《大学计算机信息技术教程(2018版)》是为大学计算机信息技术课程编写的教材,全书以个人电脑和智能手机为背景,介绍了计算机信息技术的基本原理与新技术、新产品、新应用,内容包括数字技术基本知识、计算机硬件组成、操作系统与应用软件、互联网原理与功能、文字音频视频处理与应用等。
在信息技术飞速发展的时代,人们的工作、生活都离不开计算机和网络,熟悉、掌握计算机信息处理技术的基本知识和技能已经成为胜任本职工作、适应社会发展的必备条件之一。如同“高等数学”、“大学物理”一样,“计算机信息处理技术”已成为高等学校普遍开设的公共基础课。最近几年,随着计算机信息技术的快速发展和计算机应用的日益普及,我国中小学逐步开设了“信息技术”课程,高等学校入学新生的计算机知识和操作使用能力有了一定的基础。在这种形势下,“大学计算机信息技术”课程应该如何正确定位,怎样组织课程内容和设计合适的教学模式,怎样弥合零起点和非零起点学生的知识与技能的差异,都是放在我们面前需要着力研究解决的课题。
受江苏省教育厅委托,从2001年开始,江苏省高等学校计算机等级考试中心组织课题组开展研究,在广泛调研和多形式、多层次试验的基础上,提出了“大学计算机信息技术”课程的建设方案,并从教材、教学课件与教学资料库、教学网站、自测与考试阅卷系统等四个方面开展工作。
“大学计算机信息技术”课程由两个部分组成:一是理论知识部分,主要介绍计算机信息处理方面的基本概念、原理和技术,采用课堂教学的形式,是必修课;二是实践部余,重点是计算机操作及常用软件的使用,采用实习或实验课的形式,学生可以根据自己的情况选修,但必须参加考核。
本书是为理论知识课编写的教材。我们认为,计算机与信息技术的应用已渗透到几乎所有的学科和专业,非计算机专业的学生不仅应该掌握计算机的操作使用,而且还要了解计算机信息处理的概念、原理与方法,才能更好地促进自己的专业学习与工作。按照ACM/IEEE - CS在课程设置计划中对“计算机导论”类课程提出的广度优先(breadth first)原则,本书对计算机信息处理相关的基本知识作了粗线条的全景式的介绍,有些内容允许初学者“知其然而不知其所以然”,将来在后续课程的学习或者工作实践中还可以进一步加深对它们的理解。
全书共分6章,第1章介绍电子信息技术的基本知识,第2章剖析计算机硬件的组成以及它们的工作原理,第3章是操作系统与软件的基本知识,第4章讲述了计算机网络和互联网的原理、组成和功能,第5章对文字、图像、声音和视频等在计算机中的表示、处理与应用作了简单介绍,第6章重点讲解了数据库及其应用。在内容的选择方面,我们既侧重介绍与计算机应用密切相关的基础知识,同时又力图能反映近几年涌现出来的新技术和新发展。希望通过本课程的学习,学生能掌握关于计算机硬件、软件、网络、多媒体和信息系统中100~200个最基本和最重要的概念和知识,了解10~20种最普遍和最重要的计算机应用。
本书编写时力求做到概念清晰正确,原理简洁明白,知识新颖实用,材料丰富可靠,文字通顺流畅。本书2003年首次出版后经过若干高校试用,2004年作了全面修订,调整了部分章节的顺序,改写了许多段落和内容,每一章增加了自测题,还附加了英文缩略语中英对照表。经过许多学校使用之后,今年我们又在广泛征求意见的基础上再次进行修订。这次修订改正了一些错误,补充了部分技术进展情况,删除了少数不必要的内容,修改了通信技术入门等段落,使之更适合于教学。
全书内容适合一个学期使用,不同的学科和专业可以设计不同的课程大纲,选择书中的全部或部分内容进行讲授。其中一些可选讲的内容(有难度的或者是扩大知识面的内容)在书中用小字排版。我们建议理工科专业每周学时数为4,文科和社会科学专业每周学时数为3,艺术和体育等专业每周学时数为2。各校可根据具体情况而定。
本书由叶晓风、张福炎、蔡绍稷、陈志明策划。其中第1~5章由南京大学张福炎教授编写,第6章由东南大学孙志挥教授编写,全书由张福炎统稿。叶晓风教授审阅了全部书稿,提出了许多宝贵意见,在此表示感谢。
限于作者水平,书中难免有许多不当之处,敬请读者批评指正。
张福炎,1962年毕业于南京大学数学系计算技术专业,留校任助教、副教授、教授、博士生导师,曾任全国计算机等级考试委员会副主任,江苏省高校计算机基础教学指导委员会主任,《计算机科学技术百科全书》编委和应用分支主编。50多年来一直从事计算机系统和应用技术的教学、科研工作,为本科生、研究生开设了多门课程。20世纪60至70年代曾参加了多台国产和进口计算机的设计、调试和维护工作。80年代初转向微型计算机系统开发,率先为国产0520微型机配置成功CP/M操作系统,主持编写的《微型计算机IBM PC的原理与应用》,系统而全面地介绍PC原理及应用,对推广PC在各行各业中的应用起了重要作用。90年代以来,他又在多媒体技术和计算机图形学领域完成了多项国家、部省级科研项目和靠前合作项目,先后获得部、省级以上科技奖励10项。1991年获国务院特殊津贴,1992年国家人事部授予有突出贡献的中青年专家称号,2006年获江苏省第2届高等学校教学名师奖。
第1章 信息技术概述
1.1 信息与信息技术
1.1.1 信息与信息处理
1.1.2 信息技术和信息产业
1.1.3 信息化与信息社会
1.2 数字技术基础
1.2.1 信息的基本单位一比特
1.2.2 比特与二进制数
1.2.3 信息在计算机中的表示
1.2.4 比特的运算
1.2.5 小结
1.3 微电子技术简介
1.3.1 微电子技术与集成电路
1.3.2 集成电路的设计制造
1.3.3 集成电路的发展趋势
1.3.4 IC卡
自测题1
第1章阅读材料
1.1 数据量、存储容量和通信
流量
1.数字信息的数据量
2.存储设备的容量
3.关于存储容量的单位
4.通信流量
1.2 门电路及其应用
1.基本门电路
2.门电路的应用
1.3 集成电路产业简介
1.芯片设计
2.芯片制造
3.我国的芯片产业
1.4 常用IC卡介绍
1.手机SIM卡
2.校园卡、公交卡和银行卡
3.二代身份证
4.电子标签
第2章 计算机组成原理
2.1 计算机的组成与分类
2.1.1 计算机的发展与作用
2.1.2 计算机的逻辑组成
2.1.3 计算机的分类
2.2 CPU的结构与原理
2.2.1 CPU的作用与组成
2.2.2 指令与指令系统
2.2.3 CPU的性能指标
2.3 主板、内存和I/O
2.3.1 主板、芯片组与BIOS
2.3.2 内存储器
2.3.3 110总线与I/O接口
2.4 常用输入设备
2.4.1 字符与命令输入设备
2.4.2 图像输入设备
2.4.3 传感器
2.5 常用输出设备
2.5.1 显示器与显示卡
2.5.2 打印机
2.5.3 声音和力反馈输出
2.6 辅助存储器
2.6.1 硬盘存储器
2.6.2 U盘、存储卡和固态硬盘
2.6.3 光盘存储器
自测题2
第2章 阅读材料
2.1 微处理器的发展与应用
1.发展概述
2.PC和服务器使用的微处理器
3.智能手机使用的微处理器
4.嵌入式计算机使用的微处理器
2.2 CPU常用术语解释
1.指令系统(指令集)和处理器架构
2.处理器的微架构
3.多核处理器
4.超线程
5.cache存储器
6.CPU芯片
7.主频、外频、超频和睿频
8.功耗与电源管理
2.3 智能手机
1.发展概述
2.典型智能手机的技术参数
3.智能手机硬件分析
2.4 无线I/O接口——蓝牙和
NFC
1.蓝牙
2.近场通信NFC
2.5 显示卡与GPU
1.计算机绘图的过程
2.显示卡的组成
3.PC和智能手机中的GPU
……
第3章 计算机软件
第4章 计算机网络与互联网
第5章 数字媒体处理及应用
第6章 计算机信息系统与数据库
主要英文缩略语中英对照表
自测题答案
主要参考资料