大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程CollegeComuerIn

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程

CollegeComputerInformationTechnologyCourse

（雙語(yǔ)教學(xué)）

(BilingualTeaching)

南通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院魯松CollegeofComputerScience&TechnologyNantongUniversityLuSong

使用教材：TheTeachingMaterials英文教材采用世界著名大學(xué)核心教材（計(jì)算機(jī)類原版影印版）：《計(jì)算機(jī)文化》（美）JuneJamrichParsons,DanOja著 北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1第1版 書(shū)名原文：NewPerspectivesonComputerConcepts:

Comprehensive,EighthEdition《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論（第7版）》（美）J.GlennBrookshear著 北京.清華大學(xué)出版社，2004.1第1版 書(shū)名原文：ComputerScience:AnOverview,SeventhEdition中文教材采用江蘇省普通高校計(jì)算機(jī)等級(jí)考試統(tǒng)編教材：《大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程》 南京大學(xué)出版社

張福炎孫志揮

主編

2007.8第4版修訂本《大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與測(cè)試》 蘇州大學(xué)出版社

鄭國(guó)平王杰華

主編

2006.9第1版主要參考書(shū)目：TheSupportingBibliographies雙語(yǔ)教學(xué)輔助教材和參考書(shū)目：《計(jì)算機(jī)專業(yè)英語(yǔ)》——ComputingEssentials(2003影印版) （美）TimothyJ.O’Leary,LindaI.O’Leary著 北京.高等教育出版社，2003.1第一版《新概念計(jì)算機(jī)英語(yǔ)》——ComputingConcepts(2003影印版) （美）StephenHaag,MaeveCummings,AlanIRea,Jr.著 北京.清華大學(xué)出版社，2003.11第1版中文主要參考書(shū)：《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》

南京師范大學(xué)出版社

蔡紹稷吉根林

主編

2007.3前言(Preface)Informationtechnologyisplayinganincreasinglyimportantroleintheworkandpersonallivesofcitizens.Computers,communications,digitalinformation,softwaretheconstituentsoftheinformationageareeverywhere.信息技術(shù)（IT）在人們的生活和工作中正在起著越來(lái)越重要的作用，計(jì)算機(jī)、通信、數(shù)字信息、軟件這些信息時(shí)代的主要組成部分到處可見(jiàn)。一、Motivation——IT教育的動(dòng)機(jī)認(rèn)識(shí)信息技術(shù)如此快地進(jìn)入我們的生活，大多數(shù)人并沒(méi)有經(jīng)過(guò)正規(guī)的教育準(zhǔn)備；正在使用信息技術(shù)的許多人，對(duì)他們使用的工具了解有限，這些工具并未得到充分使用；許多人面對(duì)信息技術(shù)缺乏信心；許多人要求獲得信息技術(shù)潛在的好處；部分公民擔(dān)心信息技術(shù)帶來(lái)的變化會(huì)使人的社會(huì)價(jià)值、自由或經(jīng)濟(jì)利益等受到損害。好奇心——如此強(qiáng)大而普適的技術(shù)到底是怎樣工作的？總之：TobeproductiveintheworkplaceTobeaninformedcitizenToapplyITtopersonallyrelevanttasks二、Tolearnwhat?——IT教育的問(wèn)題為了現(xiàn)在和將來(lái)能更有效地使用信息技術(shù)，人們需要學(xué)什么？（WhatshouldeveryoneknowaboutInformationTechnology？）技術(shù)發(fā)展和變化如此迅速，開(kāi)設(shè)一門內(nèi)容固定的、一勞永逸的、通用并且有效的課程是不可能的。計(jì)算機(jī)文化與FITnessComputerliteracy:掌握當(dāng)前若干計(jì)算機(jī)應(yīng)用(如文字處理、e-mail等)的能力.以技能為主，缺乏必要的持久能力FITness(Fluencywithinformationtechnology)FITpersons能夠創(chuàng)造性地表達(dá)自己、能重構(gòu)知識(shí)、能綜合生成新的信息.FITness是一個(gè)終生學(xué)習(xí)的過(guò)程，在此過(guò)程中，人們不斷地應(yīng)用他們知道的知識(shí)來(lái)適應(yīng)變化并借此獲得更多的知識(shí)，從而使得他們能在工作和生活中更有效地使用信息技術(shù).FITness的3個(gè)組成部分3類知識(shí)：當(dāng)代技能（ContemporarySkills）基本概念（FundamentalConcepts）智能（IntellectualCapabilities）3者的關(guān)系：相互關(guān)聯(lián)（Interdependent）同樣重要（Co-equal）FITness的第1類知識(shí)FITness的第2類知識(shí)2Foundationalconcepts指的是作為信息技術(shù)基礎(chǔ)的關(guān)于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、信息等的基本原理和思想。例如,“TCP/IP是怎樣把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組織起來(lái)的”?；靖拍羁梢杂脕?lái)：解釋信息技術(shù)是如何工作的，為什么？信息技術(shù)的機(jī)會(huì)和局限性理解新的信息技術(shù)和應(yīng)用提高信息技術(shù)與個(gè)人的相關(guān)性學(xué)習(xí)形式：booklearningFITness的的第第3類類知知識(shí)識(shí)3Intellectualcapabilities將信信息息技技術(shù)術(shù)應(yīng)應(yīng)用用于于復(fù)復(fù)雜雜持持久久情情況況的的能能力力、、將將高高級(jí)級(jí)思思維維包包裝裝在在信信息息技技術(shù)術(shù)中中的的能能力力、、遇遇到到問(wèn)問(wèn)題題進(jìn)進(jìn)行行處處理理的的能能力力、、培培養(yǎng)養(yǎng)關(guān)關(guān)于于信信息息及及其其處處理理方方面面的的更更高高抽抽象象思思維維的的能能力力和和life-longITlearning的基基礎(chǔ)礎(chǔ).例如如：：抽象象思思維維（（Abstractthinking））邏輯輯推推理理（（Logicalreasoning））分析析（（Analysis））評(píng)判判、、估估計(jì)計(jì)、、模模仿仿（（Judgment,estimation,analogies））(1)InformationTechnologySkills1.組組裝裝PC機(jī)機(jī)(Settingupapersonalcomputer)能將將計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)各各個(gè)個(gè)部部分分（（包包括括打打印印機(jī)機(jī)之之類類的的外外設(shè)設(shè)））進(jìn)進(jìn)行行互互連連，，知知道道電電纜纜、、I/O端端口口的的物物理理外外觀觀，，懂懂得得如如何何配配置置計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)（（如如設(shè)設(shè)置置系系統(tǒng)統(tǒng)時(shí)時(shí)鐘鐘、、選選擇擇屏屏幕幕保保護(hù)護(hù)等等））。。2.使使用用操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)的的基基本本功功能能(Usingbasicoperatingsystemfeatures)能安裝新新軟件、、刪除不不要的軟軟件、安安裝與調(diào)調(diào)用應(yīng)用用程序等等，以及及如發(fā)現(xiàn)現(xiàn)磁盤空空間夠不不夠等其其它一些些能力。。Skills3.使使用文字字處理軟軟件制作作一個(gè)文文本文檔檔(Usingawordprocessortocreateatextdocument)至少能選選擇字型型、標(biāo)頁(yè)頁(yè)碼、組組織文檔檔、編輯輯文檔，，將圖象象與其它它數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行集成成，使用用寫(xiě)作工工具軟件件制作Web頁(yè)頁(yè)面等。。4.使使用繪圖圖軟件繪繪制插圖圖、幻燈燈片或其其它基于于圖象的的表述形形式(Usingagraphicsand/orartworkpackagetocreateillustrations,slides,orotherimage-basedexpressionsofideas)能使用現(xiàn)現(xiàn)在流行行的演示示軟件和和繪圖軟軟件包.Skills5.將將計(jì)算機(jī)機(jī)連網(wǎng)(Connectingacomputertoanetwork)如與電話話線連接接并向因因特網(wǎng)服服務(wù)商預(yù)預(yù)定服務(wù)務(wù)等.6.使使用因特特網(wǎng)尋找找信息和和資源(UsingtheInternettofindinformationandresources)能使用瀏瀏覽器和和搜索引引擎，包包括如何何提出查查詢請(qǐng)求求和評(píng)估估搜索結(jié)結(jié)果.7.使使用計(jì)算算機(jī)與他他人通信信(Usingacomputertocommunicatewithothers)如電子郵郵件及其其它一些些方法。。Skills8.使使用電子子表格軟軟件模擬擬財(cái)務(wù)表表格等簡(jiǎn)簡(jiǎn)單過(guò)程程(Usingaspreadsheettomodelsimpleprocessesorfinancialtables)包括會(huì)使使用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的表格格軟件和和(或)報(bào)稅軟軟件之類類的專用用軟件包包.9.使使用數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)建立并并訪問(wèn)有有用的信信息(Usingadatabasesystemtosetupandaccessusefulinformation)能使用基基于SQL的數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)系系統(tǒng)（或或面向Web的的系統(tǒng)））進(jìn)行個(gè)個(gè)人信息息管理.10.使使用教教學(xué)材料料學(xué)會(huì)如如何掌握握新的計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)應(yīng)用和特特色功能能(Usinginstructionalmaterialstolearnhowtousenewapplicationsorfeatures)例如使用用聯(lián)機(jī)幫幫助文件件或印刷刷手冊(cè)等等.1.Computers存儲(chǔ)程序序計(jì)算機(jī)機(jī)的要點(diǎn)點(diǎn)，如:什么是程程序？Theprogramasasequenceofsteps,程序的解解釋過(guò)程程Theprocessofprograminterpretation,存儲(chǔ)器是是程序和和數(shù)據(jù)的的倉(cāng)儲(chǔ)（（包括存存儲(chǔ)器體體系、RAM/ROM等）總體結(jié)構(gòu)構(gòu)，包括括與I/O設(shè)備備的關(guān)系系.（重點(diǎn)不不是計(jì)算算機(jī)的電電子實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，而是是它的如如下一些些概念：：計(jì)算任任務(wù)是由由一個(gè)離離散的指指令序列列來(lái)完成成的；指指令、指指令順序序和控制制流有確確定性的的解釋；；名字與與值的區(qū)區(qū)別，計(jì)計(jì)算機(jī)按按程序的的規(guī)定完完成任務(wù)務(wù)；計(jì)算算機(jī)的自自動(dòng)執(zhí)行行是因?yàn)闉橛腥四苣馨讶蝿?wù)務(wù)分解為為許多基基本操作作的序列列并把它它編寫(xiě)成成為程序序）(2)InformationTechnologyConcepts2.Informationsystems信息系統(tǒng)統(tǒng)的一般般結(jié)構(gòu)特特點(diǎn)，如如硬件部部分和軟軟件部分分、人和和processes、接接口（技技術(shù)接口口和人機(jī)機(jī)接口））、數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)、事事務(wù)、一一致性、、可用性性、固定定存儲(chǔ)器器、存檔檔、跟蹤蹤審計(jì)、、安全性性和私密密性及其其技術(shù)基基礎(chǔ).（大多數(shù)數(shù)知識(shí)工工人會(huì)與與一個(gè)或或幾個(gè)信信息系統(tǒng)統(tǒng)打交道道，應(yīng)知知道這些些信息系系統(tǒng)的知知識(shí)和特特點(diǎn)，了了解其抽抽象結(jié)構(gòu)構(gòu)能幫助助人們更更快地適適應(yīng)新的的系統(tǒng)，，更充充分地發(fā)發(fā)揮系統(tǒng)統(tǒng)的能力力）Concepts3.Networks網(wǎng)絡(luò)的關(guān)關(guān)鍵屬性性，如它它們的物物理結(jié)構(gòu)構(gòu)(messages,packets,switching,routing,addressing,congestion,localareanetworks(LANs),wideareanetworks(WANs),bandwidth,latency,point-to-pointcommunication,multicast,broadcast,Ethernet,mobility),邏邏輯結(jié)結(jié)構(gòu)(client/server,interfaces,layeredprotocols,standards,networkservices).（理解計(jì)計(jì)算機(jī)是是怎樣互互連成網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的，，信息在在計(jì)算機(jī)機(jī)之間是是怎樣按按路由傳傳輸?shù)?，，通信信參?shù)（（如等待待時(shí)間和和帶寬））如何影影響網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的響應(yīng)應(yīng)并限制制了人的的工作能能力。））Concepts4.Digitalrepresentationofinformation信息二進(jìn)進(jìn)制編碼碼的一般般概念；；不同的的信息編編碼：如如ASCII文文本,數(shù)數(shù)字聲聲音，圖圖象，視視頻。內(nèi)內(nèi)容包括括表示精精度、相相互轉(zhuǎn)換換、互操操作性（（文件格格式）、、分辨率率、保真真度、變變換、壓壓縮、加加密，以以及表示示方法的的標(biāo)準(zhǔn)化化。（在計(jì)算算機(jī)和通通信系統(tǒng)統(tǒng)中，所所有信息息都是統(tǒng)統(tǒng)一用二二進(jìn)制表表示的；；信息也也可以不不需要““源””而由計(jì)計(jì)算機(jī)合合成產(chǎn)生生，因而而計(jì)算機(jī)機(jī)可以生生成任何何信息，，從動(dòng)畫(huà)畫(huà)到電子子郵件；；符號(hào)化化的機(jī)器器可讀形形式的信信息比物物理形式式的信息息更容易易檢索。。）Concepts5.Informationorganization信息組織織的一般般概念，，包括：：forms,structure,classificationandindexing,searchingandretrieving,assessinginformationquality,authoringandpresentation,andcitation.Searchenginesfortext,images,video,audio.（在計(jì)算算機(jī)、數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、、圖書(shū)館館等任何何場(chǎng)合信信息必須須進(jìn)行組組織才能能被有效效存取和和使用，，怎樣組組織和建建立索引引決定于于用戶如如何描述述要找的的信息以以及描述述的完整整程度，，能評(píng)估估存儲(chǔ)和和檢索到到的信息息的質(zhì)量量(精精確性、、權(quán)威性性等)也也很重重要）Concepts6.Modelingandabstraction將現(xiàn)實(shí)世世界的現(xiàn)現(xiàn)象在計(jì)計(jì)算機(jī)中中建模的的一般方方法與技技術(shù)，首首先是采采用合適適的形式式如方程程組、圖圖、關(guān)系系等進(jìn)行行表示，，然后使使用諸如如數(shù)組、、表、過(guò)過(guò)程等編編程對(duì)象象進(jìn)行表表示。內(nèi)內(nèi)容有：：continuousanddiscretemodels,discretetime,events,randomization,andconvergence,以及及使用抽抽象來(lái)隱隱藏?zé)o關(guān)關(guān)細(xì)節(jié)。。（計(jì)算機(jī)機(jī)能下棋棋、預(yù)測(cè)測(cè)天氣、、模擬賽賽車碰撞撞等，都都是通過(guò)過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)世界現(xiàn)現(xiàn)象的抽抽象、并并使用復(fù)復(fù)制或近近似實(shí)際際過(guò)程的的變換對(duì)對(duì)這些抽抽象進(jìn)行行操作來(lái)來(lái)完成的的.學(xué)學(xué)習(xí)建模模和抽象象的目標(biāo)標(biāo)之一是是理解現(xiàn)現(xiàn)實(shí)與其其表示之之間的關(guān)關(guān)系，如如逼近程程度、有有效性、、局限性性等）Concepts7.Algorithmicthinkingandprogramming算法設(shè)計(jì)的的一般概念念，包括功功能分解,repetition(iterationand/orrecursion),basicdataorganizations(record,array,list),generalizationandparameterization,gram,top-downdesign,andrefinement.對(duì)對(duì)需要使用用和懂得復(fù)復(fù)雜數(shù)學(xué)的的算法設(shè)計(jì)計(jì)不作要求求。（算法設(shè)計(jì)計(jì)是了解信信息技術(shù)很很多方面的的關(guān)鍵，它它對(duì)理解信信息系統(tǒng)怎怎樣工作和和為什么這這樣工作特特別重要。。為了在信信息系統(tǒng)或或應(yīng)用或操操作中排除除一個(gè)故障障，應(yīng)能能預(yù)測(cè)正確確的行為應(yīng)應(yīng)當(dāng)怎樣、、失效的原原因是什么么。算法設(shè)設(shè)計(jì)也是將將信息技術(shù)術(shù)應(yīng)用于個(gè)個(gè)人事務(wù)的的關(guān)鍵）Concepts8.Universality計(jì)算機(jī)的通通用性是30年代計(jì)計(jì)算機(jī)先驅(qū)驅(qū)A.M.TuringandAlonzoChurch發(fā)現(xiàn)的的，其含義義是任何計(jì)計(jì)算任務(wù)可可以由任何何一臺(tái)計(jì)算算機(jī)完成，，其內(nèi)涵如如下:Nocomputationaltaskissocomplexthatitcannotbedecomposedintoinstructionssuitableforthemostbasiccomputer.Theinstructionrepertoireofacomputerislargelyunimportantintermsofgivingitpowersinceanymissinginstructiontypescanbeprogrammedusingtheinstructionsthemachinedoeshave.Computersdifferbyhowquicklytheysolveaproblem,notwhethertheycansolvetheproblem.Programs,whichdirecttheinstruction-followingcomponentsofacomputertorealizeacomputation,arethekey.計(jì)算機(jī)的通通用性是它它區(qū)別于任任何其它機(jī)機(jī)器的本質(zhì)質(zhì)所在。Concepts9.Limitationsofinformationtechnology計(jì)算復(fù)雜性性、增長(zhǎng)率率、數(shù)值范范圍、易處處理性(tractability),可決決定性(decidability),狀態(tài)態(tài)組合爆炸炸等都反映映了信息技技術(shù)的某些些局限性，，在文本本檢索、分分類、調(diào)度度、排錯(cuò)等等應(yīng)用中應(yīng)應(yīng)該在這些些方面進(jìn)行行切實(shí)的考考慮。（計(jì)算機(jī)沒(méi)沒(méi)有直覺(jué)、、創(chuàng)造性、、想象力，，更沒(méi)有魔魔法，盡管管應(yīng)用非常常廣泛，但但信息系統(tǒng)統(tǒng)不是萬(wàn)能能的。例如如，它無(wú)無(wú)法算出NASDAQ交易易所某個(gè)股股票的收盤盤價(jià)是多少少，還有一一些問(wèn)題規(guī)規(guī)模小的時(shí)時(shí)候能解決決，規(guī)模大大了就無(wú)法法解決.8所以，判斷斷哪些信息息技術(shù)可以以使用以及及什么時(shí)候候應(yīng)當(dāng)使用用，在今天天的信息時(shí)時(shí)代特別重重要。Concepts10.Societalimpactofinformationandinformationtechnology信息和信息息技術(shù)的社社會(huì)影響，，其技術(shù)層層面應(yīng)當(dāng)關(guān)關(guān)心的有：：privacy,intellectualproperty,ownership,security,weak/strongencryption,基于訪訪問(wèn)網(wǎng)站的的電子行為為分析個(gè)人人的特性、、網(wǎng)絡(luò)禮儀儀(“netiquette”)、、垃圾郵件件(“spamming“)、網(wǎng)絡(luò)言言論自由等等。這些問(wèn)問(wèn)題現(xiàn)在已已經(jīng)越來(lái)越越普遍，越越來(lái)越重要要，對(duì)此應(yīng)應(yīng)該有一個(gè)個(gè)合理的判判斷。Concepts(3)IntellectualCapabilities1.Engageinsustainedreasoning.進(jìn)行持久推推理從definingandclarifyingaproblem開(kāi)始，，搞清楚要要解決的是是什么問(wèn)題題。問(wèn)題的的精確的規(guī)規(guī)格說(shuō)明甚甚至比解決決其它方面面問(wèn)題更重重要。然后，提出出多種解決決方法。初初始的方法法通過(guò)反復(fù)復(fù)不斷得到到修正和改改進(jìn)，并使使得問(wèn)題的的定義得到到優(yōu)化（精精化）。Reasoningisusedforplanning,designing,executing,andevaluatingasolution.The"sustained"aspectofthiscapabilityisintendedtoconveyanintegratedeffortthatcoversdaysorweeksratherthanaone-timeevent.Thus,individualsmightusedesktoppublishingprograms,computer-assisteddesigntools,visualizationandmodelingenvironments,Web-searchengines,oravarietyofothertechnologicalresourcestohelpimplementasolution.IntellectualCapabilities2.Managecomplexity.處理復(fù)雜問(wèn)問(wèn)題3.Testasolution.測(cè)試解決方方案Asolutiontoaproblemmustbetestedintwoways--todeterminethatthedesigniscorrectorappropriatetotheproblemathand(i.e.,thatthesolution,whenimplementedcorrectly,willmeetuserneeds)andtodeterminethattheimplementationofagivendesigniscorrect.4.Manageproblemsinfaultysolutions.在出錯(cuò)情況況下處理問(wèn)問(wèn)題5.Organizeandnavigateinformationstructuresandevaluateinformation.組織和操縱縱（導(dǎo)航））信息結(jié)構(gòu)構(gòu)及評(píng)價(jià)信信息IntellectualCapabilities6.Collaborate.合作7.Communicatetootheraudiences.與他人交流流8.Expecttheunexpected.想到未估計(jì)計(jì)到的結(jié)果果9.Anticipatechangingtechnologies.預(yù)料技術(shù)的的變化10.Thinkaboutinformationtechnologyabstractly.抽象考慮信信息技術(shù).三、教學(xué)學(xué)實(shí)現(xiàn)ImplementationThethreeelementsofFITnessareco-equal,eachreinforcingtheothers,allareessentialtoFITness,andcannotbetaughtinisolationProjects--meaningcoherent,multiweekactivitiestoachieveaspecificgoalusingIT--arethekeyMotivatelearningskillsandexercisethemProvideanexposuretoseveralcapabilitiesProvidecontextforlearningconceptsProjectsTouchManyIdeasDisciplineSpecificProjectsIdeally,FITnessshouldbetaughtinthecontextofastudent’sinterestsormajorMotivationtolearnisstrongerTheresultshaveadirectapplicationThereareimpediments(障礙礙）...Freshmenhavenotchosenma