大学计算与人工智能(计算机科学与技术面向新工科专业建设计算机系列教材)

本书依据《新时代大学 计算机基础课程教学基本要 求》（2023版），从计算 系统基本原理、Python程序 设计、计算思维与问题求解 、计算机网络与物联网、数 据分析与可视化、人工智能 与大模型、信息安全与隐私 保护等维度构建教材内容， 在强化对学生计算思维能力 培养的同时，推进物联网、 大数据和人工智能等新技术 的普及与应用。 本书内容上与时俱进， 实践中注重创新，将Python 编程贯穿教材始终，通过大 量编程实例强化对学生计算 思维能力的培养，增强学生 对新一代信息技术的理解能 力。本书紧扣课程主题，多 方位凝练思政要素，聚焦创 新素养、工匠精神与家国情 怀的养成。 本书可作为高等院校“大 学计算机基础”“Python大数 据分析”“人工智能通识基础 ”等课程的教材，还可作为 新一代信息技术研究人员的 入门参考书。

桂小林，博士，教授，博士生导师，曾任西安交通大学电信学院副院长，现任计算机国家教学示范中心主任，陕西省计算机网络重点实验室主任。荣获教育部新世纪优秀人才，陕西省三秦人才，王宽诚育才奖，宝钢优秀教师奖，陕西省教学名师奖。目前担任教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会秘书长，教育部教学信息化与教学方法创新指导委员会委员，教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会物联网工程专业研究专家组委员，全国高校人工智能与大数据创新联盟副理事长，CPEC联合会副理事长，信息技术新工科联盟物联网工委主任，中国工程教育认证专家。 主要研究方向包括边云协同计算、网络与信息安全、物联网与大数据理论等。主持各类科研项目40余项，发表SCI论文70余篇，授权发明专利30余项，出版著作2部、教材9部。荣获国家级教学成果一等奖1项，省教学成果3项，省部科学技术奖3项。

第1章 计算系统的基本原理 1.1 计算系统的发展 1.1.1 单计算机系统 1.1.2 多计算机系统 1.2 单计算机系统模型 1.2.1 图灵机模型 1.2.2 冯·诺依曼体系 1.2.3 量子计算体系 1.3 单计算机系统的组成 1.3.1 计算机硬件 1.3.2 计算机软件 1.4 信息的数字化编码 1.4.1 计算机的数制 1.4.2 进制数的转换 1.4.3 字符编码 1.4.4 字形编码 1.4.5 语音和图像编码 1.5 计算机的基本运算 1.5.1 计算机的逻辑运算 1.5.2 计算机的算术运算 1.6 本章小结 习题1 第2章 Python程序设计初步 2.1 指令与程序 2.1.1 指令与指令系统 2.1.2 程序与程序语言 2.2 程序语言与编程环境 2.2.1 程序语言的选择 2.2.2 Python编程环境 2.3 Python程序设计初步 2.3.1 公式与雨数计算 2.3.2 Python程序的组成 2.3.3 Python的标识符与保留字 2.3.4 Python的缩进与跨行 2.3.5 Python的数据类型简介 2.3.6 Python的运算符及优先级 2.3.7 Python控制台输入输出 2.3.8 Python程序的复合语句 2.4 Python的组合数据类型 2.4.1 字符串 2.4.2 列表 2.4.3 元组 2.4.4 字典和集合 2.5 Python的函数与文件 2.5.1 函数和模块 2.5.2 文件输入输出 2.6 Python的错误与异常 2.7 本章小结 习题 第3章 计算思维与问题求解