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内容大纲
本书是国家级一流本科课程“计算机导论”指定教材，以专业导学为目标，培养学生“知识、能力、素质、方法、思维、职业”六个维度的专业认知，为后续计算机专业课程的学习和综合专业素质的培养打下基础。本书内容包括计算机原理、数据处理、算法与软件、自动控制、多媒体技术和计算机发展史等专业基础知识，以及大数据、云计算和人工智能等前沿技术。每章内容都是通过问题和案例切人，引出原理性知识的学习、计算思维的启迪和前沿问题的思考，使学生能够掌握相关知识，解释概念，简述原理，分析问题，以适应未来的专业学习；同时激发学生的专业兴趣，引导学生逐步形成发现问题、分析问题和解决问题的思维方式，造就自己成为合格的计算机专业人才。
本书适合作为高等学校计算机相关专业的“计算机导论”课程或新生研讨课的教材，也可作为其他专业的学生学习计算机基础知识的参考用书。 -
作者介绍
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目录
第1章 计算机如何工作
1.1 什么是电子计算机
1.2 怎样把字符输入计算机
1.2.1 典型的输入设备是怎样工作的
1.2.2 还有哪些输入设备
1.3 计算机如何记录和保存代码
1.3.1 什么是编码字符集标准
1.3.2 为什么要把代码保存起来
1.4 计算机如何读懂程序
1.4.1 什么是指令和指令集
1.4.2 怎样让高级语言程序变成机器指令
1.5 计算机如何执行程序
1.5.1 机器如何转变成大脑
1.5.2 机器的大脑如何记忆
1.5.3 计算机的大脑有什么样的结构
1.5.4 什么是CPU的心率
1.5.5 操作系统如何助力程序执行
1.5.6 内存中怎样存放指令和数据
1.5.7 一个简单的程序是如何一步步执行的
1.5.8 怎样提高计算机的速度
1.6 计算机如何显示结果
1.6.1 print语句究竟都做了什么
1.6.2 屏幕上的字形是如何显示出来的
1.6.3 还有哪些输出设备
1.7 什么是计算机系统
1.8 计算机有哪些常用概念
研讨问题
第2章 计算机如何记算
2.1 计算机如何表示数据
2.1.1 什么是模拟数据和数字数据
2.1.2 人们都想到哪些记数的方法
2.2 计算机如何实现算术运算
2.2.1 什么是布尔代数
2.2.2 怎样用开关电路实现逻辑运算
2.2.3 逻辑电路真的能做加法吗
2.2.4 怎样用晶体管构建逻辑电路
2.3 计算机如何记住数据
2.3.1 怎样做出一个磁芯存储器
2.3.2 怎样做一个半导体存储器
2.3.3 计算机会用到哪些存储器
2.4 计算机如何存放数据
2.4.1 什么是字和字节
2.4.2 为什么要用十六进制数
2.5 计算机为什么需要数据类型
2.5.1 什么是数据类型
2.5.2 数据量的单位和量纲有哪些
2.6 计算机如何找到并读取数据
2.6.1 如何实现内存数据的访问
2.6.2 数据为什么需要索引
2.7 计算机怎样有效地管理数据
2.7.1 怎样保存销售数据
2.7.2 数据库管理系统有什么作用
2.8 数据怎样让计算机变得聪明
2.8.1 什么是数据挖掘
2.8.2 大数据带来了什么改变
2.9 计算机的存储技术是怎样发展的
研讨问题
第3章 如何让计算机具有智慧
3.1 计算机博弈有哪些重要的里程碑
3.2 怎样写一个最简单的五子棋弈棋程序
3.3 关于算法我们需要了解哪些
3.3.1 什么是算法
3.3.2 如何判断算法的好坏
3.4 如何设计一个聪明的弈棋程序
3.4.1 如何交手三子棋
3.4.2 如何分析一棵博弈树
3.4.3 如何认识算法的复杂度
3.5 如何改进博弈树搜索算法
3.5.1 什么是博弈树的剪枝
3.5.2 计算机如何赢得国际象棋
3.6 神经网络是怎样工作的
3.6.1 人脑有什么样的结构
3.6.2 神经网络的原理是什么
3.6.3 怎样构建一个简单的神经网络
3.6.4 神经网络和人工智能有什么关系
3.7 神经网络怎样下棋
3.8 怎样判断机器是否具有智能
3.9 人工智能有哪些发展
3.9.1 规则和推理如何带来智能
3.9.2 机器学习如何带来智能
3.9.3 人工智能带给了我们哪些烦恼
研讨问题
第4章 计算机如何改变外部世界
4.1 计算机如何感知信息
4.1.1 传感器有什么作用
4.1.2 模拟信号怎样转换为数字信号
4.2 传感器的数据如何传送给计算机
4.3 什么是控制和反馈
4.4 计算机是一个自动控制系统吗
4.4.1 图灵机是什么
4.4.2 什么是有限状态自动机
4.5 汽车里的计算机有什么特点
4.5.1 怎样从系统的角度认识计算机
4.5.2 有哪些专用计算机系统
4.6 计算机如何识别障碍物
4.7 自动驾驶需要哪些计算技术
研讨问题
第5章 计算机如何通信
5.1 数字信号是怎样传送的
5.1.1 无线通信是怎样出现的
5.1.2 模拟信号如何传送数字信号
5.2 怎样构建一个简单的网络
5.3 计算机网络能做什么
5.4 计算机网络有哪些种类
5.4.1 有哪几种计算机网络的拓扑结构
5.4.2 不同的计算机网络覆盖范围有多大
5.5 在网络中如何找到对方
5.6 计算机网络中如何传送数据
5.7 以太网是怎样工作的
5.8 常见的网络设备都起什么作用
5.8.1 集线器有什么作用
5.8.2 路由器有什么作用
5.8.3 交换机有什么作用
5.9 什么是互联网
5.10 为什么网络安全非常重要
5.10.1 什么是计算机病毒
5.10.2 什么是特洛伊木马
5.10.3 怎样保证网络安全
5.11 网络中怎样建立可信的关系
5.11.1 怎样让“该看的人看到该看的东西”
5.11.2 怎样证明“这是我说的话”
5.11.3 怎样证明“我是我”
5.11.4 怎样证明“那是我做的事”
5.11.5 量子通信为什么安全性高
5.12 共享单车都用到了什么网络技术
研讨问题
第6章 计算机如何创造虚拟时空
6.1 计算机如何表示文字
6.1.1 如何给文字编码
6.1.2 怎样高效输入中文
6.1.3 怎样描述字形
6.1.4 自然语言处理有什么作用
6.2 计算机如何表示声音
6.2.1 怎样把模拟的声音数字化
6.2.2 声音的数字化需要什么器件
6.2.3 计算机可对数字声音做哪些处理
6.2.4 什么是MIDI
6.3 计算机如何表示图像
6.3.1 计算机怎样表示色彩
6.3.2 计算机怎样表示位图
6.3.3 计算机怎样表示图形
6.3.4 计算机怎样处理或展现图像
6.4 计算机如何表示影像
6.4.1 影像的动感是如何产生的
6.4.2 怎样减少数字影像的数据量
6.4.3 怎样制作动画
6.4.4 怎样看到立体的影像
6.5 计算机如何融合真实与虚幻
6.5.1 什么是虚拟现实
6.5.2 什么是增强现实
6.5.3 增强现实有哪些应用
6.6 计算机如何寻找信息
6.6.1 数据和信息有什么区别
6.6.2 为什么需要信息提取
6.6.3 如何检索多媒体内容
6.7 我们应该如何面对元宇宙
研讨问题
第7章 计算机如何从过去走向未来
7.1 机械也能计算吗
7.2 第一台电子计算机是哪个
7.3 电子计算机经过了几代发展
7.3.1 什么是第一代电子计算机
7.3.2 什么是第二代电子计算机
7.3.3 什么是第三代电子计算机
7.3.4 什么是第四代电子计算机
7.3.5 新一代的电子计算机将会是怎样的
7.4 现代计算机有哪些发展
7.4.1 如何让计算机并行工作
7.4.2 超级计算机的现状是怎样的
7.4.3 计算机如何向微型化方向发展
7.4.4 未来的计算机会怎样发展
7.5 软件是怎样发展的
7.5.1 计算机编程语言经过了怎样的变化
7.5.2 怎样提高软件的生产能力
7.5.3 存在哪些种类的软件
7.6 我国的计算机事业是怎样起步的
7.7 什么是信息技术产业
7.8 我们未来能做什么
研讨问题
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