计算思维与智能计算基础 微课版 杨丽凤 人民邮电出版

本书是由长期从事计算机基础教学和科研并具有丰富教学实践经验的一线教师编写的。

全书以计算思维为导向，凝练了计算机科学与技术中相关的基本理论、基本方法和新一代智能计算技术的基本概念及应用。全书内容分为10章，介绍了计算、计算机与计算思维的基础知识，计算机的计算基础，计算机系统，计算机网络与信息安全，应用计算机进行问题求解的算法设计，Python语言程序设计，以及数据库与大数据、云计算、人工智能和物联网等智能计算技术。

本书是由长期从事计算机基础教学和科研并具有丰富教学实践经验的一线教师编写的。

全书以计算思维为导向，凝练了计算机科学与技术中相关的基本理论、基本方法和新一代智能计算技术的基本概念及应用。全书内容分为10章，介绍了计算、计算机与计算思维的基础知识，计算机的计算基础，计算机系统，计算机网络与信息安全，应用计算机进行问题求解的算法设计，Python语言程序设计，以及数据库与大数据、云计算、人工智能和物联网等智能计算技术。

杨丽凤：太原理工大学计算机学院计算机基础教学部教师。多年来，一直从事信息管理系统、数据挖掘、Web智能信息处理、系统集成等方面的科研与教学工作，取得多项重要成果。承担了《大学计算机基础与计算思维》等本科生课程。参与编写了多本教材，发表了数十篇论文。

第1章 计算、计算机与计算思维　1

1.1　计算　1

1.1.1　计算的基本概念　2

1.1.2　计算工具的探索　3

1.1.3　计算模型　6

1.2　计算机　8

1.2.1　计算机的发展　8

1.2.2　计算机基础知识　10

1.2.3　计算机的基本工作原理　15

1.3　计算思维　17

1.3.1　计算思维概述　18

1.3.2　计算思维的方法与案例　20

1.3.3　计算思维的实现　20

1.3.4　计算思维的应用　23

本章小结　25

习题1　25

第2章　计算基础　26

2.1　0和1的思维　26

2.1.1　中国古代的0和1的思维　26

2.1.2　计算机中0和1 的思维　27

2.2　计算机中的数制与运算　28

2.2.1　数制与数制间的转换　28

2.2.2　二进制数的运算　30

2.3　信息编码　32

2.3.1　数值信息的表示　32

2.3.2　字符信息的编码　35

2.3.3　汉字信息的编码　37

2.3.4　多媒体信息的编码　39

2.4　数据的组织与压缩　42

2.4.1　数据的组织　42

2.4.2　数据的压缩　43

本章小结　44

习题2　44

第3章　计算机系统　45

3.1　计算机系统概述　45

3.1.1　计算机系统的组成　45

3.1.2　计算机系统的层次结构　47

3.1.3　软件和硬件的关系　48

3.2　硬件系统　48

3.2.1　计算机硬件组成　48

3.2.2　主机系统　50

3.2.3　外部设备　57

3.3　软件系统　67

3.3.1　操作系统　67

3.3.2　应用软件　76

本章小结　78

习题3　78

第4章　计算机网络与信息安全　79

4.1　计算机网络概述　79

4.1.1　计算机网络的产生与发展　79

4.1.2　计算机网络的分类与功能　81

4.1.3　计算机网络的组成　81

4.1.4　计算机网络的应用　86

4.2　Internet　87

4.2.1　Internet概述　87

4.2.2　Internet网络模型　87

4.2.3　Internet接入技术　90

4.2.4　Internet基本服务　91

4.3　信息安全　93

4.3.1　信息安全概述　94

4.3.2　信息安全防护措施　95

4.3.3　计算机病毒　96

4.3.4　网络诈骗的防范　99

本章小结　99

习题4　100

第5章　算法设计基础　101

5.1　问题求解　102

5.2　算法概述　104

5.2.1　算法定义及其特征　104

5.2.2　算法的描述　105

5.2.3　算法的基本结构　108

5.2.4　算法的评价标准　111

5.3　算法设计基础　112

5.3.1　经典算法策略　112

5.3.2　常见问题算法举例　117

本章小结　121

习题5　122

第6章　Python语言程序设计　123

6.1　程序及程序设计语言　123

6.1.1　计算机程序及程序设计　123

6.1.2　程序设计语言　124

6.1.3　Python语言简介　125

6.2　Python语言编程基础　128

6.2.1　Python语言书写规范　128

6.2.2　变量、常量　128

6.2.3　数据类型　129

6.2.4　赋值语句　130

6.2.5　运算符与表达式　130

6.3　程序设计　132

6.3.1　流程控制　132

6.3.2　函数式编程　138

6.3.3　turtle绘图程序设计　139

本章小结　142

习题6　143

第7章　数据库与大数据　144

7.1　数据　144

7.1.1　数据　144

7.1.2　数据管理　145

7.2　数据库　148

7.2.1　数据库概述　149

7.2.2　数据模型　150

7.2.3　数据库的基本操作　151

7.3　大数据　156

7.3.1　大数据概述　156

7.3.2　大数据的处理过程　157

7.3.3　大数据的典型应用　160

7.3.4　大数据Python分析实例　162

本章小结　163

习题7　164

第8章　云计算基础　165

8.1　云计算概述　165

8.1.1　云计算的概念　166

8.1.2　云计算的发展简史　167

8.1.3　云计算的主要特点　167

8.1.4　云平台的介绍　168

8.2　云计算的基本模式　169

8.2.1　云计算的服务模式　169

8.2.2　云计算的核心技术　173

8.2.3　云计算的部署模式　175

8.2.4　云计算平台的常见服务　176

8.3　云计算的典型应用案例　176

8.3.1　机场信息系统中的云计算　176

8.3.2　医院信息化建设的云计算　178

8.3.3　广电发展中的云计算　179

本章小结　181

习题8　181

第9章　人工智能基础　182

9.1　人工智能概述　182

9.1.1　人工智能的概念和判定　182

9.1.2　人工智能的发展历程　183

9.1.3　人工智能的主流研究学派　186

9.2　人工智能的研究领域　187

9.2.1　知识表示　187

9.2.2　搜索技术　189

9.2.3　机器学习　191

9.2.4　专家系统　192

9.2.5　人工神经网络和深度学习　193

9.3　人工智能的典型应用案例　195

9.3.1　语音识别　195

9.3.2　智能无人车　196

9.3.3　机器翻译　197

9.3.4　图像风格迁移　197

9.3.5　人脸识别　198

本章小结　201

习题9　202

第10章　物联网　203

10.1　物联网概述　203

10.1.1　身边的物联网　203

10.1.2　物联网的概念　205

10.1.3　物联网的起源和发展　205

10.1.4　物联网的特征　206

10.2　物联网的体系结构　207

10.2.1　物联网的技术体系　207

10.2.2　物联网的工作流程　214

10.3　物联网的典型应用　218

10.3.1　智能交通　218

10.3.2　智能物流　221

10.3.3　智能医疗　223

本章小结　226

习题10　226

参考文献　227

本书是由长期从事计算机基础教学和科研并具有丰富教学实践经验的一线教师编写的。

全书以计算思维为导向，凝练了计算机科学与技术中相关的基本理论、基本方法和新一代智能计算技术的基本概念及应用。全书内容分为10章，介绍了计算、计算机与计算思维的基础知识，计算机的计算基础，计算机系统，计算机网络与信息安全，应用计算机进行问题求解的算法设计，Python语言程序设计，以及数据库与大数据、云计算、人工智能和物联网等智能计算技术。

杨丽凤：太原理工大学计算机学院计算机基础教学部教师。多年来，一直从事信息管理系统、数据挖掘、Web智能信息处理、系统集成等方面的科研与教学工作，取得多项重要成果。承担了《大学计算机基础与计算思维》等本科生课程。参与编写了多本教材，发表了数十篇论文。