本书根据教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会提出的《大学计算机基础课程教学基本要求》，融合当前计算机发展的最新技术和应用型大学的教学特点编写而成。全书分为11章，主要内容包括：计算机发展和计算思维，计算机系统结构和工作原理，信息表示与编码，操作系统结构和引导过程，文字处理，电子表格处理，演示文稿制作，多媒体技术，计算机网络，信息安全技术，算法与数据结构等。
本书以计算思维为指导原则，引导读者理解计算机的基本工作原理，使读者理解计算机擅长做哪些工作，而哪些工作是计算机目前无法处理的，注重培养学生的计算思维能力；在基础知识传授的同时，重点加强计算机应用能力的培养，以求在教学中达到理论与实践的紧密结合。
本书适合作为大学非计算机专业的计算机基础课程教材，也可以作为其他计算机爱好者的自学参考用书。

随着计算机技术和网络技术的飞速发展，计算机已深入社会的各个领域、各行各业。以计算机技术和计算
机科学为基础的计算思维已成为人们必须具备的基础性思维。本书根据教育部高等学校大学计算机课程教学指
导委员会提出的《大学计算机基础课程教学基本要求》，并结合当前计算机的发展以及应用型大学的实际情况而
编写。
全书共分为11 章：第1 章介绍计算机的发展历程和机器计算的主要思想、计算机的主要类型、计算机的技术
特征和对社会的影响，以及计算思维的基本方法等知识；第2 章主要介绍计算机系统的理论结构、工作原理、硬
件组成和软件系统方面的知识；第3 章主要介绍数值信息和非数值信息在计算机中的表示和存储方式，以及它们
的运算方式；第4 章主要介绍操作系统的基本原理和主要功能，Windows 操作系统的基本操作等；第5 章主要介
绍文字处理的基本操作、文档排版、制作表格、插入对象、高效排版、修订和打印文档及高级应用；第6 章主要
介绍电子表格处理的基本操作、图表制作、数据管理和分析、工作表的打印及高级应用；第7 章介绍演示文稿制
作；第8 章主要介绍多媒体技术的基本概念、多媒体数据的压缩原理、多媒体软件的处理技术和制作案例；第9
章主要介绍计算机网络的层次模型、通信协议、组建，以及因特网的应用和通信安全等内容；第10 章主要介绍信
息安全与防护；第11 章主要介绍算法和数据结构的基本概念，阐明数据结构内在的逻辑关系等。
本书由信阳学院大学计算机基础教学团队负责编写，张连堂、毛凤翔、贾彦茹任主编，郭二军、郭晶晶、
胡秀云、张雪、金广坤任副主编。具体参编人员及其编写分工如下：第1 章、第7 章由毛凤翔编写；第2 章由
贾彦茹编写；第3 章、第4 章由胡秀云编写；第5 章由郭二军编写；第6 章由郭晶晶编写；第8 章、第9 章由
张雪编写；第10 章、第11 章由金广坤编写。张连堂负责全书的大纲制定、统稿与校正。
由于计算机技术发展迅速，新技术层出，加之编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请广大读者批评
指正。
编 者
2019 年6 月

第1 章 计算机基础........................................... 1
1.1 计算机的发展................................................. 1
1.1.1 计算工具的发展..................................1
1.1.2 早期计算机器的发展..........................3
1.1.3 电子计算机的发展..............................4
1.1.4 微型计算机的发展..............................7
1.2 计算机的类型............................................... 9
1.2.1 特点与类型.........................................9
1.2.2 大型计算机.......................................10
1.2.3 微型计算机.......................................11
1.2.4 嵌入式系统.......................................12
1.3 计算机技术特征与文化............................... 16
1.3.1 计算机技术的主要特点....................16
1.3.2 摩尔定律与计算机的发展................17
1.3.3 计算机文化的主要特征....................18
1.3.4 信息素质的特征与评价....................20
1.4 计算思维的基本方法.................................. 21
1.4.1 计算思维的基本特征........................21
1.4.2 计算机如何解决问题........................22
1.4.3 计算机不能解决的问题....................23
1.4.4 人工智能的研究和应用....................24
思考与练习......................................................... 28
第2 章 计算机系统......................................... 31
2.1 计算机理论结构.......................................... 31
2.1.1 图灵机基本工作原理........................31
2.1.2 冯·诺依曼计算机结构.......................32
2.1.3 哈佛计算机基本结构........................34
2.1.4 新型计算机系统研究........................34
2.2 计算机工作原理........................................ 37
2.2.1 信息编码...........................................37
2.2.2 数据存储...........................................38
2.2.3 数据传输...........................................40
2.2.4 数据计算...........................................43
2.2.5 指令系统...........................................44
2.3 计算机硬件系统........................................ 46
2.3.1 系统组成...........................................46
2.3.2 CPU 性能...........................................48
2.3.3 主板组成...........................................50
2.3.4 存储设备...........................................51
2.3.5 外围设备...........................................54
2.4 计算机软件系统........................................ 57
2.4.1 软件的类型与功能........................... 57
2.4.2 数据库类型和组成........................... 60
2.4.3 软件的编译与环境........................... 61
2.4.4 软件的安装与卸载........................... 63
2.4.5 计算机的技术指标........................... 64
思考与练习.......................................................... 66
第3 章 信息的表示......................................... 69
3.1 数值信息在计算机中的表示......................69
3.1.1 常用数制的基本概念....................... 69
3.1.2 不同数制的转换方法....................... 71
3.1.3 二进制整数存储形式....................... 73
3.1.4 二进制小数存储形式....................... 75
3.1.5 二进制补码运算方式....................... 77
3.2 非数值信息在计算机中的表示..................78
3.2.1 英文字符的表示............................... 78
3.2.2 汉字字符的表示............................... 81
3.2.3 国际统一字符编码........................... 84
思考与练习.......................................................... 87
第4 章 操作系统............................................. 89
4.1 操作系统概述.............................................89
4.1.1 操作系统的发展............................... 89
4.1.2 操作系统的类型............................... 92
4.1.3 程序运行的特征............................... 94
4.1.4 Linux 系统结构................................. 96
4.2 Windows 系统功能................................... 100
4.2.1 Windows 系统结构.......................... 100
4.2.2 Windows 进程管理.......................... 101
4.2.3 Windows 存储管理.......................... 104
4.2.4 Windows 文件管理.......................... 106
4.3 Windows 系统应用................................... 108
4.3.1 Windows 基本操作.......................... 108
4.3.2 Windows 系统安装.......................... 112
4.3.3 Windows 驱动程序.......................... 113
4.3.4 Windows 系统优化.......................... 114
思考与练习......................................................... 116
第5 章 文字处理........................................... 119
5.1 文字处理概述............................................ 119
5.2 文字处理的基本操作............................... 120
5.2.1 新建文档........................................ 120
5.2.2 输入文本........................................ 121
5.2.3 文档编辑........................................ 122
CONTENTS 目 录
II 大学计算机基础
5.2.4 保存和保护文档..............................126
5.2.5 打开文档.........................................127
5.3 文档排版................................................... 127
5.3.1 字符排版.........................................127
5.3.2 段落排版.........................................130
5.3.3 页面排版.........................................134
5.4 制作表格...................................................139
5.4.1 创建表格.........................................139
5.4.2 编辑表格.........................................141
5.4.3 格式化表格.....................................144
5.5 插入对象...................................................145
5.5.1 插入图片.........................................145
5.5.2 插入图形对象.................................148
5.5.3 创建公式......................................... 150
5.6 高效排版................................................... 151
5.6.1 样式的创建及使用..........................151
5.6.2 自动生成目录.................................152
5.6.3 邮件合并.........................................153
5.7 修订文档...................................................156
5.8 打印文档................................................... 157
5.9 综合应用实例........................................... 157
思考与练习........................................................ 168
第6 章 电子表格处理.................................... 171
6.1 电子表格处理概述.....................................171
6.2 电子表格处理的基本操作........................ 172
6.2.1 创建工作簿.....................................172
6.2.2 创建工作表.....................................172
6.2.3 编辑工作表.....................................179
6.2.4 格式化工作表.................................180
6.2.5 保存和保护工作簿..........................184
6.2.6 打开工作簿.....................................185
6.3 图表制作...................................................185
6.3.1 创建图表.........................................186
6.3.2 编辑图表.........................................187
6.3.3 格式化图表.....................................188
6.4 数据管理和分析.......................................188
6.4.1 建立数据清单.................................188
6.4.2 数据排序.........................................189
6.4.3 数据筛选.........................................190
6.4.4 分类汇总.........................................191
6.4.5 数据透视表.....................................192
6.4.6 数据链接与合并计算......................193
6.4.7 模拟分析和运算..............................196
6.4.8 常用数据统计分析函数及其应用..... 199
6.4.9 宏的简单应用................................. 204
6.5 工作表的打印...........................................204
6.6 综合应用实例...........................................205
思考与练习........................................................ 210
第7 章 演示文稿制作.................................... 213
7.1 演示文稿制作概述.................................... 213
7.2 制作一个多媒体演示文稿........................ 215
7.2.1 建立演示文稿................................. 216
7.2.2 编辑演示文稿................................. 216
7.3 美化演示文稿的视觉效果........................ 218
7.3.1 美化幻灯片..................................... 218
7.3.2 统一设置幻灯片外观..................... 219
7.4 设置演示文稿的播放效果........................ 219
7.4.1 设计动画效果................................. 219
7.4.2 播放演示文稿................................. 220
7.5 演示文稿的打印和输出............................ 221
7.6 综合应用实例...........................................222
思考与练习........................................................ 226
第8 章 多媒体技术....................................... 228
8.1 多媒体基础知识........................................228
8.1.1 多媒体的形式与特征..................... 228
8.1.2 多媒体信息的冗余性..................... 229
8.1.3 多媒体信息压缩技术..................... 230
8.1.4 压缩编码原理与方法..................... 231
8.2 音频处理技术...........................................233
8.2.1 常用音频文件格式......................... 233
8.2.2 常用音频处理软件......................... 233
8.2.3 GoldWave 基本操作........................ 234
8.2.4 GoldWave 处理案例........................ 235
8.3 图像处理技术...........................................237
8.3.1 JPEG 图像压缩原理....................... 237
8.3.2 3D 图形的处理技术........................ 238
8.3.3 Photoshop 基本操作........................ 240
8.3.4 Photoshop 设计案例........................ 241
8.4 视频处理技术...........................................244
8.4.1 模拟视频的数字化......................... 244
8.4.2 MPEG 视频压缩原理...................... 245
8.4.3 常用视频文件格式......................... 246
8.4.4 常用视频编辑软件......................... 247
思考与练习........................................................ 248
第9 章 计算机网络....................................... 249
9.1 计算机网络的发展....................................249
9.1.1 网络的基本功能............................. 249
目 录 III
9.1.2 网络的主要类型..............................250
9.1.3 因特网发展概况..............................251
9.2 计算机新技术应用................................... 252
9.2.1 物联网技术应用..............................253
9.2.2 云计算技术应用..............................254
9.2.3 大数据技术应用..............................254
9.2.4 普适计算技术应用..........................256
9.3 计算机网络结构...................................... 256
9.3.1 网络通信协议.................................256
9.3.2 网络层次结构.................................258
9.3.3 网络互连模型.................................259
9.3.4 网络服务模型.................................260
9.4 计算机网络组成.......................................261
9.4.1 拓扑结构.........................................261
9.4.2 传输介质.........................................262
9.4.3 网络设备.........................................263
9.4.4 网络构建.........................................264
9.5 因特网基本服务...................................... 265
9.5.1 网络地址.........................................265
9.5.2 域名系统.........................................267
9.5.3 因特网服务.....................................268
9.5.4 HTML...............................................270
思考与练习........................................................ 271
第10 章 信息安全技术.................................. 274
10.1 信息安全概述.......................................... 274
10.1.1 信息安全的主要威胁....................274
10.1.2 信息系统不完善因素....................276
10.1.3 信息安全的主要特征....................277
10.1.4 信息安全的一般原则....................278
10.2 计算机病毒及防护................................. 278
10.2.1 计算机病毒的定义....................... 278
10.2.2 计算机病毒的表现....................... 279
10.2.3 计算机病毒的防护....................... 281
10.2.4 恶意软件的防治........................... 283
10.3 网络安全防护技术..................................284
10.3.1 黑客攻击过程............................... 284
10.3.2 安全体系结构............................... 286
10.3.3 防止攻击策略............................... 288
10.3.4 网络防火墙技术........................... 288
10.4 数据加密与数字签名..............................290
10.4.1 数据加密技术............................... 290
10.4.2 密码破解方法............................... 291
10.4.3 公钥加密技术............................... 292
10.4.4 数字签名与数字证书技术............ 294
思考与练习........................................................ 296
第11 章 算法与数据结构.............................. 298
11.1 算法的基本概念.......................................298
11.1.1 算法的定义................................... 298
11.1.2 算法的3 种结构........................... 301
11.1.3 描述算法的工具........................... 301
11.1.4 算法的分类................................... 303
11.2 数据结构..................................................304
11.2.1 数据结构的基本概念及术语........ 304
11.2.2 线性表.......................................... 306
11.2.3 栈.................................................. 307
11.2.4 队列.............................................. 308
11.2.5 树与二叉树................................... 309
11.2.6 查找.............................................. 311
11.2.7 排序.............................................. 312
思考与练习........................................................ 314

张连堂，男，教授，硕士生导师，为信阳学院数学与信息学院特聘教授。从事高校计算机教育40多年，现为河南省863软件孵化园特聘专家，河南省计算机学会会员。曾多次获得省级优秀论文、教改项目等奖项。先后主持或参与厅、部级科研项目20余项；CN论文30余篇，主编、副主编计算机专业教材20部、专著1部。 毛凤翔，男，讲师，现任信阳学院大数据与人工智能学院副院长，主讲计算机基础、高级程序设计语言C、数字电子技术；研究方向：信息安全。主持或参与省级教改项目4项，发表核心论文1篇，科技核心2篇，CN论文十余篇。 贾彦茹，女，副教授，现任信阳学院计算机教研室主任，主讲课程为高级程序设计语言C、数据结构；研究方向为数字图像处理。主持或参与省级教改项目5项；发表核心论文2篇，CN论文十余篇。