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| 編輯推薦： |
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本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
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| 內容簡介： |
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本书以计算思维为主线，包括计算机与计算、计算思维、计算的基础、计算平台、问题求解、数据管理、程序设计语言、IT 新技术、IT 职业道德共九章内容，系统阐述了计算机科学的基础知识，旨在培养学生从计算的角度发现、分析及解决问题的能力，引导学生将计算机科学解决问题的思想和方法应用到自身专业领域、提高自身信息素养。 本书内容新颖，讲解深入浅出、细致全面。可作为高等院校计算机类、自动化类专业及其他需要学习计算机基础类课程的本科教材，也可作为计算机基础通识课程、计算机培训、计算机初学者的参考读物。 本书配有电子课件、习题答案和教学大纲欢迎选用本书作教材的教师登录www.cmpedu.com注册后下载，或发邮件至jinacmp@163.com 索取。
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前言第1 章 计算机与计算11.1 计算机概述11.1.1 计算的概念11.1.2 计算机的定义及特征21.2 计算机的产生与发展21.2.1 传统计算工具31.2.2 计算机的产生81.2.3 计算机的发展与分类 101.2.4 中国计算机简介 141.3 计算理论 151.3.1 计算的本质 151.3.2 计算的原理 171.3.3 可计算性 171.3.4 计算复杂性 201.4 计算科学与学科 221.4.1 计算机科学与计算科学 221.4.2 计算机学科与计算学科 23延展阅读 23知名人物 26习题 27第2 章 计算思维 282.1 计算思维概述 282.1.1 计算思维的概念 292.1.2 计算思维的本质 292.1.3 计算思维的特征 302.2 计算思维与传统思维 312.2.1 算法思维 312.2.2 编程思维 322.2.3 数学思维 322.2.4 工程思维 332.3 计算思维应用举例 332.3.1 计算思维与日常生活 332.3.2 计算思维典型案例 342.3.3 计算思维与其他学科 35延展阅读 38知名人物 38习题 39第3 章 计算的基础 403.1 计算机与二进制 403.1.1 为何采用二进制 403.1.2 逻辑代数 413.2 数制的表示与转换 433.2.1 数制的表示 433.2.2 其他进制与十进制 443.2.3 二进制、八进制和十六进制 453.3 数据的存储 463.3.1 数据的单位 473.3.2 编址与地址 473.4 数值型数据的表示 483.4.1 整数的表示 483.4.2 原码、反码和补码 483.4.3 实数的表示 513.5 信息的编码 523.5.1 西文字符的编码 523.5.2 汉字的编码 543.5.3 多媒体编码 563.6 二进制与问题求解 573.6.1 毒水检验 573.6.2 布尔代数与搜索引擎 58延展阅读 58知名人物 59习题 59第4 章 计算平台 614.1 计算模型 614.1.1 图灵机 624.1.2 冯诺依曼机 64V目录4.1.3 量子计算机674.2 硬件系统674.2.1 CPU 674.2.2 存储器684.2.3 输入输出设备734.2.4 总线784.3 软件系统794.3.1 系统软件794.3.2 应用软件824.4 网络系统824.4.1 计算机网络概述834.4.2 网络互连与协议834.4.3 网络系统应用实例844.4.4 网络安全894.4.5 中国计算机网络91延展阅读92知名人物92习题93第5 章 问题求解945.1 问题求解思想945.1.1 普适的问题求解945.1.2 计算机问题求解955.2 算法基础965.2.1 算法的定义965.2.2 算法的特征975.3 算法的描述975.3.1 自然语言975.3.2 流程图985.3.3 伪代码995.3.4 程序语言995.4 算法与程序设计995.4.1 算法与程序 1005.4.2 算法的控制结构 1005.5 算法的评价 1015.5.1 算法的正确性 1025.5.2 算法的复杂度 1025.6 常用算法 1035.6.1 穷举法 1035.6.2 回溯法 1055.6.3 迭代法 1075.6.4 递归法 1085.6.5 分治法 1095.6.6 贪心法 1105.6.7 动态规划 1115.6.8 智能算法 113延展阅读 116知名人物 117习题 118第6 章 数据管理 1196.1 操作系统 1196.1.1 操作系统的定位 1196.1.2 操作系统的核心概念 1206.1.3 操作系统的功能 1216.1.4 操作系统的计算思维 1246.2 数据结构 1256.2.1 基本概念 1266.2.2 数据的逻辑结构 1266.2.3 数据的物理结构 1276.2.4 常用的数据结构 1276.3 数据库 1336.3.1 数据管理简史 1336.3.2 数据库相关概念 1346.3.3 数据模型 1356.3.4 经典数据模型 1366.3.5 概念模型 1396.3.6 结构化查询语言 140延展阅读 142知名人物 142习题 143第7 章 程序设计语言 1447.1 程序设计语言的分类 1447.1.1 机器语言 1447.1.2 汇编语言 1457.1.3 高级语言 1457.1.4 第四代语言 147VI新编计算机导论7.2 高级语言程序的要素1477.2.1 数据类型、常量与变量1487.2.2 表达式与计算1497.2.3 分支控制结构1497.2.4 循环控制结构1507.2.5 子程序结构1517.3 Raptor 编程基础1537.3.1 Raptor 的特点1537.3.2 Raptor 的界面及符号1547.3.3 Raptor 程序设计示例1557.4 典型问题的其他程序实现1617.4.1 冒泡排序问题的C++实现1617.4.2 汉诺塔问题的Java 实现1627.4.3 国王的婚姻问题的Python 实现163延展阅读164知名人物164习题165第8 章 IT 新技术1668.1 物联网1668.1.1 物联网的概念1678.1.2 物联网体系结构及相关技术1688.1.3 物联网应用前景1698.2 云计算1718.2.1 云计算的概念1718.2.2 云计算服务模式1728.2.3 云计算应用与挑战1738.3 大数据1748.3.1 大数据的概念与特点1748.3.2 大数据处理技术1758.3.3 大数据应用领域与挑战1768.4 人工智能1778.4.1 人工智能的概念1788.4.2 人工智能研究方法1788.4.3 人工智能应用1808.5 区块链1818.5.1 区块链的概念与特点1828.5.2 区块链的核心思想1838.5.3 区块链的应用与挑战1848.6 联邦学习1868.6.1 联邦学习的背景1868.6.2 联邦学习的概念与特征1868.6.3 联邦学习的分类1878.6.4 联邦学习的应用1878.7 边缘计算1888.7.1 边缘计算的概念1888.7.2 边缘计算与云计算1898.7.3 边缘计算应用场景190延展阅读191知名人
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新工科建设要求人才应具备较高的信息素养，较强的计算思维以及计算机应用和实践能力。然而，仅掌握几项具体技能远远不够，计算机应用的深入普及以及大数据和人工智能的发展，使得当今社会更多应用计算机作为分析和解决问题的工具，不断催生新型计算需求。对于高等院校各相关专业来说，加强计算机教育、提高教育质量是当前教育工作的重点。以计算机导论为代表的大学计算机基础类课程对培养学生的信息素养和实践能力具有重要的促进作用。计算思维则是运用计算机科学的基础概念解决问题、设计系统以及理解人类行为的一系列思维活动，是新时代创新型人才的专业素养，与理论思维和实验思维并肩。、中国计算机学会以及高校计算机教育研究会等就学生计算思维能力的培养达成共识，要求计算机专业教育在计算思维能力培养中做出表率，将系统化计算思维能力的培养贯穿在计算机专业的教育中。 “十四五”期间，我国将全面进入数字经济时代，以计算机科技为支撑的信息技术成为推动经济发展的基石。日新月异的计算机技术要求计算机导论教材紧跟计算机科技的发展步伐，适时推陈出新。鉴于此，编者根据多年实践和教学经验，结合新工科对人才的要求以及计算机专业的特点和教学现状，以计算思维的培养为核心，组织编写了本书。 本书注重对学生计算机素质的教育以及对计算思维能力的培养，从计算的概念出发，探讨了计算机科技的发展脉络，从计算机处理现实问题所需解决的数据处理、计算平台、求解思想及方法问题，到数据管理及程序实现问题，层层递进，逐步探讨了计算机解决现实问题的思路及过程，介绍了计算机新技术的本质和发展动向，对 IT 领域从业人员需遵循的职业道德及规范进行了阐述。本书还提供了多种案例和延展阅读材料，以便开拓学生的视野，辅助学生对计算机解决现实问题方法的理解。本书旨在培养学生运用计算思维的方式发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而将计算机科学解决问题的思想和方法应用到自身专业领域，以适应新时代环境下对创新型、复合型人才的需求。 本书在内容安排、组织形式等方面参考借鉴了同类书籍的成功经验，参考了很多论文及网络素材，也添加了编者自身的理解及领悟。在此向所有被本书直接或间接引用的书籍及文献资料的作者表示由衷的感谢。 本书第 1、 2、 3、 7 章由张瑾编写，第 5、 6 章由甘志华编写，第 4、 8 章由凡高娟、阎朝坤编写，第 9 章由阎朝坤编写。全书由张瑾统稿。 2021 级研究生韩孝行、闫海操、殷梦晗均做了大量的资料整理及程序调试工作。本书得到了河南省教育厅的大力支持，在此表示感谢。由于编者学识水平有限，书中难免存在错误或疏漏，诚挚地欢迎读者提出意见和建议，以便将来进一步的修改和完善。编 者
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