本书为 “十四五” 普通高等教育系列教材之一, 目的是培养学生的计算思维意识和能力, 拓宽计算机基础及信息技术知识面, 提高计算机的应用能力, 了解计算机技术的新进展。
       本书共分 8 章, 主要包括计算机与计算思维, 信息、 编码及数据表示, 计算机系统, 办公软件, 计算机网络与信息安全, 数据库技术基础, 算法与程序设计, 实验指导。 书后附有 Windows 常用命令汇总。 每章均有重点、 难点、 小结, 并附有大量习题。
       书内容丰富、 新颖, 图文并茂, 通俗易懂, 实用性强, 适合作为高等学校非计算机专业的计算机基础课程教材, 也可作为计算机应用人员的参考书。

       本书是在 《大学计算机基础》 (第二版) 的基础上, 根据教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会编制的 《新时代大学计算机基础课程教学基本要求》 修订的。
       随着计算机技术、 网络技术的飞速发展、 广泛应用以及中小学 “信息技术” 课程的普遍开设, 大学新生的计算机基础水平逐年提高, 如何开设能反映信息时代特征的第一门课程———大学计算机基础, 已成为亟待解决的一个课题。 为此, 我们考察了一些高校同类课程的内容设置, 广泛征求了河南理工大学计算机基础教育工作者的意见以及后续课程的需求, 汇集了一线教师的教学经验, 吸收了全国计算机等级考试、 全国中小学教师教育技术考试、 公务员招聘测试以及实际工作经验等基础性的内容。 在内容选取上, 以培养计算机应用和计算思维能力为主线, 尽量反映计算机发展的新技术, 统筹兼顾教学内容, 形成了科学的知识体系。 本书图文并茂, 深入浅出,通俗易懂, 便于自学; 同时用大量的典型实例化解各章的难点, 且每章都配有导读 (重点、 难点)、 小结和大量的习题来指导读者的学习。 读者可通过做书面作业和大量的上机练习熟练掌握所学内容。
       本书的编写目的是培养学生的计算思维意识和能力, 拓宽计算机基础及信息技术知识面, 提高计算机的应用能力, 了解计算机技术的新进展。 本书共分 8 章。 第 1 章计算机与计算思维, 介绍了计算机的发展、 计算思维、 计算机的新技术、 计算机伦理; 第 2 章信息、 编码及数据表示,介绍了信息与信息技术、 各类数据信息的表示形式; 第 3 章计算机系统, 介绍了计算机硬件系统和工作原理、 计算机软件系统、 操作系统等; 第 4 章办公软件, 介绍了国内外常用的办公软件及Word、 Excel、 PowerPoint 的应用; 第 5 章计算机网络与信息安全, 介绍了计算机网络的组成与应用、 网络与信息安全、 网络伦理; 第 6 章数据库技术基础, 介绍了数据库的建立与维护, 数据库的查询; 第 7 章算法与程序设计, 介绍了算法的设计与实现、 数据结构和程序设计; 第 8 章实验指导, 配合各章教学, 提供了丰富的实验, 对提高学生的应用能力、 动手能力、 自学能力有重要作用。 书后附有 Windows 常用命令汇总。
       本书的编写人员均为河南理工大学多年从事计算机教学的教师。 由赵珊、 王利红任主编,申自浩、 王娜、 皇甫彩虹、 高佳佳、 宋雪参与编写。 具体编写分工为: 赵珊编写第 2 章, 王利红编写第 3 章, 申自浩编写第 1 章和附录, 王娜编写第 4 章和第 8 章, 皇甫彩虹编写第 5 章,高佳佳编写第 7 章, 宋雪编写第 6 章。 全书由赵珊、 王利红负责统稿。 贾宗璞、 许合利教授对本书的编写给予了许多指导。 此外, 在本书的编写过程中, 河南理工大学领导和教务处给予了大力支持, 计算机学院、 软件学院、 计算机公共教学中心的任课老师和实验室老师给予了恳切的建议和帮助, 在此向他们表示衷心感谢。
       由于编者水平有限, 书中难免存在疏漏和不足之处, 敬请读者批评指正。
                                                                             编 者
                                                                         2024 年 6 月

第 1 章 计算机与计算思维  1
1. 1 计算机的诞生和发展  1
1. 1. 1 计算机的诞生    1
1. 1. 2 计算机的发展    3
1. 2 计算机的分类和应用  8
1. 2. 1 计算机的分类    8
1. 2. 2 计算机的基本特点   9
1. 2. 3 计算机的应用  10
1. 3 计算机的新一代信息技术   11
1. 3. 1 物联网  12
1. 3. 2 云计算  14
1. 3. 3 大数据  16
1. 3. 4 人工智能  18
1. 3. 5 量子计算  21
1. 3. 6 虚拟现实  23
1. 3. 7 区块链技术  24
1. 3. 8 元宇宙  25
1. 3. 9 其他技术新进展  26
1. 4 计算思维   27
1. 4. 1 计算思维的概念和本质  27
1. 4. 2 计算思维的基本特征  28
1. 4. 3 计算思维的思维方式  29
1. 4. 4 计算思维的应用  30
1. 5 计算机伦理   30
1. 5. 1 计算机伦理学主要内容  31
1. 5. 2 计算机伦理学应用价值  31
1. 5. 3 计算机伦理原则  32
1. 5. 4 高校计算机伦理教育必要性  32
小结  33
习题  33
第 2 章 信息、 编码及数据表示   36
2. 1 信息与信息技术   36
2. 1. 1 信息的概念  36
2. 1. 2 信息技术  38
2. 1. 3 信息化  39
2. 2 数值的表示  40
2. 2. 1 计算机中的数制  40
2. 2. 2 数制之间的转换  41
2. 2. 3 数值的编码方式  44
2. 2. 4 数值的格式表示  45
2. 3 BCD 码  46
2. 4 字符编码    46
2. 5 汉字编码    47
2. 6 Unicode 码  49
2. 7 多媒体信息的表示 49
2. 7. 1 声音的数字化  49
2. 7. 2 图像的数字化  52
2. 7. 3 视频信号数字化  55
2. 7. 4 多媒体数据的压缩  56
2. 8 信息伦理 62
2. 8. 1 信息伦理的产生  62
2. 8. 2 信息伦理的准则与规范  62
2. 8. 3 信息产业人员道德规范  63
小结  63
习题  64
第 3 章 计算机系统  67
3. 1 概述   67
3. 2 计算机系统组成与基本工作原理  68
3. 2. 1 计算机硬件系统  68
3. 2. 2 计算机工作原理  70
3. 2. 3 计算机软件系统  71
3. 3 微型计算机系统  73
3. 3. 1 微型计算机的分类、 特点和应用  73
3. 3. 2 微机系统的硬件组成  74
3. 3. 3 微型机的主板  83
3. 4 操作系统  84
3. 4. 1 操作系统概述  84
3. 4. 2 操作系统的分类  85
3. 4. 3 操作系统的功能和特征  85
3. 4. 4 常用的操作系统  89
小结  96
习题  96
第 4 章 办公软件  100
4. 1 常用办公软件  100
4. 2 电子文档  101
4. 2. 1 Word 2016 窗口组成  102
4. 2. 2 文档格式设置  103
4. 2. 3 图文混排   106
4. 2. 4 表格制作与使用   108
4. 2. 5 域和宏的使用     109
4. 2. 6 学位论文排版     112
4. 2. 7 其他常用技巧     116
4. 3 电子表格  117
4. 3. 1 Excel 2016 的窗口及工作簿组成  118
4. 3. 2 制作表格      119
4. 3. 3 使用公式与函数    121
4. 3. 4 数据管理与分析    125
4. 3. 5 图表制作     130
4. 4 电子演示文稿  131
4. 4. 1 PowerPoint 2016 的基本知识     131
4. 4. 2 编辑幻灯片      133
4. 4. 3 管理幻灯片      133
4. 4. 4 设置幻灯片外观    134
4. 4. 5 幻灯片放映及设置  135
小结      137
习题      137
第 5 章 计算机网络与信息安全  143
5. 1 计算机网络基础  143
5. 1. 1 计算机网络的基本概念     143
5. 1. 2 计算机网络的发展   144
5. 1. 3 计算机网络的分类    147
5. 1. 4 计算机网络的拓扑结构   148
5. 2 计算机网络协议和体系结构  150
5. 2. 1 计算机网络协议    150
5. 2. 2 计算机网络体系结构   151
5. 3 Internet  153
5. 3. 1 Internet 的形成与发展  153
5. 3. 2 Internet 地址  154
5. 3. 3 Internet 的接入方法  157
5. 3. 4 Internet 的应用  160
5. 4 局域网  164
5. 4. 1 局域网概述        164
5. 4. 2 网络连接设备      165
5. 4. 3 网络传输介质      168
5. 4. 4 网络软件系统      169
5. 4. 5 对等网的组建      170
5. 5 信息安全和网络安全  172
5. 5. 1 信息存储安全技术   172
5. 5. 2 信息安全防范技术   173
5. 5. 3 网络安全技术    175
5. 5. 4 计算机病毒及其防范     182
5. 6 网络伦理  186
小结   188
习题   189
第 6 章 数据库技术基础  193
6. 1 概述  193
6. 1. 1 数据库处理技术的发展   193
6. 1. 2 数据库基本概念    195
6. 1. 3 常见数据库管理系统     196
6. 2 数据模型  198
6. 2. 1 数据模型    198
6. 2. 2 关系模型    199
6. 3 数据库的建立和维护  201
6. 3. 1 Access 数据库管理系统    201
6. 3. 2 Access 2016 数据表的建立和使用  203
6. 3. 3 创建 Access 的查询和窗体  207
小结     215
习题     216
第 7 章 算法与程序设计  218
7. 1 算法概述  218
7. 1. 1 算法的定义    219
7. 1. 2 算法的分类      219
7. 1. 3 算法的基本特征     219
7. 1. 4 算法的评价    220
7. 2 算法设计  221
7. 2. 1 算法描述     221
7. 2. 2 算法设计基本方法   223
7. 3 数据结构  230
7. 3. 1 数据结构基础   230
7. 3. 2 线性表     233
7. 3. 3 队列       235
7. 3. 4 栈      236
7. 3. 5 树      236
7. 4 程序设计  239
7. 4. 1 程序设计语言分类     239
7. 4. 2 常用的高级语言     240
7. 4. 3 程序设计的一般过程    240
7. 4. 4 程序设计的方法    241
7. 4. 5 流程图工具 Raptor 及其应用  242
小结     245
习题     245
第 8 章 实验指导  248
8. 1 计算机基础实验  248
8. 1. 1 计算机基本工作原理实验 (虚拟)  248
8. 1. 2 微型计算机组装实验 (虚拟)  249
8. 2 Windows 系统使用实验  249
8. 2. 1 Windows 基本操作  249
8. 2. 2 Windows 文件和程序管理  250
8. 2. 3 Windows 系统设置  252
8. 2. 4 Windows 其他操作  252
8. 3 文字编辑处理实验  253
8. 4 电子表格计算实验  255
8. 5 演示文稿制作实验  256
8. 6 计算机网络与安全实验  257
8. 6. 1 OSI 参考模型演示  257
8. 6. 2 建立 Windows 对等网    258
8. 6. 3 网络端口扫描实验   258
8. 6. 4 Windows 10 安全设置  260
8. 7 音频处理及视频剪辑实验  260
8. 7. 1 声音录制与音频文件处理     260
8. 7. 2 视频剪辑实验    262
8. 8 Raptor 算法设计实验  263
附 录 Windows 常用命令汇总  266
参考文献  279

赵珊，工学博士，河南理工大学教授，硕士生导师。

王利红，副教授。河南理工大学计算机公共教学中心主任。

涵盖计算学科多领域的新进展

培养应用动手能力和计算思维

提供配套实验内容和操作步骤