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第1章　信息、信息科学与信息技术1

1.1 探索信息的真谛1

1.1.1　信息1

1.1.2　从信息论到信息科学3

1.1.3　香农对信息的定义4

1.1.4　信息的度量5

1.1.5　香农信息论的局限性7

1.1.6　数据、消息、信号与信息的区别8

1.2　信息科学9

1.2.1　科学的定义9

1.2.2　科学、技术与工程的界定10

1.2.3　信息科学10

1.2.4　信息科学的研究内容与体系11

1.3 信息技术12

1.3.1　信息技术的定义12

1.3.2　扩展人类信息器官功能的信息技术13

1.3.3　信息技术的发展15

1.3.4　信息技术的核心及支撑技术16

1.4 信息科学（技术）与相关学科的关系21

1.4.1　计算科学22

1.4.2　系统科学22

1.4.3　数学：科学的王后和仆人23

1.4.4　信息哲学：信息与哲学的联姻25

1.4.5　认知科学与认知心理学26

第1章小结28

问题与思考28

本章参考文献29

第2章　计算与计算科学30

2.1　计算的本质30

2.1.1　探索计算之源30

2.1.2　计算模型与图灵机31

2.1.3　计算的困惑——如何认识计算科学34

2.1.4　计算机科学的研究领域36

2.2 人工智能37

2.2.1　无“心”的机器——计算机有智能吗37

2.2.2　人工智能——“计算机像海参一样愚蠢”38

2.3 计算学科的专业方向与知识领域40

2.3.1　背景40

2.3.2　计算机专业培养规格分类41

2.3.3　计算学科的领域及知识空间42

2.3.4　计算机科学学科与知识领域44

2.3.5　计算机工程学科与知识领域44

2.3.6　软件工程学科与知识领域45

2.3.7　信息技术学科与知识领域46

第2章小结47

问题与思考48

本章参考文献49

第3章　信息处理机器：计算机系统50

3.1 从历史走向未来——计算机的发展史50

3.1.1　现代计算机的“史前”时代51

3.1.2　冯·诺依曼型计算机的基本结构53

3.1.3　第一台现代电子数字计算机的诞生54

3.1.4　现代计算机发展的4个阶段55

3.1.5　巨型计算机与矢量计算59

3.2　微型计算机系统与微处理器61

3.2.1　计算机系统——硬件与软件61

3.2.2　微型计算机硬件系统61

3.2.3　微处理器——给你一颗奔腾的“芯”62

3.3 计算机存储系统及工作原理65

3.3.1 半导体存储器及其存储单元寻址65

3.3.2　只读存储器67

3.3.3　随机存储器67

3.3.4　非易失性存储器69

3.3.5　磁存储器70

3.3.6　光盘存储系统72

3.4　计算机输入／输出设备76

3.4.1　计算机输入设备76

3.4.2　计算机输出设备80

3.5　微型计算机的总线及接口标准82

3.5.1　计算机总线82

3.5.2　计算机与外部设备的接口及标准83

第3章小结84

问题与思考84

本章参考文献85

第4章　计算机软件系统86

4.1　软件的性质及发展史86

4.1.1　对计算机软件的理解86

4.1.2　软件的性质87

4.1.3　软件技术的进化史87

4.1.4　软件系统的分层结构93

4.2　操作系统95

4.2.1　操作系统的任务及功能96

4.2.2　处理机管理97

4.2.3　存储管理101

4.2.4　设备管理102

4.2.5　文件管理103

4.2.6　操作系统的主要特性104

4.2.7　操作系统的分类105

4.2.8　嵌入式系统与嵌入式软件106

4.3 应用软件106

4.4 程序设计语言与语言处理程序107

4.4.1　程序设计语言108

4.4.2　语言处理程序109

4.4.3　可视化编程语言110

4.4.4　.NET111

4.4.5　从面向过程到面向对象111

4.5 软件工程及其标准112

4.5.1　“软件之道”——软件工程之路112

4.5.2　软件工程标准113

4.5.3　CASE技术114

第4章小结115

问题与思考116

本章参考文献117

第5章　信息媒体的表示及数字化118

5.1 计算机系统的信息表示与编码118

5.1.1　模拟与数字118

5.1.2　信息在计算机中的表示119

5.1.3　信息的编码121

5.1.4　数制的基及其表示124

5.1.5　计算机的逻辑运算与逻辑门电路125

5.2　媒体与多媒体信息126

5.2.1　媒体的分类126

5.2.2　媒体与多媒体127

5.3 音频媒体的表示与数字化128

5.3.1　音频信号记录的历史128

5.3.2　音频信号的形式129

5.3.3　模拟音频信号的物理特征130

5.3.4　音频的数字化过程131

5.4 图像媒体的表示与数字化133

5.4.1　图像的概念133

5.4.2　图像的表示134

5.4.3　图像的数字化过程134

5.4.4　图像的压缩与编码136

5.5 视频媒体的表示及数字化137

5.5.1　视频的定义137

5.5.2　视频的分类138

5.5.3　视频的数字化过程139

5.5.4　量化140

5.5.5　视频压缩与编码技术标准141

第5章小结141

问题与思考142

本章参考文献143

第6章　数据的组织结构与算法144

6.1 数据结构的基本概念144

6.1.1　数值计算与非数值计算144

6.1.2　数据结构的起源145

6.1.3　对数据结构的理解145

6.1.4　对数据结构中数据元素的操作146

6.1.5　数据结构的应用范围146

6.1.6　数据结构的图示147

6.2 常用的几种数据结构148

6.2.1　线性结构148

6.2.2　树结构151

6.2.3　图结构152

6.2.4　集合153

6.3 算法153

6.3.1　算法的特性153

6.3.2　“好”的算法154

6.3.3　算法复杂性155

6.3.4　算法的表示157

6.4　程序设计方法158

6.4.1　计算机程序的性质158

6.4.2　程序设计与数据结构、算法之间的关系159

6.4.3　结构化程序设计159

6.4.4　程序设计的步骤160

第6章小结160

问题与思考161

本章参考文献161

第7章　数据库技术162

7.1 数据库与数据库管理系统162

7.1.1　数据库应用162

7.1.2　数据库系统的组成163

7.1.3　数据库系统的特点165

7.1.4　数据库系统三级模式结构167

7.1.5　数据库系统研究的范围167

7.1.6　数据库系统的结构168

7.2　关系模型与关系数据库169

7.2.1　由现实世界到数据世界169

7.2.2　数据模型171

7.2.3　关系模型的基本概念及性质172

7.2.4　关系数据库的发展与特点174

7.2.5　关系数据库设计175

7.2.6　关系数据库的发展动向177

7.3 新一代数据库技术的发展178

第7章小结181

问题与思考182

本章参考文献182

第8章　信息的传输——计算机通信与网络技术183

8.1 缩短世界的距离——通信与网络技术的历史回顾183

8.2　数据通信的基本原理185

8.2.1　信息的表现与传输形式185

8.2.2　通信系统模型185

8.2.3　数字通信系统中带宽的概念186

8.2.4　信道容量与香农定理187

8.2.5　基带传输与宽带传输188

8.2.6　多路复用技术189

8.3　计算机网络190

8.3.1　网络的形成与发展190

8.3.2　网络的功能191

8.3.3　计算机网络的组成192

8.3.4　计算机网络的类型193

8.3.5　计算机网络的拓扑结构194

8.3.6　计算机网络通信协议196

8.3.7　开放系统互连参考模型197

8.3.8　TCP/IP协议199

8.3.9　网络互联及其设备201

8.4　Internet基础202

8.4.1　Internet的发展202

8.4.2　Internet的IP地址与域名203

8.4.3　Internet提供的信息服务206

8.5 宽带骨干通信网络208

8.5.1　宽带骨干网络的发展208

8.5.2　全光通信网络与技术209

8.5.3　全光网络实现的基础——波分复用技术210

8.5.4　IP网络与光网络结合——下一代互联网技术211

8.6　宽带接入网络技术213

8.6.1　接入网的定义213

8.6.2　接入网技术综述214

8.6.3　金属线接入技术215

8.6.4　光纤接入网216

8.6.5　混合光纤同轴接入217

8.6.6　宽带以太网接入技术218

8.6.7　蜂窝移动接入219

8.6.8　卫星接入技术220

第8章小结221

问题与思考222

本章参考文献223

第9章　信息系统224

9.1 系统的基本概念224

9.1.1　系统的概念224

9.1.2　系统的分类及基本性质225

9.2 信息系统226

9.2.1　信息系统模型226

9.2.2　信息系统功能227

9.2.3　信息系统的发展227

9.2.4　信息系统的层次230

9.2.5　信息系统的研究对象230

9.2.6　信息系统的学科体系231

9.3 信息系统开发的一般过程231

9.4 信息系统开发方法与过程237

9.4.1　概述237

9.4.2　瀑布模型237

9.4.3　原型法238

9.4.4　螺旋模型239

9.4.5　结构化开发方法240

9.4.6　面向对象的方法240

9.4.7　第四代技术242

9.4.8　计算机辅助软件工程243

9.5 信息工程与信息系统工程244

9.5.1　信息工程及其方法论的产生244

9.5.2　信息工程的定义和原理245

9.5.3　信息工程的方法论247

9.6 信息集成247

9.6.1　信息集成的概念247

9.6.2　信息集成模型248

9.6.3　信息集成的支持环境与解决方案250

9.7 信息系统项目管理与监理253

9.7.1　项目与项目管理253

9.7.2　项目管理在信息系统中的特点253

9.7.3 以知识管理为中心的信息系统项目管理内容254

9.7.4　信息系统工程监理255

第9章小结256

问题与思考257

本章参考文献258

第10章　信息资源管理259

10.1 信息资源259

10.1.1　信息资源的定义259

10.1.2　信息资源的特征260

10.2　信息源及其分类262

10.2.1　“信息源”辨析262

10.2.2　信息源的类型263

10.3　信息资源管理264

10.3.1　信息资源管理的概念265

10.3.2　信息资源管理的手段和内容266

10.3.3　信息资源管理学的学科性质267

10.4　信息的采集方式267

10.4.1　信息采集方法267

10.4.2　信息采集的直接方法268

10.4.3　文献资源采集269

10.4.4　网络信息资源采集270

10.5　信息检索270

10.5.1　信息检索的意义270

10.5.2　信息检索的基本方法271

10.5.3　文献检索的概念272

10.5.4　数字信息资源检索272

10.5.5 网络信息资源的搜索工具——搜索引擎274

10.5.6　国外著名检索工具276

10.6 中文联机检索数据库资源278

10.6.1 中国基础设施工程（CNKI）——中国期刊网全文数据库278

10.6.2　《中文科技期刊数据库》——维普279

10.6.3　万方数据资源系统279

10.6.4　超星数字图书馆280

10.7 国外著名联机检索数据库资源281

10.7.1　美国工程索引281

10.7.2　IEL电子版全文数据库283

10.7.3　Blackwell283

10.7.4　Springer-Verlag284

10.7.5　Elsevier Science285

第10章小结285

问题与思考286

本章参考文献287

第11章　信息系统安全与保护288

11.1 信息系统的安全构架288

11.1.1　信息安全的含义288

11.1.2　信息安全的保障体系289

11.1.3　信息系统的安全保护等级291

11.1.4　信息安全研究的4个层面291

11.2　计算机病毒与防治292

11.2.1　计算机病毒292

11.2.2　计算机病毒的传播途径293

11.2.3　计算机病毒的特征294

11.2.4　病毒的工作原理295

11.2.5　网络病毒295

11.2.6　计算机病毒的预防措施297

11.3 防火墙技术298

11.3.1　防火墙298

11.3.2　防火墙的功能299

11.3.3　防火墙的基本准则300

11.3.4　防火墙的种类300

11.3.5　防火墙的部署301

11.3.6　部署个人防火墙302

11.4　数据加密技术302

11.4.1　加密与加密系统303

11.4.2　对称密钥密码系统304

11.4.3　公开密钥密码系统305

11.5 电子签名技术307

11.5.1　电子签名307

11.5.2　数字签名的概念308

11.5.3　公开密钥密码系统的数字签名309

11.5.4　电子签名与认证服务309

11.6　信息安全政策与法规310

11.6.1　信息时代的法律311

11.6.2　计算机犯罪的定义与分类311

11.6.3　对“计算机犯罪”的立法312

11.6.4　信息安全教育314

11.6.5　信息道德315

第11章小结316

问题与思考317

本章参考文献318

第12章　信息化社会319

12.1 信息化与中国信息化发展319

12.1.1　信息化319

12.1.2　信息化的层次分类321

12.1.3　我国信息化的发展进程与展望321

12.1.4　我国信息化发展的战略重点322

12.1.5　国家信息化指标324

12.2 信息产业——信息化社会的引擎325

12.2.1　信息产业的定义325

12.2.2　信息产业的特点327

12.2.3　未来我国信息产业的发展重点328

12.3　教育信息化329

12.3.1　教育信息化的概念329

12.3.2　我国教育信息化的历程331

12.3.3　现代远程教育332

12.4 电子商务334

12.4.1　电子商务的定义334

12.4.2　电子商务应用的类型335

12.4.3　电子商务主要的安全要素337

12.5 电子政务339

12.5.1　电子政务的定义339

12.5.2　电子政务的模式340

12.5.3　电子政务的具体内容341

12.5.4　电子政务的网络体系结构342

12.6　信息人才的培养343

12.6.1　IT人才的层次划分343

12.6.2　IT人才的培养344

第12章小结345

问题与思考346

本章参考文献346