本書根據(jù)計算機信息處理的信息獲取、信息存儲、信息加工和信息輸出的過程,從技術角度全面介紹了計算機技術的發(fā)展進程。
《計算機導論》是計算機學科各專業(yè)以及其他相關專業(yè)的一門基礎課程,也是計算機學科各專業(yè)以及其他相關專業(yè)的學生在高校里學習的第一門專業(yè)課程。
導論課程開設的目的是為了快速地向學生介紹本專業(yè)的學習內(nèi)容、專業(yè)的特點與特色以及專業(yè)的學習方法指導,使學生對本專業(yè)有一個比較全面的認識和理解,為今后學習其他課程打下良好的基礎。本著“導學”(計算機專業(yè)課程學習)、“導!保ㄓ嬎銠C學科的專業(yè)方向)和“導研”(計算機學科的前沿領域和研究方法)的指導思想,按照計算機信息處理的“信息獲取”、“信息存儲”、“信息處理”和“信息輸出”的過程,向學生介紹計算機技術的發(fā)展過程,必將對其專業(yè)教育產(chǎn)生積極的影響。
科學與技術一直是社會發(fā)展的兩個重要方面。對于計算機科學與技術而言,計算機科學解決的是認識世界“是什么”和“為什么”的問題,而計算機技術則是要解決“做什么”和“怎么做”的問題。因此,對于計算機專業(yè)的學生來說,不僅僅要學習計算機科學知識,更重要的是要掌握計算機技術,用技術去解決生產(chǎn)實際中的問題。
因此,筆者結合多年的教學工作經(jīng)驗,對照計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)要求,組織人員編寫了這本《計算機導論(技術篇)》教材。按照信息處理的“信息獲取、存儲、處理和輸出”4個過程的順序,向廣大讀者介紹了信息處理各個階段的主要技術,以期望讀者能對計算機技術的發(fā)展有一個比較全面的了解。
本書內(nèi)容共分8章。第1章介紹信息處理中的信息獲取技術,主要包括信息的輸入技術、信息的查找技術、信息的收集和采集技術以及信息的檢索技術。第2章介紹信息的存儲技術,包括磁存儲技術、光存儲技術和網(wǎng)絡存儲技術。第3章介紹信息的表示技術,包括不同數(shù)的進制、文本信息的表示技術、圖像與視頻的表示技術和聲音的表示技術。第4章主要介紹信息加工的技術,包括文本信息的加工、圖像信息的加工、視頻信息的加工、聲音信息的加工和網(wǎng)絡信息的處理技術。第5章簡單介紹信息的展現(xiàn)技術,包括多媒體技術、觸摸屏技術和信息的大屏幕輸出技術。第6章介紹信息的傳輸技術,包括現(xiàn)代通信技術、光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信技術和移動通信技術、圖像通信技術等。第7章介紹信息安全方面的基本技術。第8章介紹物聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡、一體機技術、云計算和大數(shù)據(jù)等計算機信息處理的新技術。
在每一章的最后,附錄了我國一些杰出計算機技術人才的生平事跡和在有關計算機技術方面所做的貢獻介紹,其目的是為了拓寬讀者的知識面,激發(fā)廣大讀者學習計算機技術的熱情。本教材是《計算機導論(理論篇)》的姊妹篇,可作為高等學校計算機及相關專業(yè)計算機導論課程的使用教材,也可以作為高等職業(yè)技術院校計算機應用專業(yè)的入門課程教材。
全書由陳德裕老師負責統(tǒng)稿并撰寫了第1~第4章;管致錦老師負責撰寫了第7章;戴樹貴老師負責撰寫了第5章;杭月芹老師負責撰寫了第6章;丁衛(wèi)平老師負責編排了全書的習題及各章的附錄等工作。曹慶紅、王華建負責了全書的核對和編排工作。管致錦教授對本書的編寫提出了很多有益的建議;同時在全書的編寫過程中得到了有關領導的關心和幫助,并參考了一些同行、專家的有關文獻資料,參考了大量的百度文獻、網(wǎng)絡文獻,在此一并表示感謝。
由于作者編寫水平有限,書稿雖然經(jīng)過多次修改和校對,但其中仍難免存在許多缺點和錯誤。歡迎同行、專家和讀者對本書提出一些批評和建議,以便我們進一步改正和完善。
作者
2014年9月
第1章信息獲取技術/1
1.1信息輸入技術/1
1.1.1文本輸入技術/1
1.1.2聲音輸入技術/9
1.1.3圖像輸入技術/16
1.1.4視頻輸入技術/22
1.2信息查找技術/25
1.2.1常用的查找算法/25
1.2.2文本的信息查找技術/27
1.2.3圖像的信息查找技術/28
1.3信息收集與采集技術/29
1.3.1信息收集技術/29
1.3.2信息采集技術/33
1.4信息檢索技術/35
1.4.1信息檢索概念/35
1.4.2信息檢索方法/39
1.4.3信息檢索途徑/40
1.4.4圖像信息的檢索/41
思考題/43
中國激光照排之父——王選/43第2章信息存儲技術/48
2.1信息存儲技術綜述/48
2.1.1信息存儲技術的發(fā)展/49
2.1.2信息存儲技術的過去/52
2.1.3信息存儲技術的現(xiàn)在/53
2.1.4信息存儲技術的將來/55
2.2磁存儲方式/57
2.2.1硬盤存儲技術/57
2.2.2U盤存儲技術/76
2.3光存儲方式/79
2.3.1二維光學存儲技術——光盤存儲/802.3.2三維光學存儲——體全息存儲技術/85
2.4網(wǎng)絡存儲方式/86
2.4.1網(wǎng)絡存儲綜述/86
2.4.2云存儲技術/88
思考題/92
把中國帶入信息時代的人——王永民/92第3章信息表示技術/96
3.1數(shù)的進制與轉換/96
3.1.1進制/96
3.1.2進制轉換/98
3.1.3二進制數(shù)據(jù)的運算/101
3.2數(shù)值型數(shù)據(jù)在計算機中的表示/102
3.2.1信息在計算機中的表示/102
3.2.2帶符號數(shù)的表示/103
3.2.3定點數(shù)的表示/106
3.2.4浮點數(shù)的表示/106
3.3文本信息在計算機中的表示/107
3.3.1西文字符的編碼/107
3.3.2中文字符的編碼/110
3.3.3BCD碼/114
3.4圖像和視頻信息在計算機中的表示/115
3.4.1圖像編碼技術/115
3.4.2視頻編碼技術/123
3.4.3壓縮編碼技術/127
3.5聲音信息在計算機中的表示/131
3.5.1數(shù)字音頻/132
3.5.2聲音的表示技術/135
思考題/138
世界上第一臺VCD的發(fā)明者——姜萬勐/139第4章信息加工技術/141
4.1文本加工技術/141
4.1.1文字處理軟件/141
4.1.2OCR技術/144
4.1.3機器翻譯技術/149
4.1.4智能文本處理技術/155
4.2圖像加工技術/158
4.2.1圖像編輯技術/158
4.2.2圖像變換與圖像處理技術/161
4.2.3圖像理解和識別技術/163
4.2.4圖像分析技術/164
4.3聲音加工技術/165
4.3.1數(shù)字音頻編輯技術/165
4.3.2語音識別技術/168
4.3.3語音合成技術/171
4.4視頻加工技術/173
4.4.1視頻非線性編輯技術/173
4.4.2視頻監(jiān)控技術/178
4.4.3視頻傳輸技術/183
4.5網(wǎng)絡信息處理技術/185
4.5.1網(wǎng)絡爬蟲技術/185
4.5.2網(wǎng)絡推薦技術/189
思考題/193
我國第一程序員——求伯君/193第5章信息展現(xiàn)技術/199
5.1多媒體技術/199
5.1.1多媒體技術綜述/199
5.1.2多媒體融合技術/203
5.2觸摸屏技術/205
5.3信息的大屏幕輸出技術/208
5.3.1LED屏技術/208
5.3.2投影技術/212
思考題/217
百度CEO——李彥宏/217第6章信息傳輸技術/220
6.1現(xiàn)代通信技術簡介/220
6.2光纖通信技術/222
6.3數(shù)字微波通信技術/227
6.4衛(wèi)星通信技術/230
6.5移動通信技術/231
6.6圖像通信技術/235
思考題/238
一個真實的神話——網(wǎng)易CEO丁磊/239第7章信息安全技術/243
7.1防病毒技術/243
7.2加密技術/246
7.3入侵檢測技術/249
7.4防火墻技術/252
7.4.1防火墻簡介/252
7.4.2防火墻技術/253
7.4.3防水墻技術/256
7.5電子認證技術/257
7.5.1認證模式與認證方式/257
7.5.2數(shù)字簽名技術/257
7.5.3DSA簽名/259
7.5.4生物識別技術/260
7.5.5動態(tài)口令/263
思考題/264
小米CEO——雷軍/264第8章信息處理新技術/268
8.1物聯(lián)網(wǎng)技術/268
8.2無線網(wǎng)絡技術/271
8.3一體機技術/273
8.4云計算/274
8.5大數(shù)據(jù)技術/278
思考題/284
改變中國SNS現(xiàn)狀的人——馬化騰/284參考文獻/287