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1、大学计算机信息技术教程大学计算机信息技术教程College Computer Information Technology Course College Computer Information Technology Course（双语教学（双语教学）(Bilingual Teaching)(Bilingual Teaching)南通大学南通大学 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 鲁松鲁松College of Computer Science&Technology Nantong University Lu SongCollege of Computer Science&Technol
2、ogy Nantong University Lu Song College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 使用教材：使用教材：The Teaching MaterialsThe Teaching Materials英文教材采用世界著名大学核心教材（计算机类原版影印版）：英文教材采用世界著名大学核心教材（计算机类原版影印版）：计算机文化（美）计算机文化（美）June Jamrich Parsons,Dan OjaJune Jamrich Parsons,Dan Oja著著北京北京.机械工业出版社，机械工业出版
3、社，2006.12006.1第第1 1版版书名原文：书名原文：New Perspectives on Computer Concepts:New Perspectives on Computer Concepts:Comprehensive,Eighth Edition Comprehensive,Eighth Edition计算机科学导论（第计算机科学导论（第7 7版）（美）版）（美）J.Glenn BrookshearJ.Glenn Brookshear著著北京北京.清华大学出版社，清华大学出版社，2004.12004.1第第1 1版版书名原文：书名原文：Computer Science:
4、An Overview,Seventh EditionComputer Science:An Overview,Seventh Edition中文教材采用江苏省普通高校计算机等级考试统编教材：中文教材采用江苏省普通高校计算机等级考试统编教材：大学计算机信息技术教程大学计算机信息技术教程 南京大学出版社南京大学出版社 张福炎张福炎 孙志挥孙志挥 主编主编 2007.8 2007.8 第第4 4版修订本版修订本大学计算机信息技术实验指导与测试大学计算机信息技术实验指导与测试苏州大学出版社苏州大学出版社 郑国平郑国平 王杰华王杰华 主编主编 2006.9 2006.9 第第1 1版版College
5、of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 主要参考书目：主要参考书目：The The Supporting BibliographiesSupporting Bibliographies双语教学辅助教材和参考书目：双语教学辅助教材和参考书目：计算机专业英语计算机专业英语Computing Essentials(2003 Computing Essentials(2003 影印版影印版)（美）（美）Timothy J.OLeary,Linda I.OLeary Timothy J.OLeary,Linda I.OLeary
6、 著著 北京北京.高等教育出版社，高等教育出版社，2003.12003.1第一版第一版新概念计算机英语新概念计算机英语Computing Concepts(2003 Computing Concepts(2003 影印版影印版)（美）（美）Stephen Haag,Maeve Cummings,Alan I Rea,Jr.Stephen Haag,Maeve Cummings,Alan I Rea,Jr.著著 北京北京.清华大学出版社，清华大学出版社，2003.112003.11第第1 1版版中文主要参考书：中文主要参考书：大学计算机基础大学计算机基础 南京师范大学出版社南京师范大学出版社 蔡
7、绍稷蔡绍稷 吉根林吉根林 主编主编 2007.3 2007.3College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 前前 言言(Preface)(Preface)Information technologyInformation technology is playing an increasingly is playing an increasingly important role in the work and personal lives of citizens.important role in the w
8、ork and personal lives of citizens.Computers,communications,digital information,Computers,communications,digital information,software-the constituents of the information age-are software-the constituents of the information age-are everywhere.everywhere.信息技术（信息技术（IT IT）在人们的生活和工作中正在起着在人们的生活和工作中正在起着越来越
9、重要的作用，计算机、通信、数字信息、软越来越重要的作用，计算机、通信、数字信息、软件这些信息时代的主要组成部分到处可见。件这些信息时代的主要组成部分到处可见。College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 一、一、Motivation ITMotivation IT教育的动机认识教育的动机认识信息技术如此快地进入我们的生活，大多数人并没有经过正信息技术如此快地进入我们的生活，大多数人并没有经过正规的教育准备；规的教育准备；正在使用信息技术的许多人，对他们使用的工具了解有限，正在使用信息技术的许多人，对他们使用的
10、工具了解有限，这些工具并未得到充分使用；这些工具并未得到充分使用；许多人面对信息技术缺乏信心；许多人面对信息技术缺乏信心；许多人要求获得信息技术潜在的好处；许多人要求获得信息技术潜在的好处；部分公民担心信息技术带来的变化会使人的社会价值、自由部分公民担心信息技术带来的变化会使人的社会价值、自由或经济利益等受到损害。或经济利益等受到损害。好奇心好奇心如此强大而普适的技术到底是怎样工作的？如此强大而普适的技术到底是怎样工作的？总之：总之：To be productive in the workplace To be productive in the workplace To be an info
11、rmed citizen To be an informed citizen To apply IT to personally relevant tasksTo apply IT to personally relevant tasksCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 二、二、To learn what?To learn what?ITIT教育的问题教育的问题为了现在和将来能更有效地使用信息技术，人们需要学什么？为了现在和将来能更有效地使用信息技术，人们需要学什么？（What should ev
12、eryone know about Information TechnologyWhat should everyone know about Information Technology？）？）技术发展和变化如此迅速，开设一门内容固定的、一劳永逸的、技术发展和变化如此迅速，开设一门内容固定的、一劳永逸的、通用并且有效的课程是不可能的。通用并且有效的课程是不可能的。College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 计算机文化与计算机文化与 FITness FITnessComputer literacy:Comp
13、uter literacy:掌握当前若干计算机应用掌握当前若干计算机应用(如文字处理、如文字处理、e-mail e-mail 等等)的能力的能力.以技能为主，缺乏必要的持久能力以技能为主，缺乏必要的持久能力 FITness(Fluency with information technology)FITness(Fluency with information technology)FIT personsFIT persons能够创造性地表达自己、能重构知识、能综合生能够创造性地表达自己、能重构知识、能综合生成新的信息成新的信息.FITnessFITness是一个终生学习的过程，在此过程中，人们
14、不断地应是一个终生学习的过程，在此过程中，人们不断地应用他们知道的知识来适应变化并借此获得更多的知识，从用他们知道的知识来适应变化并借此获得更多的知识，从而使得他们能在工作和生活中更有效地使用信息技术而使得他们能在工作和生活中更有效地使用信息技术.College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song FITnessFITness的的3 3个组成部分个组成部分3类知识：当代技能（当代技能（Contemporary SkillsContemporary Skills）基本概念（基本概念（Fundamental Conce
15、ptsFundamental Concepts）智能（智能（Intellectual CapabilitiesIntellectual Capabilities）3 3者的关系：者的关系：相互关联（相互关联（InterdependentInterdependent）同样重要（同样重要（Co-equalCo-equal）College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song FITness FITness 的第的第1 1类知识类知识College of Computer Science&Technology Nanton
16、g University Lu Song FITness FITness 的第的第2 2类知识类知识2 Foundational concepts指的是作为信息技术基础的关于计算机、网络、信息等的基指的是作为信息技术基础的关于计算机、网络、信息等的基本原理和思想。例如本原理和思想。例如,“TCP/IP,“TCP/IP是怎样把计算机网络组是怎样把计算机网络组织起来的织起来的”。基本概念可以用来：基本概念可以用来：解释信息技术是如何工作的，为什么？解释信息技术是如何工作的，为什么？信息技术的机会和局限性信息技术的机会和局限性理解新的信息技术和应用理解新的信息技术和应用 提高信息技术与个人的相关性提
17、高信息技术与个人的相关性学习形式：学习形式：book learningCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song FITness FITness 的第的第3 3类知识类知识3 Intellectual capabilities将信息技术应用于复杂持久情况的能力、将高级思维包装在信息技术中将信息技术应用于复杂持久情况的能力、将高级思维包装在信息技术中的能力、遇到问题进行处理的能力、培养关于信息及其处理方面的的能力、遇到问题进行处理的能力、培养关于信息及其处理方面的更高抽象思维的能力和更高抽象思维的能力和lif
18、e-long IT learning的基础的基础.例如：例如：抽象思维（抽象思维（Abstract thinkingAbstract thinking）逻辑推理（逻辑推理（Logical reasoningLogical reasoning）分析（分析（AnalysisAnalysis）评判、估计、模仿（评判、估计、模仿（Judgment,estimation,analogiesJudgment,estimation,analogies）College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song(1)Information
19、 Technology Skills(1)Information Technology Skills1.组装PC机(Setting up a personal computer)能将计算机各个部分（包括打印机之类的外设）进行互连，能将计算机各个部分（包括打印机之类的外设）进行互连，知道电缆、知道电缆、I/OI/O端口的物理外观，懂得如何配置计算机（如设端口的物理外观，懂得如何配置计算机（如设置系统时钟、选择屏幕保护等）。置系统时钟、选择屏幕保护等）。2.使用操作系统的基本功能(Using basic operating system features)能安装新软件、删除不要的软件、安装与调用应
20、用程序等，能安装新软件、删除不要的软件、安装与调用应用程序等，以及如发现磁盘空间够不够等其它一些能力。以及如发现磁盘空间够不够等其它一些能力。College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song SkillsSkills3.使用文字处理软件制作一个文本文档(Using a word processor to create a text document)至少能选择字型、标页码、组织文档、编辑文档，将图象至少能选择字型、标页码、组织文档、编辑文档，将图象与其它数据进行集成，使用写作工具软件制作与其它数据进行集成，使用写
21、作工具软件制作WebWeb页面等。页面等。4.使用绘图软件绘制插图、幻灯片或其它基于图象的表述形式(Using a graphics and/or artwork package to create illustrations,slides,or other image-based expressions of ideas)能使用现在流行的演示软件和绘图软件包能使用现在流行的演示软件和绘图软件包.College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song SkillsSkills5.将计算机连网(Connecting a
22、computer to a network)如与电话线连接并向因特网服务商预定服务等如与电话线连接并向因特网服务商预定服务等.6.使用因特网寻找信息和资源(Using the Internet to find information and resources)能使用浏览器和搜索引擎，包括如何提出查询请求和评估搜能使用浏览器和搜索引擎，包括如何提出查询请求和评估搜索结果索结果.7.使用计算机与他人通信(Using a computer to communicate with others)如电子邮件及其它一些方法。如电子邮件及其它一些方法。College of Computer Science
23、&Technology Nantong University Lu Song SkillsSkills8.使用电子表格软件模拟财务表格等简单过程(Using a spreadsheet to model simple processes or financial tables)包括会使用标准的表格软件和包括会使用标准的表格软件和(或或)报税软件之类的专用软件包报税软件之类的专用软件包.9.使用数据库系统建立并访问有用的信息(Using a database system to set up and access useful information)能使用基于能使用基于SQLSQL的数据库系统
24、（或面向的数据库系统（或面向WebWeb的系统）进行个人信息管理的系统）进行个人信息管理.10.使用教学材料学会如何掌握新的计算机应用和特色功能(Using instructional materials to learn how to use new applications or features)例如使用联机帮助文件或印刷手册等例如使用联机帮助文件或印刷手册等.College of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 1.Computers 存储程序计算机的要点，如存储程序计算机的要点，如:什么是程序？什么是程序？
25、The program as a sequence of steps,The program as a sequence of steps,程序的解释过程程序的解释过程 The process of program interpretation,The process of program interpretation,存储器是程序和数据的仓储（包括存储器体系、存储器是程序和数据的仓储（包括存储器体系、RAM/ROMRAM/ROM等）等）总体结构，包括与总体结构，包括与I/OI/O设备的关系设备的关系.（重点不是计算机的电子实现，而是它的如下一些概念：计（重点不是计算机的电子实现，而是它的如下
26、一些概念：计算任务是由一个离散的指令序列来完成的；指令、指令顺算任务是由一个离散的指令序列来完成的；指令、指令顺序和控制流有确定性的解释；名字与值的区别，计算机按序和控制流有确定性的解释；名字与值的区别，计算机按程序的规定完成任务；计算机的自动执行是因为有人能把程序的规定完成任务；计算机的自动执行是因为有人能把任务分解为许多基本操作的序列并把它编写成为程序）任务分解为许多基本操作的序列并把它编写成为程序）(2)Information Technology Concepts(2)Information Technology ConceptsCollege of Computer Science&
27、Technology Nantong University Lu Song 2.Information systems 信息系统的一般结构特点，如硬件部分和软件部分、信息系统的一般结构特点，如硬件部分和软件部分、人和人和processes processes、接口（技术接口和人机接口）、数、接口（技术接口和人机接口）、数据库、事务、一致性、可用性、固定存储器、存档、据库、事务、一致性、可用性、固定存储器、存档、跟踪审计、安全性和私密性及其技术基础跟踪审计、安全性和私密性及其技术基础.（大多数知识工人会与一个或几个信息系统打交道，（大多数知识工人会与一个或几个信息系统打交道，应知道这些信息系统的
28、知识和特点，了解其抽象结应知道这些信息系统的知识和特点，了解其抽象结构能帮助人们更快地适应新的系统构能帮助人们更快地适应新的系统 ，更充分地发挥，更充分地发挥系统的能力）系统的能力）ConceptsConceptsCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 3.Networks 网络的关键属性，如它们的物理结构网络的关键属性，如它们的物理结构(messages,packets,(messages,packets,switching,routing,addressing,congestion,local ar
29、ea switching,routing,addressing,congestion,local area networks(LANs),wide area networks(WANs),bandwidth,networks(LANs),wide area networks(WANs),bandwidth,latency,point-to-point communication,multicast,broadcast,latency,point-to-point communication,multicast,broadcast,Ethernet,mobility),Ethernet,mobi
30、lity),逻辑结构逻辑结构(client/server,interfaces,(client/server,interfaces,layered protocols,standards,network services).layered protocols,standards,network services).（理解计算机是怎样互连成网络的，信息在计算机之间是怎样（理解计算机是怎样互连成网络的，信息在计算机之间是怎样按路由传输的按路由传输的 ，通信参数（如等待时间和带宽）如何影响网，通信参数（如等待时间和带宽）如何影响网络的响应并限制了人的工作能力。）络的响应并限制了人的工作能力。）Con
31、ceptsConceptsCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 4.Digital representation of information 信息二进制编码的一般概念；不同的信息编码：如信息二进制编码的一般概念；不同的信息编码：如ASCIIASCII文文本本,数字声音，图象，视频。内容包括表示精度、相互转换、数字声音，图象，视频。内容包括表示精度、相互转换、互操作性（文件格式）、分辨率、保真度、变换、压缩、加互操作性（文件格式）、分辨率、保真度、变换、压缩、加密，以及表示方法的标准化密，以及表示方法
32、的标准化 。（在计算机和通信系统中，所有信息都是统一用二进制表示（在计算机和通信系统中，所有信息都是统一用二进制表示的；信息也可以不需要的；信息也可以不需要“源源”而由计算机合成产生，因而而由计算机合成产生，因而计算机可以生成任何信息，从动画到电子邮件；符号化的机计算机可以生成任何信息，从动画到电子邮件；符号化的机器可读形式的信息比物理形式的信息更容易检索。）器可读形式的信息比物理形式的信息更容易检索。）ConceptsConceptsCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 5.Information
33、organization 信息组织的一般概念，包括：信息组织的一般概念，包括：forms,structure,forms,structure,classification and indexing,searching and classification and indexing,searching and retrieving,assessing information quality,retrieving,assessing information quality,authoring and presentation,and citation.Search authoring and pr
34、esentation,and citation.Search engines for text,images,video,audio.engines for text,images,video,audio.（在计算机、数据库、图书馆等任何场合信息必（在计算机、数据库、图书馆等任何场合信息必须进行组织才能被有效存取和使用，怎样组织和建须进行组织才能被有效存取和使用，怎样组织和建立索引决定于用户如何描述要找的信息以及描述的立索引决定于用户如何描述要找的信息以及描述的完整程度，能评估存储和检索到的信息的质量完整程度，能评估存储和检索到的信息的质量(精精确性、权威性等确性、权威性等)也很重要）也很重要
35、）ConceptsConceptsCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 6.Modeling and abstraction 将现实世界的现象在计算机中建模的一般方法与技将现实世界的现象在计算机中建模的一般方法与技术，首先是采用合适的形式如方程组、图、关系等进术，首先是采用合适的形式如方程组、图、关系等进行表示，然后使用诸如数组、表、过程等编程对象进行表示，然后使用诸如数组、表、过程等编程对象进行表示。内容有：行表示。内容有：continuous and discrete models,continu
36、ous and discrete models,discrete time,events,randomization,and discrete time,events,randomization,and convergence,convergence,以及使用抽象来隐藏无关细节。以及使用抽象来隐藏无关细节。（计算机能下棋、预测天气、模拟赛车碰撞等，都（计算机能下棋、预测天气、模拟赛车碰撞等，都是通过对现实世界现象的抽象、并使用复制或近似实是通过对现实世界现象的抽象、并使用复制或近似实际过程的变换对这些抽象进行操作来完成的际过程的变换对这些抽象进行操作来完成的.学习建学习建模和抽象的目标之一是理
37、解现实与其表示之间的关系，模和抽象的目标之一是理解现实与其表示之间的关系，如逼近程度、有效性、局限性等）如逼近程度、有效性、局限性等）ConceptsConceptsCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 7.Algorithmic thinking and programming 算法设计的一般概念，包括功能分解算法设计的一般概念，包括功能分解,repetition,repetition(iteration and/or recursion),basic data(iteration and/or r
38、ecursion),basic data organizations(record,array,list),generalization and organizations(record,array,list),generalization and parameterization,algorithm vs.program,top-down parameterization,algorithm vs.program,top-down design,and refinement.design,and refinement.对需要使用和懂得复杂数学对需要使用和懂得复杂数学的算法设计不作要求。的算法
39、设计不作要求。（算法设计是了解信息技术很多方面的关键，它对理解信息系统怎样工作（算法设计是了解信息技术很多方面的关键，它对理解信息系统怎样工作和为什么这样工作特别重要。为了在信息系统或应用或操作中排除一个故和为什么这样工作特别重要。为了在信息系统或应用或操作中排除一个故障，障，应能预测正确的行为应当怎样、失效的原因是什么。算法设计也是应能预测正确的行为应当怎样、失效的原因是什么。算法设计也是将信息技术应用于个人事务的关键）将信息技术应用于个人事务的关键）ConceptsConceptsCollege of Computer Science&Technology Nantong Universi
40、ty Lu Song 8.Universality 计算机的通用性是计算机的通用性是3030年代计算机先驱年代计算机先驱A.M.Turing and Alonzo A.M.Turing and Alonzo ChurchChurch发现的，其含义是任何计算任务可以由任何一台计算发现的，其含义是任何计算任务可以由任何一台计算机完成，其内涵如下机完成，其内涵如下:No computational task is so complex that it cannot be decomposed No computational task is so complex that it cannot be
41、decomposed into instructions suitable for the most basic computer.into instructions suitable for the most basic computer.The instruction repertoire of a computer is largely unimportant in The instruction repertoire of a computer is largely unimportant in terms of giving it power since any missing in
42、struction types can be terms of giving it power since any missing instruction types can be programmed using the instructions the machine does have.programmed using the instructions the machine does have.Computers differ by how quickly they solve a problem,not whether they Computers differ by how qui
43、ckly they solve a problem,not whether they can solve the problem.can solve the problem.Programs,which direct the instruction-following components of a Programs,which direct the instruction-following components of a computer to realize a computation,are the puter to realize a computation,are the key.
44、计算机的通用性是它区别于任何其它机器的本质所在。计算机的通用性是它区别于任何其它机器的本质所在。ConceptsConceptsCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 9.Limitations of information technology 计算复杂性、增长率、数值范围、易处理性计算复杂性、增长率、数值范围、易处理性(tractability),(tractability),可决定性可决定性(decidability),(decidability),状态组合爆炸状态组合爆炸等都反映了信息技术的某些
45、局限性等都反映了信息技术的某些局限性 ，在文本检索、分类、，在文本检索、分类、调度、排错等应用中应该在这些方面进行切实的考虑。调度、排错等应用中应该在这些方面进行切实的考虑。（计算机没有直觉、创造性、想象力，更没有魔法，尽管（计算机没有直觉、创造性、想象力，更没有魔法，尽管应用非常广泛，但信息系统不是万能的。例如，应用非常广泛，但信息系统不是万能的。例如，它无法算它无法算出出NASDAQ NASDAQ 交易所某个股票的收盘价是多少，还有一些问交易所某个股票的收盘价是多少，还有一些问题规模小的时候能解决，规模大了就无法解决题规模小的时候能解决，规模大了就无法解决.8 8 所以，判所以，判断哪些信
46、息技术可以使用以及什么时候应当使用，在今天断哪些信息技术可以使用以及什么时候应当使用，在今天的信息时代特别重要的信息时代特别重要 。ConceptsConceptsCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song 10.Societal impact of information and information technology 信息和信息技术的社会影响，其技术层面应当关心的有：信息和信息技术的社会影响，其技术层面应当关心的有：privacy,intellectual property,ownership,s
47、ecurity,privacy,intellectual property,ownership,security,weak/strong encryption,weak/strong encryption,基于访问网站的电子行为分析基于访问网站的电子行为分析个人的特性、网络礼仪个人的特性、网络礼仪(“netiquette”)(“netiquette”)、垃圾邮件、垃圾邮件(“spamming“)(“spamming“)、网络言论自由等。这些问题现在已经、网络言论自由等。这些问题现在已经越来越普遍，越来越重要，对此应该有一个合理的判断。越来越普遍，越来越重要，对此应该有一个合理的判断。Conce
48、ptsConceptsCollege of Computer Science&Technology Nantong University Lu Song(3)Intellectual Capabilities(3)Intellectual Capabilities1.Engage in sustained reasoning.进行持久推理进行持久推理 从从defining and clarifying a problemdefining and clarifying a problem开始，搞清楚要解决的是什么问题。问题的精开始，搞清楚要解决的是什么问题。问题的精确的规格说明甚至比解决其它方面
49、问题更重要。确的规格说明甚至比解决其它方面问题更重要。然后，提出多种解决方法。初始的方法通过反复不断得到修正和改进，并使得问然后，提出多种解决方法。初始的方法通过反复不断得到修正和改进，并使得问题的定义得到优化（精化）。题的定义得到优化（精化）。Reasoning is used for planning,designing,executing,and evaluating a solution.Reasoning is used for planning,designing,executing,and evaluating a solution.The sustained aspect of
50、 this capability is intended to convey an integrated effort The sustained aspect of this capability is intended to convey an integrated effort that covers days or weeks rather than a one-time event.Thus,individuals might that covers days or weeks rather than a one-time event.Thus,individuals might u