。信息技术深刻地影响着其他一切行业的基本运行模式，计算机技术已渗透到各行各业，“计算思维”也成为大学教育的重要基础组成部分。无论哪个专业，都有必要掌握“计算思维”，了解计算机技术在各自学科领域中的应用技术。“计算思维”也成为了继“实验思维”和“理论思维”之后的第三种基本科学思维方法。

本书在编写过程中以通俗易懂、紧跟科技前沿为宗旨，期望能够适应学生的需求，贴合教学目标。在内容组织上强调计算思维能力的培养，将计算思维能力的训练融入计算机专业完整的教学体系中，从而实现计算机导论课程的教学改革。本书的主要特色如下：

●  着重对计算机基础理论知识进行讲解和介绍。

●  力求通过深入浅出的语言风格，讲授计算机和计算思维之间相互支撑和相互制约的关系。

●  突出介绍计算机科学与技术发展的最新技术和成果，将其融入课程内容中。

●  将“计算思维”的新理念贯穿始终，达到提升计算机专业能力的教学目的。

●  将理论知识和实际应用相结合，让学生清楚地了解计算机擅长哪些方面、计算机能做什么、如何利用计算机来解决实际问题。

本书共分12章，内容主要包括计算机科学的基本概念、数制与信息编码、计算机硬件组成、操作系统基础、程序设计与软件工程基础、计算机网络与信息安全基础、数据库应用基础、Office办公软件应用和计算机科学前沿展望等。

本书的编者都是多年从事大学计算机专业教学的一线教师，在各自从事的专业领域具有丰富的教学经验。各章节中有很多素材，也经历了多年的一线教学实践的检验。本书由杜小甫、刘鹤丹、付爽任主编，由郭一晶、曾党泉、白书平、陈晓凌、黄凤英任副主编。具体编写分工如下：第1章、第5章由杜小甫编写，第2章由陈晓凌编写，第3章由白书平编写，第4章、第8章由付爽编写，第6章由郭一晶编写，第7章、第10章、第11章由刘鹤丹编写，第9章由黄凤英编写，第12章由曾党泉编写。刘鹤丹、       付爽参与全书各章节修改及编校工作，全书由杜小甫统稿和定稿。

由于编者水平有限，加上时间仓促，书中难免会存在疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。勘误信息请发送到电子邮箱duerfu@163.com。

编  者   

2022年3月

 第1章  计算机科学概述... 1

1.1  计算机发展历史.. 1
1.1.1  第一台电子计算机.. 1

1.1.2  电子计算机的发展.. 2

1.1.3  微型计算机的发展.. 2

1.1.4  计算机的未来发展.. 4

1.2  计算机的特点及分类.. 5
1.2.1  计算机的特点.. 5

1.2.2  计算机的分类.. 6

1.3  冯·诺依曼体系计算机.. 8
1.3.1  基本概念.. 8

1.3.2  当代计算机基本硬件结构.. 9

1.3.3  当代计算机的基本软件结构.. 10

1.3.4  操作系统.. 10

1.3.5  数据库管理系统.. 11

1.3.6  语言处理程序.. 12

1.3.7  应用软件.. 12

1.4  计算机的应用领域.. 13

1.5  计算思维.. 14

1.5.1 “计算思维”的基本概念.. 14

1.5.2 “计算思维”的特征.. 14

1.5.3 “计算思维”的要素.. 15

本章小结.. 17

习题.. 17

第2章  数制与信息编码... 18

2.1  数制的基本概念.. 18
2.1.1 “模拟”和“数字”.. 18

2.1.2  数制系统.. 19

2.2  数制转换.. 19
2.2.1  常见数制.. 19

2.2.2  R进制数转换为十进制数.. 21

2.2.3  十进制数转换为R进制数.. 21

2.2.4  二进制数与八进制、十六进制数之间的转换.. 23

2.3  整数的机内表示.. 23
2.3.1  有符号整数和无符号整数.. 23

2.3.2  原码、反码、补码.. 24

2.3.3  基本的整数运算.. 27

2.4  小数的机内表示.. 29
2.4.1  定点表示法.. 29

2.4.2  浮点表示法.. 30

2.5  字符的机内表示.. 30
2.5.1  ASCII码.. 31

2.5.2  汉字编码.. 32

2.5.3  统一编码字符集.. 34

2.6  其他信息的机内表示.. 34
2.6.1  图像信息编码.. 35

2.6.2  声音信息编码.. 36

2.6.3  视频信息编码.. 38

本章小结.. 39

习题.. 40

第3章  计算机硬件组成... 41

3.1  计算机硬件的三个子系统.. 41
3.1.1  计算机硬件系统的组成.. 41

3.1.2  计算机的工作原理.. 43

3.1.3  计算机组成部件的三个子系统.. 43

3.2  中央处理单元和指令执行.. 43
3.2.1  中央处理单元.. 44

3.2.2  指令执行.. 46

3.3  存储子系统.. 48
3.3.1  主存储器.. 48

3.3.2  辅助存储器.. 50

3.3.3  主存储器与辅助存储器的区别.. 53

3.3.4  主存储器与寄存器和高速缓冲存储器的比较.. 54

3.4  输入/输出子系统.. 54
3.4.1  输入设备.. 54

3.4.2  输出设备.. 56

3.5  三个子系统互连.. 58
3.5.1  通过总线实现CPU和主存储器的连接.. 58

3.5.2  通过接口实现I/O设备的连接.. 58

3.5.3  微型计算机子系统互连设备—主板.. 59

本章小结.. 61

习题.. 61

第4章  操作系统基础... 62

4.1  操作系统的概念和发展历史.. 62
4.1.1  操作系统的概念.. 62

4.1.2  操作系统发展历史.. 63

4.2  操作系统基础.. 64
4.2.1  用户界面.. 64

4.2.2  内存管理器.. 64

4.2.3  进程管理器.. 65

4.2.4  设备管理器.. 66

4.2.5  文件管理器.. 66

4.3  主流操作系统介绍.. 67
4.3.1  DOS. 67

4.3.2  Windows 67

4.3.3  Linux. 68

4.3.4  UNIX. 68

4.3.5  Mac OS. 69

4.3.6  国产操作系统介绍.. 69

4.4  Windows 10操作系统.. 70
4.4.1  桌面及其设置.. 70

4.4.2  账户与设置.. 73

4.4.3  程序与文件管理.. 77

4.4.4  管理文件和文件夹.. 81

4.4.5  磁盘和设备管理.. 86

本章小结.. 96

习题.. 96

第5章  程序设计基础... 98

5.1  程序设计的基本概念.. 98

 5.2  程序设计语言的发展历史和种类.. 98

5.3  程序基本结构.. 100

5.4  程序开发基础.. 102

5.4.1  Scratch介绍.. 102

5.4.2  顺序结构程序.. 104

5.4.3  选择结构程序.. 107

5.4.4  循环结构程序.. 108

5.4.5  一个完整的小游戏.. 108

5.5  常用算法介绍.. 110
5.5.1  算法基础.. 110

5.5.2  算法流程图.. 112

5.5.3  排序算法.. 113

5.6  常用数据结构介绍.. 114
5.6.1  数据结构基础.. 114

5.6.2  数组基础.. 115

本章小结.. 116

习题.. 116

第6章  软件工程基础... 117

6.1  软件生存周期.. 117
6.1.1  需求分析.. 117

6.1.2  系统设计.. 120

6.1.3  系统实现.. 123

6.1.4  系统测试.. 124

6.2  常见软件开发模型介绍.. 126
6.2.1  瀑布模型.. 126

6.2.2  快速原型模型.. 127

6.2.3  增量模型.. 128

6.2.4  敏捷开发模型.. 129

6.3  常用软件开发工具介绍.. 130

本章小结.. 131

习题.. 131

第7章  计算机网络与信息安全... 132

7.1  计算机网络的基本概念.. 132
7.1.1  计算机网络的定义和功能.. 132

7.1.2  计算机网络的组成与分类.. 133

7.2  网络协议与体系结构.. 134
7.2.1  网络协议的基本概念.. 134

7.2.2  网络体系结构.. 134

7.3  因特网应用.. 136
7.3.1  万维网WWW.. 136

7.3.2  浏览器Internet Explorer的设置.. 138

7.3.3  电子邮件.. 146

7.3.4  网盘的应用.. 151

7.4  信息安全基本概念.. 155
7.4.1  信息安全与信息系统安全.. 155

7.4.2  信息安全的实现目标.. 156

7.5  常用保密技术介绍.. 157
7.5.1  信息安全威胁.. 157

7.5.2  信息系统不安全因素.. 158

7.5.3  信息安全防范技术.. 159

本章小结.. 165

习题.. 165

第8章  数据库应用基础... 166

8.1  数据库原理概述.. 166
8.1.1  数据库技术的概念.. 166

8.1.2  数据模型.. 167

8.1.3  概念模型.. 168

8.1.4  逻辑模型.. 171

8.2  关系数据库.. 173
8.2.1  数据结构.. 173

8.2.2  常用术语.. 174

8.3  Access 2016基础知识.. 175
8.3.1  Access 2016概述.. 175

8.3.2  数据表.. 177

8.3.3  查询.. 187

8.3.4  窗体.. 192

8.3.5  报表.. 195

8.3.6  宏.. 195

8.3.7  模块.. 195

本章小结.. 196

习题.. 196

第9章  Word 2016文字处理... 199

9.1  Word 2016简介.. 199
9.1.1  Word 2016概述.. 199

9.1.2  Word 2016的新增功能.. 199

9.2  Word 2016基础知识.. 200
9.2.1  Word 2016的启动.. 200

9.2.2  Word 2016的退出.. 200

9.2.3  Word 2016的窗口组成.. 201

9.3  文档的基本操作.. 202
9.3.1  文档的新建.. 202

9.3.2  文档的保存.. 203

9.3.3  文档的打开和关闭.. 204

9.3.4  文档的显示方式.. 205

9.4  文档的基本排版.. 207
9.4.1  输入文档内容.. 207

9.4.2  文本的编辑.. 210

9.4.3  拼写检查与自动更正.. 214

9.4.4  字符的格式化.. 215

9.4.5  段落的格式化.. 216

9.4.6  页面格式化.. 219

9.5  图文混排.. 220
9.5.1  使用文本框.. 220

9.5.2  图片.. 221

9.5.3  使用艺术字.. 224

9.5.4  使用各类图形.. 225

9.5.5  使用图表.. 227

9.6  使用表格.. 227
9.6.1  创建表格.. 227

9.6.2  编辑表格.. 228

9.6.3  设置表格格式.. 232

9.6.4  表格的高级应用.. 233

9.7  文档的高级排版.. 237
9.7.1  格式刷的使用.. 237

9.7.2  长文档处理.. 237

9.7.3  分隔符.. 242

9.7.4  编辑页眉和页脚.. 244

9.7.5  脚注、尾注和题注.. 247

9.7.6  文档的页面设置与打印.. 248

本章小结.. 252

习题.. 252

第10章  电子表格处理软件Excel 2016. 254

10.1  Excel 2016的基础知识.. 254
10.1.1  Excel 2016的新增功能.. 254

10.1.2  Excel 2016的基本功能及特点.. 255

10.1.3  Excel 2016的启动和退出.. 255

10.1.4  Excel 2016的窗口页面.. 257

10.2  Excel 2016的基本操作.. 258
10.2.1  工作簿的创建、保存和打开.. 258

10.2.2  选定单元格.. 260

10.2.3  撤销与恢复.. 261

10.2.4  数据编辑.. 261

10.2.5  数据自动填充.. 263

10.2.6  单元格的操作.. 264

10.3  工作表的编辑.. 266
10.3.1  选定工作表.. 266

10.3.2  插入工作表.. 267

10.3.3  删除工作表.. 267

10.3.4  重命名工作表.. 267

10.3.5  复制和移动工作表.. 267

10.3.6  隐藏或显示工作表.. 268

10.3.7  共享工作簿.. 268

10.4  工作表的格式化.. 269
10.4.1  使用格式刷.. 269

10.4.2  设置字符格式.. 270

10.4.3  设置数字格式.. 270

10.4.4  设置单元格对齐方式.. 272

10.4.5  设置边框.. 272

10.4.6  设置背景.. 273

10.4.7  设置行高和列宽.. 274

10.4.8  自动套用样式.. 275

10.4.9  条件格式.. 275

10.5  公式与函数.. 278
10.5.1  使用公式.. 278

10.5.2  使用函数.. 283

10.5.3  错误值.. 285

10.6  数据管理.. 287
10.6.1  数据筛选.. 288

10.6.2  数据排序.. 290

10.6.3  数据分类汇总.. 290

10.6.4  数据透视表和数据透视图.. 291

10.7  数据图表.. 295
10.7.1  创建图表.. 295

10.7.2  修改图表.. 297

10.8  页面设置与打印.. 299
10.8.1  页面设置.. 299

10.8.2  打印预览.. 301

10.8.3  打印工作表.. 301

10.9  Excel 2016的重要功能.. 303
10.9.1  自定义功能区.. 303

10.9.2  公式编辑器.. 304

本章小结.. 305

习题.. 305

第11章  PowerPoint 2016电子演示文稿... 308

11.1  PowerPoint 2016的基础知识.. 308
11.1.1  PowerPoint 2016的新增功能.. 308

11.1.2  PowerPoint 2016的工作界面.. 308

11.1.3  PowerPoint 2016的视图.. 309

11.2  创建演示文稿.. 313
11.2.1  创建空白演示文稿.. 313

11.2.2  用模板来创建文稿.. 315

11.2.3  幻灯片的操作与编辑.. 315

11.3  制作幻灯片.. 317
11.3.1  选择幻灯片版式.. 317

11.3.2  插入文本.. 319

11.3.3  插入图片和剪贴画.. 321

11.3.4  插入表格和图表.. 322

11.3.5  插入SmartArt图形.. 326

11.3.6  插入超链接和动作设置（动画）.. 330

11.3.7  添加音频和视频文件.. 333

11.4  修饰幻灯片.. 335
11.4.1  幻灯片母版.. 335

11.4.2  幻灯片主题的设计.. 336

11.5  设置幻灯片的放映效果.. 337
11.5.1  幻灯片的动画.. 337

11.5.2  设置幻灯片的切换效果.. 338

11.5.3  幻灯片的放映.. 339

11.6  演示文稿的导出.. 342
11.6.1  将演示文稿导出为其他格式文件.. 342

11.6.2  保护演示文稿.. 342

11.6.3  打印演示文稿.. 343

本章小结.. 344 习题.. 344
第12章  计算机科学前沿... 347

12.1  人工智能技术.. 347
12.1.1  人工智能技术概述.. 347

12.1.2  人工智能技术研究和应用.. 349

12.1.3  人工智能技术对未来的影响.. 350

12.2  云计算技术.. 350
12.2.1  云计算技术概述.. 350

12.2.2  云计算技术应用.. 351

12.2.3  云计算技术对未来的影响.. 352

12.3  大数据技术.. 352
12.3.1  大数据技术概述.. 352

12.3.2  大数据技术应用.. 353

12.3.3  大数据技术对未来的影响.. 354

12.4  物联网技术.. 354
12.4.1  物联网技术概述.. 354

12.4.2  物联网技术应用.. 355

12.4.3  物联网技术对未来的影响.. 356

12.5  区块链技术.. 357
12.5.1  区块链技术概述.. 357

12.5.2  区块链技术应用.. 358

12.5.3  区块链技术对未来的影响.. 359

本章小结.. 360

习题.. 360

 参考文献    360

杜小甫，男，副教授，博士研究生。厦门大学嘉庚学院计算机教研室主任。近五年主持教育部项目1项，参与福建省基金项目3项，主持市级基金项目1项，参与市级基金项目3项，支持参与横向课题3项。近五年发表论文25篇，SCI收录2篇，EI收录7篇，中文核心1篇。申请发明专利3项，软件著作权10项。

刘鹤丹，女，厦门大学嘉庚学院副教授。研究方向为软件工程，主要教授大学计算机基础、Python程序设计、软件工程等课程。近五年主持福建省教育厅青年基金项目1项，主持市级基金项目1项，支持参与横向课题1项。近五年发表论文12篇，申请软件著作权2项。

付爽，女，厦门大学嘉庚学院讲师。研究方向为大数据，主要教授大数据导论、C语言程序设计、数据结构等课程。近五年参与教育部项目1项，参与福建省基金项目1项，主持厅级基金项目1项，参与厅级基金项目2项，参与横向课题1项。近五年发表论文4篇，申请实用新型专利1项，软件著作权5项。

着重对计算机基础理论知识进行讲解和介绍。

●  力求通过深入浅出的语言风格，讲授计算机和计算思维之间相互支撑和相互制约的关系。

●  突出介绍计算机科学与技术发展的最新技术和成果，将其融入课程内容中。

●  将“计算思维”的新理念贯穿始终，达到提升计算机专业能力的教学目的。

●  将理论知识和实际应用相结合，让学生清楚地了解计算机擅长哪些方面、计算机能做什么、如何利用计算机来解决实际问题。