大學計算機：計算文化與計算思維基礎（簡體書）

本教材的編寫按照教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會2016年編制的《大學計算機基礎課程教學基本要求》，特別關注學生信息素養和計算思維能力的培養，將課程內容中的相關知識進行提煉，建立從知識認識到計算思維意識構建的橋梁，既強調教材的基礎性和系統性，又注重內容寬度和知識深度的結合，并通過把科學思維的要素、方法融入問題和案例，從問題分析著手，強調面向計算思維和信息素養的培養，從而提高學生主動使用計算機解決問題的意識和計算思維的能力。本教材共8章，主要介紹計算文化與計算思維、0和1的思維、系統思維、算法思維、程序思維、數據思維、網絡化思維、倫理思維，圍繞現代工程師應具備的素質要求，每章后還有基本知識練習和能力拓展與訓練題，從多方位、多角度培養學生的工程能力。附錄給出了《弟子規》原文，旨在使讀者感悟中華傳統文化的真諦。此外，為便于讀者學習，對于一些重點、難點和抽象的知識點，提供了動畫短片，可以通過二維碼進行在線學習；編寫并出版了與本教材配套的教輔《大學計算機——計算文化與計算思維基礎實驗實訓》；配備了相應的教學課件。而且，訪問中國大學視頻公開課官方網站“愛課程”網的河北工程大學“心連‘芯’的思維之旅”課程，也可以在線學習本教材的相關視頻。本教材既可作為大院校和相關計算機技術培訓的教材，也可作為辦公自動化從業人員的參考用書。

（1）主要介紹計算文化與計算思維、0和1的思維、系統思維、算法思維、程序思維、數據思維、網絡化思維、倫理思維，圍繞現代工程師應具備的素質要求，每章后附有基本知識練習和能力拓展與訓練題，從多方位、多角度培養學生的工程能力。（2）對于一些重點、難點和抽象的知識點，提供了動畫短片，可以通過二維碼進行在線學習；（3）編寫并出版了與本教材配套的教輔《大學計算機——計算文化與計算思維基礎實驗實訓》；配備了相應的教學課件。（4）訪問中國大學視頻公開課官方網站“愛課程”網的河北工程大學“心連‘芯’的思維之旅”課程，也可以在線學習本教材的相關視頻。（5）本教材既可作為大院校和相關計算機技術的培訓教材，也可作為辦公自動化從業人員的參考用書。

大學計算機——計算文化與計算思維基礎第1章認識計算文化與計算思維11.1計算與計算機科學11.1.1計算工具的發展史11.1.2計算文化和計算機科學31.2計算思維31.2.1計算31.2.2計算思維的概念41.2.3計算思維中的思維方式71.2.4計算思維的本質91.3計算模型與計算機111.3.1圖靈機111.3.2馮·諾依曼機121.3.3計算機的發展131.3.4計算機的特點161.3.5計算機的分類161.4新的計算模式18基礎知識練習20能力拓展與訓練20第2章0和1的思維——信息在計算機內的表示212.1信息與信息技術212.1.1信息的概念212.1.2信息技術222.2數值的表示222.3字符編碼292.4漢字編碼302.5多媒體信息的表示332.5.1多媒體技術的基本概念332.5.2多媒體處理的關鍵技術332.5.3多媒體應用中的媒體元素352.5.4多媒體計算機的組成與應用402.5.5移動多媒體終端42基礎知識練習423.1計算機系統443.1.1計算機硬件系統453.1.2問題求解與計算機軟件系統473.1.3計算機的基本工作原理483.2微型計算機的硬件系統493.2.1總線503.2.2中央處理器（CPU）513.2.3內存儲器523.2.4系統主板533.2.5外存儲器543.2.6輸入設備563.2.7輸出設備573.2.8微型計算機的主要性能指標和分類593.3計算機的啟動過程593.4操作系統613.4.1操作系統概述613.4.2常用的操作系統623.4.3操作系統的管理功能643.4.4文件系統663.4.5操作系統中的計算思維693.5軟件系統中的交互方式703.5.1操作系統中的交互方式703.5.2應用軟件中的交互方式723.6軟件工程743.6.1軟件工程概念743.6.2軟件生命周期763.6.3軟件工程方法79基礎知識練習85能力拓展與訓練86第4章算法思維904.1算法的概念904.1.1什么是算法904.1.2算法的分類914.1.3算法應具備的特征924.2算法的設計與分析924.2.1問題求解的步驟924.2.2數學建模944.2.3算法的描述954.2.4常用的算法設計策略984.2.5算法分析1094.3算法的實現——程序設計語言1114.3.1程序設計語言的分類1114.3.2語言處理程序1124.3.3常用的高級語言113基礎知識練習116能力拓展與訓練117第5章程序思維——程序設計基礎（Python）1205.1Python起步1205.1.1Python的版本與環境搭建1215.1.2Python的開發環境1225.1.3使用pip管理Python擴展庫1285.2Python編程基礎1295.2.1標識符和關鍵字1295.2.2程序的書寫規則1305.2.3基本的輸入和輸出1315.2.4常量、變量和對象1335.3常用數據類型: 數字、字符串和布爾型1355.3.1數字類型1355.3.2數字類型的運算1365.3.3字符串類型1405.3.4字符串類型的運算1415.3.5布爾類型1465.4數據類型: 列表1465.4.1列表1465.4.2列表基本操作1465.5數據類型: 元組1515.5.1元組1515.5.2元組基本操作1515.6數據類型: 字典1545.6.1字典1545.6.2字典基本操作1545.7數據類型: 集合1585.7.1集合1585.7.2集合基本操作1585.8運算符和表達式1605.8.1運算符1605.8.2表達式1635.9程序設計語言的基本控制結構1635.9.1順序結構1645.9.2選擇結構1655.9.3循環結構1705.9.4異常處理語句1755.10函數與模塊1825.10.1函數的定義1835.10.2函數的調用1845.10.3變量的作用域1885.10.4導入模塊1905.10.5Python標準庫中的常用模塊1915.10.6查看Python模塊和函數幫助文檔的方法1965.11常用算法策略的Python實現1995.12圖形界面與圖形繪制2085.12.1常用Python GUI庫2085.12.2tkinter入門2095.12.3繪圖模塊turtle的使用2125.13文件2175.13.1打開和關閉文件2175.13.2讀寫文本文件2185.13.3讀寫二進制文件221基礎知識練習221能力拓展與訓練225第6章數據思維——數據的組織、管理與挖掘2266.1數據的組織和管理2266.1.1數據結構2266.1.2文件系統和數據庫2326.2挖掘數據的潛在價值——數據倉庫與數據挖掘2356.2.1大數據2356.2.2數據挖掘2376.2.3數據倉庫238基礎知識練習240能力拓展與訓練240第7章網絡化思維2417.1計算機網絡的基本知識2417.1.1計算機網絡的基本概念2417.1.2計算機網絡的傳輸介質2447.1.3計算機網絡的拓撲結構2467.1.4計算機網絡協議2497.1.5計算機網絡設備2517.1.6局域網2537.2Inter概述2547.2.1Inter的形成與發展2547.2.2Inter在中國的發展2557.2.3Inter提供的主要服務2557.2.4Inter基本技術2577.2.5物聯網262基礎知識練習263能力拓展與訓練263第8章倫理思維——信息安全與信息倫理2678.1信息安全2678.1.1信息安全的概念2678.1.2計算機病毒及其防范2678.1.3網絡安全2708.1.4數據加密2728.2信息倫理2738.2.1信息倫理的產生2738.2.2信息倫理準則與規范2748.2.3計算機倫理、網絡倫理與信息產業人員道德規范2758.2.4知識產權278基礎知識練習280能力拓展與訓練280附錄284參考文獻286