大学计算机基础(第4版)
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作者李暾 毛晓光 刘万伟 陈立前 周竞文 周海芳
出版社清华大学出版社
ISBN9787302636243
出版时间2023-06
装帧平装
开本16开
定价59.8元
货号1202980421
上书时间2024-09-05
商品详情
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目录
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递归及递归函数40
2.7使用模块42
2.8面向对象基础43
2.9Python编程示例——打印月历47
2.10小结51
2.11习题51
第3章计算思维54
3.1概述55
3.2逻辑思维与算法思维58
3.2.1逻辑思维58
3.2.2算法思维62
3.2.3小结64
3.3问题求解策略64
3.3.1基本步骤65
3.3.2分解法66
3.3.3关注点分离68
3.3.4模式与归纳70
3.3.5小结73
3.4抽象与建模73
3.4.1抽象74
3.4.2建模77
3.5评价解决方案79
3.5.1解是否正确80
3.5.2解的效率如何81
3.5.3小结83
3.6应对错误83
3.6.1避免错误84
3.6.2减缓错误危害86
3.6.3测试与调试88
3.7“捉狐狸”问题求解示例92
3.8小结95
3.9习题95
第4章信息、编码及数据表示97
4.1信息论基础97
4.2编码及其解释100
4.3数值的数字化104
4.4计算机数值表示106
4.4.1计算机码制106
4.4.2定点数和浮点数109
4.5字符的数字化111
4.5.1汉字编码112
4.5.2Unicode码113
4.6声音的数字化114
4.7图像的数字化116
4.8用Python设计数字电路120
4.9信息处理示例123
4.9.1数据压缩示例及Python实现123
4.9.2生成图像验证码及Python实现126
4.9.3利用Python绘制分形图形127
4.10小结129
4.11习题129
第5章计算机系统133
5.1概述134
5.2计算机硬件系统136
5.2.1中央处理器137
5.2.2存储系统141
5.2.3总线144
5.2.4输入输出系统145
5.3操作系统146
5.3.1概述147
5.3.2进程管理148
5.3.3存储管理152
5.3.4文件管理153
5.3.5设备管理155
5.3.6用户接口156
5.3.7操作系统的加载158
5.4利用Python构建冯·诺依曼体系结构模拟器159
5.5利用Python设计微处理器核162
5.6利用Python模拟进程调度164
5.7利用Python访问操作系统167
5.7.1利用Python查看进程信息167
5.7.2利用Python查看系统存储信息169
5.7.3Python文件操作171
5.8小结173
5.9习题173
第6章计算机网络及应用177
6.1计算机网络基础177
6.1.1计算机网络的发展历史178
6.1.2计算机网络的分类180
6.1.3计算机网络协议与体系结构182
6.1.4计算机网络传输介质及设备186
6.2Internet基础188
6.2.1Internet概述188
6.2.2TCP/IP191
6.2.3Python TCP/IP网络编程195
6.3Internet应用199
6.3.1万维网200
6.3.2电子邮件202
6.3.3文件传输203
6.3.4搜索引擎205
6.3.5Python编程示例205
6.4无线网络207
6.5物联网210
6.6小结212
6.7习题212
第7章数据库技术应用基础213
7.1概述213
7.1.1数据管理发展简史215
7.1.2数据库的基本概念215
7.1.3数据库技术管理数据的主要特征217
7.1.4数据库的应用218
7.2数据模型220
7.2.1概念模型221
7.2.2逻辑模型225
7.2.3E-R模型到关系模型的转换230
7.3数据库管理系统231
7.3.1数据库管理系统的功能231
7.3.2常见数据库管理系统软件233
7.4Python构建数据库管理系统示例234
7.5Python访问MySQL数据库示例239
7.6小结241
7.7习题241
第8章科学计算243
8.1泰勒级数244
8.1.1泰勒级数的主项244
8.1.2余项及误差246
8.2插值及拟合248
8.2.1拉格朗日插值248
8.2.2牛顿插值249
8.2.3埃尔米特插值251
8.2.4函数拟合252
8.3数值微积分254
8.3.1数值微分254
8.3.2数值积分256
8.4非线性方程数值解259
8.4.1二分法求根259
8.4.2函数迭代法求根260
8.4.3牛顿迭代法求根261
8.5线性方程组求解262
8.5.1直接法求解262
8.5.2迭代法求解265
8.6符号计算267
8.7小结272
8.8习题272
第9章计算机发展新技术274
9.1高性能计算275
9.1.1高性能计算的含义及意义275
9.1.2高性能计算的关键技术276
9.1.3高性能计算的典型应用280
9.1.4高性能计算的发展挑战280
9.1.5Python高性能编程——计算π282
9.2云计算与大数据284
9.2.1云计算284
9.2.2大数据286
9.3人工智能288
9.3.1人工智能的基本概念与发展历程288
9.3.2搜索290
9.3.3知识表示与推理291
9.3.4机器学习293
9.3.5智能控制295
9.3.6Python机器学习示例——预测外卖配送时间296
9.4新型计算技术299
9.4.1量子计算299
9.4.2光计算300
9.4.3生物计算301
9.5小结302
9.6习题302
参考文献304
内容摘要
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、计算机网络、多媒体技术、科学计算及计算机发展新技术等内容，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。
主编推荐
经过近4年的实践，综合各方面的反馈，对第三版教材进行了改版，目标是使教材内容更贴近实际，能落地：
l首先，对计算思维内容进行了重新梳理，去除了第三版中难以深入阐述的算法设计、程序语言等内容，调整为运用计算思维进行问题求解时，如何预防、减缓、发现和修正错误，这对初学者来说更有意义。
l其次，对Python基础知识进行了微调，引入了递归与递归函数，介绍了数学归纳法与递归的关系，以及如何用数学归纳法设计递归算法的原理。
l第三，在第三版利用Python模拟冯诺依曼体系结构来理解其工作原理的基础上，向横向与纵向上进行了扩展。横向上，通过模拟操作系统进程调度策略、构建简单的数据库管理系统，展示了以计算机系统知识为研究对象时，计算思维的运用方法。纵向上向底层延伸，结合敏捷微处理器设计研究进展，展现了实际数字电路、微处理器核的设计描述与实现。
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