计算思维与PYTHON编程基础(第2版·微课视频版)

目录 上篇计 算 思 维 第1章计算思维与计算机3 1.1计算思维概述3 1.1.1计算思维的定义3 1.1.2计算思维的特征4 1.1.3计算思维的过程5 1.2计算思维的应用5 1.2.1计算思维在生活中的应用5 1.2.2计算思维在其他学科上的应用6 1.3计算机概述8 1.3.1计算工具的发展8 1.3.2现代计算机的理论基础10 1.3.3现代计算机的基本框架和特点10 1.3.4现代计算机的发展11 1.3.5计算机的发展趋势13 1.3.6计算机的应用16 1.4人工智能时代下的计算思维17 1.4.1人工智能简介17 1.4.2人工智能的应用领域18 1.4.3人工智能时代的挑战24 1.4.4人工智能与计算思维24 1.5习题24 第2章计算机的信息表示26 2.1进位记数制26 2.1.1数制的基本概念26 2.1.2基数26 2.1.3位权26 2.2常见的各种数制及转换27 2.2.1十进制27 2.2.2二进制27 2.2.3八进制和十六进制28 2.2.4不同进制数的转换29 2.3二进制及其运算31 2.3.1计算机中的数据单位31 2.3.2二进制的算术运算32 2.3.3二进制的逻辑运算32 2.4数值在计算机中的表示33 2.4.1整数在计算机中的表示33 2.4.2实数在计算机中的表示34 2.5文本在计算机中的表示35 2.5.1键盘上的符号35 2.5.2中文字符36 2.5.3扩展符号——Unicode编码38 2.6图像在计算机中的表示39 2.6.1图像的种类39 2.6.2图像的数字化过程39 2.6.3图像的基本属性42 2.6.4图像格式42 2.7声音在计算机中的表示43 2.7.1声音的数字化43 2.7.2音频的技术指标44 2.8习题45 第3章计算机系统47 3.1计算机系统概述47 3.1.1计算机的体系结构47 3.1.2计算机系统的组成48 3.2计算机的硬件系统49 3.2.1中央处理器49 3.2.2主存储器51 3.2.3辅助存储器53 3.2.4主板54 3.2.5总线与接口55 3.2.6基本输入设备56 3.2.7基本输出设备57 3.3计算机的软件系统58 3.3.1指令、指令系统和程序58 3.3.2程序设计语言59 3.3.3计算机软件的分类 59 3.4计算机的操作系统60 3.4.1操作系统的定义60 3.4.2操作系统的功能61 3.4.3操作系统的载入65 3.4.4操作系统的分类66 3.5习题68 第4章计算机网络70 4.1计算机网络基础70 4.1.1计算机网络的形成和发展70 4.1.2计算机网络的定义和功能71 4.2计算机网络的分类72 4.2.1按覆盖的地域范围分类73 4.2.2按拓扑结构分类74 4.3网络设备75 4.3.1传输介质75 4.3.2互联设备76 4.4Internet77 4.4.1Internet的发展77 4.4.2Internet的工作原理77 4.4.3IP地址与域名79 4.4.4接入方式81 4.5网络安全82 4.5.1网络安全的定义82 4.5.2网络安全面临的威胁83 4.5.3网络安全防范技术84 4.6计算机网络前沿技术85 4.6.1云计算85 4.6.2物联网 88 4.6.3区块链91 4.6.4互联网+93 4.6.5边缘计算94 4.7习题97 第5章计算思维与算法99 5.1算法的概述99 5.1.1算法的定义和由来99 5.1.2算法的特征99 5.1.3算法的描述100 5.1.4算法的评价103 5.2常用经典算法104 5.2.1穷举算法104 5.2.2贪心算法105 5.2.3递推算法107 5.2.4递归算法109 5.2.5回溯算法110 5.2.6动态规划算法111 5.3排序算法112 5.3.1冒泡排序112 5.3.2选择排序113 5.3.3快速排序113 5.4查找算法114 5.4.1顺序查找114 5.4.2二分查找115 5.4.3插值查找116 5.5习题116 下篇Python编程基础 第6章Python绘图121 6.1走近Python121 6.1.1认识Python121 6.1.2安装Python 122 6.1.3运行Python 123 6.2Python基本语法知识126 6.2.1常量和变量126 6.2.2程序注释127 6.2.3input()函数 127 6.2.4print()函数129 6.2.5格式化输出130 6.3Python绘图134 6.3.1turtle库语法元素分析134 6.3.2绘制正多边形135 6.3.3绘制正多边形花138 6.4Python绘图实例139 6.4.1绘制美丽的螺旋花139 6.4.2绘制多彩花142 6.4.3绘制颜色填充图案143 6.5习题144 第7章数据类型147 7.1数值类型147 7.1.1整数类型147 7.1.2浮点数类型148 7.1.3复数类型149 7.1.4基本运算150 7.1.5内置数值运算函数153 7.2字符串类型154 7.2.1字符串类型的表示154 7.2.2基本的字符串操作156 7.2.3内置字符串处理函数156 7.3组合数据类型157 7.3.1列表类型及其操作159 7.3.2元组类型及其操作160 7.3.3字典类型及其操作161 7.4习题162 第8章程序控制结构164 8.1程序基础164 8.1.1Python程序的构成164 8.1.2Python中的缩进165 8.1.3程序基本结构分类165 8.2顺序结构165 8.3选择结构166 8.3.1单分支结构167 8.3.2双分支结构167 8.3.3多分支结构168 8.3.4嵌套分支结构170 8.4循环结构172 8.4.1range()函数172 8.4.2for循环语句173 8.4.3循环实例175 8.4.4while循环语句176 8.4.5break和continue177 8.4.6猜数游戏178 8.5random库的使用179 8.6习题181 第9章函数184 9.1函数的基本使用184 9.1.1函数的定义184 9.1.2函数的调用过程186 9.1.3函数实例187 9.2函数的参数传递189 9.2.1可选参数和可变参数189 9.2.2参数的位置传递和名称传递189 9.2.3函数的返回值190 9.3datetime库190 9.3.1datetime库概述191 9.3.2datetime库解析191 9.4代码复用和模块化设计192 9.5习题193 第10章算法实现195 10.1猜车牌号问题——穷举法195 10.2猜班级人数问题——二分法196 10.3背包问题——贪心法 198 10.4爬楼梯问题——递推法200 10.5汉诺塔问题——递归法201 10.6凑零钱问题——动态规划算法204 10.7*短路径问题——广度优先搜索算法206 10.8习题210 第11章综合实例211 11.1Python第三方库的安装211 11.1.1pip工具安装211 11.1.2自定义安装213 11.1.3文件安装213 11.2音频处理214 11.2.1Pydub库214 11.2.2查看音频文件信息215 11.2.3音频文件剪辑和拼接216 11.2.4Pydub的常见用法217 11.3图像处理218 11.3.1图像旋转218 11.3.2图像缩放219 11.3.3图像裁剪219 11.4文本词频统计221 11.4.1英文词汇量统计221 11.4.2英文词频统计 221 11.4.3中文词频统计224 11.5网络爬虫226 11.5.1获取网页内容226 11.5.2处理网页内容227 11.6图形化编程——tkinter库使用229 11.6.1tkinter库简介229 11.6.2tkinter的基本窗口229 11.6.3tkinter控件231 11.6.4布局管理器239 11.6.5MessageBox的应用243 11.6.6综合实例应用244 11.7习题247 参考文献248