大学计算机——计算思维与问题求解

目录 第1章计算文化与计算思维1 1.1计算文化1 1.1.1计算史——计算的前尘往事1 1.1.2新型计算机5 1.1.3计算机的应用6 1.2计算思维7 1.2.1计算思维概述8 1.2.2计算思维的本质9 1.2.3计算思维的特性10 1.2.4利用计算思维求解问题11 1.3本章小结14 1.4习题14 第2章计算机中的0和115 2.1数制15 2.1.10和115 2.1.2数制的概念16 2.20/1世界中的数值20 2.2.1二进制数的计算20 2.2.2整型数据22 2.2.3实型数据26 2.30/1世界中的字符28 2.3.1英文字符编码28 2.3.2中文字符编码30 2.40/1世界中的图像、视频和声音32 2.4.1图像33 2.4.2视频36 2.4.3声音37 2.5条形码39 2.5.1一维条形码39 2.5.2二维条形码41 2.6本章小结42 2.7习题42 第3章计算环境: 计算机是如何工作的44 3.1计算机的系统组成44 3.2计算机的硬件环境及工作原理45 3.2.1图灵机模型45 3.2.2冯·诺依曼体系结构46 3.2.3计算机的硬件组成47 3.2.4指令和指令系统48 3.2.5计算机执行指令的过程49 3.2.6微机系统的构成50 3.2.7计算机的主要性能指标55 3.3计算机的软件环境56 3.3.1计算机软件的概念56 3.3.2计算机软件的分类57 3.3.3系统软件57 3.4本章小结63 3.5习题63 第4章算法基础与典型算法64 4.1算法概述65 4.1.1算法和程序65 4.1.2算法的描述66 4.1.3算法的复杂性68 4.2典型算法69 4.2.1枚举法69 4.2.2递推法69 4.2.3递归法70 4.2.4迭代法71 4.2.5分治法72 4.2.6回溯法73 4.3本章小结74 4.4习题74 第5章Python语言入门75 5.1Python语言概述75 5.1.1Python语言发展史75 5.1.2特点76 5.1.3环境安装77 5.1.4Windows操作系统平台上安装Python语言环境78 5.2HelloWorld程序80 5.2.1中文编码80 5.2.2单行注释81 5.2.3多行注释81 5.2.4输入和输出82 5.2.5书写规范83 5.3IDLE环境介绍85 5.3.1启动IDLE环境85 5.3.2创建Python脚本85 5.4本章小结87 5.5习题87 第6章基础语法与程序控制结构88 6.1变量的定义88 6.1.1定义一个变量88 6.1.2同时定义多个变量89 6.2数据类型90 6.2.1Number90 6.2.2String91 6.2.3List93 6.2.4Tuple95 6.2.5Set96 6.2.6Dictionary97 6.3运算符98 6.3.1算术运算符99 6.3.2赋值运算符100 6.3.3比较运算符100 6.3.4逻辑运算符101 6.3.5成员运算符102 6.3.6序列运算符102 6.3.7占位运算符103 6.3.8运算符的优先级104 6.4条件语句105 6.4.1if、else106 6.4.2if、else、elif107 6.4.3多重条件109 6.5循环语句109 6.5.1for循环110 6.5.2while循环112 6.5.3多重循环112 6.5.4break113 6.5.5continue114 6.5.6else115 6.6本章小结115 6.7习题115 第7章Python函数与代码复用116 7.1函数的定义和调用116 7.1.1函数的定义117 7.1.2函数的调用117 7.1.3lambda函数119 7.2函数的参数传递和返回值119 7.2.1默认参数119 7.2.2不定长参数120 7.2.3参数的传递顺序120 7.2.4函数的返回值121 7.3变量的作用域122 7.3.1局部变量122 7.3.2全局变量123 7.4递归函数125 7.5内置函数和常用库126 7.5.1内置函数126 7.5.2标准库函数129 7.5.3第三方库131 7.6本章小结131 7.7习题131 第8章计算机网络环境132 8.1计算机网络平台132 8.1.1计算机网络的概念132 8.1.2计算机网络的发展133 8.1.3计算机网络的分类135 8.1.4计算机网络的拓扑结构137 8.1.5计算机网络的体系结构138 8.1.6数据通信141 8.2局域网技术143 8.2.1局域网的工作模式143 8.2.2以太网144 8.2.3组建有线局域网146 8.3互联网及其应用149 8.3.1IP地址及域名149 8.3.2互联网接入152 8.3.3互联网应用153 8.4网络安全154 8.4.1网络安全概述155 8.4.2网络攻击的主要方法156 8.4.3网络安全防御技术160 8.5本章小结166 8.6习题167 第9章数据管理与数据库168 9.1数据管理168 9.1.1什么是数据库和数据管理168 9.1.2数据管理的探索171 9.1.3没有规矩不成方圆——数据模型174 9.2结构化数据库175 9.2.1经典概念模型——ER模型176 9.2.2数据库方言——关系术语177 9.2.3关系模型的完整性规则177 9.2.4创建一个本地数据库178 9.2.5大海捞针——数据库查询182 9.3大数据192 9.3.1大数据是什么192 9.3.2新情况、新技术194 9.3.3大数据应用197 9.4本章小结198 9.5习题198 第10章计算机前沿技术199 10.1人工智能199 10.1.1人工智能时代199 10.1.2人工智能应用领域201 10.1.3人工智能技术205 10.2物联网211 10.2.1什么是物联网211 10.2.2物联网的关键技术211 10.2.3物联网应用213 10.3云计算214 10.3.1什么是云计算214 10.3.2云计算的体系结构215 10.3.3云计算的关键技术216 10.3.4云计算的服务217 10.4区块链218 10.4.1什么是区块链218 10.4.2区块链的关键技术219 10.4.3区块链的应用220 10.5本章小结222 10.6习题222 参考文献223