本书是计算机及其相关专业的第一门专业基础课程的教材，按照计算机学科知识体系来组织编排。全书共11章，内容包括认识计算机学科与专业、计算机与计算思维、数据的表示、计算机系统、操作系统、计算机语言与程序设计、算法与数据结构、网络技术、数据库管理与应用、计算机领域新技术、信息安全与社会责任。本书提供了对计算机学科核心知识的概要介绍，使读者对计算机学科的基本理论与技术、学科知识体系以及与其他学科的关系有所了解，为后续课程的学习奠定方法论基础。
本书可作为高等院校计算机及其相关专业的计算机导论类课程的教材，也可作为其他计算机爱好者了解、学习计算机科学的参考书。

第1章 认识计算机学科与专业
1.1 什么是计算机学科 1
1.1.1 计算机学科的定义 1
1.1.2 计算机学科的三个形态 2
1.1.3 计算机学科的专业方向 2
1.2 我国的计算机教育 3
1.2.1 我国的计算机教育的发展 3
1.2.2 学科基本知识和基本能力 4
1.2.3 我国的计算机类专业 6
1.3 计算机从业者职业道德规范 7
1.4 计算机领域的著名组织与企业 8
1.4.1 国际上最知名的两个计算机组织—ACM和IEEE-CS 8
1.4.2 我国最知名的计算机组织—CCF 9
1.4.3 全球知名的计算机企业 9
本章小结 11
思考题 11

第2章 计算机宇计算思维
2.1 计算机概述 12
2.1.1 计算机的定义 12
2.1.2 计算机的功能 13
2.1.3 计算机的诞生 14
2.1.4 计算机的发展 16
2.1.5 计算机的未来 20
2.1.6 计算机的特点 21
2.1.7 计算机分类 22
2.1.8 计算机的应用 24
2.1.9 中国的计算机 25
2.2 计算思维 28
2.2.1 计算思维的概念 29
2.2.2 计算思维的特性 29
2.2.3 计算思维的核心元素 29
2.2.4 计算思维的本质 30
2.2.5 计算思维对不同学科的影响 31
本章小结 33
思考题 33

第3章 数据的表示
3.1 数据与信息概述 34
3.1.1 数据与信息 34
3.1.2 信息技术 35
3.2 数制及其转换 35
3.2.1 进位计数制的概念 35
3.2.2 数制的表示 36
3.2.3 常用数制间的基本关系 37
3.2.4 数制之间的转换 37
3.3 二进制运算 38
3.3.1 二进制逻辑运算 38
3.3.2 二进制算术运算 40
3.4 数据在计算机中的表示 41
3.4.1 计算机使用二进制的优势 41
3.4.2 计算机中数据的单位 41
3.4.3 数值编码 42
3.4.4 文本编码 45
3.4.5 声音编码 49
3.4.6 图像编码 50
本章小结 52
思考题 52

第4章 计算机系统
4.1 图灵机思想与模型 53
4.2 计算机系统 54
4.2.1 冯·诺依曼计算机的思想和构成 54
4.2.2 哈佛体系结构 56
4.3 计算机硬件系统 57
4.3.1 中央处理器（CPU） 57
4.3.2 存储器 61
4.3.3 输入与输出设备 64
4.3.4 主板 68
4.3.5 总线 70
4.3.6 外部接口 71
4.4 计算机软件系统 73
4.4.1 系统软件 73
4.4.2 应用软件 74
4.5 计算机工作原理 74
4.5.1 指令和程序 74
4.5.2 计算机的工作过程 75
4.6 计算机的层次结构 76
本章小结 77
思考题 78

第5章 操作系统
5.1 什么是操作系统 79
5.2 操作系统的发展 80
5.2.1 批处理操作系统 80
5.2.2 分时操作系统 82
5.2.3 实时操作系统 82
5.2.4 操作系统的进一步发展 83
5.3 主流操作系统简介 84
5.3.1 Windows操作系统 84
5.3.2 UNIX操作系统 85
5.3.3 Linux操作系统 85
5.3.4 Mac操作系统 86
5.3.5 Android操作系统 86
5.3.6 鸿蒙操作系统 86
5.4 操作系统对资源的分工与协作 86
5.4.1 操作系统对资源的分工 86
5.4.2 操作系统对资源的协作 91
5.5 操作系统的特性 92
5.6 计算机的启动 93
本章小结 94
思考题 94

第6章 计算机语言与程序设计
6.1 计算机语言基础 95
6.1.1 什么是计算机语言 95
6.1.2 从机器语言到高级语言 96
6.1.3 计算机语言的基本要素 98
6.1.4 高级程序设计语言的类型 99
6.1.5 常用的计算机语言与集成开发环境 99
6.1.6 计算机语言之父 102
6.1.7 世界编程语言排行榜 104
6.2 程序设计基础 105
6.2.1 结构化程序设计 105
6.2.2 面向对象程序设计 106
6.2.3 程序的执行方式 107
6.3 软件工程基础 108
6.3.1 计算机软件 108
6.3.2 软件危机 110
6.3.3 软件工程 111
6.3.4 软件生存周期 112
6.3.5 软件开发模型 113
本章小结 116
思考题 116

第7章 算法与数据结构
7.1 算法 117
7.1.1 计算机解决实际问题的步骤 117
7.1.2 什么是算法 118
7.1.3 算法的描述方法 118
7.1.4 算法的评价标准 120
7.1.5 算法的特性 122
7.2 数据结构基础 123
7.2.1 数值计算与非数值计算实例 123
7.2.2 数据、数据元素和数据结构 124
7.2.3 数据的逻辑结构 125
7.2.4 数据的存储结构 128
7.2.5 典型的数据结构 130
7.3 典型算法 135
7.3.1 排序算法 135
7.3.2 枚举算法 136
7.3.3 递推算法 137
7.3.4 递归 140
7.3.5 分治算法 140
7.3.6 贪心算法 141
7.3.7 动态规划算法 142
7.3.8 回溯算法 143
7.3.9 分支限界法 143
本章小结 144
思考题 144

第8章 网络技术
8.1 网络基础知识 146
8.1.1 计算机网络的定义及发展 146
8.1.2 计算机网络的组成与功能 148
8.1.3 计算机网络的分类 150
8.1.4 计算机网络的体系结构 152
8.2 Internet基础 153
8.2.1 Internet概述 154
8.2.2 Internet的基本服务功能 159
8.3 移动互联网 168
8.3.1 移动互联网概述 168
8.3.2 移动互联网的组成 170
8.3.3 移动互联网的主要特征 172
8.4 网络空间安全 173
8.4.1 网络空间安全概述 173
8.4.2 网络空间安全研究方向及关键技术 175
本章小结 178
思考题 178

第9章 数据库管理与应用
9.1 认识数据库系统 179
9.1.1 数据管理的发展 179
9.1.2 数据库系统基本概念 184
9.1.3 数据库的数据模型 186
9.2 关系数据库 188
9.2.1 关系模型 189
9.2.2 结构化查询语言SQL 196
9.2.3 常见的关系数据库 207
9.3 数据库编程的数据库访问技术 209
9.3.1 嵌入式SQL 209
9.3.2 过程化SQL—数据库存储过程 209
9.3.3 方便应用程序移植的ODBC、OLE DB、ADO和JDBC 210
9.4 数据库新技术 211
9.4.1 新一代数据库发展 211
9.4.2 数据管理技术发展趋势 213
9.4.3 区分数据库与数据仓库 214
本章小结 216
思考题 216

第10章 计算机领域新技术
10.1 大数据 217
10.1.1 大数据概述 217
10.1.2 大数据特征 218
10.1.3 大数据技术 219
10.1.4 大数据应用 220
10.2 人工智能 221
10.2.1 发展历史 221
10.2.2 基本概念 222
10.2.3 人工智能的实现途径 223
10.2.4 主要研究内容及其应用 225
10.3 云计算 227
10.3.1 概念及定义 228
10.3.2 发展历程及现状 228
10.3.3 分类和特点 228
10.3.4 实现机制 229
10.3.5 云计算应用 232
10.4 区块链 232
10.4.1 概念及定义 233
10.4.2 发展历史及现状 234
10.4.3 体系结构 236
10.4.4 区块链应用 236
10.5 物联网 236
10.5.1 概述及定义 237
10.5.2 体系结构 238
10.5.3 物联网技术 240
10.5.4 物联网应用 241
本章小结 242
思考题 242

第11章 信息安全与社会责任
11.1 信息安全概述 243
11.1.1 信息安全概念 243
11.1.2 信息安全技术 245
11.2 计算机病毒 250
11.2.1 计算机病毒的概念 250
11.2.2 计算机病毒的特征 251
11.2.3 计算机病毒的防范 251
11.3 黑客及其防范 252
11.3.1 黑客的概念 252
11.3.2 黑客的攻击手段 252
11.3.3 黑客的防范 253
11.4 计算机犯罪 254
11.4.1 计算机犯罪概述 254
11.4.2 计算机犯罪的防范策略 254
11.5 信息时代公民的社会责任 255
11.5.1 自觉维护公共信息安全 255
11.5.2 保护个人隐私安全 255
11.5.3 尊重和保护知识产权 255
11.5.4 规范网络言行 255
本章小结 255
思考题 256

参考文献