描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302584131丛书名: 高等学校通识教育系列教材
本书可供多层次、不同专业的高等院校非计算机专业本科生使用，通过合理选取，可以满足不同学时的教学，也可作为计算机等级考试一级、二级基础理论的参考书，对一般工程技术人员和对计算机技术感兴趣的读者也有很好的参考价值。
本书内容包括计算机组成及工作原理、计算机软件与信息表示、计算机网络与信息安全、计算机新技术、大数据应用技术，以及计算思维与程序设计。 全书分为3部分： 第1部分(第1~4章)为基础篇，着重介绍现代信息技术，主要让读者理解计算机硬件的基本工作原理、软件与信息编码技术、网络与信息安全，并了解云计算、人工智能、物联网、虚拟现实、增强现实、区块链技术以及数字人民币等计算机新技术； 第2部分(第5章)为大数据应用技术篇，着重介绍大数据相关概念、大数据处理的流程、Python处理数据与分析以及大数据可视化，理解数据的收集、存储、清洗、整理等预处理过程，并对这些数据进行简单分析及可视化展示； 第3部分(第6章)为计算思维与程序设计篇，着重介绍“计算平台—问题求解—数据处理”的过程，使读者掌握问题求解的方法与手段以及正确的科学思维模式，并初步具备运用程序设计的思想与方法求解实际问题的能力，为后续计算机程序设计等课程的深入学习奠定良好的基础。 本书既可供多层次、不同专业的高等院校非计算机专业本科生使用，通过合理选取，可以满足不同学时的教学，也可作为计算机等级考试一级、二级基础理论的参考书，还可作为一般工程技术人员和对计算机技术感兴趣的读者的参考书。
第1部分基础篇
第1章计算机组成及工作原理
1.1计算机概述
1.1.1计算机发展历史
1.1.2计算机分类
1.2微电子技术
1.2.1集成电路
1.2.2摩尔定律
1.3计算机的组成与工作原理
1.3.1冯·诺依曼体系结构
1.3.2五大基本部件
1.3.3计算机的工作原理
1.4PC的组件
1.4.1主板
1.4.2CPU
1.4.3存储器
1.4.4输入输出设备
习题
阅读材料1： 光刻机
阅读材料2： 未来计算机
第2章计算机软件与信息表示
2.1软件概述
2.1.1程序与软件
2.1.2软件的分类
2.2操作系统
2.2.1操作系统概述
2.2.2操作系统的功能
2.2.3常见操作系统
2.3信息与信息表示
2.3.1信息
2.3.2数制与数制转换
2.3.3数值的编码
2.3.4文本的编码
2.3.5图像的编码
2.3.6其他信息的编码
习题
阅读材料： 鸿蒙操作系统
第3章计算机网络与信息安全
3.1通信技术
3.1.1通信系统
3.1.2网络传输介质
3.1.3网络互联设备
3.1.4数据交换技术
3.1.5多路复用技术
3.2计算机网络基础
3.2.1计算机网络概述
3.2.2计算机网络的组成
3.2.3计算机网络的分类
3.2.4计算机网络体系结构
3.3局域网
3.3.1局域网简介
3.3.2以太网
3.3.3无线局域网
3.4Internet
3.4.1Internet简介
3.4.2IP地址
3.5信息安全
3.5.1信息安全概述
3.5.2数据加密技术
3.5.3身份鉴别技术
3.5.4防火墙
3.5.5计算机病毒及其防治
习题
阅读材料： 雪人计划
第4章计算机新技术
4.1云计算
4.1.1云计算概述
4.1.2云计算的分类
4.1.3云计算的关键技术及存在的问题
4.2人工智能
4.2.1什么是人工智能
4.2.2人工智能的研究途径
4.2.3人工智能的研究目标
4.2.4人工智能的研究领域
4.2.5人工智能的进展
4.3物联网
4.3.1物联网概述
4.3.2物联网的关键技术
4.3.3物联网的应用
4.4虚拟现实技术与增强现实技术
4.4.1虚拟现实技术概述
4.4.2虚拟现实技术基础及硬件设备
4.4.3增强现实技术概述
4.4.4虚拟现实和增强现实的应用
4.5区块链技术
4.5.1区块链技术概述
4.5.2区块链的概念
4.5.3区块链的类型
4.5.4区块链的特征
4.5.5区块链的架构模型
4.5.6区块链的核心技术
4.5.7区块链的应用
4.6数字人民币
4.6.1数字人民币的概念
4.6.2数字人民币发展历史
4.6.3数字人民币的基本理念
4.6.4数字人民币的期待作用及价值意义
习题
阅读材料1： 北斗卫星导航系统
阅读材料2： 人工智能的应用——AlphaGo
第2部分大数据应用技术篇
第5章大数据应用技术
5.1大数据概述
5.1.1大数据的发展背景
5.1.2大数据的基本概念
5.1.3大数据应用经典案例
5.1.4大数据处理的基本流程
5.2大数据的获取
5.2.1大数据来源
5.2.2大数据采集
5.2.3互联网数据抓取
5.2.4数据预处理
5.3大数据存储
5.3.1数据库基础
5.3.2关系数据库
5.3.3非关系数据库
5.3.4大数据存储技术简介
5.4大数据处理与分析
5.4.1大数据处理与分析简介
5.4.2Python编程基础
5.4.3Pandas数据处理与分析
5.5大数据可视化
5.5.1数据可视化简介
5.5.2数据可视化工具
5.5.3大数据可视化典型案例
5.5.4Python数据可视化
习题
阅读材料： 大数据竞赛平台——Kaggle
第3部分计算思维与程序设计篇
第6章计算思维与程序设计
6.1计算思维基础
6.1.1计算思维的概念
6.1.2计算思维与算法
6.1.3算法、程序与程序设计语言
6.1.4程序设计
6.2一个简单的计算机程序
6.2.1程序代码
6.2.2空白和注释
6.2.3预处理指令
6.2.4函数
6.2.5程序输出
6.2.6程序的编译运行
6.3顺序结构程序
6.3.1数据与输出
6.3.2数据输入
6.3.3算术运算
6.3.4使用函数
6.3.5几个常用函数
6.4选择结构程序
6.4.1关系运算
6.4.2逻辑运算
6.4.3if语句
6.4.4if语句嵌套
6.4.5switch语句
6.5循环结构程序
6.5.1while循环
6.5.2do…while循环
6.5.3for循环
6.5.4循环嵌套
6.6Windows桌面程序
6.6.1Windows桌面程序结构
6.6.2创建Windows桌面程序
6.6.3输出文本
6.6.4绘制图形
6.6.5输入处理
6.6.6几个重要消息
习题
阅读材料： 程序之美
参考文献
附录部分习题参考答案
计算机及相关技术的发展与应用在当今社会生活中发挥着前所未有且越来越重要的作用，计算机与人类的生活息息相关，是不可或缺的工作工具和生活工具。因此，计算机教育应面向社会，与时代同行。为进一步推动高等学校计算机基础教育的发展，教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会发布了《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》(简称白皮书)。白皮书建议各高等学校在课程设置中采用“1 X”方案，即大学计算机基础课程 若干必修或选修课程。
目前，大学计算机基础课程主要由理论部分和实践部分构成，本书是为大学计算机基础课程的理论部分编写的。全书内容共分6章。第1章是计算机组成及工作原理； 第2章是计算机软件与信息表示； 第3章是计算机网络与信息安全； 第4章是计算机新技术； 第5章是大数据应用技术； 第6章是计算思维与程序设计。其中，第1~3章重点对计算机信息技术相关的基础知识做了全景式介绍，属于基本原理性内容，力求讲解简洁与说理透彻。第4章属于技术性内容，做了粗线条的介绍，读者在将来学习和工作中还可以进一步学习和加深理解。随着大数据技术的迅猛发展，数据科学与大数据技术越来越重要，已被列为国家重大发展战略。越来越多的专业领域都需要和大数据技术结合，因此第5章着重介绍大数据应用技术。同时，计算思维的培养是由九校联盟(C9)率先从美国常春藤名校引入国内的计算机基础类课程，经过几年的实践在国内已经取得了较好的效果，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会建议有条件的高校开设相关内容的教学，因此第6章重点介绍计算思维和程序设计基础。
本书在精心编排课程内容的同时，结合相关章节的知识点，引入思政教育的内容。例如，第1章的计算机组成及工作原理，介绍光刻机，让学生了解计算机硬件的核心——芯片的制作过程，以及在这个制作过程中，美国是如何对我们设置重重障碍的，激发同学们的爱国热情，理解落后就要挨打的道理； 第2章的计算机软件与信息表示，介绍华为的鸿蒙操作系统，让学生理解操作系统的重要性以及华为科学家们多年潜心钻研，打破美国对于操作系统的垄断，提升学生们的自信心，同时教育学生们要能沉下心来，把冷板凳坐热才能取得重大的研究成果； 第3章的计算机网络与信息安全，介绍我国发起的“雪人计划”，让学生充分认识到，虽然我们是网络大国，但还不是网络强国，要想变成网络强国就需要把网络安全的控制权牢牢掌控在自己手上，还需要我们大学生努力学习，把祖国建设为网络强国； 第4章的计算机新技术，介绍我国自主研发的北斗卫星导航系统，中国科学家们凭着一股不服输的韧劲，在重重困难下，一次次地进行突破，攻克了一道又一道的技术难题，让同学们理解，大国重器必须掌握在自己手里，培养学生的责任感、自豪感和荣誉感。
参与本书编写的有熊福松、黄蔚、张志强、李小航、凌云、沈玮，全书由熊福松统稿，朱锋和金海东老师对本书的编写给予了很多指导性意见。本书是集体智慧的结晶，在编写过程中得到苏州大学东吴学院大学计算机系全体老师的大力支持，在此谨向付出辛勤劳动的各位老师表示感谢！ 同时，本书的出版得到了全国高等院校计算机基础教育研究会研究项目“计算机基础课‘课程思政’教学研究与探索”（项目号： 2021AFCEC400）、2021年苏州大学课程思政示范项目“计算机信息技术（计算思维）”的资助，在此一并表示衷心的感谢！
本书的编写力求做到由浅入深、层次分明、概念清晰，在选取案例时追求生动、通俗易懂，同时涉及的知识点尽量全面、实用且新颖。由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请广大读者和同行不吝指正。
编者
2021年4月
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