大学计算机——信息素养

随着电子商务、数字媒体、智慧城市、网络安全等新概念应时而起，人类已经进入大数据时代，出现了数据密集型科学，产生了许多颠覆性的创新。计算思维在理解复杂的社会问题、经济运行以及人类行为方面，提供了一种描述现实世界的新的和有用的概念范型。由于信息技术已经渗透到工科的所有领域，传统的逻辑思维和实证思维能力培养已无法满足信息社会的发展要求，计算思维能力培养的重要性日益突出。
在此背景下，如何在全面培养学生的科学思维能力和综合素质基础上，进一步加强计算思维能力培养，无疑已成为“大学计算机”教育教学的新课题。当然，对计算思维能力的培养，既不能片面理解为教会学生“各种计算机软硬件的应用”，也不能狭义地理解为“计算机语言程序设计”等，而是着眼于培养学生的思维意识，全面提高学生利用计算机技术解决问题的思维能力和研究能力，以及在此基础上的系统分析能力，包括培养学生在面对问题时具有计算思维的主动意识，以及应用计算思维解决问题的良好习惯。
我们依据“高等学校大学计算机课程教学指导委员会”发布的《大学计算机基础课程教学基本要求》，并结合目前高校对计算机基础教学改革的实际需求组织编写了本书。本书是为培养高校学生计算思维能力而编写的一门“大学计算机基础”教材，重在提升学生的信息化素养和实践应用能力。学生通过对本书的学习，可以掌握计算机的基本概念、原理、技术和应用，为后续计算机类课程的学习，以及利用计算机解决其专业和相关领域的问题打下良好的基础。本书建议教学学时为 44 学时，其中，理论学时为 30 学时，实践学时为 14 学时。本书共分 9 章，各学校在教学过程中可根据专业类别、学生层次和学时的不同，选择书中的内容组织教学。在教学过程中应以实践为主线安排教学进度，而不是按章节次序。
第 1 章主要介绍了计算机的基础知识，重点介绍计算机系统的组成，以微型计算机为例介绍计算机的组成结构及各部件的功能和特点，然后介绍数制间的转换、信息的表示和编码、计算机安全基础，以及计算思维的基本概念。从计算模型着手，讲解计算机的工作原理和整体结构。
第 2 章主要讲述操作系统的概念、基本功能、分类及发展，并以 Windows 10 操作系统为例，介绍如何使用操作系统管理和控制计算机的软硬件资源。
第 3 章介绍在 Office 环境下，信息排版和电子表格处理方面的知识，这是和人们学习生活更为贴近的一种能力，是人们的一类信息处理能力。
第 4 章主要介绍了计算机网络的相关基础知识、计算机网络安全知识、常用网络检测命令、物联网基础知识，并且从实际应用的角度出发介绍了如何组建简单局域网，以及如何在局域网中共享文件等，讨论了基于互联网的思维模式的转变与创新。
第 5 章主要从算法的角度介绍程序设计，同时介绍目前常用的两种程序设计方法 —— 结构化程序设计与面向对象程序设计，以及使用 Raptor 编程设计程序。
第 6 章介绍数据管理技术的发展、数据库的基础知识、数据库的基本模型和关系模型，以及数据库设计的一般步骤和关系数据库 Access 的使用。通过本章学习，培养学生管理和处理数据的数据化思维。
第 7 章从云计算的产生背景和发展历史出发，阐述了云计算的概念、特征及优势等基础知识，讲解云计算的服务模型、部署方式，分析云计算涉及的关键技术，以及介绍云计算的相关应用领域。
第 8 章从大数据的产生背景、发展历程及重要性入手，介绍了大数据的概念、特点及大数据思维，介绍了大数据从采集、预处理，到存储、分析，再到结果展示的全流程以及对应技术。通过平台架构、使用场景及应用现状揭晓大数据的潜在价值。
第 9 章介绍人工智能的基本概念、发展史及具体应用领域。同时对人工智能的研究分支 —— 机器学习、知识图谱和知识推理、自然语言处理进行介绍，以增强读者对人工智能技术的切身体验。
本书由中原工学院和郑州轻工业大学教师集体编写完成 , 由夏敏捷、齐晖任主编，潘惠勇、李枫、程传鹏、张慎武、张超钦（郑州轻工业大学）任副主编。第 1 章由李枫、齐晖编写，第 2 章由李娟编写，第 3 章和第 7 章由刘姝编写，第 4 章由程传鹏编写，第5章由张超钦编写，第6章由潘惠勇编写，第8章由张睿萍编写，第9章由张慎武编写。全书由夏敏捷、齐晖审阅并统稿。
编写本书的初衷是要写一本侧重于培养大学生计算思维的教材，但由于大学新生的计算机基础水平参差不齐，因此“大学计算机”这门课的教学内容选取及相应教材编写依然是难点。由于这样的特殊

 本书依据发布的《大学计算机基础课程教学基本要求》，结合计算机新技术及高等院校计算机基础课程改革的新动向编写而成。教材基于新工科专业建设，力求反映计算机知识的系统性和实用性，展现信息技术发展的新趋势和新成果，充分考虑学生现有的计算机基础知识水平和社会实际需求，注重学生实际应用能力的培养。全书内容包括计算机基础知识、操作系统应用基础、Office办公软件、计算机网络基础、算法与程序设计基础、数据库基础、云计算、大数据和人工智能。本书结构严谨、叙述准确，按照计算思维能力培养的要求，由浅入深，由易到难，系统展开。本书适合作为高等院校非计算机专业大学计算机课程的教材，也可作为计算机技术培训用书和自学用书。

 夏敏捷，副教授，现任中原工学院计算机基础教研部副主任，任教课程：高级语言C 程序设计、数据库、VB.NET程序设计、计算机网络、Flash动画设计等，主编教材20余部。曾主持郑州市科技厅1项，教育厅2项科研项目。 齐晖，副教授，现任中原工学院计算机基础教学部主任，主讲算法设计与分析（研究生课程）、大学计算机基础、数据库技术及应用、高级语言程序设计（VB.NET）等课程，主要研究方向：算法设计分析，数据库技术。