大学计算机基础教程(第二版)

大学计算机基础教程(第二版)目录计算机基础知识操作系统基础办公软件应用基础计算机网络基础数据库技术基础程序设计基础01计算机基础知识计算机的发展经历了从机械计算、电子管、晶体管、集成电路到大规模集成电路等五个阶段的发展，计算机的性能不断提高，体积不断缩小，价格不断降低。计算机的分类根据计算机的运算速度、字长、存储容量、指令系统、输入/输出能力等综合性能指标，可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机等几类。计算机的发展与分类包括中央处理器、存储器、输入设备、输出设备等，是计算机进行工作的物质基础。硬件系统包括系统软件和应用软件，系统软件是管理、监控和维护计算机资源的软件，应用软件是为解决各种实际问题而设计的程序。软件系统计算机系统的组成

计算机的工作原理存储程序原理计算机内部存储的是程序和数据，计算机按照程序规定的顺序执行操作。二进制原理计算机内部采用二进制数表示数据和指令，二进制数具有简单可靠、运算规则简单等优点。指令系统原理计算机的指令系统是一组规定计算机执行各种基本操作的命令，指令的执行过程就是计算机的工作过程。数制与编码01计算机内部采用二进制数制，同时为了方便人类的使用和阅读，也采用十六进制和八进制等数制。此外，计算机中的字符采用ASCII码等编码方式表示。数据的表示02计算机中的数据包括数值数据和非数值数据，数值数据可采用定点数和浮点数表示，非数值数据可采用字符和字符串表示。指令的表示03计算机中的指令由操作码和操作数组成，操作码表示要执行的操作性质，操作数表示操作的对象。指令的表示方式有机器语言、汇编语言和高级语言等几种。计算机中的信息表示02操作系统基础操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源，合理组织计算机工作流程以及方便用户使用的程序的集合。包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口五大功能。操作系统的概念与功能操作系统功能操作系统定义操作系统的分类与发展操作系统分类根据运行环境和使用方式的不同，操作系统可分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等。操作系统发展随着计算机技术的不断发展，操作系统也在不断演进，从早期的手工操作到自动化批处理，再到分时、实时、网络和分布式等多样化操作系统。Linux操作系统一种自由和开放源代码的类UNIX操作系统，具有高度的可定制性和强大的命令行功能。macOS操作系统由苹果公司开发的专有操作系统，具有优雅的界面设计和强大的多媒体处理能力。Windows操作系统由微软公司开发的视窗操作系统，具有图形化用户界面和丰富的应用软件支持。常见操作系统介绍03基本操作包括文件管理、软件安装与卸载、系统设置、网络配置等常用操作。01图形用户界面（GUI）通过图形化的图标、窗口和菜单等方式与用户进行交互，提供直观易用的操作体验。02命令行界面（CLI）通过输入命令来执行各种操作，具有高度的灵活性和可定制性，适合高级用户使用。操作系统界面与基本操作03办公软件应用基础页面布局与打印设置页面大小、页边距、纸张方向，打印预览与打印文档。插入对象插入图片、表格、图表、超链接等对象。文本编辑与排版输入、修改、删除文本，设置字体、字号、段落格式等。Word界面介绍包括菜单栏、工具栏、文档编辑区、状态栏等。文档基本操作创建、打开、保存、关闭文档等。文字处理软件Word电子表格软件Excel数据输入与编辑输入各种类型的数据，修改、删除数据，查找与替换数据等。工作簿与工作表基本操作创建、打开、保存工作簿，选择、重命名、删除工作表等。Excel界面介绍包括菜单栏、工具栏、工作区、状态栏等。格式化工作表设置单元格格式、条件格式，调整行高列宽，添加边框和底纹等。数据处理与分析排序、筛选、分类汇总数据，使用公式和函数进行计算和分析。0102PowerPoint界…包括菜单栏、工具栏、幻灯片编辑区等。演示文稿基本操作创建、打开、保存演示文稿，添加、删除幻灯片。幻灯片编辑与设计输入与编辑文本，插入图片、图表、声音和视频等对象，设置幻灯片背景和主题。动画效果与切换方式为幻灯片中的对象添加动画效果，设置幻灯片切换方式和时间间隔。演示文稿的放映与输出放映演示文稿，控制放映过程，输出为视频或打包成CD。030405演示文稿软件PowerPoint办公软件的高级应用录制和运行宏，编辑宏代码，实现自动化操作。宏的使用使用Word的邮件合并功能批量生成个性化文档。使用Excel的数据透视表和数据透视图进行高级数据分析。使用PowerPoint的母版和模板功能快速设计统一风格的演示文稿。使用云存储和共享功能实现多人协同编辑和共享文档。邮件合并数据透视表与数据透视图幻灯片母版与模板设计办公软件的协同与共享04计算机网络基础计算机网络定义计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件实现网络的硬件、软件及资源共享和信息传递的系统。计算机网络的分类按照网络的作用范围进行分类，可分为广域网（WAN）、城域网（MAN）和局域网（LAN）；按照网络使用者进行分类，可分为公用网和专用网。计算机网络的概念与分类局域网的定义局域网是一种在小区域内使用的，由多台计算机组成的网络，范围通常在几千米以内。局域网的组建局域网的组建包括硬件设备和软件配置两个方面。硬件设备包括服务器、工作站、网卡、集线器、交换机等；软件配置包括网络操作系统、网络协议、网络管理软件等。局域网的配置局域网的配置包括IP地址配置、DNS服务器配置、DHCP服务器配置等。其中，IP地址配置是局域网配置的基础，DNS服务器用于解析域名，DHCP服务器用于动态分配IP地址。局域网的组建与配置Internet是一个全球性的计算机互联网络，是计算机网络的网络，由成千上万个具有特殊功能的专用计算机通过各种通信线路相互连接而成。Internet的定义Internet的应用包括万维网（WWW）、电子邮件（E-mail）、文件传输协议（FTP）、远程登录（Telnet）等。其中，万维网是Internet上最受欢迎的应用之一，通过浏览器可以访问各种网站和资源。Internet的应用Internet基础与应用网络安全的定义网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。要点一要点二网络安全的防护网络安全的防护包括防火墙技术、数据加密技术、入侵检测技术、病毒防范技术等。其中，防火墙技术是网络安全的第一道防线，可以阻止未经授权的用户访问内部网络；数据加密技术可以保护数据在传输过程中的安全性；入侵检测技术可以及时发现并阻止潜在的攻击行为；病毒防范技术可以保护计算机系统免受病毒的侵害。网络安全与防护05数据库技术基础数据库的基本概念数据：描述事物的符号记录称为数据。数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。数据与其语义是不可分的。数据库：数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。数据库管理系统：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。数据库管理系统和操作系统一样是计算机的基础软件，也是一个大型复杂的软件系统。数据库系统：数据库系统是由数据库、数据库管理系统（及其应用开发工具）、应用程序和数据库管理员组成的储存、管理、处理和维护数据的系统。关系数据库与SQL语言SQL语言SQL（StructuredQueryLanguage，结构化查询语言）是关系数据库的标准语言。SQL语言集数据查询、数据操纵、数据定义和数据控制功能于一体，充分体现了关系数据语言的特点和优点。关系模型关系模型是一种数学化的模型，它把数据看作二维表中元素的集合，而这种二维表在数学上称为关系。关系代数关系代数是一种抽象的查询语言，它用对关系的运算来表达查询。任何一种运算都是将一定的运算符作用于一定的运算对象上，得到预期的运算结果。数据库设计概述数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。需求分析需求分析阶段的任务是调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统（手工系统或计算机系统）工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能。概念结构设计概念结构设计是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。数据库设计基础逻辑结构设计逻辑结构设计是将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。物理结构设计物理结构设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构（包括存储结构和存取方法）。数据库设计基础面向对象数据库系统：面向对象数据库系统是为了满足新的应用开发的需要而产生的新一代数据库系统。在面向对象数据库系统中，对象（object）和类（class）是核心概念。对象是现实世界中实体的抽象形式，它由描述该对象属性的数据以及可以对这些数据施加的所有操作封装在一起构成的统一体。类是具有相同属性和行为的一组对象的集合。分布式数据库系统：分布式数据库系统是由若干个站集合而成。这些站又称为节点，它们在通讯网络中联接在一起，每个节点都是一个独立的数据库系统，它们都拥有各自的数据库、中央处理机、终端，以及各自的局部数据库管理系统。因此分布式数据库系统有自治性，同时又具有集中式数据库的特点，如透明性、统一性等。数据仓库与数据挖掘技术：数据仓库是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，用于支持管理决策和信息的全局共享。数据挖掘是从大量的数据中挖掘出隐含的、先前未知的、对决策有潜在价值的知识和规则的过程。数据库技术的发展趋势06程序设计基础程序是计算机执行一系列操作的指令集合，用于实现特定功能或解决特定问题。程序程序设计编程语言程序设计是编写、测试、调试和维护程序的过程，旨在开发出高效、可靠、易用的软件。编程语言是用于编写程序的计算机语言，它定义了程序的结构、语法和语义。030201程序设计的基本概念算法算法是解决特定问题或执行特定任务的一组有穷、确定、有效的计算步骤。数据结构数据结构是计算机中存储、组织和管理数据的方式，它决定了数据的存储格式和访问方式。常见算法与数据结构包括排序算法（如冒泡排序、快速排序等）、查找算法（如二分查找等）、线性表、树、图等。算法与数据结构基础C语言是一种高效、灵活的结构化编程语言，广泛应用于系统软件和应用软件的开发。C语言Java是一种面向对象的编程语言，具有跨平台性、安全性等特点，适用于开发大型分布式应用程序和Web应用程序。JavaPython是一种解释型、交互式的编程语言，具有简单易学、语法简洁等特点，适用于数据分析、人工智能等领域。Python