了得網研究生_信息技術應用導論

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可作為高等院校計算機及其相關專業“計算機科學與技術導論”課程的教材，非計算機專業本科生或研究生

內容簡介

《信息技術應用導論》以信息技術應用為主線，以面廣、易學、深入、實用為特色，以Windows 7操作繫統和Office 2010為操作平臺，注重計算機和信息技術的操作應用和新技術、新成果的闡述。《信息技術應用導論》分9章，包括計算機基礎與硬件繫統、計算機軟件技術基礎、辦公信息處理技術、計算機網絡基礎與應用、數據庫技術與數據挖掘、多媒體技術及其應用、計算機圖像處理基礎、數學建模方法及其應用基礎、人工智能導論。每章都配有一定數量的例題和習題。

目錄
前言
第1章計算機基礎與硬件繫統 1
1.1 計算機概述 1
1.2 計算機信息的表示 6
1.3 計算機硬件繫統 12
本章小結 21
習題 21
第2章計算機軟件技術基礎 23
2.1 軟件基礎知識 23
2.2 操作繫統基礎知識 26
2.3 Windows 7操作繫統 28
2.4 軟件開發技術 51
本章小結 53
習題 54
第3章辦公信息處理技術 56
3.1 0ffice 2010組件簡介 56
3.2 Word高級應用 57
3.3 Excel高級應用 94
3.4 PowerPoint應用 119
本章小結 l34
習題 134
第4章計算機網絡基礎與應用 139
4.1 計算機網絡定義與組成 139
4.2 計算機網絡體繫結構與網絡協議 147
4.3 IP地址分類及應用 152
4.4 域名與域名繫統 155
4.5 TCP/IP配置與常用網絡工具 156
4.6 計算機網絡的應用 158
4.7 計算機網絡的發展應用 166
本章小結 179
習題 180
第5章數據庫技術與數據挖掘 182
5.1 數據庫應用案例 182
5.2 數據庫繫統概述 186
5.3 數據庫應用技術 191
5.4 數據挖掘技術 213
本章小結 221
習題 221
第6章多媒體技術及其應用 223
6.1 多媒體技術概要 223
6.2 醫學多媒體案例素材采集 225
6.3 常用音頻編輯軟件 230
6.4 圖像處理軟件Photoshop應用簡介 234
6.5 常用視頻處理軟件 240
6.6 醫學案例動畫制作 241
本章小結 245
習題 245
第7章計算機圖像處理基礎 246
7.1 圖像處理概論 246
7.2 基於MATLAB的圖像處理 250
7.3 圖像的獲取、存儲及表示 258
7.4 常用的圖像處理方法 262
7.5 數字圖像處理發展趨勢 264
本章小結 265
習題 265
第8章數學建模方法及其應用基礎 266
8.1 數學模型概述 266
8.2 插值擬合方法 271
8.3 模糊數學建模方法 278
本章小結 285
習題 285
第9章人工智能導論 287
9.1 人工智能概論 287
9.2 模型化思維 292
9.3 知識的表示 293
9.4 專家繫統與機器學習 295
9.5 人工神經網絡及其應用 306
本章小結 312
習題 312
參考文獻 314

前言

序言

媒體評論

評論

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第1章計算機基礎與硬件繫統
本章要點
計算機的基礎知識
計算機的基本組成和基本原理
計算機硬件繫統和微型計算機配置
本章學習目標
了解計算機的發展簡史、特點、分類及其應用領域
掌握各種數制之間的相互轉換
熟悉微型計算機繫統的組成及各組成部分的功能
1.1 計算機概述
1.1.1 計算機的發展簡史
1．人類計算工具的歷史沿革
隨著人類文明的發展，人們所使用的計算工具也逐漸從低級發展到高級。古代的人們使用石頭、貝殼、繩結等計數。唐朝末年，中國人發明了算盤，它被認為是*早的計算機，並一直使用至今。
1642年，法國人帕斯卡發明了自動進位加法器，它是世界上**臺機械式計算機。1674年，德國數學家萊布尼茲設計完成了自動乘法器。這些機器利用齒輪的位置來表示數據。
1890年，赫爾曼霍爾瑞斯根據織布機的原理發明了更好的記錄工具——穿孔卡片和可以自動統計數據的制表機，並且多次在美國全國人口普查中得以運用。霍爾瑞斯的改造導致了IT巨頭IBM公司的誕生，直到今天穿孔卡片技術仍在發揮作用。
隨著電子技術的飛速發展，計算機就開始了由機械向電子時代的過渡，電子越來越成為計算機的主體。
在1943年到1945年間，莫奇利和埃克特在美國賓夕法尼亞大學莫爾電子工程學院研制出了世界上**臺電子數字積分計算機ENIAC(electronic numerical integrator and computer)，如圖1-1所示。
2．電子計算機的發展
根據所使用器件不同（圖1-2），人們將電子計算機的發展劃分為四個階段，即電子管時代、晶體管時代、中小規模集成電路時代和目前的大規模、超大規模集成電路時代。
1) **代：電子管計算機（1946～1957年）
1906年，美國工程師德福雷斯特發明了電子真空三極管，其速度要比繼電器快成千上萬倍。這一時期的計算機主要用於數值計算，其主要特點有：
(1) 采用電子管為基本邏件，內存儲器（簡稱內存）采用延線、磁鼓，外存儲器（簡稱外存）采用磁帶存儲器。
圖1-1 **臺電子數字積分計算機ENIAC
圖1-2 電子管、晶體管、集成電路
(2) 計算機體積龐大、功耗大、存儲量小、可靠性差、價格昂貴。
(3) 編寫程序困難。*初隻能使用機器語言，後期出現了彙編語言。
2) 第二代：晶體管計算機（1958～1964年）
晶體管於1947年在貝爾實驗室誕生，電子計算機由此迅速開始小型化歷程。晶體管計算機（圖1-3）除了用於數值計算外，還開始涉足數據處理和工業控制領域，其主要特點有：
(1) 采用晶體管為基本邏件，內存儲器采用磁芯，外存儲器采用磁盤和磁鼓。
(2) 體積減小、功耗降低、可靠性增強、成本下降、速度提高。
(3) 創建了一繫列高級程序設計語言，提出了操作繫統思想。
圖1-3 **臺晶體管計算機TRADIC
3) 第三代：中小規模集成電路計算機（1965～1970年）
1958年，得州儀器公司工程師基爾比研制出世界上**塊集成電路，成功地實現了把電子器件集成在一塊半導體材料上的構想，使微處理器的出現成為了可能。第三代計算機的主要特點有：
(1) 采用中小規模集成電路為基本邏件，內存儲器過渡到半導體存儲器。
(2) 體積更小、耗電更少、壽命更長、成本更低，並在運算速度上有了更大的提高。
(3) 提出了計算機結構化程序設計思想，出現了分時操作繫統。
4) 第四代：大規模、超大規模集成電路計算機（1971年至今）
1971年，英特爾公司成功地在一塊12平方毫米的芯片上集成了2300個晶體管，制成了一款包括運算器、控制器在內的可編程序運算芯片，也就是我們現在所說的中央(CPU)，又稱微處理器，這也是世界上**款微處理器——4004。隨著超大規模集成電路和微處理器技術的進步，計算機開始進入尋常百姓家。目前使用的計算機都屬於第四代計算機，其主要特點有：
(1) 采用大規模、超大規模集成電路為基本邏件，內存采用的半導體存儲器集成度更高、容量越來越大，外存除采用磁盤外，還出現了光盤、可移動磁盤等。
(2) 計算機體積、重量、成本大幅降低，速度、可靠性均大幅提高。
(3) 出現了面向對像的計算機程序設計編程思想及可視化編程環境，各種應用軟件層出不窮，並廣泛采用了多媒體技術、數據庫技術和計算機網絡技術。
1.1.2 計算機的應用與分類
1．計算機的應用
目前，計算機的應用已滲透到人類社會的各個領域，各行各業的人都在利用計算機來解決各自的問題。從航天飛行到海洋開發，從產品設計到生產過程控制，從天氣預報到地質勘探，從疾病診療到生物工程，從自動售票到情報檢索等，都應用計算機。計算機的應用主要表現在以下幾個領域。
1) 科學計算
科學計算亦稱數值計算，是指用計算機完成科學研究和工程技術中所提出的數學問題的計算，是計算機*早的應用領域。由於計算機具有計算速度快、計算精度高的特點，因此能夠承擔起運算量大、精度要求高、時效性強的數值計算課題，在天文、地質、生物、數學等基礎科學研究，以及空間技術、新材料研制、原子能研究等高新技術領域都占有重要的地位。
2) 數據處理
數據（信息）處理是指計算機對信息記錄、整理、統計、加工、利用、傳播等一繫列活動的總稱。信息處理是現代化管理的基礎，它不僅可應用於處理日常的事務，還能支持科學的管理與決策。數據是信息的具體表現形式。隨著信息處理應用的擴大，硬件也朝著大容量存儲器和高速度、高質量輸入/輸出設備的方向發展，同時也在軟件上推動了數據庫管理繫統、表格處理軟件、繪圖軟件以及用於分析和預測應用的軟件包的開發。信息處理是目前計算機應用*廣泛的領域。
3) 過程控制
過程控制也被稱為實時控制，是用計算機及時采集檢測數據，按**值對控制對像進行自動控制或調節的過程。利用計算機進行過程控制，不僅大大提高了控制的自動化水平，而且大大提高了控制的及時性和準確性，從而能改善勞動條件，提高質量，節約能源，降低成本。過程控制繫統是一種實時處理繫統，對計算機的響應時間有一個較高的要求。實時處理繫統是指計算機對輸入的信息以足夠快的速度進行處理，並在一定的時間內作出某種反映或進行某種控制。
4) 計算機輔助繫統
計算機輔助繫統是指人們利用計算機運算速度快、精確度高、模擬能力強的特點，把傳統的經驗和計算機技術結合起來，代替人們完成復雜而繁重工作的一門技術繫統。其主要包括計算機輔助設計(computer aided design，CAD)、計算機輔助制造(computer aided manufacturing，CAM)和計算機輔助教學(computer aided instruction，CAI)。
計算機輔助設計是利用計算機的計算、邏輯判斷等功能，幫助人們進行產品設計和工程技術設計。計算機輔助制造是利用計算機輔助設計的輸出信息控制、指揮生產和裝配產品。計算機輔助設計和輔助制造結合起來可直接把計算機輔助設計的產品加工出來。另外，計算機作為現代教學手段在教育領域中應用得越來越廣泛、深入。計算機輔助教學適用於很多課程，更適用於學生個性化、自主化的學習，體現了現代學習的主動性。
5) 人工智能
人工智能(artificial intelligence)簡稱AI，有時也譯作“智能模擬”，因為它的主要目的是用計算機來模擬人的智能活動，即判斷、理解、學習、圖像識別、問題求解等。人工智能的應用主要有機器人( robots)、專家繫統(expert system)、模式識別(pattern recognition)、智能檢索(intelligent search)等。
6) 計算機網絡
把計算機的超級處理能力與通信技術結合起來就形成了計算機網絡。人們熟悉的全球信息查詢、郵件傳送、電子商務等都是依靠計算機網絡來實現的。計算機網絡已進入到了千家萬戶，給人們的生活帶來了極大的方便。
7) 多媒體應用
多媒體計算機的出現提高了計算機的應用水平，擴大了計算機技術的應用領域，設定計算機除了能夠處理文字信息外，還能處理聲音、視頻、圖像等多媒體信息。
2．計算機的分類
計算機發展到今天，人們往往根據需要從不同角度對計算機進行分類，通常情況下采用以下三種分類標準進行分類。
1) 按信號類型
按照處理信號的類型分類，可以分為模擬電子計算機、數字電子計算機。
模擬電子計算機處理的電信號在時間上是“連續”的。處理問題的精度差，所有的處理過程均需模擬電路來實現，電路結構復雜、精度低、應用範圍窄、抗干擾能力差，目前已很少生產。
數字電子計算機處理的電信號在時間上是“離散”的。在相鄰的兩個符號之間不可能有第三種符號存在。其主要特點是運算速度快、精度高、具有存儲和邏輯判斷能力。一般情況下，人們所說的計算機指的就是數字電子計算機。
2) 按功能用途
按功能和用途可分為通用計算機和專用計算機。
通用計算機適用於一般科學運算、學術研究、工程設計和數據處理等廣泛用途的計算。通常我們所說的計算機都是指通用計算機。
專用計算機是為適應某種特定目的而設計的計算機。它的針對性強、效率高、速度快、結構簡單，但不宜做其他用途。
3) 按性能規模
這是常規的分類方法，所依據的性能主要包括存儲容量、運算速度等方面。根據這些性能可以將計算機分為超級計算機、大型計算機、中型計算機、小型計算機、工作站和微型計算機。
超級計算機是目前功能*強、速度*快、價格**的計算機。一般用於解決如氣像、航天、國防等尖端科學研究和戰略武器研制中的計算。超級計算機是世界高新技術領域的戰略制高點，是體現科技競爭力和綜合國力的重要標志。2010年，我國成功研制出首臺千萬億次超級計算機繫統“天河一號”，如圖1-4所示。
“天河一號”投入使用以來，已對我國科研及經濟產生較為重大的影響，已在全球氣候變化研究、中國海洋生態環境研究、與人類健康相關的基因研究和重大新藥研發，以及可控核聚變研究等關乎人類生存發展的重大科研項目方面取得了先進成果。它打破了國外在高性能計算核心領域的技術封鎖和禁運政策，為解決我國經濟、國防、科技等領域的挑戰性問題提供了重要手段。
大型計算機一般配備在大中型機構中使用，並采用以它為中心的多終端工作模式。這類機器通常用於大型企業、商業管理或大型數據庫管理繫統中，也可用作大型計算機網絡中的主機。圖1-5展示了IBM公司生產的一臺大型機z10。
小型計算機的結構相對於大型機來說比較簡單，價格也較低，維護和使用也相對簡單，能支持十幾個用戶同時使用，適合於廣大中小型企事業單位。
圖1-4 “天河一號”超級計算機
圖1-5 IBM大型機zl0
工作站與功能較強的高檔微機之間的差別不十分明顯。與微型機相比，它通常比微型機有較大的存儲容量和較快的運算速度，而且配備大屏幕顯示器。工作站主要用於圖像處理和計算機輔助設計等領域。
微型計算機以微處理器為核心，它*主要的特點是小巧、靈活、便宜。通常一次隻能供一個用戶使用。所以微型計算機也叫個人計算機(personal computer)，簡稱PC機。近幾年又出現了體積更小的微機，如筆記本電腦、掌上電腦、平板電腦、智能手機等。隨著3G時代的到來，其功能會越來越強。

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