《大學計算機基礎/教育部大學計算機課程改革項目規(guī)劃教材》是教育部大學計算機課程改革項目規(guī)劃教材，是以培養(yǎng)計算思維能力為導向來構建教學內容的教材。全書共分10章，主要內容包括計算科學與計算思維、計算機系統(tǒng)組成及其工作原理、信息的表示與技術、常用數(shù)據(jù)結構與算法、計算機操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡、多媒體技術基礎、數(shù)據(jù)庫基礎及應用、信息安全和Office應用基礎�！洞髮W計算機基礎/教育部大學計算機課程改革項目規(guī)劃教材》的每個知識點均采用相應的案例，寓知識講解中貫穿計算思維的意識、方法和能力等3個層次的培養(yǎng)。每章均給出教學目標、知識要點、舉案引思，以方便讀者學習與參考�！洞髮W計算機基礎/教育部大學計算機課程改革項目規(guī)劃教材》配有相應的電子課件，以供教學參考，并且配有相應的輔導教材《大學計算機基礎實驗與指導》。 《大學計算機基礎/教育部大學計算機課程改革項目規(guī)劃教材》既可作為高等學校計算機專業(yè)的計算機導論教材，又可作為非計算機專業(yè)的計算機公共基礎教材。
《大學計算機基礎/教育部大學計算機課程改革項目規(guī)劃教材》特色：
·在構建《大學計算機基礎/教育部大學計算機課程改革項目規(guī)劃教材》的知識結構和內容體系過程中，注重融入計算思維方法，每章均給出教學目標、知識要點、舉案引思，體現(xiàn)計算思維能力的培養(yǎng)。
·《大學計算機基礎/教育部大學計算機課程改革項目規(guī)劃教材》編寫融入問題求解的思維啟發(fā)與訓練的教育理念，培養(yǎng)學生對計算機的認知能力、運用計算機解決問題的能力、基于網(wǎng)絡的學習能力以及依托信息技術的共處能力。
·《大學計算機基礎/教育部大學計算機課程改革項目規(guī)劃教材》配有電子課件、輔助教材《大學計算機基礎實驗與指導》和教材的習題答案，以方便讀者學習與參考。
寫作背景
人類歷史上，計算機科學與技術相對于其他學科、技術和工具，其發(fā)展速度之快，應用普及之廣，是前所未有的。盡管計算機不會像空氣與水對生命之重要，但它與人們日常的工作、學習、生活日益密切相關。1984年，鄧小平提出“計算機普及要從娃娃抓起”，從此國內計算機教育不僅僅是少數(shù)人的專業(yè)化教育與培養(yǎng)，而且“計算機基礎”成為高等學校的通識教育課程，其宗旨是普及計算機基礎知識，傳承計算機文化，培養(yǎng)基本技能，破除計算機神秘感，并迅速、廣泛地普及到中、小學信息素質教育當中。
如今，就像數(shù)學課程一樣，從小學到大學，人人都要接受計算機基礎課程教育。盡管中、小學信息素質教育水平有差異，但接受計算機教育的大學生并非都是“零”起點。因此，有必要因地制宜地改革“大學計算機基礎”課程，改革的重點是教學內容，其取舍取決于教學目標。
2006年美籍華裔計算機科學家周以真教授首次提出“計算思維”概念，以及有關“計算思維”對人類社會發(fā)展的重大作用的論述，廣泛地引起了計算機科學家和計算機教育家的高度重視。數(shù)學、物理、化學和生物學等學科教育蘊含著邏輯思維、驗證思維的培養(yǎng)與訓練，同理論思維和驗證思維一樣，作為三大科學思維之一的計算思維，也是人類認識自然、改造世界的重要思維方式。雖然計算機科學技術不是蘊含“計算思維”的唯一學科，但是計算機的特點及其廣泛應用，卻是最適合融入計算思維教育和培養(yǎng)的學科�；诖�，人們把“培養(yǎng)學生健全的思維主體、系統(tǒng)的思維能力、良好的思維方式與品質”作為“提升學生的綜合素質與分析、解決問題的綜合能力”的目標之一。
本教材堅持思維與知識并進，知識教育中融入問題求解的思維啟發(fā)，訓練之教育理念，強化計算思維意識，提升計算思維認識，加強計算思維方法和能力培養(yǎng)，以當代大學生必須達到對計算機的認知能力、運用計算機解決問題的能力、基于網(wǎng)絡的學習能力、依托信息技術的共處能力為基本要求，在構建課程的知識結構、內容體系中，注重融入計算思維方法，體現(xiàn)計算思維能力的培養(yǎng)。
組織結構
全書共由十章組成，每章均給出教學目標、知識要點、舉案引思，以方便讀者學習與參考。
第一章計算科學與計算思維，主要介紹思維的概念、分類，計算思維的概念、特征和本質及其與計算機的關系，用案例說明計算思維進行問題求解的一般過程，計算思維在人類社會發(fā)展中的作用和對人的能力發(fā)展的影響，計算科學研究與應用（普適計算、網(wǎng)格計算和云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等）。
第二章計算機系統(tǒng)組成及其工作原理，主要介紹計算機系統(tǒng)的硬件與軟件組成結構，計算機的基本工作原理。
第三章信息的表示與技術，主要介紹信息的概念、特征與信息技術，常用數(shù)制的轉換，數(shù)據(jù)的存儲，數(shù)值和非數(shù)值的表示等。
第四章常用數(shù)據(jù)結構與算法，介紹數(shù)據(jù)結構的基本概念，問題求解算法的概念及算法的描述方式，常用數(shù)據(jù)結構（線性表、棧、隊列、樹及二叉樹、圖）以及最常用的算法有：順序查找、有序表的查找、直接插入排序、冒泡排序等。
第五章計算機操作系統(tǒng)，結合常見的操作系統(tǒng)介紹其概念、作用、類型、功能，操作系統(tǒng)的基本操作（應用軟件操作、磁盤操作、系統(tǒng)資源管理、文件及文件夾操作）、安裝與運行，人機交互界面設計方法，計算機資源優(yōu)化等。
第六章計算機網(wǎng)絡，主要介紹計算機網(wǎng)絡的概念、常見網(wǎng)絡設備、網(wǎng)絡協(xié)議、網(wǎng)絡體系結構、Internet基礎、郵件服務、文件傳輸服務、WWW服務、信息搜索、TCP/IP協(xié)議等。
第七章多媒體技術基礎，主要介紹多媒體的概念、基本特征，多媒體數(shù)據(jù)的壓縮技術與方法，多媒體通信的關鍵技術，虛擬現(xiàn)實的概念、重要特征和硬軟件基礎及其技術的體系結構和主要應用領域。
第八章數(shù)據(jù)庫基礎及應用，結合現(xiàn)實案例講解數(shù)據(jù)庫的基本概念，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成、模式結構，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，關系模型與關系數(shù)據(jù)庫的基本概念，關系模型，完整性約束規(guī)則，關系的規(guī)范化，數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫表的定義，數(shù)據(jù)庫表結構的維護、操縱與查詢。
第九章信息安全，主要介紹信息安全的概念，引發(fā)信息安全問題的因素，從物理保護、訪問控制、網(wǎng)絡保護、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)備份與恢復、防治計算機病毒、加強職業(yè)道德教育防范措施7個方面介紹保護信息安全的方法。
第十章Office應用基礎，簡單介紹Office辦公軟件統(tǒng)一風格的界面及其共性的知識點，針對Word、Excel和PowerPoint差異部分，分別講解Word、Excel和PowerPoint各自的功能，編輯、排版、圖文混排及其常見的和少量的特殊格式、效果的設置等。本章以操作為主，一般作為學生自學內容，可結合本書配套的輔導教材《大學計算機基礎實驗與指導》進行學習。
本書由胡宏智主編，第一、二、三、四、六、九、十章分別由安徽工業(yè)大學的胡宏智、黃洪超、黃瑾娉、陳學進、王廣正、王小林和儲岳中編寫，第五章由阜陽師范學院的王峰編寫，第七、八章分別由安徽建筑工業(yè)學院的管錦亮和黃曉梅編寫。
授課建議
本書內容豐富，可供不同專業(yè)、不同起點的讀者學習，既可作為高等學校計算機專業(yè)的計算機導論教材，又可作為非計算機專業(yè)的計算機公共基礎教材。
大學計算機基礎教學內容的取舍、課時的分配，應根據(jù)具體情況做適當?shù)陌才�。建議教學的內容與學時分配如下表。
第一章 計算科學與計算思維
1.1 什么是思維，思維有哪些種類，思維對人的能力培養(yǎng)有什么作用？
1.1.1 思維的概念
1.1.2 科學思維的分類
1.2 計算思維的本質、特征及其對人能力的影響
1.2.1 計算思維的本質
1.2.2 計算思維的特征
1.2.3 計算思維品質對人的能力影響作用
1.2.4 計算思維的應用領域
1.3 科學與計算科學
1.3.1 什么是科學
1.3.2 什么是計算科學與計算學科
1.3.3 計算機學科與計算機科學的關系
1.4 計算機與計算思維的關系
1.4.1 計算機促進計算思維的研究與發(fā)展
1.4.2 計算思維研究推動計算機的發(fā)展
1.5 計算學科的典型案例
1.5.1 問題求解的基本步驟
1.5.2 案例解法分析
1.6 計算科學研究與應用
1.6.1 普適計算
1.6.2 網(wǎng)格計算
1.6.3 云計算
1.6.4 人工智能
1.6.5 物聯(lián)網(wǎng)
本章小結
習題
第二章 計算機系統(tǒng)組成及其工作原理
2.1 計算機硬件設計思路的演變
2.1.1 最早的計算機模型
2.1.2 改進后的計算機模型
2.1.3 觀在的計算機模型
2.2 馮·諾依曼計算機及其工作原理
2.2.1 馮·諾依曼的設計思想
2.2.2 計算機工作原理
2.3 計算機硬件系統(tǒng)
2.3.1 計算機硬件系統(tǒng)概述
2.3.2 微型計算機硬件組成
2.4 計算機軟件系統(tǒng)
2.4.1 系統(tǒng)軟件
2.4.2 應用軟件
2.5 計算機硬件和軟件的關系
本章小結
習題
第三章 信息的表示與技術
3.1 信息及信息技術
3.1.1 信息的定義
3.1.2 信息的特征
3.1.3 信息技術
3.2 數(shù)制與運算
3.2.1 數(shù)制
3.2.2 常用的數(shù)制
3.2.3 各種數(shù)制的轉換
3.2.4 二進制數(shù)
3.3 數(shù)據(jù)的存儲
3.3.1 數(shù)據(jù)存儲單位
3.3.2 存儲設備結構
3.3.3 編址和地址
3.4 數(shù)值的表示
3.4.1 機器數(shù)與真值
3.4.2 數(shù)的原碼、補碼和反碼
3.4.3 定點數(shù)與浮點數(shù)
3.5 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示
3.5.1 邏輯數(shù)據(jù)的表示
3.5.2 字符數(shù)據(jù)的表示
3.5.3 聲音的表示
3.5.4 圖形與圖像的表示
本章小結
習題
第四章 常用數(shù)據(jù)結構與算法
4.1 計算機程序概述
4.1.1 計算機程序
4.1.2 程序設計語言
4.1.3 算法和算法描述語言
4.1.4 程序結構與流程圖
4.1.5 用流程圖表示求解51的算法
4.2 常用數(shù)據(jù)結構
4.2.1 線性表
4.2.2 棧
4.2.3 隊列
4.2.4 樹及二叉樹
4.2.5 圖
4.3 常用數(shù)據(jù)結構算法
4.3.1 順序查找
4.3.2 二分查找
4.3.3 直接插入排序
4.3.4 冒泡排序
本章小結
習題
第五章 計算機操作系統(tǒng)
5.1 操作系統(tǒng)概述
5.1.1 操作系統(tǒng)的定義
5.1.2 操作系統(tǒng)的作用
5.1.3 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程
5.1.4 操作系統(tǒng)的類型
5.1.5 常用的操作系統(tǒng)
5.2 搡作系統(tǒng)功能概述
5.2.1 進程管理
5.2.2 內存管理
5.2.3 設備管理
5.2.4 文件管理
5.2.5 用戶接口
5.3 操作系統(tǒng)基本操作
5.3.1 應用軟件操作
5.3.2 磁盤操作
5.3.3 系統(tǒng)資源管理
5.3.4 文件及文件夾操作
5.4 操作系統(tǒng)應用案例
5.4.1 操作系統(tǒng)安裝與運行
5.4.2 驅動程序與驅動故障的解決
5.4.3 計算機資源優(yōu)化
本章小結
習題
第六章 計算機網(wǎng)絡
6.1 計算機網(wǎng)絡基礎
6.1.1 概述
6.1.2 常見網(wǎng)絡設備
6.2 網(wǎng)絡協(xié)議與體系結構
6.2.1 網(wǎng)絡協(xié)議
6.2.2 網(wǎng)絡體系結構
6.3 Internet應用
6.3.1 Internet基礎
6.3.2 Internet工作方式
6.3.3 信息搜索
6.3.4 信息發(fā)布
本章小結
習題
第七章 多媒體技術基礎
7.1 多媒體的概念
7.1.1 多媒體概述
7.1.2 多媒體的基本特征
7.2 多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術
7.2.1 多媒體數(shù)據(jù)壓縮的必要性
7.2.2 多媒體數(shù)據(jù)壓縮的可行性
……
第八章 數(shù)據(jù)庫基礎及應用
第九章 信息安全
第十章 Office應用基礎
由于計算科學與生命科學在本質上具有許多相通之處，因而，計算科學中的研究成果應用于生命科學的研究會帶來創(chuàng)新性的思維，而快速發(fā)展的生命科學會對計算科學具有重要的啟示，促使計算科學的理論、方法與工程實踐的迅速發(fā)展，推動了計算機科學的許多領域滲透到生物信息學應用研究之中，如數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、算法、圖形圖像學、軟件工程、網(wǎng)絡工程、并行計算等都被運用于生物信息計算的研究。計算機科學家運用巧妙的算法，使得對人類基因組進行霰彈槍定序法測序成為可能，并使之成為各種測序的通用方法，極大地降低了基因組測序的成本，提高了測序的速度。再如數(shù)據(jù)挖掘和聚類分析方法在蛋白質的結構預測中也得到了廣泛的應用。運用數(shù)據(jù)挖掘技術可以在大量的實驗數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)其中蘊含的規(guī)律。
3.專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)就是把某個（些）專家的經(jīng)驗和知識規(guī)則，按照一定的數(shù)據(jù)結構存儲到數(shù)據(jù)庫中，結合人工智能技術，構建的專家知識庫及軟件系統(tǒng)。由計算機代替（模擬）專家，接收問題的描述和要求，自動地進行知識規(guī)則檢索、對比、分析、推理和判斷，并給出問題的解答。例如，中醫(yī)專家系統(tǒng)，就診者通過回答問題，系統(tǒng)會根據(jù)問題的描述，自動查詢病狀知識規(guī)則，通過比對，分析，綜合推理、得出結論，給出治療方案或開出處方。
4.數(shù)值計算
利用數(shù)值計算方法，建立相關化學學科的數(shù)學模型，進行數(shù)值計算或問題求解。如化學工程中的應用計算、分析化學中的條件預測等。
5.模擬
建筑學中的應力分析，是采用曲線擬合法來模擬實測工作曲線的。根據(jù)某一過程的測試數(shù)據(jù)，建立數(shù)學模型、預測反映效果等。
6.統(tǒng)計模式識別
統(tǒng)計模式識別是一種統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、按專業(yè)要求進行分類判別的方法，適用于多因素的綜合影響。例如，按照化合物的相關參數(shù)（離子的半徑、原子的價徑比等），對化合物進行分類，預測化合物的性質等。模式識別技術還被廣泛用于最優(yōu)化設計中，根據(jù)物性的數(shù)據(jù)設計新的功能材料。
7.虛擬現(xiàn)實
虛擬現(xiàn)實技術又稱靈境技術。其特點在于：計算機產(chǎn)生一種人為的虛擬環(huán)境，這種虛擬環(huán)境是通過計算機圖形產(chǎn)生的三維空間，或者是將現(xiàn)實世界中的真實環(huán)境，編制到計算機中去產(chǎn)生逼真的“虛擬環(huán)境”，從而使得用戶在視覺上產(chǎn)生一種沉浸真實環(huán)境的感覺。典型的應用如飛機飛行仿真系統(tǒng)、作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)、虛擬風洞、虛擬物理實驗等。
……
書單推薦
