正版新书]计算思维导论 第2版万珊珊 吕橙 郭志强 李敏杰 张昱9

目    录<br />前言<br />章  绪论  1<br />1.1  思维  1<br />1.1.1  思维的定义  1<br />1.1.2  科学和科学研究  2<br />1.1.3  从科学思维到计算思维  2<br />1.1.4  从计算机科学到计算思维  3<br />1.2  计算的概念  3<br />1.2.1  什么是计算  3<br />1.2.2  普适计算与计算无所不在  4<br />1.3  计算思维概述  4<br />1.3.1  计算思维的概念  4<br />1.3.2  计算思维的本质  5<br />1.3.3  计算思维的特征  7<br />1.3.4  身边的计算思维  7<br />1.4  计算工具与计算机  8<br />1.4.1  计算机的产生  8<br />1.4.2  计算机的分代与分类  12<br />1.4.3  计算机在中国的发展  14<br />1.4.4  计算机的局限  16<br />1.4.5  计算机的应用  16<br />1.4.6  未来计算机的发展趋势  18<br />习题  20<br />第2章  计算基础  21<br />2.1  数据、信息与知识  21<br />2.1.1  数据  21<br />2.1.2  信息  22<br />2.1.3  知识  22<br />2.2  数制  <br />2.2.1  数制的概念  <br />2.2.2  二进制  24<br />2..  数制的转换  25<br />.  数据的存储组织形式  26<br />..1  数据的组织形式  26<br />..2  计算机中的数据运算  27<br />2.4  数据在计算机中的表示形式  31<br />2.4.1  计算机中数值型数据的表示  31<br />2.4.2  西文字符在计算机中的表示  35<br />2.4.3  中文字符在计算机中的表示  36<br />2.4.4  声音信息和图像信息的表示  39<br />习题  43<br />第3章  计算平台  45<br />3.1  计算机硬件系统概述  45<br />3.1.1  计算机系统构成  45<br />3.1.2  冯·诺依曼计算机的基本组成  46<br />3.2  计算机基本工作原理  47<br />3.2.1  指令和指令系统  47<br />3.2.2  程序的执行过程  48<br />3.3  微型计算机硬件组成  49<br />3.3.1  微型计算机的主要能指标  49<br />3.3.2  主板  49<br />3.3.3  中央处理器  54<br />3.3.4  存储器  56<br />3.3.5  输入/输出设备  64<br />3.4  计算机软件系统  68<br />3.4.1  系统软件和应用软件  68<br />3.4.2  本地软件和在线软件  68<br />3.4.3  商业软件、免费软件、自由<br />软件、开源软件  69<br />3.5  操作系统的功能和分类  70<br />3.5.1  操作系统的概念  70<br />3.5.2  操作系统的分类  70<br />3.5.3  操作系统的引导  72<br />3.5.4  操作系统的功能  72<br />习题  77<br />第4章  算法及程序设计  79<br />4.1  算法和算法描述  79<br />4.1.1  算法的概念  79<br />4.1.2  算法的特征  80<br />4.1.3  常量和变量  80<br />4.1.4  程序设计的三大结构  80<br />4.1.5  算法的描述  81<br />4.1.6  算法复杂度分析  90<br />4.2  经典算法  91<br />4.2.1  枚举法  91<br />4.2.2  递推法  92<br />4..  递归法  94<br />4.2.4  迭代法  95<br />4.2.5  查找算法  96<br />4.2.6  排序算法  98<br />4.2.7  分治法  102<br />4.2.8  动态规划  103<br />4.2.9  贪心算法  104<br />4.2.10  回溯法  105<br />4.3  Raptor流程图  106<br />4.3.1  Raptor编程环境  106<br />4.3.2  Raptor功能介绍  107<br />4.3.3  Raptor算法描述示例  109<br />4.4  Python语言程序设计  111<br />4.4.1  Python编程环境  111<br />4.4.2  Python基本语法  112<br />4.4.3  Python基本数据结构  116<br />4.4.4  函数  128<br />4.4.5  模块  128<br />习题  139<br />第5章  计算机网络基础  141<br />5.1  计算机网络概述  141<br />5.1.1  计算机网络的定义和功能  141<br />5.1.2  计算机网络的形成和发展  142<br />5.1.3  计算机网络的组成  143<br />5.1.4  计算机网络的分类  144<br />5.2  计算机网络技术  149<br />5.2.1  计算机网络的体系结构  149<br />5.2.2  网络通信和互联设备  152<br />5..  网络传输介质  155<br />5.2.4  网络地址和域名  157<br />5.3  计算机网络的基本服务和应用  159<br />5.3.1  WWW服务  159<br />5.3.2  邮件服务  160<br />5.3.3  DNS服务  161<br />5.3.4  DHCP服务  161<br />5.3.5  文件传输服务  161<br />5.3.6  远程登录服务  162<br />5.3.7  信息检索服务  162<br />5.3.8  社交平台  163<br />5.3.9  即时通信  164<br />5.3.10  视频会议  164<br />5.4  网络互联  164<br />5.4.1  因特网  164<br />5.4.2  计算机局域网  168<br />5.4.3  无线局域网  169<br />5.5  网络安全及防护  173<br />5.5.1  网络安全  173<br />5.5.2  网络安全面临的威胁  173<br />5.5.3  网络安全技术  177<br />5.6  常用网络组网实例  183<br />5.6.1  局域网组网实例  183<br />5.6.2  无线局域网组网实例  187<br />习题  190<br />第6章  数据库技术基础  192<br />6.1  数据管理技术的发展  192<br />6.1.1  人工管理阶段  192<br />6.1.2  文件系统阶段  193<br />6.1.3  数据库系统阶段  194<br />6.2  数据库系统的设计方法  194<br />6.2.1  基本概念  194<br />6.2.2  概念模型  195<br />6..  关系模型  198<br />6.3  MySL数据库管理系统  204<br />6.3.1  查看MySL数据库  204<br />6.3.2  MySL数据库的建立和维护  206<br />6.3.3  在Navicat中创建查询  213<br />6.3.4  SL语句查询  214<br />6.3.5  创建视图  226<br />6.3.6  使用Navicat导出/导入<br />数据库文件  228<br />6.3.7  使用Python连接MySL<br />数据库  0<br />习题  1<br />第7章  逻辑思维与逻辑推理  2<br />7.1  逻辑学与逻辑思维  2<br />7.1.1  逻辑学与逻辑思维的基本<br />概念  2<br />7.1.2  逻辑思维的特征  <br />7.1.3  数理逻辑  4<br />7.2  命题与命题判断  4<br />7.2.1  命题的概念  4<br />7.2.2  命题的类型  5<br />7..  命题的判断方法  5<br />7.3  命题符号化与联结词  <br />7.3.1  命题符号化  <br />7.3.2  联结词  <br />7.4  真值表与等值演算  <br />7.4.1  构建真值表  <br />7.4.2  等值演算  241<br />7.4.3  主析取范式与主合取范式  242<br />7.5  逻辑推理  245<br />习题  249<br />第8章  数据挖掘基础  251<br />8.1  数据挖掘概述  251<br />8.1.1  数据挖掘的产生背景  251<br />8.1.2  数据挖掘的定义  253<br />8.1.3  数据挖掘的步骤与面临的主要<br />问题  254<br />8.2  数据采集  256<br />8.2.1  数据类型与数据来源  256<br />8.2.2  数据采集方法  258<br />8.3  数据探索  259<br />8.3.1  分布分析  259<br />8.3.2  统计分析  260<br />8.3.3  相关分析  262<br />8.3.4  贡献度分析  262<br />8.4  数据预处理  263<br />8.4.1  数据清洗  263<br />8.4.2  数据集成  267<br />8.4.3  数据变换  268<br />8.4.4  数据归约  269<br />8.5  机器学习  271<br />8.5.1  机器学习的概念  271<br />8.5.2  分类  272<br />8.5.3  预测  278<br />8.5.4  聚类  279<br />8.5.5  关联规则  284<br />8.6  深度学习  287<br />8.6.1  人工神经网络  287<br />8.6.2  单层神经网络  290<br />8.6.3  两层神经网络  294<br />8.6.4  多层神经网络  294<br />8.6.5  卷积神经网络  295<br />8.6.6  循环神经网络  297<br />8.6.7  长短期记忆神经网络  298<br />习题  300<br />第9章  计算机新技术  301<br />9.1  非冯·诺依曼计算机  301<br />9.1.1  量子计算机  301<br />9.1.2  光子计算机  304<br />9.1.3  生物计算机  305<br />9.2  大数据技术  305<br />9.2.1  大数据的概念与特点  305<br />9.2.2  大数据的度量  306<br />9..  大数据生态圈  307<br />9.2.4  大数据的典型应用  309<br />9.2.5  大数据的发展趋势  310<br />9.3  人工智能  311<br />9.3.1  人工智能的发展  311<br />9.3.2  人工智能的主要研究领域  312<br />9.3.3  人工智能的主实技术  314<br />9.3.4  人工智能的典型应用  314<br />9.3.5  ChatGPT  316<br />9.4  BIM  316<br />9.4.1  BIM概述及其意义  317<br />9.4.2  BIM的代表软件  317<br />9.4.3  BIM的应用案例  318<br />9.4.4  数字孪生  320<br />9.5  计算机新技术  321<br />9.5.1  云计算  321<br />9.5.2  物联网  321<br />9.5.3  智能建造  324<br />9.5.4  VR、AR和MR  325<br />9.5.5  元宇宙  327<br />习题  328<br />参考文献  329

本书针对普通院校非计算机专业学生的特点和定位，从培养学生建立计算思维理论体系、促进计算思维与各专业思维叉融的角度出发，阐述计算思维的本质，以知识、价值塑造、学科渗透、专业融入和思维拓展为目的，使学生具备扎实的计算机学科认知，能够高效地获取、管理和分析数据，形成计算思维与工程思维、数学思维、逻辑思维和人工智能思维融合的复合型思维，具备对专业问题和复杂问题进行综合分析、准确判断、科学决策、和主动创新的能力。本书编著团队教授的“计算思维导论”课程荣获北京高校课程思政示范课程、北京高校“优质课程”，编写的教材获得北京高校“优质教材”。为了便于教师使用本教材和方便学生学习，本书配有教案和实验指导书等教学资料，供师生使用。