本書根據(jù)教育部大學計算機課程教學指導委員會建議的教學內(nèi)容,由長期從事計算機公共課教學、科研的具有豐富實踐經(jīng)驗的一線教師編寫而成。全書采用理論與實踐相結(jié)合的模式,將課堂教學內(nèi)容與實驗教學內(nèi)容有機地結(jié)合起來,通過講述信息技術領域的*知識,使學生提升學習本課程的興趣,加深對理論知識的理解,提升信息理論素養(yǎng),培養(yǎng)計算思維能力,從而能夠更好地應用計算機及相關工具。本書共分9章,主要內(nèi)容包括:計算機與信息社會、數(shù)制與信息編碼、計算機系統(tǒng)組成、程序設計與算法,辦公自動化、多媒體應用基礎、網(wǎng)絡應用基礎、大數(shù)據(jù)及處理技術、信息安全等,且每章后面附有小結(jié)和習題,幫助學生鞏固所學知識。本書適合作為高等學校信息技術、計算機基礎課程的教材,也可作為高職高專學生的學習用書,以及計算機愛好者的參考用書。
全書采用理論與實踐相結(jié)合的模式,將課堂教學內(nèi)容與實驗教學內(nèi)容有機地結(jié)合起來,通過講述信息技術領域的知識,提升學生學習本課程的興趣,加深對理論知識的理解,提升信息理論素養(yǎng),培養(yǎng)計算思維能力,從而使學生能夠更好地駕馭計算機工具。
大學計算機基礎課程的教學改革經(jīng)歷了3次大的調(diào)整,20世紀90年代到2006年經(jīng)歷了文化基礎、技術基礎和應用基礎3個層次的轉(zhuǎn)變;20062015年形成了1 X的課程方案和4個領域3個層次的知識體系;2015年開始,強調(diào)寬專融課程體系,鼓勵開設通識型課程、技術性課程與交叉型課程,以計算思維為切入點進行大學計算機基礎課程教學內(nèi)容的提升。這3次調(diào)整說明了計算機教學始終走在改革的路上,也使我們不得不總是面對新的挑戰(zhàn)。尤其是大數(shù)據(jù)時代的到來,不但云計算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘等新技術風起云涌,而且出現(xiàn)了MOOC、SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下教學融合等新的教學模式。所有這些,迫使我們必須以全新的眼光來對待計算機基礎課程的教學。
正是在這樣的背景下,我們編寫了這部《信息技術導論》教材。本書是編者多年一線教學中大量經(jīng)驗的結(jié)晶,內(nèi)容覆蓋了信息技術的方方面面,從信息概念、計算機基礎等最基本的內(nèi)容到大數(shù)據(jù)、信息安全等目前的熱點領域,內(nèi)容比較全面,符合教育部大學計算機課程教學指導委員會的要求,很多內(nèi)容在同類教材中比較鮮見。在編寫過程中,力爭內(nèi)容新穎、概念明確、敘述詳盡、案例豐富。每章都有小結(jié)和習題,供學生自我學習和檢測,便于學生鞏固和拓展書中所學知識。教材配有大量多媒體教學資源(http://eol.bift.edu.cn)。
由于目前各高等學校普遍存在計算機教學課時壓縮、學生基礎參差不齊、重操作輕理論、學生興趣點不一、開展計算思維教育有難度等問題,實際教學中的內(nèi)容選擇和實驗編排需要量體裁衣,各個學?梢愿鶕(jù)自己的實際情況和教學課時進行選講。本書建議采用62課時,若課時不足,可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式,線上學生按照案例進行操作學習,線下老師以理論和答疑為主,教材內(nèi)容和案例的選擇根據(jù)實際需求進行取舍。
多年的教學經(jīng)驗告訴我們,計算機基礎教學要以培養(yǎng)學生的計算思維能力為主,一味地強調(diào)具體軟件(如Microsoft Office)操作,將使教學變成無本之木,無水之源。軟件的更新、升級換代很快,應該讓學生知道什么軟件能完成什么計算任務,帶著任務去找軟件,F(xiàn)在的軟件界面設計友好,交互功能強,學生完全可以自行完成操作。而什么是計算機能夠解決的,什么單靠計算機是無法解決的,以及對算法的初步了解是需要重點講解的,這正是計算機教學需要回歸計算思維能力培養(yǎng)的原因所在。
本書共分9章,主要內(nèi)容包括:計算機與信息社會、數(shù)制與信息編碼、計算機系統(tǒng)組成、程序設計與算法、辦公自動化、多媒體應用基礎、網(wǎng)絡應用基礎、大數(shù)據(jù)及其處理技術、信息安全等。書中操作系統(tǒng)采用Windows系統(tǒng),辦公軟件采用Office 2016,瀏覽器采用IE 11,多媒體處理軟件采用Photoshop CS6。
本書由商書元主編,劉正東、杜劍俠、姜延、耿增民任副主編。參與編寫的人員有:張巨儉、劉正東編寫了第1章,杜劍俠編寫了第2章,杜劍俠、王穎、邵熙雯編寫了第3章,劉正東編寫了第4章,杜劍俠、姜延編寫了第5章(邵熙雯、王穎、馬凱進行了軟件圖片升級和更新),姜延編寫了第6章(陳春麗編寫了部分等例),耿增民編寫了第7、8章,商書元、耿增民編寫了第9章。全書由商書元策劃、統(tǒng)稿、定稿,研究生徐凌、陳迪參加了部分章節(jié)的編校工作,教研室其他教師提出了許多寶貴建議,并參與了修改工作,在此一并表示感謝。
計算機技術發(fā)展日新月異,由于我們的水平所限,加之時間倉促,書中疏漏與不妥之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正,聯(lián)系郵箱:jsj@bift.edu.cn。
編 者
2016年6月
商書元,教授,就職于北京服裝學院,計算機中心主任,1991年畢業(yè)于河北工業(yè)大學,獲碩士學位;2003年畢業(yè)于解放軍軍械工程學院,獲博士學位;2006年河北工業(yè)大學電子工程博士后科研流動站出站。1997年至今,承擔計算機基礎、計算機網(wǎng)絡、C語言、面向?qū)ο蟪绦蛟O計、C 程序設計、計算機網(wǎng)絡、算法分析與設計、數(shù)據(jù)結(jié)構等課程。2004年或軍隊科技進步二等獎。
第1章 計算機與信息社會 1
1.1 信息與信息社會 1
1.1.1
信息 1
1.1.2
信息技術 2
1.1.3
信息化 3
1.1.4
信息社會 3
1.1.5
數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理 4
1.1.6
數(shù)字化生存 5
1.2 計算機的發(fā)展 6
1.2.1
計算機的發(fā)展歷程 6
1.2.2
計算機的應用領域 9
1.2.3
計算機的分類 10
1.2.4
計算機的發(fā)展趨勢 12
小結(jié) 15
習題 16
第2章 數(shù)制與信息編碼 18
2.1 計算機中的數(shù)制 18
2.1.1
數(shù)制的本質(zhì)特征 19
2.1.2
數(shù)制的表示 19
2.1.3
二進制 20
2.1.4
數(shù)制轉(zhuǎn)換 22
2.1.5
數(shù)據(jù)的存儲單位 24
2.2 數(shù)值數(shù)據(jù)編碼 25
2.2.1
符號位的表示 25
2.2.2
符號位的運算 25
2.2.3
小數(shù)點的表示 26
2.3 非數(shù)值數(shù)據(jù)編碼 27
2.3.1
西文字符編碼 27
2.3.2
漢字編碼 28
2.3.3
圖形與圖像的編碼 31
2.3.4
數(shù)字音頻編碼 32
2.3.5
數(shù)字視頻編碼 34
2.4 物聯(lián)網(wǎng)信息編碼 34
2.4.1
一維條形碼 34
2.4.2
二維條形碼 34
小結(jié) 35
習題 35
第3章 計算機系統(tǒng)組成 36
3.1 計算機系統(tǒng)概述 36
3.1.1
馮諾依曼原理 36
3.1.2
計算機五大功能部件 37
3.1.3
計算機總線結(jié)構 38
3.2 計算機的主要硬件 38
3.2.1
CPU 38
3.2.2
內(nèi)存儲器 40
3.2.3
外存儲器硬盤 43
3.2.4
輸入設備 46
3.2.5
輸出設備 47
3.2.6
主板 49
3.2.7
顯卡 52
3.2.8
機箱和電源 53
3.2.9
光驅(qū) 54
3.3 計算機組裝步驟 56
3.3.1
組裝前的準備 56
3.3.2
組裝過程 56
3.4 計算機軟件 58
3.4.1
系統(tǒng)軟件 59
3.4.2
應用軟件 60
3.4.3
計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構 60
3.5 軟件安裝和卸載 61
3.5.1
安裝應用軟件 61
3.5.2
卸載應用軟件 61
3.6 操作系統(tǒng) 62
3.6.1
操作系統(tǒng)的概念 62
3.6.2
操作系統(tǒng)的功能 62
3.6.3
操作系統(tǒng)的特征 64
3.6.4
操作系統(tǒng)的分類 64
3.6.5
現(xiàn)代操作系統(tǒng) 66
3.6.6
Windows操作系統(tǒng) 67
小結(jié) 75
習題 75
第4章 程序設計與算法 77
4.1 計算機和程序設計語言 77
4.2 面向計算機的低級語言 78
4.2.1
機器語言 78
4.2.2
匯編語言 79
4.3
面向人類思維的高級語言 79
4.3.1
高級語言的概念 79
4.3.2
讓計算機理解高級語言 80
4.3.3
常見的高級語言 81
4.3.4
Python語言的開發(fā)環(huán)境 82
4.4 程序設計的一般方法 84
4.4.1
結(jié)構化程序設計方法 84
4.4.2
用流程圖表示程序的流程 85
4.4.3
面向?qū)ο蟮某绦蛟O計方法 88
4.5 問題求解與算法設計 90
4.5.1
人的直覺與計算機的機械 90
4.5.2
用計算機求解問題的基本方法 91
4.5.3
常見的基本算法 92
4.5.4
查找算法 93
4.5.5
排序算法 94
小結(jié) 95
習題 96
第5章 辦公自動化Microsoft
Office 97
5.1
Microsoft Word 97
5.1.1
初識Word 2016 97
5.1.2
文字型文檔 104
5.1.3
表格型文檔 117
5.1.4
圖文混排型文檔 123
5.1.5
長文檔 128
5.1.6
Word高級應用 144
5.2
Microsoft Excel 146
5.2.1
初識Excel 2016 146
5.2.2
工作表的基本操作 148
5.2.3
公式與函數(shù) 155
5.2.4
圖表的應用 164
5.2.5
數(shù)據(jù)管理 168
6.2.6
頁面設置與打印 178
5.2.7
工作表的保護 181
5.3
Microsoft PowerPoint 182
5.3.1
初識PowerPoint 2016 183
4.3.2
最基本的演示文稿 187
5.3.3
數(shù)據(jù)圖表 194
4.3.4
幻燈片動畫 208
4.3.5
放映及輸出 216
4.3.6
演示文稿的設計原則 223
小結(jié) 224
習題 225
第6章 多媒體應用基礎 235
6.1 多媒體技術概述 235
6.1.1
多媒體的含義 235
6.1.2
多媒體技術的基本特征 236
6.1.3
多媒體技術的應用領域 238
6.1.4
多媒體技術的發(fā)展趨勢 241
6.2 多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼技術
242
6.2.1
壓縮編碼的必要性與可能性 242
6.2.2
數(shù)據(jù)壓縮理論及分類 243
6.2.3
靜態(tài)圖像壓縮編碼標準 244
6.2.4
數(shù)字視頻壓縮編碼標準 245
6.2.5
數(shù)字音頻壓縮編碼標準 245
6.3 多媒體數(shù)據(jù)處理 246
6.3.1
圖像處理 246
6.3.2
計算機動畫 265
6.3.3
視頻處理 268
6.3.4
音頻處理 273
6.3.5
多媒體數(shù)據(jù)集成 275
6.4 綜合實例多媒體數(shù)據(jù)集成之電子雜志 276
小結(jié) 279
習題 279
第7章 網(wǎng)絡應用基礎 281
7.1 計算機網(wǎng)絡基礎 281
7.1.1
計算機網(wǎng)絡的發(fā)展 281
7.1.2
計算機網(wǎng)絡的功能 283
7.1.3
計算機網(wǎng)絡的分類 283
7.1.4
網(wǎng)絡體系結(jié)構與協(xié)議 283
7.2 計算機網(wǎng)絡的組成 284
7.2.1
網(wǎng)絡硬件和傳輸介質(zhì) 284
7.2.2
網(wǎng)絡軟件 285
7.2.3
網(wǎng)絡拓撲結(jié)構 285
7.3
Internet的基本技術 286
7.3.1
Internet簡介 287
7.3.2
Internet地址和域名 288
7.3.3
接入Internet 290
7.4 典型的信息服務 291
7.4.1
萬維網(wǎng) 291
7.4.2
電子郵件 294
7.4.3
文件傳輸 298
7.4.4
搜索引擎 300
7.5 網(wǎng)頁制作 300
7.5.1
基本知識 300
7.5.2
標記語言 301
7.5.3
網(wǎng)頁制作軟件Dreamweaver 303
小結(jié) 305
習題 306
第8章 大數(shù)據(jù)及其處理技術 307
8.1 大數(shù)據(jù)概述 308
8.1.1
大數(shù)據(jù)定義 308
8.1.2
云計算 309
8.1.3
普適計算 311
8.1.4
大數(shù)據(jù)應用 314
8.2 大數(shù)據(jù)處理技術 315
8.2.1
數(shù)據(jù)挖掘與信息獲取 315
8.2.2
大數(shù)據(jù)處理工具MapReduce與Hadoop 317
小結(jié) 319
習題 319
第9章 信息安全 321
9.1 信息安全概述 321
9.1.1
信息安全的定義 321
9.1.2
信息安全的威脅來源 321
9.1.3
信息安全保障體系 322
9.2 信息安全技術 323
9.2.1
密碼學與密碼技術 323
9.2.2
信息隱藏技術 325
9.2.3
網(wǎng)絡安全技術 326
9.2.4
數(shù)據(jù)安全 327
9.3 信息安全應用 328
9.3.1
安全E-mail 328
9.3.2
安全Web 329
9.3.3
電子商務與電子政務 330
9.3.4
網(wǎng)上銀行 331
9.3.5
數(shù)字版權 332
9.4 典型信息安全案例 332
9.4.1
案例1 泄露密碼 332
9.4.2
案例2 釣魚網(wǎng)站 333
9.4.3
案例3 下載不明軟件 333
9.4.4
案例4 信息暴露 333
9.4.5
案例5 系統(tǒng)漏洞 334
9.4.6
案例6 破譯密碼 334
9.5 確保個人信息安全的措施
334
小結(jié) 335
習題 335
附錄A Excel常用函數(shù) 337
附錄B 教學安排參照表 339
參考文獻 340