《大學計算機:應用、計算與思維/高等學校教材》以計算思維訓練為導向,以經典問題解決為驅動,以數字資源建設為基礎,以綜合項目實踐為提升,力求闡明蘊含在計算機學科中的計算思維、系統(tǒng)思維、算法思維、數據思維和網絡思維,并結合當前計算機領域的熱點研究前沿技術,形成清晰的由問題導向的計算思維與信息素養(yǎng)知識脈絡,構建具有自身特色且自成體系的大學計算機課程教學內容。 《大學計算機:應用、計算與思維/高等學校教材》共包含7章。第1章計算機基礎知識,主要介紹計算、自動計算、馮·諾依曼原理、數值計算、邏輯運算和編碼等基礎概念,讓學生能夠了解計算機的發(fā)展、組成、結構、編碼等方面的基礎知識。第2章計算機系統(tǒng)結構,主要介紹系統(tǒng)組成、體系結構的發(fā)展過程、操作系統(tǒng)以及云計算的基本概念,使學生了解計算機體系結構及操作系統(tǒng)的發(fā)展、變遷的路線和技術的演進過程。第3章算法基礎,通過經典案例簡單介紹循環(huán)、迭代、遞歸等核心概念和軟件工程基礎。第4章數據與數據分析,主要介紹數據管理的發(fā)展、規(guī)范化數據、SQL、數據分析等基本概念和當前的大數據發(fā)展和大數據思維等。第5章計算機網絡,簡單介紹計算機網絡基礎知識、Internet技術及應用、網絡安全以及物聯網的基本概念和應用。第6章虛擬現實技術,以行業(yè)應用和典型案例為主,簡單介紹虛擬現實/增強現實(VR/AR)的基本概念、行業(yè)應用和發(fā)展趨勢。第7章以實踐教學的方式,講解和指導學生不斷增強辦公軟件的應用和操作技能。 《大學計算機:應用、計算與思維/高等學校教材》可作為普通高等院校一門計算機課程的教材,也可作為學習計算機知識的參考書,對計算機教育工作者、計算機愛好者也有較高參考價值。
在信息技術發(fā)展的第五次浪潮中,互聯網+、云計算、大數據、物聯網、區(qū)塊鏈等技術迅猛發(fā)展,在社會經濟、人文科學、自然科學的許多領域引發(fā)了一系列革命性的突破,新思維、新技術、新應用正以前所未有的力量影響和改造人們的工作、生活、學習、娛樂。
在此進程中,科學思維由以邏輯思維、實證思維為主體進一步擴展到了計算思維的范疇。計算思維不僅是計算機專業(yè)學生應該具備的素質和能力,而且也成為所有大學生應該具備的素質和能力。進一步培養(yǎng)學生正確掌握計算思維的基本方式,這對于從事科學研究、工程實踐和行業(yè)應用創(chuàng)新都是有益的和必要的。
為此,本編寫組在認真學習教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會《大學計算機基礎課程教學基本要求》的基礎上,結合地方高校轉型發(fā)展和應用型本科人才培養(yǎng)模式改革形勢,同時考慮到學校城建類專業(yè)行業(yè)應用需求,特組織編寫了本書。
本書以“寬專融”(通識型課程、專業(yè)型課程、交叉型課程)課程體系思路和“系統(tǒng)能力”培養(yǎng)要求以及工程教育專業(yè)認證的規(guī)范為指導,按“4個領域×3個層次”的總體框架,認真梳理了計算機系統(tǒng)與平臺、計算機程序設計基礎、數據分析與信息處理、應用系統(tǒng)開發(fā)等四個領域的知識單元、知識點;在概念性基礎、技術與方法、應用技能等三個層次的具體要求上進行了研究,力圖編寫出能夠適應時代要求的計算思維類教材。
本書共包含7章。第1章計算機基礎知識,主要介紹計算、自動計算、馮·諾依曼原理、數值計算、邏輯運算和編碼等基礎概念,讓學生能夠了解計算機的發(fā)展、組成、結構、編碼等方面的基礎知識。第2章計算機系統(tǒng)結構,主要介紹系統(tǒng)組成、體系結構的發(fā)展過程、操作系統(tǒng)以及云計算的基本概念,使學生了解計算機體系結構及操作系統(tǒng)的發(fā)展、變遷的路線和技術的演進過程。第3章算法基礎,通過經典案例簡單介紹循環(huán)、迭代、遞歸等核心概念和軟件工程基礎。第4章數據與數據分析,主要介紹數據管理的發(fā)展、規(guī)范化數據、SQL、數據分析等基本概念和當前的大數據發(fā)展和大數據思維等。第5章計算機網絡,簡單介紹計算機網絡基礎知識、Internet技術及應用、網絡安全以及物聯網的基本概念和應用。第6章虛擬現實技術,以行業(yè)應用和典型案例為主,簡單介紹虛擬現實/增強現實(VR/AR)的基本概念、行業(yè)應用和發(fā)展趨勢。第7章以實踐教學的方式,講解和指導學生不斷增強辦公軟件的應用和操作技能。
本書由河南城建學院何宗耀、李蓓任主編,參加編寫的還有張星、魏新紅、郭猛、周二強、郝偉、劉榮輝、張翼飛、姚遠和楊斌等人。趙軍民、張俊峰對本書做了審校,并同作者進行了多次有益的探討,提出了許多修改意見。此外,書中還參閱了許多其他同行的工作成果,在此一并表示衷心感謝。
面對信息技術迅速更新和不斷發(fā)展以及大學計算機基礎課程建設的復雜程度,要完成這樣一個高標準的寫作任務作者感到壓力很大,限于作者的水平和經驗,加之時間倉促,疏忽之處在所難免,歡迎廣大專家、讀者批評指正。作者衷心地希望得到讀者,尤其是廣大的同學和老師的支持和幫助,共同探討計算思維課程教學體會,進一步提高思維課程的教學水平。
第1章 計算機基礎知識
1.1 什么是計算
1.1.1 數學計算
1.1.2 計算機計算
1.1.3 人計算與機器計算
1.2 怎樣進行自動計算
1.2.1 自動計算需要解決的問題
1.2.2 機械計算的演變
1.2.3 電子元器件的發(fā)展
1.2.4 馮·諾依曼原理
1.3 進制轉換與常用編碼
1.3.1 數制的基本概念
1.3.2 各進制與二進制間的相互轉換
1.3.3 常用的信息編碼
1.4 計算方法
1.4.1 算術運算
1.4.2 邏輯表達式及邏輯運算
1.4.3 運算器
1.5 計算機的工作原理
1.5.1 指令和程序
1.5.2 控制器原理
本章小結
習題
第2章 計算機系統(tǒng)
2.1 計算機的分類
2.2 計算機系統(tǒng)的硬件組成
2.3 計算機軟件系統(tǒng)
2.3.1 系統(tǒng)軟件
2.3.2 應用軟件
2.4 計算機的管家——操作系統(tǒng)
2.4.1 操作系統(tǒng)是什么
2.4.2 操作系統(tǒng)的功能
2.4.3 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程
2.4.4 典型操作系統(tǒng)
2.5 云計算
2.5.1 云計算的概念
2.5.2 云計算的發(fā)展現狀
2.5.3 云計算的關鍵技術
本章小結
習題
第3章 算法基礎
3.1 程序員的工作
3.1.1 用戶、計算機和程序員
3.1.2 設計算法
3.1.3 算法實現舉例
3.2 循環(huán)
3.2.1 模擬重復
3.2.2 窮舉與迭代
3.2.3 自頂向下,逐步求精
3.3 遞歸
3.3.1 遞歸簡介
3.3.2 遞歸示例
3.4 查找與排序
3.4.1 折半查找
3.4.2 排序算法示例
本章小結
習題
第4章 數據與數據分析
4.1 數據
4.2 數據庫及數據庫管理
4.2.1 數據管理技術的發(fā)展
4.2.2 數據庫管理系統(tǒng)
4.2.3 關系數據庫
4.3 常見的數據庫產品
4.4 SQL語言
4.4.1 SQL語言
4.4.2 SQL語言的特點
4.4.3 SQL語言的例子
4.5 數據倉庫
4.5.1 數據分析
4.5.2 數據倉庫和聯機分析處理(OLAP)
4.5.3 多維數據分析方法
4.5.4 多維數據的存儲方式
4.6 數據挖掘
4.6.1 數據挖掘的層次
4.6.2 模型的分類
4.6.3 數據挖掘方法
4.6.4 數據挖掘關聯規(guī)則算法示例
4.7 大數據
本章小結
習題
第5章 計算機網絡
5.1 計算機網絡基礎
5.1.1 計算機網絡概述
5.1.2 計算機網絡的組成與分類
5.1.3 常用的傳輸介質與設備
5.2 Internet技術及應用
5.2.1 Internet簡史
5.2.2 Internet在我國的發(fā)展
5.2.3 計算機網絡的體系結構
5.2.4 IP協(xié)議
5.2.5 Internet技術應用
5.3 無線網絡技術及應用
5.3.1 無線網絡的分類
5.3.2 無線網絡的技術
5.4 網絡安全及管理
5.4.1 網絡安全問題概述
5.4.2 數據加密體制及算法
5.5 物聯網概述
5.5.1 物聯網的概念和定義
5.5.2 物聯網的網絡技術
5.5.3 物聯網的體系結構
5.5.4 物聯網的關鍵技術
5.5.5 物聯網技術應用實例
本章小結
習題
第6章 數字媒體技術
6.1 數字媒體
6.1.1 數字媒體概述
6.1.2 數字媒體技術的應用
6.2 數字媒體技術
6.2.1 數字文本信息技術
6.2.2 數字圖形圖像技術
6.2.3 數字音頻技術
6.2.4 數字視頻技術
6.2.5 數字動畫技術
6.3 虛擬現實技術
6.3.1 VR和AR
6.3.2 虛擬現實的發(fā)展歷程
6.3.3 VR產業(yè)鏈
6.3.4 VR與智慧城市
6.3.5 VR+的應用
6.4 數字版權保護技術
6.5 數字媒體的未來
本章小結
習題
第7章 Microsoft Office辦公軟件
7.1 Micmsoft Office辦公軟件界面特點及操作方法
7.1.1 主體界面
7.1.2 啟動與退出
7.1.3 工具欄、對話框和快捷鍵操作
7.1.4 新建與保存
7.1.5 打印輸出
7.2 Micmsoft Word 2010文檔處理
7.2.1 從點到面-基礎文檔排版
7.2.2 長文檔的高級應用
7.3 Micmsoft Excel 2010電子表格
7.3.1 電子表格的編輯及格式化
7.3.2 數據管理
7.4 Microsoft PowerPoint 2010演示文稿
7.4.1 制作一個簡單的演示文稿
7.4.2 設置演示文稿的視覺及播放效果
本章小結
習題
參考文獻