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| 編輯推薦： |
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本书特色：统筹兼顾，综合安排计算机科学基础知识与计算思维内容。双重作用，将计算机基础知识作为计算思维应用的研究对象。内容较广，用多领域案例，向学生展现计算思维的应用。前置要求低，读者可无程序设计背景知识，适用于大学新生。
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| 內容簡介： |
本书兼顾计算机科学基础知识和计算思维，以计算思维相关内容为主，将信息表示、计算机系统、操作系统、网络、多媒体技术等知识穿插进来，选择Python作为计算实践的语言，内容更偏重于如何应用计算思维解决各领域问题，各领域包括计算机科学领域。实践内容将在授课内容的基础上进行拓展，并要求学生运用Python及相关的配套库进行问题求解练习。最终，通过应用问题求解的讲授和实践，培养学生在理解计算机系统的基础上，主动在各自专业学习中利用计算思维的方法和技能，进行问题求解的能力，并能动手解决具有一定难度的实际问题。
本书内容丰富，语言浅显易懂，案例驱动，概念清晰，实用性强，适合作为高等学校计算机基础课程的教材，也可以作为计算机培训、计算机等级考试和计算机初学者的参考书。
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| 關於作者： |
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李暾 男，博士，副教授，毕业于国防科技大学计算机科学与技术专业。长期从事计算机专业相关课程教学与研究工作，承担了大学计算机基础计算机程序设计离散数学软件体系结构与设计等课程的授课任务。在微处理器设计验证、卫星综合电子系统等方面发表论文50余篇，他引160余次。在ACM顶级教学会议ITiCSE、《计算机教育》等会议和期刊发表教学论文10余篇，进入EI检索3篇。
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| 目錄：
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目录
大学计算机基础第2版第1章计算与社会1
1.1计算概论1
1.2计算装置发展简史4
1.2.1机械式计算装置4
1.2.2图灵机和图灵7
1.2.3现代电子计算机9
1.2.4计算机的发展趋势12
1.3计算技术的应用13
1.4信息化社会与人18
1.5小结20
1.6习题20
第2章Python简介21
2.1引言21
2.2Python基本元素22
2.2.1对象、表达式和数值类型22
2.2.2变量和赋值24
2.3分支语句25
2.4str类型与输入27
2.5循环28
2.6内置数据结构29
2.6.1列表29
2.6.2元组32
2.6.3字典33
2.7函数33
2.8面向对象基础36
2.9Python编程示例模拟图灵机40大学计算机基础第2版目录2.10小结44
2.11习题44
第3章计算思维与计算机问题求解47
3.1计算思维48
3.1.1计算思维简介48
3.1.2一个例子混沌现象49
3.2计算机问题求解50
3.2.1基本步骤51
3.2.2Eratosthenes的筛子51
3.3算法、数据结构与程序54
3.3.1算法54
3.3.2数据结构56
3.3.3程序58
3.4算法设计59
3.4.1算法设计基础59
3.4.2算法设计常用策略60
3.4.3算法示例61
3.4.4算法复杂度66
3.5程序设计语言68
3.5.1程序设计语言及其分类69
3.5.2Python实现编译器示例71
3.6软件开发方法及示例74
3.6.1软件开发方法74
3.6.2结构化程序设计示例76
3.7小结79
3.8习题80
第4章信息编码及数据表示82
4.1信息论基础83
4.2进制85
4.2.1进制的概念85
4.2.2二进制86
4.2.3八进制和十六进制89
4.2.4二进制与八进制、十六进制之间的转换89
4.3数字电路及模拟90
4.3.1逻辑门的建模与模拟91
4.3.2加法器建模与模拟94
4.3.3存储电路建模与模拟96
4.4计算机数值表示98
4.4.1计算机码制99
4.4.2定点数和浮点数101
4.5信息的数字化103
4.5.1数值的数字化103
4.5.2字符的数字化105
4.5.3汉字编码107
4.5.4Ｕｎｉｃｏｄｅ码108
4.6信息处理示例加解密109
4.6.1RSA加密原理109
4.6.2RSA的Python实现110
4.7小结114
4.8习题114
第5章计算机系统组成与结构118
5.1概述119
5.1.1计算机硬件系统的结构119
5.1.2计算机软件121
5.2中央处理器122
5.2.1CPU的结构122
5.2.2指令系统123
5.2.3CPU的工作过程125
5.2.4CPU高级话题126
5.3存储系统128
5.3.1主存储器系统129
5.3.2辅存储器系统131
5.3.3高速缓存133
5.4总线134
5.5输入输出系统135
5.5.1系统结构与控制135
5.5.2常见的输入输出设备137
5.6Python构建冯诺依曼体系结构模拟器140
5.7计算机软件概述144
5.7.1软件与软件的组成144
5.7.2软件的特点145
5.7.3几类常用的软件146
5.7.4软件的安全与保护149
5.8小结149
5.9习题150
第6章操作系统152
6.1概述153
6.1.1操作系统发展简史153
6.1.2操作系统基础155
6.1.3常用的操作系统156
6.2进程管理158
6.2.1进程与程序158
6.2.2进程状态160
6.2.3进程管理与调度161
6.2.4利用Python查看进程信息163
6.3存储管理165
6.3.1存储管理概述165
6.3.2存储管理方式167
6.3.3利用Python查看系统存储信息170
6.4文件管理172
6.4.1文件与文件系统172
6.4.2文件组织结构174
6.4.3目录与文件控制块175
6.4.4文件存储空间管理177
6.4.5Python文件操作178
6.5设备管理180
6.5.1设备管理基础180
6.5.2输入输出软件系统181
6.6用户接口183
6.7操作系统的加载185
6.8小结186
6.9习题186
第7章计算机网络及应用188
7.1计算机网络基础189
7.1.1计算机网络的发展历史189
7.1.2计算机网络的分类191
7.1.3计算机网络体系结构与协议192
7.1.4计算机网络传输介质及设备197
7.2局域网199
7.2.1局域网概述199
7.2.2介质访问控制协议200
7.2.3以太网203
7.3Internet基础204
7.3.1Internet概述204
7.3.2TCPIP协议206
7.3.3Python TCPIP网络编程211
7.4Internet应用215
7.4.1万维网215
7.4.2电子邮件218
7.4.3文件传输219
7.4.4搜索引擎220
7.4.5Python编程发送电子邮件221
7.5无线网络222
7.6物联网225
7.7Python案例抓取网页227
7.8小结232
7.9习题232
第8章数据库技术应用基础233
8.1概述233
8.1.1数据管理发展简史235
8.1.2数据库的基本概念235
8.1.3数据库技术管理数据的主要特征237
8.1.4数据库的应用238
8.2数据模型240
8.2.1概念模型241
8.2.2逻辑模型245
8.2.3ER模型到关系模型的转化249
8.3数据库管理系统249
8.3.1数据库管理系统的功能250
8.3.2常见数据库管理系统软件251
8.4Python数据库程序设计示例253
8.5数据分析示例255
8.6小结260
8.7习题260
第9章多媒体技术基础262
9.1概述263
9.1.1多媒体的基本概念263
9.1.2多媒体计算机系统组成264
9.1.3多媒体技术的主要应用266
9.2数字音频267
9.2.1声音的数字化267
9.2.2数字音频的技术指标268
9.2.3数字音频处理269
9.2.4常用音频文件格式271
9.3数字图像处理技术272
9.3.1图像的颜色272
9.3.2图像的数字化274
9.3.3数字图像的属性275
9.3.4位图与矢量图276
9.3.5图像的加工处理277
9.3.6常用图像文件格式278
9.3.7Python绘制分形图形279
9.4视频和动画技术282
9.4.1视频基础282
9.4.2常用视频文件格式283
9.4.3计算机动画概述283
9.4.4动画文件格式284
9.5多媒体数据压缩284
9.5.1概述284
9.5.2数据压缩标准287
9.5.3数据压缩示例及Python实现287
9.6Python示例生成验证码293
9.7小结294
9.8习题294
第10章计算机发展新技术297
10.1高性能计算298
10.1.1高性能计算的含义及意义298
10.1.2高性能计算的关键技术299
10.1.3高性能计算的典型应用303
10.1.4高性能计算的发展挑战303
10.2云计算与大数据305
10.2.1云计算305
10.2.2大数据307
10.3人工智能309
10.3.1人工智能的基本概念与发展历程309
10.3.2搜索310
10.3.3知识表示与推理311
10.3.4机器学习313
10.3.5智能控制316
10.4新型计算技术317
10.4.1量子计算317
10.4.2光计算318
10.4.3生物计算318
10.5小结319
10.6习题320
参考文献321
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| 內容試閱：
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出版说明
高等学校计算机基础教育教材精选在教育部关于高等学校计算机基础教育三层次方案的指导下，我国高等学校的计算机基础教育事业蓬勃发展。经过多年的教学改革与实践，全国很多学校在计算机基础教育这一领域中积累了大量宝贵的经验，取得了许多可喜的成果。
随着科教兴国战略的实施以及社会信息化进程的加快，目前我国的高等教育事业正面临着新的发展机遇，但同时也必须面对新的挑战。这些都对高等学校的计算机基础教育提出了更高的要求。为了适应教学改革的需要，进一步推动我国高等学校计算机基础教育事业的发展，我们在全国各高等学校精心挖掘和遴选了一批经过教学实践检验的优秀的教学成果，编辑出版了这套教材。教材的选题范围涵盖了计算机基础教育的三个层次，包括面向各高校开设的计算机必修课、选修课以及与各类专业相结合的计算机课程。
为了保证出版质量，同时更好地适应教学需求，本套教材将采取开放的体系和滚动出版的方式（即成熟一本、出版一本，并保持不断更新），坚持宁缺毋滥的原则，力求反映我国高等学校计算机基础教育的最新成果，使本套丛书无论在技术质量上还是文字质量上均成为真正的精选。
清华大学出版社一直致力于计算机教育用书的出版工作，在计算机基础教育领域出版了许多优秀的教材。本套教材的出版将进一步丰富和扩大我社在这一领域的选题范围、层次和深度，以适应高校计算机基础教育课程层次化、多样化的趋势，从而更好地满足各学校由于条件、师资和生源水平、专业领域等的差异而产生的不同需求。我们热切期望全国广大教师能够积极参与到本套丛书的编写工作中来，把自己的教学成果与全国的同行们分享；同时也欢迎广大读者对本套教材提出宝贵意见，以便我们改进工作，为读者提供更好的服务。
我们的电子邮件地址是 jiaoh@tup.tsinghua.edu.cn。联系人： 焦虹。
清华大学出版社
前言
大学计算机基础第2版人要成功融入社会所必备的思维能力，是由其所处时代能够获得的工具决定的。计算机是信息社会的必备工具之一，如何有效利用计算机分析和解决问题，将与阅读、写作和算术一样，成为 21 世纪每个人的基本技能，而不仅仅属于计算机专业人员。计算机正在对人们的生活、工作，甚至思维产生深刻的影响。
大学计算机基础是大学本科教育的第一门计算机公共基础课程，它的改革越来越受到人们的关注。课程的主要目的是从使用计算机、理解计算机系统和计算思维3个方面培养学生的计算机应用能力。从2008年开始，以计算思维的培养为主线开展计算科学通识教育，逐渐成为国内外计算机基础教育界的共识。
基于这种认识，作者对第一版教材进行了较大幅度的修改，增加了计算思维所占的比重。指导思想是兼顾计算机基础知识和计算思维，选择Python作为实践语言，将信息表示与处理、计算机系统、网络、数据库、多媒体等知识既作为教学内容，又作为计算思维求解问题的研究对象，并加以实践，教材内容更偏重于如何应用计算思维解决各领域问题。最终，希望通过这种问题求解的学习和实践，培养学生在理解计算机基础知识的同时，能主动在各自专业学习中利用计算思维的方法和技能，进行问题求解，能动手解决具有一定难度的实际问题。
本书包含10章，大致可分为如下部分：
计算与社会（第1章）、计算思维与问题求解基础（第2、3章）、信息表示及处理（第4、8、9章）、计算机系统与网络（第5～7章）、计算机发展新技术（第10章）。
本书内容涉及计算机专业多门课程的知识，概念庞杂，术语繁多。表面上看，章与章之间的联系松散。对于初学者来说,学好这门课程并不容易，融会贯通就更加困难。如何把握全书的脉络？建议以信息表示和信息处理
和计算思维与计算机问题求解作为理解章节内容联系的两条主要线索。
计算机系统是信息处理的工具，而信息处理依赖于某种形式的信息表示。本书主要介绍用二进制表示数值信息、字符信息、声音信息和图像信息的方法，以文件和数据库形式组织信息的技术，计算机系统处理信息的工作原理。每一个计算机系统功能都涉及某类或某几类信息，每一个计算机系统功能都可以转换为信息处理过程。读者应该思考：
这些信息是怎样表示的？为什么要使用这种表示方法？计算机系统功能由哪些信息处理过程组成？这些处理过程包含哪些步骤？处理步骤是如何（自动）实现的？在理解信息表示和信息处理的基础上，学习计算思维与计算机问题求解方法，是为了更好地发挥计算机的作用，解决具体问题。读者在学习计算思维与计算机问题求解时，应该考虑：
以计算机基础知识为研究内容，计算思维如何思考问题和解决问题，如何类比到其他领域的问题上。碰到具体问题时，可以考虑该问题是否有计算的解，解是什么，如何实现解，如何让计算机帮助求解。
如果这些问题都明晰了，对融会贯通全书内容会有很大帮助。
本书适用于计算机专业和非计算机专业一年级新生，不要求有计算机程序设计经验，并且也不是以程序设计为主要内容，而是要求学生专注于理解计算思维求解问题的方法和技能。本书中一些Python语言基础知识的介绍，是帮助读者阅读和理解教材中给出的Python程序。希望读者能在理解的基础上，对这些程序进行小修改，来实践自己的问题求解方法。
本书的第 1、4 章由陈跃新编写，第3章大部分由王挺编写，第2和第5～7章由李暾编写，第8章由贾丽丽编写，第9章由黄旭慧编写，第10章由陈立前编写，各章案例及新增内容由李暾编写。全书由李暾、毛晓光负责统稿。王志英、宁洪、陈怀义和王保恒等教授对本书的编写给予了许多指导，陈立前为本书的文字整理和校对做了大量工作。此外，本书还参考了很多文献资料和网络素材，在此一并表示衷心的感谢。
本书的写作集体根据多年的教学实践，在内容的甄选、全书组织形式等方面既借鉴了同类书的成功经验，也做出了自己的努力进行了改进，而且改进的空间还很大，热切希望广大读者能够予以斧正。
作者
2017年7月18日大学计算机基础第2版
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