本书兼顾计算机科学基础知识和计算思维，以计算思维能力培养为主线，串联信息表示、计算机系统、操作系统、网络、多媒体技术、科学计算及新方向等内容，选择Python作为计算实践的语言，内容偏重于如何将计算思维应用于计算机科学等领域以解决问题。实践内容将在授课内容的基础上进行拓展，并要求运用Python及相关的配套库进行问题求解练习。希望通过应用问题求解的学习和实践，培养读者在理解计算机系统的基础上，主动在各自专业学习中利用计算思维的方法和技能，进行问题求解的能力和习惯。学完本书后，希望读者能动手解决具有一定难度的实际问题。 本书适合作为高等学校计算机基础课程的教材，也可作为计算机培训、计算机等级考试和计算机初学者的参考书。本书可与《大学计算机基础实验教程（第2版）》配合使用。

目录
大学计算机基础(第3版)第1章计算与社会1
1.1计算概论1
1.2计算装置发展简史4
1.2.1机械式计算装置4
1.2.2图灵机和图灵7
1.2.3现代电子计算机10
1.2.4计算机的发展趋势12
1.3计算技术的应用14
1.4信息化社会与人19
1.5计算思维概论21
1.6小结23
1.7习题23<br />目录<br />大学计算机基础(第3版)第1章计算与社会1<br />1.1计算概论1<br />1.2计算装置发展简史4<br />1.2.1机械式计算装置4<br />1.2.2图灵机和图灵7<br />1.2.3现代电子计算机10<br />1.2.4计算机的发展趋势12<br />1.3计算技术的应用14<br />1.4信息化社会与人19<br />1.5计算思维概论21<br />1.6小结23<br />1.7习题23<br />第2章Python简介25<br />2.1引言25<br />2.2Python基本元素26<br />2.2.1对象、表达式和数值类型27<br />2.2.2变量和赋值28<br />2.2.3str类型与输入29<br />2.3内置数据结构31<br />2.3.1列表31<br />2.3.2元组33<br />2.3.3字典34<br />2.4控制语句35<br />2.4.1分支语句35<br />2.4.2循环36<br />2.5函数37<br />2.6使用模块40<br />2.7面向对象基础41<br />2.8Python编程示例——打印月历45<br />2.9小结49<br />2.10习题49<br />大学计算机基础(第3版)目录第3章计算思维52<br />3.1概述53<br />3.2逻辑思维与算法思维56<br />3.2.1逻辑思维56<br />3.2.2算法思维59<br />3.2.3小结61<br />3.3问题求解策略62<br />3.3.1基本步骤62<br />3.3.2分解法63<br />3.3.3模式与归纳65<br />3.3.4小结68<br />3.4抽象与建模68<br />3.4.1抽象68<br />3.4.2建模71<br />3.5评价解决方案74<br />3.5.1解是否正确74<br />3.5.2解的效率如何76<br />3.5.3小结77<br />3.6算法、数据结构与程序78<br />3.6.1算法设计常用策略78<br />3.6.2算法的描述79<br />3.6.3算法示例81<br />3.6.4数据结构86<br />3.6.5程序设计语言87<br />3.7“捉狐狸”问题求解示例90<br />3.8小结94<br />3.9习题94<br />第4章信息、编码及数据表示96<br />4.1信息论基础96<br />4.2编码及其解释99<br />4.3数值的数字化103<br />4.4计算机数值表示105<br />4.4.1计算机码制105<br />4.4.2定点数和浮点数108<br />4.5字符的数字化110<br />4.5.1汉字编码111<br />4.5.2Unicode码112<br />4.6声音的数字化113<br />4.7图像的数字化115<br />4.8信息处理示例119<br />4.8.1数据压缩示例及Python实现119<br />4.8.2生成图像验证码及Python实现122<br />4.8.3Python绘制分形图形123<br />4.9小结126<br />4.10习题126<br />第5章计算机系统130<br />5.1概述131<br />5.2计算机硬件系统133<br />5.2.1**处理器134<br />5.2.2存储系统138<br />5.2.3总线141<br />5.2.4输入输出系统142<br />5.3操作系统143<br />5.3.1概述144<br />5.3.2进程管理145<br />5.3.3存储管理149<br />5.3.4文件管理150<br />5.3.5设备管理152<br />5.3.6用户接口153<br />5.3.7操作系统的加载155<br />5.4Python构建冯·诺依曼体系结构模拟器156<br />5.5利用Python使用操作系统159<br />5.5.1利用Python查看进程信息159<br />5.5.2利用Python查看系统存储信息161<br />5.5.3Python文件操作163<br />5.6小结165<br />5.7习题165<br />第6章计算机网络及应用168<br />6.1计算机网络基础168<br />6.1.1计算机网络的发展历史169<br />6.1.2计算机网络的分类171<br />6.1.3计算机网络体系结构与协议172<br />6.1.4计算机网络传输介质及设备177<br />6.2Internet基础179<br />6.2.1Internet概述179<br />6.2.2TCP/IP协议182<br />6.2.3Python TCP/IP网络编程186<br />6.3Internet应用190<br />6.3.1万维网190<br />6.3.2电子邮件192<br />6.3.3文件传输194<br />6.3.4搜索引擎196<br />6.3.5Python编程示例196<br />6.4无线网络198<br />6.5物联网201<br />6.6小结202<br />6.7习题203<br />第7章数据库技术应用基础204<br />7.1概述204<br />7.1.1数据管理发展简史206<br />7.1.2数据库的基本概念206<br />7.1.3数据库技术管理数据的主要特征208<br />7.1.4数据库的应用209<br />7.2数据模型211<br />7.2.1概念模型212<br />7.2.2逻辑模型216<br />7.2.3ER模型到关系模型的转化221<br />7.3数据库管理系统222<br />7.3.1数据库管理系统的功能222<br />7.3.2常见数据库管理系统软件223<br />7.4Python数据库程序设计示例225<br />7.5Python数据分析示例226<br />7.6小结231<br />7.7习题232<br />第8章科学计算233<br />8.1泰勒级数234<br />8.1.1泰勒级数的主项234<br />8.1.2余项及误差236<br />8.2插值及拟合238<br />8.2.1拉格朗日插值238<br />8.2.2牛顿插值239<br />8.2.3埃尔米特插值241<br />8.2.4函数拟合242<br />8.3数值微积分244<br />8.3.1数值微分244<br />8.3.2数值积分247<br />8.4非线性方程数值解249<br />8.4.1二分法求根249<br />8.4.2函数迭代法求根250<br />8.4.3牛顿迭代法求根251<br />8.5线性方程组求解252<br />8.5.1直接法求解252<br />8.5.2迭代法求解255<br />8.6符号计算257<br />8.7小结262<br />8.8习题262<br />第9章计算机发展新技术264<br />9.1高性能计算265<br />9.1.1高性能计算的含义及意义265<br />9.1.2高性能计算的关键技术266<br />9.1.3高性能计算的典型应用270<br />9.1.4高性能计算的发展挑战270<br />9.1.5Python高性能编程——计算π272<br />9.2云计算与大数据274<br />9.2.1云计算274<br />9.2.2大数据276<br />9.3人工智能278<br />9.3.1人工智能的基本概念与发展历程278<br />9.3.2搜索280<br />9.3.3知识表示与推理281<br />9.3.4机器学习283<br />9.3.5智能控制285<br />9.3.6Python机器学习示例——预测外卖配送时间286<br />9.4新型计算技术289<br />9.4.1量子计算289<br />9.4.2光计算290<br />9.4.3生物计算291<br />9.5小结292<br />9.6习题292<br />参考文献294显示全部信息前 言
前言
大学计算机基础(第3版)人要成功融入社会所**的思维能力,是由其所处时代能够获得的工具决定的。计算机是信息社会的**工具之一,如何有效利用计算机分析和解决问题,将与阅读、写作和算术一样,成为 21 世纪每个人的基本技能,而不仅仅属于计算机专业人员。计算机正在对人们的生活、工作,甚至思维产生深刻的影响。
“大学计算机基础”是大学本科教育的**门计算机公共基础课程,它的改革越来越受到人们的关注。本课程的主要目的是从使用计算机、理解计算机系统和计算思维3个方面培养学生的计算机应用能力。从2008年开始,以“计算思维”的培养为主线开展计算科学通识教育,逐渐成为国内外计算机基础教育界的共识。<br />前言<br />大学计算机基础(第3版)人要成功融入社会所**的思维能力,是由其所处时代能够获得的工具决定的。计算机是信息社会的**工具之一,如何有效利用计算机分析和解决问题,将与阅读、写作和算术一样,成为 21 世纪每个人的基本技能,而不仅仅属于计算机专业人员。计算机正在对人们的生活、工作,甚至思维产生深刻的影响。 <br />“大学计算机基础”是大学本科教育的**门计算机公共基础课程,它的改革越来越受到人们的关注。本课程的主要目的是从使用计算机、理解计算机系统和计算思维3个方面培养学生的计算机应用能力。从2008年开始,以“计算思维”的培养为主线开展计算科学通识教育,逐渐成为国内外计算机基础教育界的共识。<br />基于这种认识,第2版教材进行了较大幅度的修改,增加了计算思维所占的比重。指导思想是兼顾计算机基础知识和计算思维,选择Python作为实践语言,将信息表示与处理、计算机系统、网络、数据库、多媒体等知识既作为教学内容,又作为计算思维求解问题的研究对象,加以实践,教材内容更偏重于如何将计算思维应用于各领域求解问题。*终,通过这种问题求解的学习和实践,希望学生在理解计算机基础知识的同时,能主动在各自专业学习中利用计算思维的方法和技能,进行问题求解,能动手解决具有一定难度的实际问题。<br />经过一年的实践,综合各方面的反馈,对第2版教材进行了改版。<br />(1) 对计算思维的内容进行了重新梳理,在第2版中将计算思维、计算机问题求解的内容统一到计算思维的几个核心概念下。<br />(2) 对Python基础知识进行了重新组织,更新了案例。<br />(3) 将原来分布在两章的计算机硬件系统与操作系统合并成为一章,连贯性更好。<br />(4) 合并了信息表示和多媒体技术基础,从信息角度,把字符、数值、图像、声音等同等对待和处理。<br />(5) 新增了一章科学计算的内容,以体现Computing in Science的理念,即结合高等数学和计算思维,使学生在大学入学之初就能解决现实世界复杂规模的问题。<br />第3版教材包含9章内容,大致可分为如下部分: 计算与社会(第1章);Python简介(第2章);计算思维(第3章);信息、编码及数据表示(第4章);计算机系统、计算机网络及应用,数据库技术应用基础(第5、6、7章);科学计算(第8章);以及计算机发展新技术(第9章)。<br />本书内容涉及计算机专业多门课程的知识,概念庞杂,术语繁多。表面上看,章与章之间的联系松散。对于初学者来说,学好这门课程不容易,融会贯通就更加困难了。如何把握全书的脉络?建议以 “信息表示和信息处理”“计算思维与计算机问题求解”作为理解章节内容联系的两条主要线索。<br />计算机系统是信息处理的工具,而信息处理依赖于某种形式的信息表示。本书中主要介绍了用01符号串表示数值信息、字符信息、声音信息和图像信息的方法。介绍了以文件和数据库形式组织信息的技术。介绍了计算机系统处理信息的工作原理。每一个计算机系统功能都涉及某类或某几类信息,每一个计算机系统功能都可以转换为信息处理过程。读者应该思考: 这些信息是怎样表示的?为什么要使用这种表示方法?计算机系统的功能由哪些信息处理过程组成?这些处理过程包含哪些步骤?处理步骤是如何(自动)实现的?<br />在理解信息表示和信息处理的基础上,学习计算思维,是为了更好地发挥计算机的作用,解决具体问题。读者在学习计算思维时,应该考虑: 以计算机基础知识为研究内容,用计算思维如何思考问题和解决问题?如何类比其他领域的问题?碰到具体问题时,可以思考该问题是否有计算的解?解是什么?如何实现解?如何让计算机帮助求解?<br />同时,这两条线索又是统一的,本书的案例以计算机系统本身作为对象,展示了用计算思维与计算机问题求解来研究计算机系统的方法。为读者将计算思维扩展到其他学科领域做了良好的示范。<br />如果这些问题都明晰了,对融会贯通全书内容有很大帮助。<br />本书适用于计算机专业和非计算机专业一年级新生,不要求有计算机程序设计经验,并且也不是以程序设计为主要内容,而是要求学生专注于理解计算思维求解问题的方法和技能。一些Python语言基础知识的介绍,是帮助读者阅读和理解教材中给出的Python程序。希望读者能在理解的基础上,对这些程序进行小修改,来实践自己的问题求解方法。同时建议与本书配套的《大学计算机基础实验教程(第2版)》配合使用,效果更好。<br />本书的第 1~7章主要由李暾编写或在前两版基础上进行了更新,第8章由刘万伟编写,第9章由陈立前编写。各章案例及新增内容由李暾、毛晓光、刘万伟、周海芳、周竞文等编写。全书由李暾、毛晓光负责统稿。王志英、宁洪、陈怀义、王保恒等教授对本书的编写给予了许多指导,陈立前、周竞文为本书的文字整理和校对做了大量工作。此外,本书还参考了很多文献资料和网络素材,在此一并表示衷心的感谢。 <br />本书的写作集体根据多年的教学实践,在内容的甄选、全书组织形式等方面既借鉴了同类书的成功经验,也做出了自己的努力。但是改进的空间还很大,热切希望广大读者能够予以斧正。<br /><br />编者<br />2018年7月大学计算机基础(第3版)<br /><br />显示全部信息免费在线读第5章第5章计算机系统【学习内容】
本章介绍计算机系统软硬件相关内容,主要知识点如下。
(1) 计算机系统的基本概念及其组成。
(2) 冯·诺依曼体系结构及各部分工作机制。
(3) 操作系统的基本概念及其主要功能。
(4) 计算机软件系统的分类、层次结构及主要功能。
(5) 计算思维在计算机系统中的体现。
(6) 利用操作系统接口编程查看系统状态。
【学习目标】
通过本章的学习,读者应掌握如下内容。
(1) 了解计算机系统的组成,理解系统各部分的作用。
(2) 理解冯·诺依曼体系结构。
(3) 掌握**处理器的工作过程。
(4) 理解存储系统的设计原理、构成和工作原理。
(5) 理解输入输出系统的构成和控制方式,掌握基本术语。
(6) 理解总线结构、工作原理以及评价指标。
(7) 掌握操作系统的角色和基本功能。
(8) 理解进程管理、文件管理、设备管理、用户接口等基本概念。
(9) 掌握操作系统进程管理的基本功能和策略。

目录

大学计算机基础(第3版)第1章计算与社会1

1.1计算概论1

1.2计算装置发展简史4

1.2.1机械式计算装置4

1.2.2图灵机和图灵7

1.2.3现代电子计算机10

1.2.4计算机的发展趋势12

1.3计算技术的应用14

1.4信息化社会与人19

1.5计算思维概论21

1.6小结23

1.7习题23

第2章Python简介25

2.1引言25

2.2Python基本元素26

2.2.1对象、表达式和数值类型27

2.2.2变量和赋值28

2.2.3str类型与输入29

2.3内置数据结构31

2.3.1列表31

2.3.2元组33

2.3.3字典34

2.4控制语句35

2.4.1分支语句35

2.4.2循环36

2.5函数37

2.6使用模块40

2.7面向对象基础41

2.8Python编程示例——打印月历45

2.9小结49

2.10习题49

大学计算机基础(第3版)目录第3章计算思维52

3.1概述53

3.2逻辑思维与算法思维56

3.2.1逻辑思维56

3.2.2算法思维59

3.2.3小结61

3.3问题求解策略62

3.3.1基本步骤62

3.3.2分解法63

3.3.3模式与归纳65

3.3.4小结68

3.4抽象与建模68

3.4.1抽象68

3.4.2建模71

3.5评价解决方案74

3.5.1解是否正确74

3.5.2解的效率如何76

3.5.3小结77

3.6算法、数据结构与程序78

3.6.1算法设计常用策略78

3.6.2算法的描述79

3.6.3算法示例81

3.6.4数据结构86

3.6.5程序设计语言87

3.7“捉狐狸”问题求解示例90

3.8小结94

3.9习题94

第4章信息、编码及数据表示96

4.1信息论基础96

4.2编码及其解释99

4.3数值的数字化103

4.4计算机数值表示105

4.4.1计算机码制105

4.4.2定点数和浮点数108

4.5字符的数字化110

4.5.1汉字编码111

4.5.2Ｕｎｉｃｏｄｅ码112

4.6声音的数字化113

4.7图像的数字化115

4.8信息处理示例119

4.8.1数据压缩示例及Python实现119

4.8.2生成图像验证码及Python实现122

4.8.3Python绘制分形图形123

4.9小结126

4.10习题126

第5章计算机系统130

5.1概述131

5.2计算机硬件系统133

5.2.1**处理器134

5.2.2存储系统138

5.2.3总线141

5.2.4输入输出系统142

5.3操作系统143

5.3.1概述144

5.3.2进程管理145

5.3.3存储管理149

5.3.4文件管理150

5.3.5设备管理152

5.3.6用户接口153

5.3.7操作系统的加载155

5.4Python构建冯·诺依曼体系结构模拟器156

5.5利用Python使用操作系统159

5.5.1利用Python查看进程信息159

5.5.2利用Python查看系统存储信息161

5.5.3Python文件操作163

5.6小结165

5.7习题165

第6章计算机网络及应用168

6.1计算机网络基础168

6.1.1计算机网络的发展历史169

6.1.2计算机网络的分类171

6.1.3计算机网络体系结构与协议172

6.1.4计算机网络传输介质及设备177

6.2Internet基础179

6.2.1Internet概述179

6.2.2TCP/IP协议182

6.2.3Python TCP/IP网络编程186

6.3Internet应用190

6.3.1万维网190

6.3.2电子邮件192

6.3.3文件传输194

6.3.4搜索引擎196

6.3.5Python编程示例196

6.4无线网络198

6.5物联网201

6.6小结202

6.7习题203

第7章数据库技术应用基础204

7.1概述204

7.1.1数据管理发展简史206

7.1.2数据库的基本概念206

7.1.3数据库技术管理数据的主要特征208

7.1.4数据库的应用209

7.2数据模型211

7.2.1概念模型212

7.2.2逻辑模型216

7.2.3ER模型到关系模型的转化221

7.3数据库管理系统222

7.3.1数据库管理系统的功能222

7.3.2常见数据库管理系统软件223

7.4Python数据库程序设计示例225

7.5Python数据分析示例226

7.6小结231

7.7习题232

第8章科学计算233

8.1泰勒级数234

8.1.1泰勒级数的主项234

8.1.2余项及误差236

8.2插值及拟合238

8.2.1拉格朗日插值238

8.2.2牛顿插值239

8.2.3埃尔米特插值241

8.2.4函数拟合242

8.3数值微积分244

8.3.1数值微分244

8.3.2数值积分247

8.4非线性方程数值解249

8.4.1二分法求根249

8.4.2函数迭代法求根250

8.4.3牛顿迭代法求根251

8.5线性方程组求解252

8.5.1直接法求解252

8.5.2迭代法求解255

8.6符号计算257

8.7小结262

8.8习题262

第9章计算机发展新技术264

9.1高性能计算265

9.1.1高性能计算的含义及意义265

9.1.2高性能计算的关键技术266

9.1.3高性能计算的典型应用270

9.1.4高性能计算的发展挑战270

9.1.5Python高性能编程——计算π272

9.2云计算与大数据274

9.2.1云计算274

9.2.2大数据276

9.3人工智能278

9.3.1人工智能的基本概念与发展历程278

9.3.2搜索280

9.3.3知识表示与推理281

9.3.4机器学习283

9.3.5智能控制285

9.3.6Python机器学习示例——预测外卖配送时间286

9.4新型计算技术289

9.4.1量子计算289

9.4.2光计算290

9.4.3生物计算291

9.5小结292

9.6习题292

参考文献294

统筹兼顾,计算思维**,串联编排各知识环节;
面向多领域实际问题,展现计算及计算思维作用;
前置背景知识要求低,适用于各专业大学新生。

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