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| 編輯推薦： |
本书以计算思维为出发点，全面介绍计算机科学的基础理论及相关应用技术，重视算法设计和编程训练，介绍典型算法，并进行Python编程实践。通过学习，读者在掌握计算机基本工作原理和相关应用技术的基础上，学会利用计算思维对实际问题进行分析、求解的能力，并能接触到最前沿的信息科学技术，开阔视野和思路，为将来应用计算机理论和技能解决自己专业的实际问题打好基础。
本教材配套的900分钟中英文慕课视频已上线学堂在线，并提供南开大学教学团队的在线答疑、教学大纲、教学PPT、拓展阅读等学习资源。
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| 內容簡介： |
本书以“计算思维”为切入点，着重培养学生利用计算机求解问题的实际能力。同时，引入人工智能、大数据、物联网、云计算和区块链等新技术，让学生在掌握计算机基础理论知识的同时，接触前沿技术，具备创新思维能力。
本书共10章，分别为计算文化与计算思维、计算机中的0和1、计算环境: 计算机是如何工作的、算法基础与典型算法、Python语言入门、基础语法与程序控制结构、Python函数与代码复用、计算机网络环境、数据管理与数据库、计算机前沿技术。
本书不仅介绍基础理论知识，更重要的是让学生在掌握计算机基本工作原理的基础上，学会利用计算机对实际问题进行分析、求解。同时，通过对计算机前沿技术的学习，开阔视野和思路，为今后的学习和研究打好基础。
本书可作为高等院校“大学计算机”课程的教材。
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| 目錄：
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第1章计算文化与计算思维1
1.1计算文化1
1.1.1计算史——计算的前尘往事1
1.1.2新型计算机5
1.1.3计算机的应用6
1.2计算思维7
1.2.1计算思维概述8
1.2.2计算思维的本质9
1.2.3计算思维的特性10
1.2.4利用计算思维求解问题11
1.3本章小结14
1.4习题14
第2章计算机中的0和115
2.1数制15
2.1.10和115
2.1.2数制的概念16
2.20/1世界中的数值20
2.2.1二进制数的计算20
2.2.2整型数据22
2.2.3实型数据26
2.30/1世界中的字符28
2.3.1英文字符编码28
2.3.2中文字符编码30
2.40/1世界中的图像、视频和声音32
2.4.1图像33
2.4.2视频36
2.4.3声音37
2.5条形码39
2.5.1一维条形码39
2.5.2二维条形码41
2.6本章小结42
2.7习题42
目录大学计算机——计算思维与问题求解第3章计算环境: 计算机是如何工作的44
3.1计算机的系统组成44
3.2计算机的硬件环境及工作原理45
3.2.1图灵机模型45
3.2.2冯·诺依曼体系结构46
3.2.3计算机的硬件组成47
3.2.4指令和指令系统48
3.2.5计算机执行指令的过程49
3.2.6微机系统的构成50
3.2.7计算机的主要性能指标55
3.3计算机的软件环境56
3.3.1计算机软件的概念56
3.3.2计算机软件的分类57
3.3.3系统软件57
3.4本章小结63
3.5习题63
第4章算法基础与典型算法64
4.1算法概述65
4.1.1算法和程序65
4.1.2算法的描述66
4.1.3算法的复杂性68
4.2典型算法69
4.2.1枚举法69
4.2.2递推法69
4.2.3递归法70
4.2.4迭代法71
4.2.5分治法72
4.2.6回溯法73
4.3本章小结74
4.4习题74
第5章Python语言入门75
5.1Python语言概述75
5.1.1Python语言发展史75
5.1.2特点76
5.1.3环境安装77
5.1.4Windows操作系统平台上安装Python语言环境78
5.2HelloWorld程序80
5.2.1中文编码80
5.2.2单行注释81
5.2.3多行注释81
5.2.4输入和输出82
5.2.5书写规范83
5.3IDLE环境介绍85
5.3.1启动IDLE环境85
5.3.2创建Python脚本85
5.4本章小结87
5.5习题87
第6章基础语法与程序控制结构88
6.1变量的定义88
6.1.1定义一个变量88
6.1.2同时定义多个变量89
6.2数据类型90
6.2.1Number90
6.2.2String91
6.2.3List93
6.2.4Tuple95
6.2.5Set96
6.2.6Dictionary97
6.3运算符98
6.3.1算术运算符99
6.3.2赋值运算符100
6.3.3比较运算符100
6.3.4逻辑运算符101
6.3.5成员运算符102
6.3.6序列运算符102
6.3.7占位运算符103
6.3.8运算符的优先级104
6.4条件语句105
6.4.1if、else106
6.4.2if、else、elif107
6.4.3多重条件109
6.5循环语句109
6.5.1for循环110
6.5.2while循环112
6.5.3多重循环112
6.5.4break113
6.5.5continue114
6.5.6else115
6.6本章小结115
6.7习题115
第7章Python函数与代码复用116
7.1函数的定义和调用116
7.1.1函数的定义117
7.1.2函数的调用117
7.1.3lambda函数119
7.2函数的参数传递和返回值119
7.2.1默认参数119
7.2.2不定长参数120
7.2.3参数的传递顺序120
7.2.4函数的返回值121
7.3变量的作用域122
7.3.1局部变量122
7.3.2全局变量123
7.4递归函数125
7.5内置函数和常用库126
7.5.1内置函数126
7.5.2标准库函数129
7.5.3第三方库131
7.6本章小结131
7.7习题131
第8章计算机网络环境132
8.1计算机网络平台132
8.1.1计算机网络的概念132
8.1.2计算机网络的发展133
8.1.3计算机网络的分类135
8.1.4计算机网络的拓扑结构137
8.1.5计算机网络的体系结构138
8.1.6数据通信141
8.2局域网技术143
8.2.1局域网的工作模式143
8.2.2以太网144
8.2.3组建有线局域网146
8.3互联网及其应用149
8.3.1IP地址及域名149
8.3.2互联网接入152
8.3.3互联网应用153
8.4网络安全154
8.4.1网络安全概述155
8.4.2网络攻击的主要方法156
8.4.3网络安全防御技术160
8.5本章小结166
8.6习题167
第9章数据管理与数据库168
9.1数据管理168
9.1.1什么是数据库和数据管理168
9.1.2数据管理的探索171
9.1.3没有规矩不成方圆——数据模型174
9.2结构化数据库175
9.2.1经典概念模型——ER模型176
9.2.2数据库方言——关系术语177
9.2.3关系模型的完整性规则177
9.2.4创建一个本地数据库178
9.2.5大海捞针——数据库查询182
9.3大数据192
9.3.1大数据是什么192
9.3.2新情况、新技术194
9.3.3大数据应用197
9.4本章小结198
9.5习题198
第10章计算机前沿技术199
10.1人工智能199
10.1.1人工智能时代199
10.1.2人工智能应用领域201
10.1.3人工智能技术205
10.2物联网211
10.2.1什么是物联网211
10.2.2物联网的关键技术211
10.2.3物联网应用213
10.3云计算214
10.3.1什么是云计算214
10.3.2云计算的体系结构215
10.3.3云计算的关键技术216
10.3.4云计算的服务217
10.4区块链218
10.4.1什么是区块链218
10.4.2区块链的关键技术219
10.4.3区块链的应用220
10.5本章小结222
10.6习题222
参考文献223
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| 內容試閱：
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当前，信息技术飞速发展，计算思维已经成为人们分析问题和解决问题的基本技能。同时，计算技术与人工智能、大数据、物联网、云计算、区块链等新技术的交叉融合，正在引领人类社会进入全新的智能社会。
“大学计算机”课程以培养计算思维与问题求解能力为目标。通过学习本课程，学生不仅学习了计算机的相关理论知识，更重要的是具备了利用计算机分析问题、求解问题的实际应用能力。本书根据高等学校大学计算机课程教学指导委员会制定的《大学计算机基础课程教学基本要求》编写，以计算思维为导向，并采用与在线开放课程类似的创新模式。
本书在内容和形式上都具有创新性。
内容上，本书以计算思维为切入点，注重计算思维能力和应用创新能力的培养。全书内容分为三个层次，首先前三章介绍计算思维、数据编码和计算环境，构成计算思维基础理论部分；接下来讲解算法设计和Python语言编程，对利用计算思维求解问题进行实践训练；最后一部分包括计算机网络环境、数据管理和数据库、计算机前沿技术，深入理解计算机和网络技术，拓展思路，培养学生创新思维能力。
通过学习本书，学生可以掌握计算机的工作原理，计算机中数据的存储形式，学会利用计算机解决问题的思维方式，进而可以设计求解问题的算法，并利用Python语言编程实现；对计算机硬件、软件及网络环境有一定了解及掌握，对网络环境中的信息安全技术有所了解；掌握计算机中数据管理及数据库的应用；对人工智能、云计算、物联网和区块链等新技术有所了解。
形式上，本书采用新型教材与在线课程相结合的方式: 本书形式上创新，采用问题导入的方式开启每一章，并在书中提供二维码扫描的扩展阅读与课程思政内容、提示、思考与练习、情景再现等补充内容；同时配合在线教学平台，提供电子教案、微视频、参考资料、测试题库等资源。
本书配套的《大学计算机实验指导与习题集——计算思维与问题求解》的实验部分包括对计算环境的基本使用、文献检索、Office操作等基本技能训练；算法设计与Python语言编程训练；图像、网络、数据库、Python语言高级编程等高级能力训练。并配有和本书章节对应的习题集，供学生巩固知识和复习使用。
本书由李敏主编，张健、高裴裴、王刚老师参与编著。各位老师长期从事计算机教学，经验丰富。不过时间仓促，难免有不足之处，请老师和同学们多提宝贵意见！
作者
2024年4月于南开大学
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