計算機技術與人工智能基礎

第1章計算機概述3
1.1計算機與信息3
1.2計算機分類3
1.2.1高性能計算機3
1.2.2微型計算機4
1.2.3工作站4
1.2.4服務器4
1.2.5嵌入式計算機5
1.3國際計算機的發(fā)展5
1.3.1第1代 電子管計算機 (1944年—1958年)6
1.3.2第2代 晶體管計算機 (1958年—1964年)7
1.3.3第3代 集成電路計算機 (1964年—1971年)7
1.3.4第4代 大規(guī)模集成電路計算機 (1971年至今)8
1.4國內(nèi)計算機的發(fā)展9
1.4.1第1代電子管計算機的研制(1958年—1964年)9
1.4.2第2代晶體管計算機的研制(1965年—1972年)11
1.4.3第3代中小規(guī)模集成電路計算機的研制(1973年—20世紀80年代初期)11
1.4.4第4代超大規(guī)模集成電路計算機的研制(20世紀80年代中期至今)12
1.4.5自主研發(fā)之路13
1.4.6國內(nèi)與國際計算機發(fā)展的對比14
1.5計算機的主要應用領域15
1.5.1科學計算15
1.5.2數(shù)據(jù)處理15
1.5.3計算機輔助系統(tǒng)15
1.5.4過程控制16
1.5.5人工智能16
1.5.6網(wǎng)絡應用16
1.6計算機技術對于社會發(fā)展的影響16
1.6.1推動社會生產(chǎn)力的發(fā)展17
1.6.2對經(jīng)濟的影響17
1.6.3對生產(chǎn)方式和工作方式的影響17
1.6.4對生活的影響18
1.6.5其他方面18
1.7計算機的發(fā)展趨勢18
1.7.1計算機的發(fā)展方向18
1.7.2未來的新型計算機19
本章小結(jié)20
習題20

第2章計算機中的信息表示與編碼22
2.1計算機中的信息表示22
2.1.1數(shù)制22
2.1.2不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換22
2.1.3二進制數(shù)的運算規(guī)則24
2.1.4計算機中的數(shù)據(jù)存儲單位25
2.1.5數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示與處理26
2.2計算機信息編碼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
習題33
第3章計算機系統(tǒng)基礎34
3.1馮·諾依曼體系結(jié)構34
3.1.1馮·諾依曼體系結(jié)構34
3.1.2馮·諾依曼體系結(jié)構與哈佛體系結(jié)構的比較35
3.1.3馮·諾依曼體系結(jié)構的局限35
3.2微型計算機的組成結(jié)構與工作原理35
3.2.1微型計算機的組成結(jié)構36
3.2.2微型計算機的工作原理36
3.3計算機硬件系統(tǒng)38
3.3.1中央處理器CPU38
3.3.2總線40
3.3.3內(nèi)部存儲器41
3.3.4外部存儲器41
3.3.5主板42
3.3.6輸入設備43
3.3.7輸出設備44
3.4計算機軟件系統(tǒng)45
3.4.1系統(tǒng)軟件45
3.4.2應用軟件46
本章小結(jié)47
習題47
第4章計算機操作系統(tǒng)的基礎知識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52
4.1.5操作系統(tǒng)的基本特征53
4.1.6相關概念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分時操作系統(tǒng)54
4.2.3實時操作系統(tǒng)55
4.2.4通用操作系統(tǒng)55
4.2.5個人計算機操作系統(tǒng)55
4.2.6網(wǎng)絡操作系統(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處理機管理56
4.3.2存儲管理56
4.3.3設備管理57
4.3.4信息管理57
4.3.5用戶接口57
4.4進程管理57
4.4.1進程的概念57
4.4.2進程的描述及上下文58
4.4.3進程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換59
4.4.4進程間的制約關系及死鎖問題60
4.4.5線程的概念61
4.5處理機調(diào)度61
4.5.1分級調(diào)度61
4.5.2作業(yè)調(diào)度62
4.5.3進程調(diào)度及調(diào)度算法63
4.6存儲管理64
4.6.1存儲管理的功能64
4.6.2分區(qū)存儲管理64
4.6.3覆蓋與交換技術65
4.6.4頁式管理的基本原理66
4.6.5段式與段頁式管理66
4.6.6分段與分頁技術的比較68
4.7設備管理68
4.7.1設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)簡介69
4.8.1Windows系列69
4.8.2UNIX操作系統(tǒng)簡介70
4.8.3Linux操作系統(tǒng)簡介70
本章小結(jié)71
習題72
第5章多媒體技術概述75
5.1多媒體技術的基本概念75
5.1.1多媒體與多媒體技術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
習題95
第6章數(shù)據(jù)庫技術基礎97
6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念97
6.1.1數(shù)據(jù)庫系統(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關系數(shù)據(jù)庫101
6.3.1基本概念101
6.3.2關系數(shù)據(jù)庫的主要特點102
6.3.3關系的基本運算103
6.3.4關系完整性約束104
6.4實時數(shù)據(jù)庫基礎104
6.4.1實時數(shù)據(jù)庫簡介104
6.4.2實時數(shù)據(jù)庫作用105
6.5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用105
6.5.1專用數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)105
6.5.2電子商務系統(tǒng)106
6.5.3數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘分析系統(tǒng)106
6.6常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)簡介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
習題112
第7章軟件工程基礎114
7.1軟件工程概述114
7.1.1軟件危機114
7.1.2軟件工程114
7.1.3軟件生命周期115
7.1.4軟件過程116
7.2軟件的需求分析121
7.2.1需求分析的過程121
7.2.2結(jié)構化分析方法122
7.2.3實體聯(lián)系圖與狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖125
7.3軟件設計126
7.3.1總體設計126
7.3.2詳細設計127
7.4軟件的實現(xiàn)131
7.4.1編碼131
7.4.2軟件測試概述132
7.4.3測試方法132
7.4.4測試的過程134
7.4.5調(diào)試135
7.5軟件維護135
7.5.1軟件維護的特點135
7.5.2軟件維護的類型136
7.5.3軟件維護的過程137
7.5.4軟件的可維護性139
本章小結(jié)139
習題140
下篇
第8章計算機網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)概述145
8.1計算機網(wǎng)絡概述145
8.1.1計算機網(wǎng)絡概念145
8.1.2計算機網(wǎng)絡的組成145
8.1.3網(wǎng)絡類型及拓撲結(jié)構146
8.1.4網(wǎng)絡的技術術語149
8.2計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構150
8.2.1網(wǎng)絡協(xié)議與體系結(jié)構的基本概念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152
8.3局域網(wǎng)技術153
8.3.1局域網(wǎng)概述153
8.3.2網(wǎng)絡互聯(lián)設備154
8.4Internet簡介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)的相關技術163
8.6.1地址資源技術163
8.6.2人工智能164
8.6.3物聯(lián)網(wǎng)架構164
8.6.4云計算技術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)的主要應用領域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
習題173
第9章大數(shù)據(jù)及云計算175
9.1初識大數(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175
9.1.3大數(shù)據(jù)的特征178
9.1.4大數(shù)據(jù)的價值與挑戰(zhàn)179
9.1.5大數(shù)據(jù)的典型應用181
9.2云計算綜述182
9.2.1云計算的基本概念182
9.2.2云計算的特點183
9.2.3云計算的服務類型184
9.2.4云計算實現(xiàn)的關鍵技術184
9.2.5云計算的典型應用185
本章小結(jié)186
習題186
第10章人工智能基礎188
10.1初識人工智能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知識應用期190
10.2.4從學派分立走向綜合192
10.2.5智能科學技術學科的興起192
10.3人工智能的研究目標192
10.4人工智能的研究領域193
10.4.1機器思維193
10.4.2機器感知194
10.4.3機器行為196
10.4.4機器學習196
10.4.5計算智能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人工智能的典型應用200
10.5.1智能機器人200
10.5.2智能網(wǎng)絡201
10.5.3智能檢索201
本章小結(jié)201
習題202
第11章機器學習203
11.1機器學習概述203
11.2分類算法204
11.3聚類算法206
本章小結(jié)207
習題208
第12章Python程序設計基礎209
12.1Python語言基礎知識209
12.1.1Python語言209
12.1.2Python環(huán)境的搭建211
12.1.3基礎語法211
12.1.4變量和運算符213
12.1.5列表、元組、字典和集合218
12.1.6字符串223
12.2Python程序設計基礎226
12.2.1流程控制226
12.2.2函數(shù)232
12.2.3類和對象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)絡爬蟲與信息提取249
12.3.3泰坦尼克號遇難人數(shù)預測模型251
本章小結(jié)256
習題257
參考文獻262