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内容大纲
本书着重在新工科背景下为所有工科计算机及非计算机专业的本科新生提供完整的计算机科学思维框架，以Python高级程序设计语言作为线索，简化计算机领域中的各个分支为模型，使用Python语言进行简易实现。
全书共8章，第1章从计算思维的角度概述计算机学科的整体脉络；第2章着重介绍计算机中对于数据和信息的编码原理；第3章对基础的Python语法做出介绍；第4章主要描述使用计算机解决问题的各类经典算法思想；第5章从底层出发介绍计算机的硬件系统和软件系统；第6章介绍计算机网络及网络安全；第7章介绍数据库系统；第8章对新时代下的计算机新技术——人工智能进行发散式介绍。本书还提供了大量应用实例，每章后均附有习题。
本书适用于高等院校工科专业本科一年级的相关课程，也可供教学工作人员设计本科实践课程时参考。 -
作者介绍
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目录
第1章 计算概论
1.1 计算的概念
1.1.1 计算与自动计算
1.1.2 算法
1.2 计算机编程
1.2.1 什么是程序
1.2.2 程序设计语言
1.2.3 编程解决问题举例
1.3 计算机系统
1.3.1 计算机硬件系统
1.3.2 计算机软件系统
1.3.3 计算机操作系统
1.3.4 计算机系统层次
1.4 计算模型
1.4.1 可计算性
1.4.2 计算复杂性
1.4.3 图灵机模型
1.5 计算思维与计算机问题求解
1.5.1 计算思维
1.5.2 问题描述与抽象
1.5.3 基于计算机的问题求解方法
1.6 本章小结
1.7 习题
第2章 计算机中的信息编码
2.1 进制
2.1.1 进制的概念
2.1.2 二进制与十进制
2.1.3 八进制与十六进制
2.2 计算机的数值表示
2.2.1 计算机码制
2.2.2 计算机中的小数表示
2.3 计算机的逻辑运算
2.3.1 二进制的四则运算
2.3.2 二进制的数字电路
2.3.3 半加器与全加器
2.4 非数值信息的数字化
2.4.1 字符的数字化
2.4.2 声音的数字化
2.4.3 图像的数字化
2.5 人工智能中的数据表示
2.6 本章小结
2.7 习题
第3章 Python编程基础
3.1 引言
3.2 Python安装与运行
3.3 Python基本元素
3.3.1 数值类型
3.3.2 运算符与表达式
3.3.3 常量与变量
3.3.4 字符串与输入输出
3.4 Python序列
3.4.1 列表
3.4.2 元组
3.4.3 字典与集合
3.5 控制语句
3.5.1 条件表达式
3.5.2 分支结构
3.5.3 循环结构
3.6 函数
3.6.1 函数的定义与调用
3.6.2 参数的传递方式
3.6.3 变量的作用域
3.7 模块的使用
3.8 面向对象基础
3.8.1 类的定义与实例化
3.8.2 类的继承
3.8.3 综合示例
3.9 本章小结
3.10 习题
第4章 算法
4.1 算法的概念
4.1.1 算法的概念及特征
4.1.2 算法的描述
4.2 算法设计思想
4.2.1 穷举思想
4.2.2 递归思想
4.2.3 贪心思想
4.2.4 动态规划思想
4.2.5 典型实际问题及其他算法思想
4.3 算法的评价与分析
4.3.1 算法的评价标准
4.3.2 难解问题初探
4.4 本章小结
4.5 习题
第5章 计算机系统
5.1 概述
5.1.1 计算机的基本组成
5.1.2 计算机的工作原理
5.2 计算机硬件子系统
5.2.1 中央处理器
5.2.2 主存储器
5.2.3 辅助存储器
5.2.4 总线
5.2.5 接口
5.2.6 I/O设备
5.3 计算机软件子系统
5.3.1 计算机操作系统的形成与发展
5.3.2 操作系统的特征
5.4 计算机操作系统功能
5.4.1 处理器管理功能
5.4.2 存储器管理功能
5.4.3 设备管理功能
5.4.4 文件管理功能
5.5 常用计算机操作系统
5.5.1 磁盘操作系统
5.5.2 Windows操作系统
5.5.3 UNIX操作系统
5.5.4 Linux操作系统
5.6 云操作系统
5.6.1 云操作系统的基本组成
5.6.2 云操作系统特征
5.6.3 云操作系统实例
5.7 人工智能操作系统
5.8 GPU新发展
5.9 本章小结
5.10 习题
第6章 计算机网络及其应用
6.1 计算机网络基础
6.1.1 计算机网络的定义及特点
6.1.2 计算机网络的发展历史
6.1.3 计算机网络的分类
6.1.4 计算机网络体系结构与协议
6.2 Internet基础
6.2.1 Internet概述
6.2.2 TCP/IP
6.3 Internet应用
6.3.1 万维网
6.3.2 电子邮件
6.3.3 文件传输
6.4 无线网络
6.4.1 无线网络概述
6.4.2 无线网络的分类
6.5 物联网
6.5.1 物联网概述
6.5.2 物联网发展历史
6.5.3 物联网体系架构
6.5.4 物联网应用
6.6 网络安全
6.6.1 网络信息安全概述
6.6.2 网络安全的基本要素
6.6.3 网络系统脆弱的原因
6.6.4 信息安全的发展历程
6.6.5 网络安全所涉及的内容
6.6.6 信息安全的职业道德
6.7 本章小结
6.8 习题
第7章 数据库系统与数据分析
7.1 数据库及数据库管理系统的基本概念
7.1.1 数据库技术的产生和发展
7.1.2 数据库系统的组成
7.1.3 数据库管理系统的功能及特点
7.1.4 MySQL简介
7.2 数据库方法及关系数据库标准语言SQL
7.2.1 数据模型
7.2.2 关系数据库
7.2.3 关系数据库标准语言——SQL
7.3 数据库领域的新技术
7.3.1 分布式数据库
7.3.2 数据仓库与数据挖掘技术
7.3.3 大数据技术
7.4 Python程序设计示例
7.4.1 Python数据库程序设计示例
7.4.2 Python数据挖掘程序设计示例
7.4.3 Python大数据分析程序设计示例
7.5 本章小结
7.6 习题
第8章 探秘人工智能
8.1 人工智能
8.1.1 人工智能的发展类型
8.1.2 人工智能的发展历史
8.1.3 人工智能的应用领域
8.1.4 人工智能的发展趋势
8.2 人工智能与半导体
8.2.1 半导体技术与发展
8.2.2 人工智能芯片与硬件加速器
8.2.3 人工智能芯片在边缘计算中的应用
8.3 人工智能与云计算
8.3.1 云计算的基础与概念
8.3.2 云计算与人工智能的结合
8.3.3 人工智能在云计算中的应用
8.4 人工智能与区块链
8.4.1 区块链的基础与概念
8.4.2 区块链与人工智能的融合
8.4.3 数据隐私与安全性
8.5 人工智能与大数据
8.5.1 大数据的基础与概念
8.5.2 人工智能与大数据分析
8.5.3 大数据在人工智能中的应用
8.5.4 数据挖掘与机器学习
8.6 人工智能与量子计算
8.6.1 量子计算的基础
8.6.2 量子计算机的发展历程
8.6.3 量子计算和人工智能
8.6.4 人工智能与量子计算的前沿研究
8.7 本章小结
8.8 习题
参考文献
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