计算思维基础

第 1章 计算思维概述 1 1．1计算工具与思维 1 1．1．1手动式计算工具 2 1．1．2机械式计算机 4 1．1．3机电式计算机 5 1．1．4电子计算机 7 1．1．5思维与计算思维 8 1．2计算思维的概念与特征 9 1．2．1计算思维的概念 9 1．2．2计算思维的特征 10 1．3计算思维的发展与应用领域 11 1．3．1计算思维的发展 11 1．3．2计算思维的应用领域 12 1．4计算思维的结构与本质 13 1．4．1计算思维的结构 13 1．4．2计算思维的本质 13 1．5计算思维的基本内容 14 1．5．1计算技术与计算系统的奠基性思维 14 1．5．2通用计算环境的进化思维 15 1．5．3问题求解思维 16 1．5．4计算与社会或自然环境的融合思维 16 1．5．5网络化思维与数据化思维 16 1．6学习计算思维的必要性 17 作业与实践 18 第 2章 计算思维之抽象 19 2．1信息符号化 20 2．1．1一个猜数小游戏 20 2．1．2进位计数制 22 2．1．3信息符号化 31 2．2数学建模 36 2．2．1计算机求解问题的过程 36 2．2．2数学建模的基本过程 37 2．2．3建模举例 38 作业与实践 44 第3章 计算思维之自动化 45 3．1二进制算术运算的自动化 47 3．1．1逻辑运算的自动化 47 3．1．2二进制加法运算的自动化 52 3．2信息存取和指令执行的自动化 53 3．2．1信息存取的自动化 54 3．2．2指令执行的自动化 56 3．3自动执行的基础——程序 57 3．3．1程序设计语言的发展 57 3．3．2程序的基本构成 58 3．3．3 Python程序设计语言简介 61 3．3．4 Python程序实例 62 3．4程序的灵魂——算法 65 3．4．1几个经典算法问题 65 3．4．2算法评价与算法复杂性分析 70 作业与实践 71 第4章 人工智能 73 4．1人工智能的概念 73 4．2人工智能的发展历史 73 4．3图灵测试 75 4．4人工智能的应用领域 77 4．4．1专家系统 77 4．4．2自然语言理解 79 4．4．3模式识别 82 4．4．4机器学习 85 4．4．5博弈 85 4．5人工智能的相关技术 88 4．5．1物联网 88 4．5．2云计算 89 4．5．3大数据 89 4．6智能机器人 90 作业与实践 96 第5章 Google Blockly语言程序设计 97 5．1初识可视化编程语言Google Blockly 97 5．1．1 Google Blockly的特点 97 5．1．2第 一个Google Blockly程序 97 5．1．3一个较复杂的Google Blockly程序 100 5．1．4 块元素的基本操作 101 5．2计算机语言的基本元素 104 5．2．1常量 104 5．2．2变量 105 5．2．3运算符 106 5．2．4表达式及语句 106 5．3程序控制结构 107 5．3．1顺序结构 107 5．3．2选择结构 108 5．3．3循环结构 109 5．3．4函数 110 5．4列表 113 5．4．1列表的基本操作 114 5．4．2列表的应用 116 5．5 Blockly开发 118 5．5．1 自定义块元素 118 5．5．2将块嵌入网页 121 5．6 Blockly案例 122 5．6．1 Google Blockly游戏 122 5．6．2递归与迭代 128 作业与实践 137 参考文献 138