信息与智能科学导论

第 1章 计算机系统概述 1

1.1　计算思维与计算　1

1.1.1　计算思维概述　1

1.1.2　计算思维与各学科的关系　2

1.1.3　信息技术与智能科学　2

1.1.4　计算工具的发展　3

1.1.5　元器件的发展　5

1.2　数据编码　6

1.2.1　进位计数制　6

1.2.2　不同进制数的转换　7

1.2.3　二进制与元器件　9

1.2.4　存储单位关系　10

1.2.5　二进制与数字的表示　10

1.2.6　计算机中的字符编码　11

1.2.7　计算机中的汉字编码　12

1.2.8　图像的数字化编码　14

1.2.9　声音的数字化编码　15

1.2.10　数据压缩技术　15

1.3　计算机体系结构　17

1.3.1　图灵与图灵机　17

1.3.2　冯 诺依曼计算机结构　18

1.3.3　存储程序控制原理　20

1.4　现代计算机结构　20

1.4.1　微型计算机结构　20

1.4.2　主板　21

1.4.3　微处理器　21

1.4.4　计算机存储体系　23

1.4.5　输入设备和输出设备　28

1.4.6　选购计算机策略　32

小　结　33

习　题　33

第　2章 计算机软件系统　38

2.1　软件系统概述　38

2.1.1　软件与硬件的关系　38

2.1.2　系统软件　38

2.1.3　应用软件　40

2.2　操作系统　40

2.2.1　进程管理　40

2.2.2　存储管理　42

2.2.3　磁盘和文件管理　42

2.2.4　设备管理　44

2.3　操作系统的高级应用　45

2.3.1　单机多系统　45

2.3.2　备份和还原操作系统　45

2.4　虚拟机和Linux操作系统　46

2.4.1　虚拟机　46

2.4.2　Linux操作系统　47

2.4.3　使用虚拟机安装Linux操作系统　50

2.4.4　优麒麟操作系统的使用　54

小　结　60

实验1　60

实验2　61

习　题　62

第3章　计算机网络技术　64

3.1　网络概述　64

3.1.1　网络的定义　64

3.1.2　网络的主要功能　64

3.1.3　网络的发展历史　64

3.2　网络分类　65

3.2.1　从网络地理范围分类　65

3.2.2　从网络使用范围分类　66

3.2.3　从网络拓扑结构分类　67

3.3　网络体系结构和协议　69

3.3.1　网络体系结构　69

3.3.2　TCP/IP　70

3.4　TCP/IP的网络访问层　71

3.4.1　网络传输介质　71

3.4.2数据传输与控制　74

3.4.3硬件设备　76

3.5　TCP/IP的网络层　77

3.5.1　IP地址　77

3.5.2　IP地址的分层结构　78

3.5.3　特殊IP地址　78

3.5.4　Ping命令　78

3.5.5　路由器　80

3.6　TCP/IP的传输层　80

3.7　TCP/IP的应用层　80

3.7.1客户机/服务器工作模式　81

3.7.2　端口号　81

3.7.3　DNS域名　82

3.7.4　WWW服务　84

3.7.5　电子邮件　85

3.7.6　FTP与文件的上传下载　86

3.7.7　远程登录与远程桌面　87

3.8局域网接入Internet　89

3.9　信息检索　93

3.9.1　光盘数据库检索系统　93

3.9.2　联机信息检索系统　94

3.9.3　网络信息检索　95

3.10　互联网 创新创业　96

小　结　97

实　验　97

习　题　98

第4章　信息安全技术　102

4.1　信息安全概述　102

4.1.1　信息安全的含义　102

4.1.2　信息安全的风险来源　103

4.2　信息安全防范措施　104

4.2.1　数据备份　104

4.2.2　双机热备份　106

4.2.3　数据加密　107

4.2.4　数字签名　111

4.2.5　身份认证　113

4.2.6　防火墙　115

4.2.7　漏洞、后门、补丁程序和安全卫士　118

4.2.8　提高物理安全　119

4.3　计算机病毒和木马　120

4.3.1　病毒概述　120

4.3.2　病毒的传播途径　122

4.3.3　病毒防治　122

4.3.4　木马　123

4.4　信息社会的道德规范　124

4.5　知识产权保护　124

小　结　125

实　验　126

习　题　126

第5章　Python语言程序设计　130

5.1　Python语言简介　130

5.2　Python语言编程基础　131

5.2.1　标识符和关键字　131

5.2.2　变量　132

5.2.3　数据类型　133

5.2.4　运算符和表达式　133

5.3　程序设计　137

5.3.1　顺序结构　137

5.3.2　选择结构　139

5.3.3　循环结构　142

5.3.4　海龟图形程序设计　146

小　结　148

习　题　148

第6章　物联网导论　153

6.1　物联网概述　153

6.1.1物联网的定义　153

6.1.2　物联网的体系结构　153

6.2　感知层相关技术　155

6.2.1　无线射频识别技术　155

6.2.2　二维条形码　156

6.2.3　传感器技术　157

6.2.4定位技术　157

6.3网络层相关技术　159

6.3.1.　移动通信系统　159

6.3.2　ZigBee　160

6.4　物联网应用案例　161

6.4.1智能家居　161

6.4.2智能交通　163

小　结　164

习　题　164

第7章　云计算导论　166

7.1　云计算概述　166

7.1.1　云计算的由来　166

7.1.2　身边的云计算　166

7.1.3　云计算概念及特征　168

7.1.4　云计算业务模型　169

7.1.5　国内外知名云　171

7.2　云计算技术基础　172

7.2.1　云计算硬件技术基础　172

7.2.2　分布式技术　173

7.2.3　虚拟化技术　174

7.3　云计算应用实践　176

7.3.1　云计算典型案例　176

7.3.2　云计算应用实践　178

7.3.3　虚拟机与虚拟操作系统　180

小　结　181

习　题　181

第8章　大数据导论　183

8.1　大数据概论　183

8.1.1　数据的类型　183

8.1.2　大数据产生的背景　186

8.1.3　大数据概念和特征　186

8.2　大数据的处理流程　187

8.2.1　数据采集与预处理　187

8.2.2　数据管理　192

8.2.3　数据处理　193

8.2.4　数据可视化　196

8.3　大数据的应用领域　197

小　结　200

实　验 1　200

实　验 2　203

实　验 3　205

习　题　206

第9章　人工智能导论　209

9.1　人工智能概述　209

9.1.1　人工智能的起源　209

9.1.2　人工智能的定义　210

9.1.3　人工智能的三次浪潮　210

9.1.4　人工智能的发展趋势　211

9.2　人工智能的流派　212

9.2.1　符号主义　212

9.2.2　连接主义　213

9.2.3　行为主义　214

9.2.4　其他流派　214

9.3　人工智能的研究领域　215

9.3.1　概念表示　215

9.3.2　知识表示　216

9.3.3　专家系统　218

9.3.4　知识图谱　219

9.3.5　搜索技术　220

9.3.6　机器学习　222

9.3.7　人工神经网络与深度学习　224

9.4　机器学习算法及其在Python中的应用　228

9.4.1　机器学习、深度学习、强化学习　228

9.4.2　使用Python进行机器学习　229

9.4.3　有监督学习的K-近邻算法　229

9.4.4　无监督学习的K-均值算法　230

9.5　云计算、大数据与人工智能的关系　231

小　结　232

实　验 1　232

实　验 2　233

习　题　234

第　10章 文档处理与排版　237

10.1样式　237

10.1.1套用内置样式　237

10.1.2创建新样式　237

10.1.３管理样式　239

10.2项目符号、编号与多级列表　239

10.2.1项目符号　239

10.2.2编号　240

10.2.3多级列表　241

10.3题注和交叉引用　244

10.3.1插入题注　244

10.3.2交叉引用　245

10.4脚注与尾注　246

10.4.1添加脚注　246

10.4.2添加尾注　247

10.4.3管理脚注和尾注　247

10.5分栏　248

10.6页眉、页脚和页码　248

10.6.1设置页眉、页脚和页码　249

10.6.2分节设置不同的页眉和页脚　251

10.7编制目录　252

10.7.1根据样式自动生成目录　252

10.7.2大纲目录　253

10.7.3管理目录　254

10.8邮件合并　255

10.9使用Visio绘制流程图　256

小　结　258

实验1　258

实验2　259

实验3　261

习　题　262

第　11章 数据处理与分析　266

11.1输入特殊数据　266

11.1.1文本型数据　266

11.1.2数值型数据　266

11.1.3日期型数据　266

11.2　高级编辑技巧　267

11.2.1填充　267

11.2.2选择性粘贴　269

11.2.3查找和替换　269

11.2.4条件格式　271

11.3　Excel中的公式　272

11.3.1运算符与表达式　272

11.3.2输入公式　272

11.4单元格引用　273

11.4.1相对地址引用　273

11.4.2绝对地址引用　273

11.4.3混合地址引用　273

11.4.4跨表引用　274

11.5函数　274

11.5.1　MAX函数　274

11.5.2　MIN函数　274

11.5.3　AVERAGE函数　275

11.5.4　SUM函数　275

11.5.5　IF函数　275

11.5.6　SUMIF函数　276

11.5.7　AVERAGEIF函数　276

11.5.8　COUNT函数　277

11.5.9　COUNTA函数　277

11.5.10　COUNTIF函数　277

11.6　图表　278

11.6.1创建图表　278

11.6.2编辑图表　279

11.7　数据分析　282

11.7.1数据的排序　282

11.7.2数据筛选　284

11.7.3数据有效性　286

11.7.4分类汇总　287

11.7.5数据透视表　289

小　结　292

实　验 1　292

实　验 2　294

习　题　297

第　12章 数据库技术基础　303

12.1　数据库概述　303

12.1.1　数据库体系结构　303

12.1.2　概念模型　304

12.1.3　关系模型　306

12.2　关系数据库　306

12.2.1　关系术语　307

12.2.2　关系完整性　308

12.3　Microsoft Access 2010简介　308

12.4　数据库的基本操作　309

12.4.1　创建数据库　309

12.4.2　创建表　310

12.4.3　数据记录操作　315

12.4.4　定义表之间的关系　316

12.5　查询　317

12.5.1　选择查询　317

12.5.2　交叉表查询　318

12.5.3　SQL语言　319

小　结　323

实　验　323

习　题　326

第　13章 演示文稿设计　329

13.1　幻灯片版式　329

13.2　幻灯片主题和母版　329

13.2.1　主题　329

13.2.2　幻灯片母版　330

13.3　添加元素　331

13.3.1　添加音频　331

13.3.2　添加视频　332

13.3.3　添加SmartArt图示　332

13.3.4　添加图表　333

13.4　幻灯片动画　333

13.5　动画刷　335

13.6　创建交互式演示文稿　336

13.6.1　创建超链接　336

13.6.2　添加动作按钮　336

13.7　幻灯片放映　337

13.7.1　幻灯片的切换方式　337

13.7.2　设置放映方式　338

13.7.3　控制幻灯片放映　338

13.7.4　设置排练计时　339

13.8　演示文稿的设计理念　340

小　结　340

实　验　341

习　题　341