计算机基础与计算思维(第2版)

本书可供多层次、不同专业的高等院校非计算机专业本科生使用，通过合理选取，可以满足不同学时的教学，也可作为计算机等级考试一级、二级基础理论的参考书，对一般工程技术人员和对计算机技术感兴趣的读者也有很好的参考价值。

本书内容包括计算机组成及工作原理、计算机软件与信息表示、计算机网络与信息安全、计算机新技术、大数据应用技术，以及计算思维与程序设计。全书分为3部分： 第1部分(第1~4章)为基础篇，着重介绍现代信息技术，主要让读者理解计算机硬件的基本工作原理、软件与信息编码技术、网络与信息安全，并了解云计算、人工智能、物联网、虚拟现实、增强现实、区块链技术以及数字人民币等计算机新技术； 第2部分(第5章)为大数据应用技术篇，着重介绍大数据相关概念、大数据处理的流程、Python处理数据与分析以及大数据可视化，理解数据的收集、存储、清洗、整理等预处理过程，并对这些数据进行简单分析及可视化展示； 第3部分(第6章)为计算思维与程序设计篇，着重介绍“计算平台—问题求解—数据处理”的过程，使读者掌握问题求解的方法与手段以及正确的科学思维模式，并初步具备运用程序设计的思想与方法求解实际问题的能力，为后续计算机程序设计等课程的深入学习奠定良好的基础。 本书既可供多层次、不同专业的高等院校非计算机专业本科生使用，通过合理选取，可以满足不同学时的教学，也可作为计算机等级考试一级、二级基础理论的参考书，还可作为一般工程技术人员和对计算机技术感兴趣的读者的参考书。

熊福松,专业：计算机应用技术；学历：硕士；研究领域：计算机应用、模式识别、图像处理等；成果：著有《计算机基础与计算思维》、《Python程序设计》等。

第1部分基础篇
第1章计算机组成及工作原理
1.1计算机概述
1.1.1计算机发展历史
1.1.2计算机分类
1.2微电子技术
1.2.1集成电路
1.2.2摩尔定律
1.3计算机的组成与工作原理
1.3.1冯·诺依曼体系结构
1.3.2五大基本部件
1.3.3计算机的工作原理
1.4PC的组件
1.4.1主板
1.4.2CPU
1.4.3存储器
1.4.4输入输出设备
习题
阅读材料1： 光刻机
阅读材料2： 未来计算机
第2章计算机软件与信息表示
2.1软件概述
2.1.1程序与软件
2.1.2软件的分类
2.2操作系统
2.2.1操作系统概述
2.2.2操作系统的功能
2.2.3常见操作系统
2.3信息与信息表示
2.3.1信息
2.3.2数制与数制转换
2.3.3数值的编码
2.3.4文本的编码
2.3.5图像的编码
2.3.6其他信息的编码
习题
阅读材料： 鸿蒙操作系统
第3章计算机网络与信息安全
3.1通信技术
3.1.1通信系统
3.1.2网络传输介质
3.1.3网络互联设备
3.1.4数据交换技术
3.1.5多路复用技术
3.2计算机网络基础
3.2.1计算机网络概述
3.2.2计算机网络的组成
3.2.3计算机网络的分类
3.2.4计算机网络体系结构
3.3局域网
3.3.1局域网简介
3.3.2以太网
3.3.3无线局域网
3.4Internet
3.4.1Internet简介
3.4.2IP地址
3.5信息安全
3.5.1信息安全概述
3.5.2数据加密技术
3.5.3身份鉴别技术
3.5.4防火墙
3.5.5计算机病毒及其防治
习题
阅读材料： 雪人计划
第4章计算机新技术
4.1云计算
4.1.1云计算概述
4.1.2云计算的分类
4.1.3云计算的关键技术及存在的问题
4.2人工智能
4.2.1什么是人工智能
4.2.2人工智能的研究途径
4.2.3人工智能的研究目标
4.2.4人工智能的研究领域
4.2.5人工智能的进展
4.3物联网
4.3.1物联网概述
4.3.2物联网的关键技术
4.3.3物联网的应用
4.4虚拟现实技术与增强现实技术
4.4.1虚拟现实技术概述
4.4.2虚拟现实技术基础及硬件设备
4.4.3增强现实技术概述
4.4.4虚拟现实和增强现实的应用
4.5区块链技术
4.5.1区块链技术概述
4.5.2区块链的概念
4.5.3区块链的类型
4.5.4区块链的特征
4.5.5区块链的架构模型
4.5.6区块链的核心技术
4.5.7区块链的应用
4.6数字人民币
4.6.1数字人民币的概念
4.6.2数字人民币发展历史
4.6.3数字人民币的基本理念
4.6.4数字人民币的期待作用及价值意义
习题
阅读材料1： 北斗卫星导航系统
阅读材料2： 人工智能的应用——AlphaGo
第2部分大数据应用技术篇
第5章大数据应用技术
5.1大数据概述
5.1.1大数据的发展背景
5.1.2大数据的基本概念
5.1.3大数据应用经典案例
5.1.4大数据处理的基本流程
5.2大数据的获取
5.2.1大数据来源
5.2.2大数据采集
5.2.3互联网数据抓取
5.2.4数据预处理
5.3大数据存储
5.3.1数据库基础
5.3.2关系数据库
5.3.3非关系数据库
5.3.4大数据存储技术简介
5.4大数据处理与分析
5.4.1大数据处理与分析简介
5.4.2Python编程基础
5.4.3Pandas数据处理与分析
5.5大数据可视化
5.5.1数据可视化简介
5.5.2数据可视化工具
5.5.3大数据可视化典型案例
5.5.4Python数据可视化
习题
阅读材料： 大数据竞赛平台——Kaggle
第3部分计算思维与程序设计篇
第6章计算思维与程序设计
6.1计算思维基础
6.1.1计算思维的概念
6.1.2计算思维与算法
6.1.3算法、程序与程序设计语言
6.1.4程序设计
6.2一个简单的计算机程序
6.2.1程序代码
6.2.2空白和注释
6.2.3预处理指令
6.2.4函数
6.2.5程序输出
6.2.6程序的编译运行
6.3顺序结构程序
6.3.1数据与输出
6.3.2数据输入
6.3.3算术运算
6.3.4使用函数
6.3.5几个常用函数
6.4选择结构程序
6.4.1关系运算
6.4.2逻辑运算
6.4.3if语句
6.4.4if语句嵌套
6.4.5switch语句
6.5循环结构程序
6.5.1while循环
6.5.2do…while循环
6.5.3for循环
6.5.4循环嵌套
6.6Windows桌面程序
6.6.1Windows桌面程序结构
6.6.2创建Windows桌面程序
6.6.3输出文本
6.6.4绘制图形
6.6.5输入处理
6.6.6几个重要消息
习题
阅读材料： 程序之美
参考文献
附录部分习题参考答案