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绪章绪言
简要介绍《信息技术基础》课程的性质、教学目标、教学内容及教学模式。 该课程的授课对象为“数物信”类及相关理工类学生。
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●0.1绪言
《信息技术基础》是针对数学类、物理类、信息类及相关理工类专业学生所开设的一门学科基础课。 通过该门课程的学习，使学习者了解信息技术基本知识，掌握信息技术基本应用，培养自己抽象的逻辑思维能力和解决实际问题的能力，了解信息技术领域专业知识，树立正确的科学态度和严谨的治学精神，为后续专业课打下坚实基础。 课程内容主要包括：信息技术基础概述、计算机系统的基本组成、操作系统基本知识、算法与程序设计基本理论、数据库技术基础知识、计算机网络基础知识、软件工程介绍、多媒体技术基础知识和基本应用，以及常用办公软件的使用。 采用混合式教学模式，即线上结合线下，理论结合实践，传统加现代等教学模型。
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第一章信息与信息技术
信息与信息技术； 信息时代的计算装置——计算机； 信息素养与计算机文化； 计算思维； 云计算与大数据。
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●1.1“信息技术概述”导言
介绍了信息的概念及信息的基本特征。 目前信息产业已成为世界第一大产业，信息技术蓬勃发展，信息化、数字化已经渗透到社会、经济生活的方方面面，人类社会已经迈入了信息时代。 要全面、正确地理解信息技术的内涵，首先就必须弄清楚什么是信息，什么是信息技术，然后在此基础上去分析信息技术和理解信息技术的概念，以及这些概念之间的相互关系。
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●1.2信息时代的计算装置——计算机
信息技术中担当计算的装置就是计算机。计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。它能够按照事先编好的程序运行指令，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。计算机由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。计算机可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，新型的计算模型有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
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●1.3信息素养、计算机文化与计算思维
1. 信息素养（Information Literacy）的本质是全球信息化需要人们具备的一种基本能力。信息素养这一概念是信息产业协会主席保罗·泽考斯基于1974年在美国提出的。2. 所谓计算机文化，就是人类社会的生存方式因使用计算机而发生根本性变化而产生的一种崭新文化形态。3.计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。
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●1.4云计算与大数据
云计算与大数据是现代信息技术的基础设施，是信息系统取得效益的重要途径。云计算（Cloud Computing）是硬件资源的虚拟化与按需使用，大数据（Big Data）是海量数据的高效处理。云计算作为计算资源的底层，支撑着上层的大数据处理。云计算并不是革命性的新发展，而是数据管理技术不断演进的结果。
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第二章计算机系统的基本组成
计算机基本工作原理，计算机软件系统和硬件系统；计算机硬件组成及主要性能指标，数据在计算机中的表示及编码：常用进制数，字符编码(ASCII码)、汉字(GB码)编码。
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●2.1计算机系统的组成和计算机的主要性能指标
简要介绍计算机硬件系统和软件系统的组成和计算机的主要性能指标
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●2.2计算机组成及工作原理
介绍了计算机由五大硬件构成和功能及其工作原理
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●2.3计算机软件系统
简要介绍了计算机的系统软件和应用软件
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●2.4计算机中信息的表示
介绍计算机中数字的表示及进制的转换和字符、图形、声音、视频的数字化表示
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●2.5微型计算机的硬件组成主板
详细介绍微型计算机的主板结构
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●2.6微型计算机的硬件组成微处理器和内存
介绍微处理器及其常用的性能指标、内存定义、种类、接口类型、性能指标
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●2.7微型计算机的硬件组成显卡和外存
简要介绍显示卡、外存的硬盘、光盘、u盘
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●2.8微型计算机硬件组成输入输出设备
介绍输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、数字相机；输出设备：显示器、打印机、绘图仪、声音输出设备、投影仪
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第三章操作系统基本知识
操作系统的概念、操作系统发展历史及常用的桌面操作系统和移动操作系统、操作系统进程的定义，进程调度、内存管理的基本内容，文件及文件系统的定义、设备管理的基本内容
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●3.1操作系统定义及操作系统的发展历史
操作系统的定义，介绍操作系统的发展历史、人工操作系统、单一操作系统、批处理操作系统、多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、嵌入式操作系统、现代操作系统
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●3.2常用现代操作系统
常用桌面操作系统：Windows操作系统、Linux操作系统；常用移动操作系统：iOS操作系统、Android操作系统； Windows Phone操作系统
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●3.3进程的定义
介绍进程的定义、程序的并发执行、 进程的特点、进程的组成、进程的状态，介绍线程的概念，介绍和进程相关的概念，介绍进程的控制、执行模式、进程图、进程原语
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●3.4进程间的相互作用
介绍进程间的相互作用：进程的同步与互斥、信号量同步机制、两个经典的同步问题、死锁问题
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●3.5进程间的通信与进程调度
介绍进程间的通信：环境变量、文件描述符，命令行参数，管道通信，共享内存，动态数据交换；介绍进程调度：进程调度方式，进程调度性能，进程调度算法
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●3.6操作系统的内存管理
介绍操作系统的存储结构和内存管理：存储结构、内存分配与回收、地址映射、分区管理、分页管理
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●3.7操作系统的文件管理
介绍操作系统的文件和文件管理：和文件有关的概念、文件的分类、文件系统、文件的目录、文件的操作：介绍文件结构：文件的逻辑结构、文件的物理结构、文件夹、文件系统的实现、文件的实现、FAT文件系统
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●3.8操作系统的设备管理
介绍操作系统的设备管理：设备管理概述、设备的分类、设备管理的目标、设备管理的功能；介绍数据传送控制方式、设备控制器、I/O控制方式、程序直接控制方式、中断驱动方式、DMA方式、通道控制方式
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第四章算法与程序设计基本理论
本章介绍人类日常生活解决问题的一般思维方法，计算机解题思维及解题过程；算法概念，如何对给出的问题进行分析并设计出解决问题的算法。
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●4.1算法与程序设计导读
简要介绍本章的知识要点及讲解的内容
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●4.2计算机的解题过程
介绍人类日常生活解决问题的一般思维方法，计算机解题思维及解题过程
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●4.3从问题到算法设计
介绍算法概念，如何对给出的问题进行分析并设计出解决问题的算法
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●4.4编程语言与结构化程序设计
介绍了编程语言(programming language)的定义：是用来定义计算机程序的形式语言，是一种标准化的人机交互语言，用来向计算机发出指令。程序员能够利用编程语言准确地定义计算机所需要处理的数据，并精确地定义数据处理过程中不同情况下所应当采取的行动。目前面世的程序设计语言种类繁多，总的来说可以分成机器语言，汇编语言，高级语言三大类。
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●4.5程序设计中数据的描述及处理
介绍了程序设计中数据的描述，C语言中常用的数据类型有整型、实型、字符型、数组、结构体类型、指针等。通常用常量和变量来表示数据，必须指出其对应的数据类型；程序设计中数据处理以及输入输出的方法。
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●4.6C语言程序简介
主要介绍程序的三中基本结构、数据的描述、输入与输出等，并列举了C程序设计的实例。
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第五章数据库技术基础知识
数据库系统基本概念； 数据模型及其种类； 数据库系统组成； 数据库的设计及管理技术； 数据安全性； Microsoft Access 2010简介； VBA编程语言介绍。
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●5.1“数据库技术”导言
数据库技术是计算机科学的重要分支。当今社会已经离不开数据和数据处理，大数据已成为一个新的领域。数据库信息量与日俱增，而数据库系统为有效存储、处理和管理数据提供了重要的支撑。
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●5.2数据模型
介绍了层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型这四种数据模型及其特点。
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●5.3数据库设计
数据库设计的结构设计是指按照应用要求，确定一个合理的数据模型。 数据库设计的行为设计是指应用程序的设计，即利用DBMS及相关软件，将结构设计的结果物理化，实施数据库。 数据库设计过程一般分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护等6个阶段。
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●5.4数据库的安全性和安全机制
介绍了数据库安全性的定义、数据库安全性控制的方式。介绍了用户身份认证及其常用方法；给出权限控制的含义；介绍了数据库系统可以利用视图，将要保密的数据，对无权存取这些数据的用户隐藏起来，介绍了什么是数据加密、什么是日志审计。还介绍了为什么要对数据进行备份。
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●5.5Access 2010
关系型数据库管理系统Access 2010是美国Microsoft公司开发的数据库管理系统软件，是Microsoft Office办公套件中主要的软件之一。它应用广泛，容易掌握，是当今市场上开发中小型数据库首选的数据库软件之一。 本部分内容主要介绍Access 2010的主要特点、工作窗口、Access 2010的系统组成、利用Access 2010创建数据库、数据表、数据库和数据表的基本操作、VBA编程语言简介。
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●5.6VBA编程语言简介
Access是一种面向对象数据库，它支持面向对象的程序开发技术，Access的面向对象开发技术就是通过VBA编程来实现的。Access允许用户在应用程序中添加VBA，从而更好地实现程序的自动化和其他功能。
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第六章计算机网络基础知识
本部分介绍了以下主要内容，计算机网络的基本概念； 计算机网络的组成； 计算机网络的分类； 计算机网络性能指标； 网络体系结构与网络协议； 网络互连； 网络信息安全等内容。
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●6.1“计算机网络”导言
信息时代的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，这是一个以网络为核心的信息时代。通过本部分内容的学习，将使您了解计算机网络的基本概念、方法、技术和标准，充分认识计算机网络的基础理论、应用领域和实际操作，以及现在互联网的地位和作用，并了解计算机网络技术的发展历程和趋势。
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●6.2计算机网络的组成和分类
计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质以及相应的应用软件等组成。 计算机网络的分类从不同角度出发有不同的分类。如：按网络的作用覆盖范围进行分类：可以将网络分为三大类，即广域网、城域网和局域网。
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●6.3网络协议
1.网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。 2.网络协议的三个要素包括：语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。语法：数据与控制信息的结构或格式。同步：事件实现顺序的详细说明。 3.网络的体系结构，计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统。分层就是系统分解的最好方法之一。层中的实体、对等层之间的协议以及下层提供给上层的服务统称为体系结构。
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●6.4同轴电缆与双绞线
同轴电缆的内芯为铜导体，其外围是一层绝缘材料，再外层为金属屏蔽线组成的网状导体，最外层为塑料保护绝缘层。由于铜芯与网状外部导体同轴，故称同轴电缆。双绞线是一种价格便宜、安装方便、可靠性能高的传输介质。它有两根绝缘导线组成共8根，4对。两根导线互相绞扭，可减少线对之间的电磁干扰。
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●6.5光纤
1.光纤的定义：光纤是由高纯透明材料组成的光传输媒质。 2.光纤的特点：带宽极宽，容量极大；衰减小，传输距离远；串扰小，传输质量高；抗电磁干扰，保密性好；尺寸小重量轻，便于运输和敷设；原料丰富，节约金属；缺点包括极易断裂、严格忌水、弯曲能力差、切断与接续要求高； 3.光纤的工作原理：依靠纤芯内光纤的全反射或是波导效应完成光信号传输
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●6.6IP地址
1.IP地址的数值表示 日常工作中用4个以小数点隔开的十进制整数（数值范围如图6-13所示。）就是一个IP地址。每部分的十进制的整数实际上由8个二进制数（bit）组成。所以每个数字最大为255(全1)，最小为0(全0)。 2.IP的结构和分类：在IP地址的这四部分中，又可以分成两大部分，第一大部分是网络号Network（用来标识网络)，第二大部分是主机号(标识在某个网络上的一台特定的主机)。按照两部分的不同划分方式可把IP地址分成A,B,C,D,E类。其中A、B、C类是三种主要的类型地址，D类专供多播传送用的多播地址，E类用于扩展备用地址（科研用）。
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●6.7无线传感网
无线传感器网络（WSN）是一种由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区的环境或观察者感兴趣的感知对象的各种信息（如光强、温度、湿度、噪声和有害气体浓度等物理现象），并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去。无线传感器网络使普通物体具有了感知能力和通信能力，在军事侦察、环境监测、医疗护理、智能家居、工业生产控制以及商业等领域有着广阔的应用前景。
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●6.8网络安全
网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。网络安全包含网络设备安全、网络信息安全、网络软件安全。从广义来说，凡是涉及网络信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论，都是网络安全的研究领域。网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等的综合性学科。
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●6.9计算机病毒
《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》对病毒定义表明了计算机病毒就是具有破坏性的计算机程序。计算机病毒的特征包括：破坏性、隐蔽性、潜伏性、可触发性、传染性、不可预见性
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●6.10防火墙
在网络中是指在内部网和Internet之间插入一个系统，即网络意义上的防火墙，用来防止各类黑客的破坏，阻断来自外部网络的威胁和入侵，扮演着防备潜在的恶意活动的屏障。 防火墙技术起到了访问控制的作用
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第七章软件工程介绍
本单元主要学习内容如下： 软件、软件的特点及分类； 软件工程的基本概念； 按软件工程方法从事软件开发的意义； 软件工程构成三要素； 软件工程的主要知识域； 软件工程学科与专业； 软件文档在软件开发中的地位与作用。
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●7.1“软件工程”导言
通过本单元内容的学习，将使您了解软件和软件工程的概念，充分认识软件工程的主要知识域，理解软件工程构成三要素：方法、过程与工具，掌握软件工程作为一门学科的所涵盖的内容与方向，理解软件工程相对其他学科的位置和发展趋势。
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●7.2软件工程
软件工程应使用已有的工程规则的理论和模式，来解决所谓的“软件危机”。 软件工程的根本在于提高软件的质量与生产率，最终实现软件的工业化生产。 软件工程是运用工程的、数学的、计算机等科学概念、方法和原理来指导软件开发和管理和维护的一门工程学科。
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●7.3软件文档
软件文档记录软件开发的活动和阶段成果，它具有永久性并能供人或机器阅读。它不仅用于专业人员和用户之间的通信和交流，而且还可以用于软件开发过程的管理和运行阶段的维护。 软件开发的过程就是软件文档不断完善的过程，也是软件模型抽象度不断降低的过程。文档是软件开发中的阶段性成果，广义上理解，程序代码也是软件文档。 一项软件开发是一个系统工程。从问题的提出到软件开发成功，要经历几个开发阶段，每个开发阶段要形成阶段性文件。
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第八章多媒体技术基础知识和基本应用
本章将介绍多媒体技术概述、多媒体计算机系统、多媒体技术的发展、多媒体技术的应用、多媒体信息处理、多媒体压缩技术、多媒体应用系统开发等知识
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●8.1多媒体技术概述
本节将介绍媒体概念、媒体种类、多媒体概念、多媒体特性、多媒体技术概念、多媒体数据类型及特点等知识
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●8.2多媒体计算机系统与多媒体技术的发展
本节将介绍多媒体硬件系统、多媒体软件系统、多媒体技术的发展史、多媒体技术的发展趋势等知识
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●8.3多媒体技术的应用
本节将介绍多媒体技术在教育、办公、政务、过程模拟、人工智能、商业广告、影视娱乐、旅游推荐、网络通信、建筑设计、家庭娱乐、医疗等领域的应用等知识
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●8.4多媒体信息处理技术
本节将介绍文本信息处理技术、音频信息的处理技术、图形与图像信息处理技术、动画信息处理技术、视频信息处理技术等知识
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●8.5多媒体压缩技术
本节将介绍多媒体数据压缩的必要性、多媒体数据压缩过程、常用的无损数据压缩方法、有损数据压缩方法等知识 、多媒体数据压缩概述数据压缩方法等知识
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●8.6多媒体应用系统开发
本节将介绍常用的多媒体创作工具、多媒体应用系统的需求分析、总体设计、详细设计、测试与运行设计过程等知识
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第九章常用办公软件MS Office 2010
本章将介绍MS Office 2010简介、Word、Excel、PPT通用基本操作、Word 2010常用功能、Excel 2010常用功能、PowerPoint 2010常用功能等知识
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●9.1MS Office 2010简介
本节将介绍Microsoft Office、WPS Office、Office 365等版本、office组件组成、本课程学习内容、MS Office2010组件的安装、启动和退出等知识
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●9.2Word、Excel、PPT通用基本操作
本节将介绍MS Office2010各组件常用的打开、新建、保存、另存为、字体、段落、剪切、复制、粘贴、打印设置等等等知识
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●9.3Word
Word 2010常用功能（如：Word视图、段落格式化、表格操作、图片的插入、页眉、页脚和页码、页面设置、项目符号和编号的使用、查找和替换操作等）的使用
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●9.4Excel
Excel 2010常用功能（如：数据的输入、修改和查找、格式设置、公式的使用、函数的使用、数据的筛选、数据排序、数据分类汇总、图表的生成与调整等）的使用；
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●9.5PowerPoint
PowerPoint 2010常用功能（如：创建演示文稿、演示文稿的编辑、幻灯片的版式、幻灯片的背景、设置页眉和页脚、母版的使用、动画设置、超级链接设置、演示文稿的放映及切换设置）的使用。