計(jì)算機(jī)技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)

第1章計(jì)算機(jī)概述3
1.1計(jì)算機(jī)與信息3
1.2計(jì)算機(jī)分類3
1.2.1高性能計(jì)算機(jī)3
1.2.2微型計(jì)算機(jī)4
1.2.3工作站4
1.2.4服務(wù)器4
1.2.5嵌入式計(jì)算機(jī)5
1.3國(guó)際計(jì)算機(jī)的發(fā)展5
1.3.1第1代 電子管計(jì)算機(jī) (1944年—1958年)6
1.3.2第2代 晶體管計(jì)算機(jī) (1958年—1964年)7
1.3.3第3代 集成電路計(jì)算機(jī) (1964年—1971年)7
1.3.4第4代 大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) (1971年至今)8
1.4國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)的發(fā)展9
1.4.1第1代電子管計(jì)算機(jī)的研制(1958年—1964年)9
1.4.2第2代晶體管計(jì)算機(jī)的研制(1965年—1972年)11
1.4.3第3代中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)的研制(1973年—20世紀(jì)80年代初期)11
1.4.4第4代超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)的研制(20世紀(jì)80年代中期至今)12
1.4.5自主研發(fā)之路13
1.4.6國(guó)內(nèi)與國(guó)際計(jì)算機(jī)發(fā)展的對(duì)比14
1.5計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域15
1.5.1科學(xué)計(jì)算15
1.5.2數(shù)據(jù)處理15
1.5.3計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)15
1.5.4過(guò)程控制16
1.5.5人工智能16
1.5.6網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用16
1.6計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于社會(huì)發(fā)展的影響16
1.6.1推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展17
1.6.2對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響17
1.6.3對(duì)生產(chǎn)方式和工作方式的影響17
1.6.4對(duì)生活的影響18
1.6.5其他方面18
1.7計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)18
1.7.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向18
1.7.2未來(lái)的新型計(jì)算機(jī)19
本章小結(jié)20
習(xí)題20

第2章計(jì)算機(jī)中的信息表示與編碼22
2.1計(jì)算機(jī)中的信息表示22
2.1.1數(shù)制22
2.1.2不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換22
2.1.3二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則24
2.1.4計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位25
2.1.5數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示與處理26
2.2計(jì)算機(jī)信息編碼28
2.2.1字符編碼28
2.2.2數(shù)字編碼29
2.2.3漢字編碼30
2.2.4多媒體信息編碼31
本章小結(jié)33
習(xí)題33
第3章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)34
3.1馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)34
3.1.1馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)34
3.1.2馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)與哈佛體系結(jié)構(gòu)的比較35
3.1.3馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的局限35
3.2微型計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)與工作原理35
3.2.1微型計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)36
3.2.2微型計(jì)算機(jī)的工作原理36
3.3計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)38
3.3.1中央處理器CPU38
3.3.2總線40
3.3.3內(nèi)部存儲(chǔ)器41
3.3.4外部存儲(chǔ)器41
3.3.5主板42
3.3.6輸入設(shè)備43
3.3.7輸出設(shè)備44
3.4計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)45
3.4.1系統(tǒng)軟件45
3.4.2應(yīng)用軟件46
本章小結(jié)47
習(xí)題47
第4章計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)49
4.1操作系統(tǒng)概述49
4.1.1操作系統(tǒng)的定義49
4.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程50
4.1.3操作系統(tǒng)的作用52
4.1.4操作系統(tǒng)的性能指標(biāo)52
4.1.5操作系統(tǒng)的基本特征53
4.1.6相關(guān)概念53
4.2操作系統(tǒng)的基本類型54
4.2.1批處理系統(tǒng)54
4.2.2分時(shí)操作系統(tǒng)54
4.2.3實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)55
4.2.4通用操作系統(tǒng)55
4.2.5個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)55
4.2.6網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)55
4.2.7分布式操作系統(tǒng)56
4.3操作系統(tǒng)的功能56
4.3.1處理機(jī)管理56
4.3.2存儲(chǔ)管理56
4.3.3設(shè)備管理57
4.3.4信息管理57
4.3.5用戶接口57
4.4進(jìn)程管理57
4.4.1進(jìn)程的概念57
4.4.2進(jìn)程的描述及上下文58
4.4.3進(jìn)程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換59
4.4.4進(jìn)程間的制約關(guān)系及死鎖問(wèn)題60
4.4.5線程的概念61
4.5處理機(jī)調(diào)度61
4.5.1分級(jí)調(diào)度61
4.5.2作業(yè)調(diào)度62
4.5.3進(jìn)程調(diào)度及調(diào)度算法63
4.6存儲(chǔ)管理64
4.6.1存儲(chǔ)管理的功能64
4.6.2分區(qū)存儲(chǔ)管理64
4.6.3覆蓋與交換技術(shù)65
4.6.4頁(yè)式管理的基本原理66
4.6.5段式與段頁(yè)式管理66
4.6.6分段與分頁(yè)技術(shù)的比較68
4.7設(shè)備管理68
4.7.1設(shè)備分類及管理的功能68
4.7.2數(shù)據(jù)傳輸控制方式及中斷68
4.8常見操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介69
4.8.1Windows系列69
4.8.2UNIX操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介70
4.8.3Linux操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介70
本章小結(jié)71
習(xí)題72
第5章多媒體技術(shù)概述75
5.1多媒體技術(shù)的基本概念75
5.1.1多媒體與多媒體技術(shù)75
5.1.2多媒體的數(shù)據(jù)格式77
5.2多媒體類型79
5.3多媒體系統(tǒng)的組成80
5.3.1多媒體系統(tǒng)硬件80
5.3.2多媒體系統(tǒng)軟件83
5.4流行的多媒體應(yīng)用軟件84
5.4.1記事本84
5.4.2Microsoft Office Word85
5.4.3Photoshop88
5.4.4Adobe Premiere Pro93
本章小結(jié)94
習(xí)題95
第6章數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)基礎(chǔ)97
6.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念97
6.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成97
6.1.2數(shù)據(jù)描述98
6.1.3概念模型99
6.2數(shù)據(jù)模型100
6.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)101
6.3.1基本概念101
6.3.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特點(diǎn)102
6.3.3關(guān)系的基本運(yùn)算103
6.3.4關(guān)系完整性約束104
6.4實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)104
6.4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介104
6.4.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作用105
6.5數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用105
6.5.1專用數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)105
6.5.2電子商務(wù)系統(tǒng)106
6.5.3數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘分析系統(tǒng)106
6.6常用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介106
6.6.1DB2106
6.6.2SQLServer107
6.6.3Sybase108
6.6.4FoxPro109
6.6.5Access110
6.6.6Oracle110
本章小結(jié)111
習(xí)題112
第7章軟件工程基礎(chǔ)114
7.1軟件工程概述114
7.1.1軟件危機(jī)114
7.1.2軟件工程114
7.1.3軟件生命周期115
7.1.4軟件過(guò)程116
7.2軟件的需求分析121
7.2.1需求分析的過(guò)程121
7.2.2結(jié)構(gòu)化分析方法122
7.2.3實(shí)體聯(lián)系圖與狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖125
7.3軟件設(shè)計(jì)126
7.3.1總體設(shè)計(jì)126
7.3.2詳細(xì)設(shè)計(jì)127
7.4軟件的實(shí)現(xiàn)131
7.4.1編碼131
7.4.2軟件測(cè)試概述132
7.4.3測(cè)試方法132
7.4.4測(cè)試的過(guò)程134
7.4.5調(diào)試135
7.5軟件維護(hù)135
7.5.1軟件維護(hù)的特點(diǎn)135
7.5.2軟件維護(hù)的類型136
7.5.3軟件維護(hù)的過(guò)程137
7.5.4軟件的可維護(hù)性139
本章小結(jié)139
習(xí)題140
下篇
第8章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)概述145
8.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述145
8.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念145
8.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成145
8.1.3網(wǎng)絡(luò)類型及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)146
8.1.4網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)149
8.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)150
8.2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)的基本概念150
8.2.2OSI/RM開放系統(tǒng)互連參考模型151
8.2.3TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)152
8.3局域網(wǎng)技術(shù)153
8.3.1局域網(wǎng)概述153
8.3.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備154
8.4Internet簡(jiǎn)介155
8.4.1Internet概述155
8.4.2IP地址和域名156
8.4.3Internet提供的服務(wù)158
8.5物聯(lián)網(wǎng)概述160
8.5.1物聯(lián)網(wǎng)定義160
8.5.2物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展160
8.5.3物聯(lián)網(wǎng)的特征163
8.6物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)163
8.6.1地址資源技術(shù)163
8.6.2人工智能164
8.6.3物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)164
8.6.4云計(jì)算技術(shù)165
8.6.5物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)165
8.6.6物聯(lián)網(wǎng)傳輸方式的選擇166
8.7物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域166
8.7.1智能家居167
8.7.2智能醫(yī)療167
8.7.3智能城市168
8.7.4智能環(huán)保168
8.7.5智能交通168
8.7.6智能司法169
8.7.7智能農(nóng)業(yè)169
8.7.8智能物流169
8.7.9智能文博170
8.8物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的影響170
8.9物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景170
本章小結(jié)172
習(xí)題173
第9章大數(shù)據(jù)及云計(jì)算175
9.1初識(shí)大數(shù)據(jù)175
9.1.1大數(shù)據(jù)的基本概念175
9.1.2大數(shù)據(jù)的主要技術(shù)175
9.1.3大數(shù)據(jù)的特征178
9.1.4大數(shù)據(jù)的價(jià)值與挑戰(zhàn)179
9.1.5大數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用181
9.2云計(jì)算綜述182
9.2.1云計(jì)算的基本概念182
9.2.2云計(jì)算的特點(diǎn)183
9.2.3云計(jì)算的服務(wù)類型184
9.2.4云計(jì)算實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)184
9.2.5云計(jì)算的典型應(yīng)用185
本章小結(jié)186
習(xí)題186
第10章人工智能基礎(chǔ)188
10.1初識(shí)人工智能188
10.2人工智能的發(fā)展史189
10.2.1孕育期189
10.2.2形成期190
10.2.3知識(shí)應(yīng)用期190
10.2.4從學(xué)派分立走向綜合192
10.2.5智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科的興起192
10.3人工智能的研究目標(biāo)192
10.4人工智能的研究領(lǐng)域193
10.4.1機(jī)器思維193
10.4.2機(jī)器感知194
10.4.3機(jī)器行為196
10.4.4機(jī)器學(xué)習(xí)196
10.4.5計(jì)算智能197
10.4.6分布智能199
10.4.7智能系統(tǒng)199
10.4.8人工心理與人工情感200
10.5人工智能的典型應(yīng)用200
10.5.1智能機(jī)器人200
10.5.2智能網(wǎng)絡(luò)201
10.5.3智能檢索201
本章小結(jié)201
習(xí)題202
第11章機(jī)器學(xué)習(xí)203
11.1機(jī)器學(xué)習(xí)概述203
11.2分類算法204
11.3聚類算法206
本章小結(jié)207
習(xí)題208
第12章Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)209
12.1Python語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)209
12.1.1Python語(yǔ)言209
12.1.2Python環(huán)境的搭建211
12.1.3基礎(chǔ)語(yǔ)法211
12.1.4變量和運(yùn)算符213
12.1.5列表、元組、字典和集合218
12.1.6字符串223
12.2Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)226
12.2.1流程控制226
12.2.2函數(shù)232
12.2.3類和對(duì)象236
12.2.4文件操作(I/O)242
12.3綜合案例244
12.3.1貪吃蛇游戲245
12.3.2網(wǎng)絡(luò)爬蟲與信息提取249
12.3.3泰坦尼克號(hào)遇難人數(shù)預(yù)測(cè)模型251
本章小結(jié)256
習(xí)題257
參考文獻(xiàn)262