通晓信息技术 技能、概念与能力(第6版)

欢迎选用本书①！本书讲解基本的计算理念。今天的学生生活在一个计算机无处不在的世界，几乎生来就知道怎样使用它们。但会用并不等于理解。这个世界要求学生具有“计算思维”，从而更高效地利用计算。学生成为专业程序员的概率很小，但大多数都应该想好平时怎样才能更好地运用计算。许多学生都殷切希望通过新的方式让计算机服务于大众。为了有效地完成这些任务，必须理解基本的计算理念。这正是本书的宗旨。
第6版新增内容
和之前各版本相比，第6版让你更“通晓”信息技术。虽然基本概念没有变，但它们的实际表现可谓日新月异。第6版保留了构成“通晓”愿景的所有基本理念，但许多内容都进行了修订，以适应当今涌现的大量技术进步，包括智能手机、HTML5、CSS3、浏览器增强的JavaScript编程支持和云技术等。现在必须通过这些新的体验来理解和利用基本的信息技术概念。众包、隐私、安全性、钓鱼、AI、网络礼仪和版权等概念也有了新的发展，所以必须与时俱进，用学生熟悉的语言重新阐释它们。“环境认知”②也有了变化。例如，和以前不同，今天的学生起码都听说过像“算法”这样的词。但知道并不等于理解。所以，第6版进行了全面修订，以新的、更直观的方式解释这些概念。其他新词也以类似方式处理。
熟悉本书老版本的学生可仔细体会一下新版本的变化。第6版保留了核心的“通晓”愿景，但采用的是21世纪第二个十年的新技术。
简单地说，第6版的总共4部分内容发生了以下变化。　
第1部分进行了全面修订。第1章、第3章和第5章提供了全新的内容。第4章针对HTML5和CSS3进行了修订。第2章和第6章进行了大幅修订。　
第2部分重写了第7章讲解位的内容。完全重写了第9章新的内容更容易理解。重写了第10章的内容，进行了大幅简化。　
在第3部分，第11章大多数内容都是新的。第12章进行了全面修订，涵盖了近暴露的隐私威胁(斯诺登事件和NSA)和愈演愈烈的安全攻击。讲解电子表格的第13章和第14章进行了修订以兼容不同的实现(包括Excel的新老版本)。第15章对关系模型进行了全面修订。第16章进行了大量修订。　
后，第4部分对JavaScript的第17章~第21章进行了重新设计，用Firefox Scratchpad(代码草稿纸)沙盒进行代码开发，这是本书教学方式的重大进步。　
大量Try It练习和章末习题进行了大幅修订，添加了许多新习题。
①　原书名为“Fluency 6”，注意，“Fluency”是“通晓”的意思。本书的宗旨是让你从技能、概念和能力三个方面“通晓”信息技术。—译注
②　即“ambient knowledge”，社会学家用这个词描绘一种新形式的“社会意识”。强调人们现在通过互联网和社交媒体来相互了解对方，不需要见面就可以知道对方的好多事情。—译注

Fluency，用风趣的语言和内容清楚地阐释计算机科学原理
“通晓信息技术”(稍后会解释)的愿景是向大学学生介绍基本的计算概念，本书宗旨就是实现该愿景。“计算机科学原理”(CS Principles)的愿景几乎完全一致，只不过它面向的是高中生。本书同时适合这两门课程。高中生应该可以通过“AP CS Principles”(大学预修计算机科学原理)课程拿到大学“通晓信息技术”课程的学分。
取决于教师的特殊需要，两门课在概念和思路上有85%~90%的重合。两者都涵盖算法、数字数据和元数据、编程、互联网基础、安全和隐私、AI，等等。区别主要是侧重点而非内容不同。课程目标分别是“通晓计算理念以增强学生的计算能力”和“理解计算理念以增长科学见闻”。两个目标都很重要(且互不排斥)。本书确保了这两个目标的达成。
具体来讲，“计算机科学原理”的课程设置由七大概念所引导(www.csprinciples.org)。所以，本书像下面这样安排章节内容来迎合这些概念。　
创新—4, 5, 6, 10, 16, 18, 19, 20, 21　
抽象—1, 4, 10, 17, 18, 19, 20, 21　
数据—7, 8, 13, 14, 15, 16, 17, 22　
算法—1, 2, 7, 8, 9, 10, 22　
编程—4, 6, 9, 10, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22　
互联网—3, 4, 5, 8, 11, 12, 16, 19, 20, 21　
全球影响—1, 2, 3, 4, 5, 9, 11, 12, 22
本书“教师资源”会更详尽地解释算法。
什么是“通晓信息技术”？
写作本教材的灵感源于“美国国家研究委员会”(National Research Council，NRC)发布的一篇题为“通晓信息技术”(Being Fluent with Information Technology)的报告。在美国国家自然科学基金会(National Science Foundation，NSF)委托做出的这篇报告中指出，传统计算机普及教育无法让现已能熟练运用计算机的学生及时跟进信息技术的飞速发展。报告得出的结论是，如果学生具备的知识背景已演进并顺应了信息技术的日新月异，就需要提高教育的“层级”。
推荐采用的方法便称为“通晓信息技术”或简称FIT，这是一种面向项目的学习方法，涵盖技能、概念和能力这三方面，旨在帮助人们立即成为高效率的IT用户，并为将来的学习打好基础。
愿景
本书实现了“通晓信息技术”(简称“通晓”)的愿景。该愿景由三部分构成，不同部分通过具体的项目来加以整合。为了使学生立即成为高效率的IT用户，并为将来的学习打好基础，需要教给他们三个方面的知识：技能、概念和能力。　
技能是指能熟悉计算机应用，比如收发电子邮件、进行文字处理和上网搜索等。这些以前被奉为“高大上”的知识现在是个学生都会，不需要专门花时间教学。本书只保留“高级技能”的内容(主要是电子表格和数据库查询)。　
概念是指支撑整个信息技术的基础知识，比如计算机的工作原理、信息的数字表示和信息可信度的评估等。概念可以帮助学生掌握一些基本原理，帮助他们在信息技术演进的同时抓住基本的东西。　
能力是指更高层次的思考过程，比如解决问题、追根溯源(亦即推理)、透过现象看本质以及故障诊断等。能力体现在思维模式上，这些模式是研究信息技术的核心要素，但它们的应用非常广泛。追根溯源、解决问题等是教育的标准构成部分，它们在IT中被大量运用，使其成为“通晓”的重要主题。
针对每个组成部分，NRC的报告分别列出了十大要点，本书会根据需要进行解释。
本书读者
本书为非技术专业的大学低年级学生设计。主修专业不是科学、工程和数学。技术专业的学生也能从本书获益。但由于“高手”有时会让“新手”产生“自卑”感，所以并不鼓励他们上这种课，而是鼓励参加一些速成班或强化班。对除了四则运算之外的数学知识没有要求。不需要先修课程。
章和章之间的依赖关系
本书进行了精心组织，允许以多种顺序授课。除了第1章和第2章的预备知识和第23章的终章，本书各章之间没有特别明显的依赖关系。几个连续的章专门围绕着一个主题进行讲解：　第3~5章，联网、HTML和信息　
第7~10章，数据表示、计算机和算法　
第13~16章，电子表格和数据库原理　
第17~21章，JavaScript编程
利用这个设计的一个方式是布置4个大作业，每个作业持续两周或更长的时间。在学生完成作业期间完成对每章内容的讲解。
尽管还有其他许多授课顺序，但有三种顺序是我感觉常用。　
始于联网，终于联网。本章各章的自然顺序是先讲解信息和联网，中间讲解计算、数据库和JavaScript，后回到联网主题。这是1~23章本来的顺序，可根据实际情况修改。　
互联网优先。我采用的顺序是1~10章，17~21章，11~16章，22~23章。该顺序是先讲解信息和HTML，接着讲解算法，然后跳到JavaScript延续网页设计主题，后讲解数据库。一个季度(约10周)的课程建议采用该顺序授课。　
传统。传统授课方式以技术的出现时间为准。所以将信息表示和计算机放到联网之前。具体顺序是1~2章、第22章（可选）、7~16章、3~6章以及17~23章。第22章包含一些高级内容，如图灵测试、卡斯帕罗夫和深蓝的国际象棋比赛，这些内容也应该提前介绍。
这些授课方式各有特点。具体选择哪个更多取决于教师的个人喜好和课程安排，没必要拘泥于章节顺序。
本书特色
每章开头都提供了“学习目标”，列出了当前章的重要概念。读完这一章后应掌握这些概念。
此外，为方便学生理解，书中还穿插了大量特色内容。
有关计算机日常使用的实用技巧与建议
有意思的真相和统计数据
对常见错误的警告和解释
章内小练习，章末有参考答案
本书提供了以下值得一读的补充内容。
计算历史上的一些重要人物和里程碑
术语：重要术语在正文中加黑，书末还提供了术语表
答案：书末提供部分习题答案
附录A：HTML5参考
附录B：RSA公钥加密
附录C：第16章iDiary项目的配套XML数据库和XSL模板
附录D：JavaScript编程规则
附录E：Bean Counter程序，一个完整的JavaScript和HTML例子
附录F：Memory Bank网页，一个完整的JavaScript和HTML例子
附录G：Smooth Motion程序，一个完整的JavaScript和HTML例子
本书网络补充资源
本书配套网站(www.pearsonhighered.com/snyder①)提供以下学生资源。
① 　中文版配套网站是https://bookzhou.com。—译注
23个上机实验(每章一个)，旨在更全面地探索书中的概念，测试学生对这些概念的理解，更好地理解它们在自己的生活中的应用。以第1章为例，实验探索了公开信息和隐私之间的利益冲突。它指导学生访问各种网上资源，理解他们(以及他们的设备)正在共享的信息。这些信息有的会非常私人，有时甚至能“按图索骥”到个人。理解信息共享的范围和类型，有助于理解幕后发生的事情。“前言”后和www.pearsonhighered.com/snyder都提供了完整的实验清单　
Sharon Scollard写的Computer Skills Workbook，介绍了Microsoft Office办公套件，包含涉及Excel，Word，PowerPoint和其他主题的14个完整实验　
视频讲解(VideoNote)。本书的一些重要概念提供了短的“视频讲解”①　本书用到的所有例子的HTML代码、数据库设计和JavaScript代码　
JavaScript参考卡　
生词卡　
Alice和Alice开发环境手册(PDF)
符合资格的教师可申请以下补充资源。请发送邮件到coo@netease.com，联系当地Pearson Education代表，或访问www.pearsonhighered.com了解详情。　
PowerPoint幻灯片　
教师手册　
题库　
测验生成器(支持Blackboard Learn，Blackboard CE/Vista，Moodle，Angel，Sakai和D2L平台)
学生须知
通晓信息技术是一个非同寻常的主题，导致本书也有些与众不同。用好本书的关键在于“循序渐进”。顺利学完本书将改变你的思维方式，让你能更好地解决问题，更好地推理，更好地排错等。不管在IT领域还是在生活中的其他地方，这些能力都非常有用。所以，本书可以说是你的“良师益友”。
但是，书买回来放着不看，这些改变是不可能发生的。只有学习才能改变人生。为了学好本书，必须有一些良好的学习习惯：看书、做章末习题(书末提供了部分答案)、早点开始写作业以及提问等。推荐每天都花一些时间进行线上研究(而不是简单地冲一下浪就完了)。观念需要时间来沉淀。上好这门课，良好的学习习惯很重要，这有助于提高解决问题的能力，还能为其他学科的学习打好基础。刚开始可能比较痛苦，但丰硕回报可期。
后，手边好随时有台可用的计算机，这样才能随时练习。示例文件从本书配套网站下载。祝你好运！写作本书的过程令人愉悦，希望你看书时也如此。
①　由于是英文视频，所以为了方便索引，书中保留了这些视频的英文名称。—译注
上机实验
这一系列实验旨在帮助学生理解不同的技术要点，获得使用工具的手体验，并在实验过程中思考技术之于现实世界的意义，它们对于日常生活有什么影响。
每个实验都包含一个Introduction、一个To Consider小节、一系列练习和一个Moving On小结。熟悉一个实验后，其他实验可以“依葫芦画瓢”。
实验具体请访问www.pearsonhighered.com/snyder。①
Lab 00 简介和资源
Lab 01 网上的信息
Lab 02 人机界面
Lab 03 互联网如何连接
Lab 04 HTML5入门
Lab 05 搜索
Lab 06 调试
Lab 07 数字编码
Lab 08 数字媒体
Lab 09 获取/执行周期
Lab 10 算法思考
Lab 11 网上协作
Lab 12 隐私
Lab 13 电子表格入门
Lab 14 数据和信息可视化
Lab 15 数据库入门
Lab 16 为iDiary添加RSS源
Lab 17 JavaScript入门
Lab 18 扩展Bean Counter程序
Lab 19 创建JavaScript函数
Lab 20 JavaScript循环
Lab 21 更多JavaScript知识(人机交互)
Lab 22 AI和机器人
Lab 23 跟上IT发展潮流
学而时习之，不亦说乎？
—孔子
① 　联机实验要求用本书英文原版进行注册。中文版暂不支持。——译注

《通晓信息技术：技能、概念与能力(第6版)》共4部分23章，阐述了计算、算法与信息化，数据与信息以及问题求解四大主题，给出一个清晰的路径表来展示如何从技能到概念进而提升到能力，探讨了一个精通信息技术的FIT框架：知识能力、基本概念和技能。通过掌握必不可少的核心概念，任何专业背景的人都能在这个纷繁芜杂的文信息时代，掌握通透的技术概念和技能。 《通晓信息技术：技能、概念与能力(第6版)》全彩印刷，脉络清晰，穿插有大量可以帮助理解的趣闻轶事，提供了有关当前技能以及永恒的概念和功能的详细说明和示例，对帮助我们每一个人通晓信息技术有很大的帮助。

著译者简介
劳伦斯·斯奈德
（Lawrence Snyder）
ACM委员，华盛顿大学计算机系荣休教授，有30多年丰富的教学经验，21名博士生的导师。热爱旅游和写作。
斯奈德教授拥有爱荷华大学数学和经济学学士学位以及卡内基·梅隆大学博士学位，师从计算机科学家尼可·赫伯曼 (Nico Habermann)。
他具有丰富的教学经验，在西雅图华盛顿大学担任计算机科学和工程学教授28年。此前在耶鲁大学和普渡大学任教，并先后在华盛顿大学、哈佛大学、麻省理工学院、悉尼大学、瑞士科技大学（ETH）、奥克兰大学、京都大学、西澳大利亚大学和塞浦路斯大学担任访问学者。

周靖
微软MVP&知名译者，在计算机行业“浸染”近二十年，涉猎广泛，具有深厚的技术功底和良好的文学素养。早期痴迷于硬件，《微型计算机》杂志聘为特约作者。后来潜心钻研程序设计，精通C ，C#，Python和R多种语言，并在这方面积累了丰富的经验。翻译风格严谨、准确、朴实、流畅，深受读者喜爱和欢迎。代表译著有《C 入门经典》系列版本（作者Walter Savitch）和《Windows核心编程》与《CLR via C#》系列版本（作者Jeffrey Richter）。

chapte1　定义信息技术
chapte2　探索人机界面
chapte3　联网基础
chapte4　超文本标记语言基础
chapte5　在网上查找信息
chapte6　错在人为
chapte7　信息数字化：位和字节
chapte8　光线、声音和魔法：多媒体数字化
chapte9　计算机工作原理：按指令行事
chapte10　算法思维
chapte11　在文明社会中使用计算机
chapte12　隐私和数字安全
chapte13　电子表格基础
chapte14　用于规划的高级电子表格：模拟分析
chapte15　基本数据库概念：表视图
chapte16　数据库组织案例分析：iDiary数据库
chapte17　用JavaScript表示的基本概念：初识程序
chapte18　JavaScript程序：Bean Counter
chapte19　编写函数：从大处着眼
chapte20　迭代原则：一次还不够
chapte21　用算法解决问题：Smooth Motion应用程序
chapte22　计算机的局限
chapte23　完美终章
appendix A　HTML5参考
appendix B　RSA公钥加密系统
appendix C　iDiary：标记和模板
appendix D　JavaScript编程规则
appendix E　Bean Counter程序
appendix F　myApps网页
appendix G　Smooth Motion程序

《通晓信息技术：技能、概念与能力(第6版)》共4部分23章，阐述了计算、算法与信息化，数据与信息以及问题求解四大主题，给出一个清晰的路径表来展示如何从技能到概念进而提升到能力，探讨了一个精通信息技术的FIT框架：知识能力、基本概念和技能。通过掌握必不可少的核心概念，任何专业背景的人都能在这个纷繁芜杂的文信息时代，掌握通透的技术概念和技能。 《通晓信息技术：技能、概念与能力(第6版)》全彩印刷，脉络清晰，穿插有大量可以帮助理解的趣闻轶事，提供了有关当前技能以及永恒的概念和功能的详细说明和示例，对帮助我们每一个人通晓信息技术有很大的帮助。

著译者简介
劳伦斯·斯奈德
（Lawrence Snyder）
ACM委员，华盛顿大学计算机系荣休教授，有30多年丰富的教学经验，21名博士生的导师。热爱旅游和写作。
斯奈德教授拥有爱荷华大学数学和经济学学士学位以及卡内基·梅隆大学博士学位，师从计算机科学家尼可·赫伯曼 (Nico Habermann)。
他具有丰富的教学经验，在西雅图华盛顿大学担任计算机科学和工程学教授28年。此前在耶鲁大学和普渡大学任教，并先后在华盛顿大学、哈佛大学、麻省理工学院、悉尼大学、瑞士科技大学（ETH）、奥克兰大学、京都大学、西澳大利亚大学和塞浦路斯大学担任访问学者。

周靖
微软MVP&知名译者，在计算机行业“浸染”近二十年，涉猎广泛，具有深厚的技术功底和良好的文学素养。早期痴迷于硬件，《微型计算机》杂志聘为特约作者。后来潜心钻研程序设计，精通C ，C#，Python和R多种语言，并在这方面积累了丰富的经验。翻译风格严谨、准确、朴实、流畅，深受读者喜爱和欢迎。代表译著有《C 入门经典》系列版本（作者Walter Savitch）和《Windows核心编程》与《CLR via C#》系列版本（作者Jeffrey Richter）。