本书根据计算机信息处理的信息获取、信息存储、信息加工和信息输出的过程,从技术角度全面介绍了计算机技术的发展进程。
《计算机导论》是计算机学科各专业以及其他相关专业的一门基础课程,也是计算机学科各专业以及其他相关专业的学生在高校里学习的第一门专业课程。
导论课程开设的目的是为了快速地向学生介绍本专业的学习内容、专业的特点与特色以及专业的学习方法指导,使学生对本专业有一个比较全面的认识和理解,为今后学习其他课程打下良好的基础。本着“导学”(计算机专业课程学习)、“导专”(计算机学科的专业方向)和“导研”(计算机学科的前沿领域和研究方法)的指导思想,按照计算机信息处理的“信息获取”、“信息存储”、“信息处理”和“信息输出”的过程,向学生介绍计算机技术的发展过程,必将对其专业教育产生积极的影响。
科学与技术一直是社会发展的两个重要方面。对于计算机科学与技术而言,计算机科学解决的是认识世界“是什么”和“为什么”的问题,而计算机技术则是要解决“做什么”和“怎么做”的问题。因此,对于计算机专业的学生来说,不仅仅要学习计算机科学知识,更重要的是要掌握计算机技术,用技术去解决生产实际中的问题。
因此,笔者结合多年的教学工作经验,对照计算机专业人才的培养要求,组织人员编写了这本《计算机导论(技术篇)》教材。按照信息处理的“信息获取、存储、处理和输出”4个过程的顺序,向广大读者介绍了信息处理各个阶段的主要技术,以期望读者能对计算机技术的发展有一个比较全面的了解。
本书内容共分8章。第1章介绍信息处理中的信息获取技术,主要包括信息的输入技术、信息的查找技术、信息的收集和采集技术以及信息的检索技术。第2章介绍信息的存储技术,包括磁存储技术、光存储技术和网络存储技术。第3章介绍信息的表示技术,包括不同数的进制、文本信息的表示技术、图像与视频的表示技术和声音的表示技术。第4章主要介绍信息加工的技术,包括文本信息的加工、图像信息的加工、视频信息的加工、声音信息的加工和网络信息的处理技术。第5章简单介绍信息的展现技术,包括多媒体技术、触摸屏技术和信息的大屏幕输出技术。第6章介绍信息的传输技术,包括现代通信技术、光纤通信、微波通信、卫星通信技术和移动通信技术、图像通信技术等。第7章介绍信息安全方面的基本技术。第8章介绍物联网、无线网络、一体机技术、云计算和大数据等计算机信息处理的新技术。
在每一章的最后,附录了我国一些杰出计算机技术人才的生平事迹和在有关计算机技术方面所做的贡献介绍,其目的是为了拓宽读者的知识面,激发广大读者学习计算机技术的热情。本教材是《计算机导论(理论篇)》的姊妹篇,可作为高等学校计算机及相关专业计算机导论课程的使用教材,也可以作为高等职业技术院校计算机应用专业的入门课程教材。
全书由陈德裕老师负责统稿并撰写了第1~第4章;管致锦老师负责撰写了第7章;戴树贵老师负责撰写了第5章;杭月芹老师负责撰写了第6章;丁卫平老师负责编排了全书的习题及各章的附录等工作。曹庆红、王华建负责了全书的核对和编排工作。管致锦教授对本书的编写提出了很多有益的建议;同时在全书的编写过程中得到了有关领导的关心和帮助,并参考了一些同行、专家的有关文献资料,参考了大量的百度文献、网络文献,在此一并表示感谢。
由于作者编写水平有限,书稿虽然经过多次修改和校对,但其中仍难免存在许多缺点和错误。欢迎同行、专家和读者对本书提出一些批评和建议,以便我们进一步改正和完善。
作者
2014年9月
第1章信息获取技术/1
1.1信息输入技术/1
1.1.1文本输入技术/1
1.1.2声音输入技术/9
1.1.3图像输入技术/16
1.1.4视频输入技术/22
1.2信息查找技术/25
1.2.1常用的查找算法/25
1.2.2文本的信息查找技术/27
1.2.3图像的信息查找技术/28
1.3信息收集与采集技术/29
1.3.1信息收集技术/29
1.3.2信息采集技术/33
1.4信息检索技术/35
1.4.1信息检索概念/35
1.4.2信息检索方法/39
1.4.3信息检索途径/40
1.4.4图像信息的检索/41
思考题/43
中国激光照排之父——王选/43第2章信息存储技术/48
2.1信息存储技术综述/48
2.1.1信息存储技术的发展/49
2.1.2信息存储技术的过去/52
2.1.3信息存储技术的现在/53
2.1.4信息存储技术的将来/55
2.2磁存储方式/57
2.2.1硬盘存储技术/57
2.2.2U盘存储技术/76
2.3光存储方式/79
2.3.1二维光学存储技术——光盘存储/802.3.2三维光学存储——体全息存储技术/85
2.4网络存储方式/86
2.4.1网络存储综述/86
2.4.2云存储技术/88
思考题/92
把中国带入信息时代的人——王永民/92第3章信息表示技术/96
3.1数的进制与转换/96
3.1.1进制/96
3.1.2进制转换/98
3.1.3二进制数据的运算/101
3.2数值型数据在计算机中的表示/102
3.2.1信息在计算机中的表示/102
3.2.2带符号数的表示/103
3.2.3定点数的表示/106
3.2.4浮点数的表示/106
3.3文本信息在计算机中的表示/107
3.3.1西文字符的编码/107
3.3.2中文字符的编码/110
3.3.3BCD码/114
3.4图像和视频信息在计算机中的表示/115
3.4.1图像编码技术/115
3.4.2视频编码技术/123
3.4.3压缩编码技术/127
3.5声音信息在计算机中的表示/131
3.5.1数字音频/132
3.5.2声音的表示技术/135
思考题/138
世界上第一台VCD的发明者——姜万勐/139第4章信息加工技术/141
4.1文本加工技术/141
4.1.1文字处理软件/141
4.1.2OCR技术/144
4.1.3机器翻译技术/149
4.1.4智能文本处理技术/155
4.2图像加工技术/158
4.2.1图像编辑技术/158
4.2.2图像变换与图像处理技术/161
4.2.3图像理解和识别技术/163
4.2.4图像分析技术/164
4.3声音加工技术/165
4.3.1数字音频编辑技术/165
4.3.2语音识别技术/168
4.3.3语音合成技术/171
4.4视频加工技术/173
4.4.1视频非线性编辑技术/173
4.4.2视频监控技术/178
4.4.3视频传输技术/183
4.5网络信息处理技术/185
4.5.1网络爬虫技术/185
4.5.2网络推荐技术/189
思考题/193
我国第一程序员——求伯君/193第5章信息展现技术/199
5.1多媒体技术/199
5.1.1多媒体技术综述/199
5.1.2多媒体融合技术/203
5.2触摸屏技术/205
5.3信息的大屏幕输出技术/208
5.3.1LED屏技术/208
5.3.2投影技术/212
思考题/217
百度CEO——李彦宏/217第6章信息传输技术/220
6.1现代通信技术简介/220
6.2光纤通信技术/222
6.3数字微波通信技术/227
6.4卫星通信技术/230
6.5移动通信技术/231
6.6图像通信技术/235
思考题/238
一个真实的神话——网易CEO丁磊/239第7章信息安全技术/243
7.1防病毒技术/243
7.2加密技术/246
7.3入侵检测技术/249
7.4防火墙技术/252
7.4.1防火墙简介/252
7.4.2防火墙技术/253
7.4.3防水墙技术/256
7.5电子认证技术/257
7.5.1认证模式与认证方式/257
7.5.2数字签名技术/257
7.5.3DSA签名/259
7.5.4生物识别技术/260
7.5.5动态口令/263
思考题/264
小米CEO——雷军/264第8章信息处理新技术/268
8.1物联网技术/268
8.2无线网络技术/271
8.3一体机技术/273
8.4云计算/274
8.5大数据技术/278
思考题/284
改变中国SNS现状的人——马化腾/284参考文献/287