大学计算机基础（第二版）

原理与实践紧密结合，遵循“用以致学，学以致用”原则。

基础性强、适用面广，原理与应用并重。

内容全面、结构清晰、重点突出，便于课堂讲授和课下自学。

第二版前言

《大学计算机基础》出版已 4 年有余，其间计算机学科发展迅速，以互联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术蓬勃发展，对经济发展、社会进步、工作生活都产生了重大而深远的影响。计算机应用成为学习其他学科的必备技能，掌握计算机的基本知识和基本操作已经成为各行各业办公的基本条件。

大学计算机基础教育的公共必修课程，是学习其他计算机相关技术课程的前导和基础课程，为此各专业都对学生的计算机应用能力提出了更高的要求。本书编写的宗旨是使读者较为全面、系统地了解计算机基础知识，具备计算机实际应用能力，并能在各自的专业领域熟练地应用计算机进行学习与研究。本书适应了不同专业、不同层次读者的需要，加强了对计算机软件、硬件基础，网络技术和新兴技术等内容的讲述，使读者在基本应用和信息处理等方面的能力得到提高。通过对本书的学习，利用计算思维理论，可以迅速建立起分析问题和解决问题的方法，拥有现代化信息处理的基本能力；掌握保障计算机系统及数据安全的基本方法，为今后进一步深入学习和应用计算机打下良好的基础。

本版教材修改原则是基本框架保持不变，对部分章节内容进行了微调，增添了计算机相关新技术的介绍，删除了部分落后与过时的内容，并对上一版中的错误作了订正。

本书共分六篇，通过对14个基本知识的叙述，较为全面地涵盖了计算机领域的内容。主要包括计算机系统概述、计算思维与信息素养、计算机数字技术基础、计算机硬件组成、计算机操作系统、数据库技术、程序设计语言、软件工程、计算机网络、计算机安全、多媒体技术基础知识、办公软件应用、计算机常用工具软件及故意修复和新一代信息技术，将计算机导论与其他专业的计算机基础知识有机结合。

本书内容丰富实用，文字简练，语言通俗易懂，是结合当前计算机发展需要编写的，具体特点是，基础性强、适用面广，原理与应用并重；内容全面、结构清晰、重点突出，便于课堂讲授和自学。参加本书编写的作者是多年从事一线教学的教师，具有较为丰富的教学经验。在编写时注重原理与实践紧密结合，遵循“用以致学，学以致用”的原则，本书将成为读者工作中的好助手。

本书由王家宁、张世龙任主编，孙璐荣、姜楠楠、翟霞、朱英坤任副主编，刘政宇任主审，蒋东玉、马文亭、林德洋、于晓婷、张振蕊、马莉、刘慧力、赵立、张鑫、龚丹、王嘉鹏、于剑光等参与了部分编写工作。全书由王家宁、张世龙统稿。此外在本书编写过程中，编者参阅、借鉴了相关文献，在此向其作者表示感谢。

由于编者水平有限，书中疏漏和不足之处在所难免，恳请读者批评指正。

编 者

2024年3月

第二版前言
第一版前言
第一篇 初识计算机

第1章 计算机系统概述 2
1.1 计算机基本概念 2
1.1.1 计算机的含义 2
1.1.2 计算机的特点 3
1.1.3 计算机的分类 3
1.2 计算机发展 4
1.2.1 计算机的历史 4
1.2.2 计算机硬件的发展 5
1.2.3 计算机软件的发展 7
1.2.4 计算机网络的发展 9
1.3 计算机系统 10
1.3.1 计算机基本组成 10
1.3.2 计算机硬件系统 10
1.3.3 计算机软件系统 11
1.4 计算机与社会 11
1.4.1 计算机文化 11
1.4.2 计算机道德 12
1.4.3 计算机法律法规 13
1.4.4 信息社会中的教育 14
课后习题 15
第2章 计算思维与信息素养 17
2.1 计算思维概述 17
2.1.1 思维与科学思维 17
2.1.2 计算思维的概念 19
2.1.3 计算思维的应用 20
2.2 计算思维基础 22
2.2.1 计算理论基础 22
2.2.2 算法基础 24
2.2.3 程序设计基础 26
2.2.4 计算机硬件基础 26
2.3 计算思维能力与培养 27
2.4 信息素养 27
2.4.1 信息素养的概念 28
2.4.2 信息素养的内涵 28
2.5 信息素养基础 29
2.6 信息素养能力与培养 31
2.6.1 信息素养能力的表现 31
2.6.2 信息素养的培养 32
课后习题 33

第二篇 计算机硬件系统

第3章 计算机数字技术基础 35
3.1 数制 35
3.1.1 数制的基本概念 35
3.1.2 数制转换 37
3.1.3 计量单位制 39
3.2 编码技术 39
3.2.1 数字编码 39
3.2.2 字符编码 40
3.2.3 有符号数的编码 41
3.2.4 汉字编码 42
3.3 逻辑代数 44
3.3.1 逻辑代数的概念 44
3.3.2 逻辑代数的运算 44
3.3.3 逻辑代数的基本公式 45
3.4 逻辑电路基础 45
3.4.1 模拟量与数字量 45
3.4.2 数字电路简介 46
课后习题 47
第4章 计算机硬件组成 48
4.1 计算机硬件系统 48
4.1.1 计算机硬件的组成 48
4.1.2 计算机的工作原理 50
4.2 中央处理器（CPU） 50
4.2.1 运算器 51
4.2.2 控制器 51
4.3 存储器 52
4.3.1 主存储器 52
4.3.2 辅助存储器 54
4.4 输入/输出系统 56
4.4.1 输入设备 56
4.4.2 输出设备 58
4.4.3 输入输出接口 59
4.5 系统总线 60
4.5.1 总线的基本概念 60
4.5.2 总线特性及性能指标 61
课后习题 63

第三篇 计算机软件系统

第5章 计算机操作系统 66
5.1 操作系统概述 66
5.1.1 操作系统的概念 66
5.1.2 操作系统的发展 68
5.1.3 操作系统的主要功能 69
5.2 操作系统分类 71
5.2.1 应用领域划分操作系统 71
5.2.2 功能角度划分操作系统 71
5.3 主流操作系统 73
5.3.1 DOS操作系统 73
5.3.2 Windows操作系统 74
5.3.3 UNIX操作系统 75
5.3.4 Linux操作系统 76
5.3.5 Mac OS操作系统 76
5.3.6 iOS操作系统 76
5.3.7 Android操作系统 76
5.3.8 国产操作系统 76
课后习题 78
第6章 数据库技术 79
6.1 数据管理 79
6.1.1 数据管理面临的问题 79
6.1.2 数据管理技术的产生和发展 81
6.1.3 数据库技术的基本概念 83
6.2 数据表示 86
6.2.1 现实世界 86
6.2.2 信息世界 87
6.2.3 机器世界 89
6.3 关系数据库 91
6.3.1 关系数据库的基本概念 91
6.3.2 关系数据库语言 93
6.3.3 常用的主流关系数据库 93
6.4 数据库发展趋势与新技术 97
课后习题 101
第7章 程序设计语言 103
7.1 程序设计语言发展 103
7.1.1 机器语言 103
7.1.2 汇编语言 104
7.1.3 高级语言 104
7.2 程序设计语言的基础 105
7.2.1 变量、运算符和表达式 105
7.2.2 数据类型 106
7.2.3 输入输出与控制结构 107
7.3 C语言程序设计 108
7.3.1 C语言发展史 108
7.3.2 C语言的特点 108
7.3.3 C语言的发展趋势 109
7.3.4 安装Code::Blocks软件运行
C程序 109
7.4 C++语言程序设计 111
7.4.1 C++语言特点 111
7.4.2 C++程序开发过程 112
7.5 Java语言程序设计 113
7.5.1 Java语言特点 113
7.5.2 Eclipse下载与启动 113
7.5.3 面向对象编程 116
7.6 Python语言程序设计 117
7.6.1 Python语言发展史 117
7.6.2 Python语言的特点 118
7.6.3 Python语言的应用 118
7.6.4 Python开发环境安装 118
7.6.5 程序设计的步骤 121
课后习题 122
第8章 软件工程 123
8.1 软件工程的产生 123
8.1.1 软件危机的定义 123
8.1.2 软件危机的表现 123
8.1.3 软件危机产生的原因 124
8.1.4 软件工程 125
8.2 软件生存周期和过程模型 126
8.2.1 软件生存周期的概念 126
8.2.2 软件过程模型 127
8.3 软件开发方法 132
8.3.1 基于结构化的软件开发 132
8.3.2 面向对象的软件开发 135
8.4 软件测试 140
8.4.1 软件测试原则 140
8.4.2 软件测试方法 140
8.4.3 软件测试过程 141
课后习题 142

第四篇 计算机网络与安全

第9章 计算机网络 145
9.1 计算机网络概述 145
9.1.1 计算机网络的概念 145
9.1.2 计算机网络的产生与发展 145
9.2 计算机网络组成 146
9.2.1 互联网的边缘部分 146
9.2.2 互联网的核心部分 147
9.3 计算机网络体系结构 150
9.3.1 计算机网络体系结构的形成 150
9.3.2 网络协议与IP地址 150
9.3.3 IP地址配置及网络连通性验证 153
9.4 计算机网络分类与性能 155
9.4.1 计算机网络的分类 155
9.4.2 计算机网络的网络拓扑结构 156
9.4.3 计算机网络的性能指标 158
9.5 计算机网络连接 160
9.5.1 网络互连设备 160
9.5.2 Internet接入技术 161
9.6 互联网技术应用 162
9.6.1 常见的互联网服务 162
9.6.2 互联网+ 164
9.6.3 互联网未来发展趋势 165
课后习题 166
第10章 计算机安全 168
10.1 信息安全 168
10.1.1 信息安全的定义 168
10.1.2 信息安全面临的主要安全威胁 169
10.2 密码及加密技术 169
10.2.1 密码学相关概念及特点 169
10.2.2 对称密码体制 171
10.2.3 非对称密码体制 172
10.2.4 非对称密码体制的应用 172
10.3 网络安全 174
10.3.1 网络安全概述 174
10.3.2 防火墙技术 174
10.3.3 网络攻击和安全技术 175
10.4 计算机病毒、木马、恶意软件 176
10.4.1 计算机病毒概述 177
10.4.2 计算机木马的概念 178
10.4.3 计算机恶意软件的相关概念 180
10.5 计算机安全防范 180
10.5.1 计算机病毒的防范 181
10.5.2 如何防范网络威胁 181
课后习题 182

第五篇 计算机应用

第11章 多媒体技术基础知识 185
11.1 多媒体技术概述 185
11.1.1 多媒体技术的基本概念 185
11.1.2 多媒体技术的基本要素 186
11.1.3 多媒体的特性 188
11.1.4 多媒体硬件系统 189
11.2 多媒体技术 190
11.2.1 图形图像处理技术 190
11.2.2 多媒体作品设计流程 191
11.2.3 多媒体技术的应用 193
11.3 短视频剪辑与制作 193
11.3.1 Premiere 194
11.3.2 Camtasia 194
11.3.3 剪映、快影 197
课后习题 199
第12章 办公软件应用 201
12.1 Office办公软件概述 201
12.1.1 办公软件在国外的发展 201
12.1.2 办公软件在国内的发展 202
12.1.3 移动版Office办公软件 202
12.2 Word文字处理软件 203
12.2.1 Word的基本操作 203
12.2.2 Word的格式编辑与排版 204
12.2.3 图文混排和表格处理 206
12.3 PowerPoint电子演示文稿 208
12.3.1 PowerPoint的基本操作 209
12.3.2 PowerPoint的视图方式 211
12.3.3 PowerPoint的设计与播放 212
12.3.4 PowerPoint演示文稿的保存设置 213
12.3.5 PowerPoint的编辑和格式化文本 214
12.3.6 PowerPoint的设计原则 216
12.4 Excel电子表格 217
12.4.1 Excel概述 217
12.4.2 Excel的基本操作 219
12.5 Visio的高级应用 225
12.5.1 Visio的基本操作 225
12.5.2 Visio的形状和文本工具 226
12.5.3 Visio的绘制流程图 227
12.6 Office其他应用软件 228
12.6.1 Microsoft Access 229
12.6.2 Microsoft OneNote 229
12.6.3 Microsoft Project 229
12.6.4 Microsoft OutLook 230
12.6.5 Microsoft OneDrive 230
课后习题 230
第13章 计算机常用工具软件及故障修复 232
13.1 常用工具软件的分类 232
13.1.1 工具软件概述 232
13.1.2 常用工具软件的分类 233
13.1.3 获取工具软件的方法 234
13.2 常用系统工具 234
13.2.1 操作系统恢复工具
—Windows PE系统 235
13.2.2 操作系统优化工具
—Windows优化大师 237
13.2.3 操作系统管理工具—鲁大师 239
13.2.4 文件压缩工具—WinRAR 241
13.3 常用网络工具 243
13.3.1 文件下载工具—迅雷 243
13.3.2 常用浏览器—谷歌
浏览器（Google Chrome） 243
13.3.3 常用远程工具—ToDesk 246
13.4 常用安全工具 248
13.4.1 腾讯电脑管家 249
13.4.2 火绒安全软件 253
13.4.3 360安全卫士 254
13.5 计算机常见问题解析 255
13.5.1 计算机常见问题—无法开机 255
13.5.2 计算机常见问题—系统卡顿 256
13.5.3 计算机常见问题—系统蓝屏 257
课后习题 257

第六篇 计算机科学技术发展趋势

第14章 新一代信息技术 260
14.1 移动互联网技术 260
14.1.1 移动互联网概念 260
14.1.2 移动互联网关键技术 261
14.1.3 移动互联网的特征 261
14.1.4 移动互联网未来发展 261
14.2 物联网技术 261
14.2.1 物联网概述 261
14.2.2 物联网的概念及特点 262
14.2.3 物联网的体系架构 262
14.2.4 物联网关键技术 263
14.2.5 物联网的应用 264
14.3 云计算技术 265
14.3.1 什么是云计算 265
14.3.2 云计算的特点 266
14.3.3 云计算的应用领域 267
14.3.4 主流云服务商及其产品 267
14.4 大数据技术 268
14.4.1 什么是大数据 268
14.4.2 大数据的特点 268
14.4.3 大数据的一般处理过程 269
14.4.4 大数据的应用案例 270
14.5 区块链技术 271
14.5.1 什么是区块链 271
14.5.2 区块链的特点 272
14.5.3 区块链与比特币的关系 272
14.5.4 区块链的应用领域 273
14.6 虚拟现实技术 274
14.6.1 虚拟现实的概念及特点 274
14.6.2 虚拟现实系统的组成 275
14.6.3 虚拟现实技术的应用 276
14.6.4 虚拟现实技术的未来趋势 277
14.7 人工智能 277
14.7.1 人工智能的概念及特点 277
14.7.2 人工智能的发展历程 278
14.7.3 人工智能技术的应用 280
14.7.4 人工智能的未来 280
参考文献 282

1. 零基础玩转国产大模型DeepSeek [徐永冰 张帅 编著]
2. 网络工程师5天修炼（适配第6版考纲） [主编　朱小平 施游]
3. 信息系统项目管理师考试32小时通关（适用第4版考纲） [薛大龙]
4. 信息系统管理工程师考试32小时通关（适配第2版考纲） [薛大龙　刘伟]
5. 土木工程材料检测实训 [洪晓江 达则晓丽 钱波]
6. 科技信息检索与论文写作实用教程 [李振华]
7. 传统山水画论解读与实践 [陈钠 著]
8. Python数据库编程 [主编 殷树友 邢 翀]
9. 计算机基础实训指导 [主编 袁春萍 朱妮]
10. 嵌入式人工智能技术应用（数字教材） [主编 胡娜 杨国勇 晏廷荣]
11. Vienna整流器技术 [桂存兵 著]
12. 变频器与伺服应用 [陈刚 叶云飞]
13. 物联网工程设计与实践 [汤琳 李敏]
14. 炉边夜话——深入浅出话AI [汪建　著]
15. 电商运营与管理 [钟肖英 陈潇]
16. Java面向对象程序设计 [主编 姜春磊 陈虹洁]
17. 信息技术基础（Windows 10+WPS Office）（微课版） [主编　石利平　田辉平　谢盛嘉]
18. 人工智能应用 [主编　陈　萍　刘培培　陈孟军]
19. 大学生职业发展与就业指导 [主编　刘志坚]
20. 高级办公应用项目教程 [主编 屈晶 赵成丽]
21. 微信小程序开发项目实战（微课版） [主编 黄龙泉 郭峰 朱倩]
22. 企业档案工作实战宝典百问百答 [华俊 卢秀英 邵甜甜 著]
23. 计算机网络原理及应用 [主编 唐继勇 叶坤 孙梦娜]
24. 大学生创业基础 [主编 王丽莉 王 杨]
25. 船舶辅机 [主编 王连海 于洋 姜淑翠]
26. 大学生就业指导 [主编 王丽莉 董宴廷]
27. 系统架构设计师章节习题与考点特训 [主编 薛大龙 邹月平]
28. 高校学生工作探索与实践 [郭亮 著]
29. 大学生情商管理 [方雄 著]
30. 2023年长沙市会展业发展报告 [主编 周栋良]