第 1 章　計算與計算思維1
1.1　計算思維的發(fā)展1
1.1.1　計算工具的發(fā)展演變1
1.1.2　現(xiàn)代計算機計算環(huán)境的發(fā)展變遷5
1.1.3　計算思維的傳承與發(fā)展6
1.1.4　從國王的婚姻略識計算思維8
1.2　計算思維迎接新時代9
1.2.1　科學研究范式的轉變9
1.2.2　教育部四新建設人才培養(yǎng)10
1.2.3　計算思維在四新建設中的地位與作用12
1.2.4　新時代的計算思維特征13
1.2.5　計算思維求解15
1.3　大數(shù)據(jù)時代計算思維17
1.3.1　總體思維17
1.3.2　容錯思維18
1.3.3　相關思維19
1.4　本章小結20
思考題20
第 2 章　計算機中的 0 和 122
2.1　計算機中為什么是 0 和 122
2.1.1　0 和 1 的追溯22
2.1.2　計算機選擇了 0 和 123
2.1.3　0 和 1 的思維24
2.2　數(shù)制和數(shù)制的相互轉換25
2.2.1　數(shù)制的有關概念25
2.2.2　常用進位計數(shù)制26
2.2.3　數(shù)制的相互轉換27
2.3　0 和 1 的運算29
2.3.1　邏輯運算29
2.3.2　算術運算30
2.4　0 和 1 的電路實現(xiàn)31
2.4.1　基本邏輯電路31
2.4.2　基本邏輯部件32
2.5　0 和 1 信息呈現(xiàn)33
2.5.1　數(shù)值信息呈現(xiàn)33
2.5.2　文本信息呈現(xiàn)35
2.5.3　圖形圖像信息呈現(xiàn)39
2.5.4　音頻信息呈現(xiàn)42
2.5.5　視頻信息呈現(xiàn)44
2.6　本章小結46
思考題47
第 3 章　計算機硬件系統(tǒng)組成及工作原理50
3.1　圖靈機模型與馮·諾依曼計算機模型50
3.1.1　圖靈機計算機的理想模型50
3.1.2　馮·諾依曼計算機現(xiàn)代計算機的結構框架52
3.2　認識計算機硬件系統(tǒng)53
3.2.1　中央處理器53
3.2.2　存儲器54
3.2.3　輸入/輸出系統(tǒng)55
3.2.4　微型計算機硬件系統(tǒng)組成及主要性能指標55
3.3　計算機的工作原理62
3.3.1　指令及指令系統(tǒng)62
3.3.2　指令的執(zhí)行過程63
3.3.3　計算機的基本工作原理64
3.4　計算機硬件構造中的計算思維67
3.5　本章小結67
思考題68
第 4 章　計算機軟件、語言與算法69
4.1　計算機軟件69
4.1.1　指令、程序與軟件69
4.1.2　計算機軟件的分類69
4.1.3　操作系統(tǒng)71
4.2　計算機語言74
4.2.1　計算機語言概述74
4.2.2　熱門編程語言排行榜75
4.2.3　編程語言的基本元素78
4.3　算法及常用算法舉例80
4.3.1　算法概述80
4.3.2　算法的表示方法82
4.3.3　結構化程序設計控制結構84
4.3.4　模塊化程序設計函數(shù)88
4.3.5　常用算法舉例90
4.4　本章小結95
思考題95
第 5 章　互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)97
5.1　互聯(lián)網(wǎng)之基礎計算機網(wǎng)絡97
5.1.1　計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生與發(fā)展97
5.1.2　計算機網(wǎng)絡的組成98
5.1.3　計算機網(wǎng)絡的功能101
5.1.4　計算機網(wǎng)絡的分類102
5.1.5　計算機網(wǎng)絡協(xié)議105
5.1.6　計算機網(wǎng)絡的體系結構106
5.2　互聯(lián)網(wǎng)109
5.2.1　什么是互聯(lián)網(wǎng)109
5.2.2　互聯(lián)網(wǎng)的誕生和發(fā)展109
5.2.3　互聯(lián)網(wǎng)在我國的發(fā)展110
5.2.4　互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 TCP/IP111
5.2.5　互聯(lián)網(wǎng)中 IP 地址114
5.2.6　互聯(lián)網(wǎng)的應用117
5.2.7　互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全118
5.3　物聯(lián)網(wǎng)122
5.3.1　什么是物聯(lián)網(wǎng)122
5.3.2　物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術123
5.3.3　物聯(lián)網(wǎng)的應用124
5.4　本章小結126
思考題127
第 6 章　數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術128
6.1　數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)科學128
6.1.1　數(shù)據(jù)的定義128
6.1.2　數(shù)據(jù)科學128
6.2　大數(shù)據(jù)131
6.2.1　什么是大數(shù)據(jù)131
6.2.2　大數(shù)據(jù)的特點132
6.2.3　大數(shù)據(jù)的構成135
6.3　大數(shù)據(jù)技術137
6.3.1　數(shù)據(jù)采集與預處理138
6.3.2　數(shù)據(jù)存儲及管理143
6.3.3　數(shù)據(jù)可視化149
6.4　本章小結155
思考題155
第 7 章　人工智能156
7.1　人工智能概述156
7.1.1　人工智能的提出156
7.1.2　什么是人工智能156
7.1.3　人工智能的分類158
7.1.4　人類智能與人工智能159
7.1.5　人工智能的流派162
7.2　人工智能發(fā)展歷史165
7.2.1　孕育期（1956 年以前）166
7.2.2　形成期（19561969 年）167
7.2.3　發(fā)展期（19701980 年）168
7.2.4　綜合集成期（1980 年至今）170
7.3　人工智能的研究內容171
7.3.1　智能感知171
7.3.2　智能推理174
7.3.3　智能行動176
7.4　本章小結182
思考題182
參考文獻183