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本書是在大數(shù)據(jù)與人工智能快速發(fā)展并對人們的科學(xué)研究、生活產(chǎn)生了重要影響的大形勢下，結(jié)合教育部計算機公共課教指委提出的加強在校大學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)的指導(dǎo)思想，為高等院�！洞髮W(xué)計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》類課程的教學(xué)而編寫的。本書從信息處理與數(shù)據(jù)科學(xué)的視角入手，依據(jù)大學(xué)計算機公共課的課程體系及本書的設(shè)計理念，重點探索與分析了信息在計算機中的表示、各類信息資源的編輯處理技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)與數(shù)據(jù)分析的相關(guān)概念與技術(shù)、人工智能的原理與應(yīng)用共五個領(lǐng)域的內(nèi)容。共有5篇組成，依次為(1)信息化社會與信息的數(shù)字化表示、(2)信息平臺與信息交換、(3)文稿處理與信息呈現(xiàn)、(4)多媒體信息處理、(5)大數(shù)據(jù)與人工智能的概念。后還以Excel的分子工具庫為例講授了數(shù)據(jù)分析中常見的t檢驗、相關(guān)性分析和方差分析等技術(shù)。

隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普及，計算機中的思維方式、解決問題的方法已經(jīng)逐漸向其他領(lǐng)域滲透，并影響了其他學(xué)科，促進了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，甚至形成了一些交叉學(xué)科。因此，計算機技術(shù)已經(jīng)不僅僅是一種工具，而是逐步演化為一種思維習(xí)慣，在以計算機處理問題的過程中蘊含著方法論�；诖吮尘昂托畔⒒l(fā)展的形勢，在大數(shù)據(jù)和并行計算的催生下，人工智能技術(shù)得到了快速發(fā)展，人工智能的人臉識別、語音識別、自然語言處理等技術(shù)已經(jīng)進入普通人的生活、學(xué)習(xí)、科研甚至安全領(lǐng)域；與此同時，以數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)、基于數(shù)據(jù)進行論證的科學(xué)研究方法量化研究，已經(jīng)成為從事科學(xué)研究人員必須掌握的基本能力。計算思維的理念就是在這一歷史背景下提出來并獲得了重大發(fā)展的。因此，以計算思維為思維培養(yǎng)目標，在計算機應(yīng)用領(lǐng)域從數(shù)據(jù)科學(xué)的視角逐漸強化學(xué)生的信息處理意識，建立以數(shù)據(jù)科學(xué)方法開展科學(xué)研究并論證的習(xí)慣，促使學(xué)生掌握人工智能的基本原理及發(fā)展趨勢，將是大學(xué)計算機公共課發(fā)展的主要方向。
然而，對于如何落實計算思維能力發(fā)展形成大數(shù)據(jù)與人工智能視野等戰(zhàn)略性培養(yǎng)目標，在具體教學(xué)實踐中卻是一個非常嚴峻的挑戰(zhàn)。由于不同的院校、不同的專業(yè)、不同層次的學(xué)習(xí)者具有不同的個人發(fā)展需要和專業(yè)發(fā)展要求，采取一刀切、一蹴而就的培養(yǎng)方式肯定是行不通的。筆者認為，對學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)應(yīng)該結(jié)合學(xué)校自身發(fā)展的特點、學(xué)生專業(yè)發(fā)展的要求分層分級地展開。從師范類學(xué)校的培養(yǎng)目標看，加強對學(xué)生的媒體素材處理能力、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析能力和人工智能理解水平的培養(yǎng)，將是落實計算思維能力培養(yǎng)的重要突破口。從學(xué)生個人發(fā)展的需求來看，媒體素材的處理能力是對未來教師從業(yè)能力的必然要求，數(shù)據(jù)處理與分析能力則是學(xué)生未來參與實證性定量科研活動的技能。從面向?qū)W生和院系教師的調(diào)研報告看，強化這兩方面能力的培養(yǎng)是有價值的，是符合學(xué)生和專業(yè)要求的。相關(guān)教學(xué)實踐也已經(jīng)證實，只有真正地結(jié)合學(xué)生的專業(yè)要求和個人發(fā)展需求，計算思維能力的培養(yǎng)才是有源之水、有根之木，才能保證學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的良好掌握。同時這兩方面能力的提升，又反過來能夠帶動學(xué)生對計算機其他相關(guān)知識的興趣。
對于計算機公共課的教學(xué)，筆者認為，對課程的知識學(xué)習(xí)僅僅是教學(xué)目的之一，更重要的是要強調(diào)其過程性、工具性和學(xué)生思維習(xí)慣的培養(yǎng)。因此，對計算機類課程的學(xué)習(xí)絕不是僅僅讓學(xué)生記住幾個操作菜單、背誦幾段概念就能解決的，而是需要師生在用中學(xué)做中學(xué)，在利用信息技術(shù)獲取信息、整合信息的過程中，潛移默化地得到提升，應(yīng)高度重視培養(yǎng)學(xué)生模仿計算機的處理模式和方法解決社會現(xiàn)實問題的能力。因此，要在強化學(xué)生的信息意識方面進行更深入地探索，培養(yǎng)學(xué)生的計算機能力和信息技術(shù)應(yīng)用能力。如何促使學(xué)生利用信息技術(shù)來學(xué)習(xí)信息技術(shù)，是計算機教學(xué)研究的主要任務(wù)。
基于上述思路，在北京師范大學(xué)教務(wù)部的支持下，計算機公共課教改團隊決定組織教師撰寫新版的《計算機應(yīng)用教程》教材，自1999年始，已經(jīng)陸續(xù)出版了6版大學(xué)計算機應(yīng)用課教材，從DOS環(huán)境發(fā)展到今天的Windows 10環(huán)境，從注重技能性操作到如今的信息處理和數(shù)據(jù)科學(xué)的視角，本教材已是大學(xué)計算機應(yīng)用課程教材的第7版，是基于大數(shù)據(jù)、人工智能發(fā)展大形勢而重新修訂并出版的。在本書成書的過程中，北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院衷克定教授和計算機公共課教學(xué)指導(dǎo)委員會給予了大力支持，并提出了許多中肯的建議和指正。同時，北京師范大學(xué)出版集團趙洛育編輯對本書的出版給予了自始至終的關(guān)心和指導(dǎo)，并提出了許多中肯的意見。在此，對北京師范大學(xué)出版集團、衷克定教授、趙洛育編輯表示衷心的感謝！
本書內(nèi)容共分為5篇，其中信息及信息的數(shù)字化表示、信息平臺與信息交流、多媒體信息處理的編寫由馬秀麟負責(zé)，文稿處理與信息呈現(xiàn)的編寫由鄔彤、負責(zé)，數(shù)據(jù)科學(xué)與人工智能的編寫由鮑建樟、馬秀麟負責(zé)，本書的文字校對、案例驗證由碩士研究生劉靜靜、范晨雨、賈玉娟、蘇幼園、梁靜、王瑞敏等負責(zé)。后，全書由馬秀麟負責(zé)統(tǒng)稿并審定。
對于本書，雖然編者盡了的努力，盡量避免出現(xiàn)問題。然而，由于諸多因素的制約，難免有疏漏、錯誤之處，懇請廣大讀者和行業(yè)從業(yè)人員批評指正。

第1篇信息及信息的數(shù)字化表示
第1章信息、數(shù)據(jù)與信息化社會/2
11信息及其特征2
111信息的概念2
112信息的特征3
12信息技術(shù)與信息化社會4
121信息化社會及特征4
122數(shù)據(jù)科學(xué)已成為科研與社會發(fā)展的核心內(nèi)容5

第2章二進制數(shù)與數(shù)制轉(zhuǎn)換/8
21二進制數(shù)及其特點8
22數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換8
221十六進制數(shù)和八進制數(shù)8
222不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換10
23計算機中的數(shù)詞與量詞11

第3章信息的數(shù)字化表示/13
31數(shù)值型量在計算機中的表示方法13
311整數(shù)在計算機中的表示方法13
312小數(shù)在計算機中的表示方法13
32圖形、圖像及其表示方法14
321圖形、圖像的數(shù)值化表示14
322圖形、圖像的顏色模型15
33音頻信息在計算機中的數(shù)字化表示16
331聲音數(shù)字化的技術(shù)16
332數(shù)字化聲音的質(zhì)量標準18
34中英文字符的表示方法18
341計算機處理字符的基本思路18
342英文符號的編碼、顯示與存儲19
343漢字編碼方案及字庫20
35信息的存儲文件及其類型22
351信息在計算機中的存儲與應(yīng)用22
352數(shù)據(jù)文件與多媒體信息22
353媒體文件及其格式23
思考與實踐活動26
第2篇信息平臺與信息交流
第4章計算機系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)/29
41電子計算機的工作原理29
411計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)29
412計算機工作原理30
42微型計算機硬件系統(tǒng)32
421微機的主要硬件33
422微機的外部接口38
43電子計算機的軟件系統(tǒng)40
431計算機軟件的概念40
432常見的軟件42
433程序設(shè)計語言44
44電子計算機的應(yīng)用范疇45

第5章操作系統(tǒng)Windows 10/47
51Windows 10系統(tǒng)概述47
511Windows的起源與發(fā)展歷程47
512啟動與關(guān)機47
513Windows中的鍵鼠操作50
52桌面及操作51
521桌面及設(shè)置51
522任務(wù)欄52
523Windows的開始菜單57
524窗口的組成與操作60
525控件與對話框64
53Windows的文件管理65
531文件、文件夾與文件系統(tǒng)66
532文件命名規(guī)則與文件類型68
533文件操作環(huán)境70
534文件的基本操作73
535文件刪除與回收站76
536文件的快捷方式78
537文件屬性與操作權(quán)限79
538文檔的關(guān)聯(lián)與打開方式80
54文件壓縮與解壓縮82
541文件壓縮概念及工具82
542壓縮軟件WinRAR的安裝82
543使用WinRAR解壓縮文件82
544使用WinRAR壓縮文件83
55Windows系統(tǒng)維護84
551查看并管理進程84
552磁盤維護與管理85
553系統(tǒng)備份與還原89
554遠程協(xié)助或遠程桌面90
56系統(tǒng)的配置91
561注冊的概念與注冊表管理92
562查看系統(tǒng)的配置93
563顯示屬性的設(shè)置95
564日期時間與時區(qū)設(shè)置98
565軟件的安裝與卸載99
566為硬件設(shè)備安裝驅(qū)動程序100
567定制桌面的圖標104
57Windows系統(tǒng)安全及配置104
571漏洞與補丁104
572Windows防火墻與病毒預(yù)防106
573計算機用戶管理108
574用戶賬戶控制的設(shè)置111
58附件與命令窗口112
581Windows附件112
582命令行操作114

第6章Internet與信息交流/117
61計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識117
611網(wǎng)絡(luò)的定義與類別117
612Internet簡介118
613網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與TCP/IP協(xié)議概述120
614IPv4地址體系120
615IPv6的有關(guān)知識122
616域名系統(tǒng)123
62網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)124
621網(wǎng)絡(luò)接入的相關(guān)設(shè)備124
622網(wǎng)絡(luò)接入的基礎(chǔ)知識125
623以局域網(wǎng)接入Internet126
624基于NAT技術(shù)接入Internet128
625網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)測試命令132
626網(wǎng)絡(luò)連接的調(diào)試134
63瀏覽器的使用與配置136
631IE瀏覽器簡單應(yīng)用136
632配置IE瀏覽器140
633Edge瀏覽器144
64信息獲取的方法146
641基于搜索引擎檢索信息146
642學(xué)術(shù)資源的獲取147
65信息交換電子郵件技術(shù)150
651Email的有關(guān)概念150
652申請免費Email郵箱151
653使用Webmail收發(fā)Email152
654利用QQ郵箱傳送超大附件155
66信息下載與分享技術(shù)155
661信息下載技術(shù)155
662信息分享技術(shù)157
思考與實踐活動159
第3篇文稿處理與信息呈現(xiàn)
第7章文稿寫作工具Word/165
71文稿寫作與文字處理綜述165
711文稿寫作及其特點165
712文稿寫作規(guī)范及交稿要求165
72Word 2013基本知識167
721Word 2013主工作界面167
722文檔的視圖方式171
723文本的基本編輯172
724文字格式與段落格式175
73圖文混排179
731圖片的插入與調(diào)整179
732藝術(shù)字的插入與設(shè)置181
733形狀的插入和設(shè)置182
734SmartArt圖形的插入和設(shè)置183
735中文版式、首字下沉及插入公式186
736邊框、底紋與分欄187
74表格處理190
741創(chuàng)建表格190
742編輯表格191
743設(shè)置表格外觀196
744計算與排序197
75頁面設(shè)置198
751分頁與頁眉/頁腳198
752頁面外觀的設(shè)置201
753頁邊距及紙張的設(shè)置203
754打印預(yù)覽與打印203
76長文檔處理技術(shù)204
761長文檔概述204
762樣式的概念與使用205
763利用導(dǎo)航窗格組織文檔208
764創(chuàng)建與更新目錄209
765腳注與尾注210
766題注與題注目錄211
767交叉引用214
77批注與修訂214
771批注及其使用214
772修訂及其用法215

第8章思維導(dǎo)圖工具/217
81思維導(dǎo)圖的概念與價值217
82思維導(dǎo)圖工具MindManager217
821MindManager主工作界面217
822輸入新內(nèi)容217
823美化作品218
824保存MindManager文件221

第9章文稿演示工具PowerPoint/222
91PowerPoint綜述222
911演示文稿系統(tǒng)概述222
912PowerPoint 2013主工作界面223
92PowerPoint的版式與主題224
921頁面版式與頁眉/頁腳224
922美化頁面225
923設(shè)計幻燈片母版227
93素材的插入與處理228
931新增幻燈片或文本228
932插入圖像與屏幕截圖229
933插入形狀、SmartArt圖形和藝術(shù)字231
934音頻與視頻素材的插入235
94頁面切換效果設(shè)計237
941頁面切換與切換方式237
942跳轉(zhuǎn)動作與超鏈接238
95頁面對象的動畫效果240
951自定義動畫的概念與方法240
952自定義動畫的實用案例242
96幻燈片放映及控制246
961播放幻燈片246
962設(shè)置放映方式247
963排練計時與錄制演示效果247
964將幻燈片轉(zhuǎn)存為視頻文檔248
思考與實踐活動250
第4篇多媒體信息處理
第10章圖像處理技術(shù)/254
101圖像處理軟件Photoshop254
1011Photoshop的關(guān)鍵概念254
1012Photoshop CS6的主工作界面255
102Photoshop中的圖層與選區(qū)258
1021圖層面板與操作258
1022選區(qū)的概念及操作259
103圖像調(diào)整與優(yōu)化265
1031圖像格式、亮度與色相調(diào)整265
1032圖像的修補268
1033圖像的扭曲與變形271
104摳圖與圖像拼合275
1041摳圖與圖像拼合原理275
1042實用案例275
105濾鏡與動作281
1051濾鏡及其操作281
1052動作概念及操作284
106美圖秀秀285

第11章音頻處理技術(shù)/288
111音頻處理軟件GoldWave288
1111GoldWave主工作界面288
1112控制器及其使用方法288
112音頻文檔的處理289
1121獲取數(shù)字化音頻289
1122音頻文件格式轉(zhuǎn)化290
113音頻編輯與優(yōu)化292
1131音頻剪輯與拼接292
1132音頻的優(yōu)化與調(diào)整294

第12章視頻制作與轉(zhuǎn)碼技術(shù)/298
121視頻處理流程及常用軟件298
122以格式工廠轉(zhuǎn)換視頻格式299
123視頻制作Camtasia Studio300
1231Camtasia概述300
1232抓屏錄制過程301
1233視頻編輯與優(yōu)化303
1234將視頻項目發(fā)布為電影309
思考與實踐活動310
第5篇數(shù)據(jù)科學(xué)與人工智能
第13章數(shù)據(jù)科學(xué)與數(shù)據(jù)處理/314
131數(shù)據(jù)科學(xué)的概念314
1311什么是數(shù)據(jù)科學(xué)314
1312數(shù)據(jù)來源、類型及數(shù)據(jù)處理315
132數(shù)據(jù)科學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)320
1321數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘簡介320
1322數(shù)據(jù)描述方法320
1323數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵技術(shù)321
133大數(shù)據(jù)的概念及關(guān)鍵技術(shù)323
1331大數(shù)據(jù)的定義、特征及淵源323
1332大數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)329
1333大數(shù)據(jù)生態(tài)圈331
1334大數(shù)據(jù)分析與思維336

第14章基于Excel的簡單數(shù)據(jù)處理/338
141Excel 2013概述338
1411電子表格系統(tǒng)概述338
1412電子表格中的數(shù)據(jù)類型338
1413Excel 2013主工作界面339
1414數(shù)據(jù)輸入與保存343
142數(shù)據(jù)格式與單元格編輯345
1421單元格的格式設(shè)置346
1422設(shè)置數(shù)據(jù)的顯示格式349
1423單元格的編輯351
143公式、函數(shù)及運算352
1431問題導(dǎo)入計算學(xué)生成績352
1432常見的運算符與函數(shù)353
1433公式的輸入與操作355
1434公式復(fù)制中的3類地址356
1435公式操作的實用案例357
144數(shù)據(jù)表管理362
1441數(shù)據(jù)表的排序362
1442數(shù)據(jù)篩選364
1443分類匯總365
1444基于子表抽取數(shù)據(jù)366
1445為子表補充數(shù)據(jù)367
1446數(shù)據(jù)表處理實例368
145Excel的統(tǒng)計圖表372
1451作圖的基本思路372
1452基于數(shù)據(jù)表繪制統(tǒng)計圖372
1453統(tǒng)計圖表制作實例374

第15章以Excel實現(xiàn)統(tǒng)計推斷/377
151統(tǒng)計推斷與Excel數(shù)據(jù)分析377
1511統(tǒng)計推斷的相關(guān)概念377
1512對數(shù)據(jù)的規(guī)范化處理378
1513Excel的數(shù)據(jù)分析方法381
152單變量的統(tǒng)計描述383
1521對單變量的常規(guī)統(tǒng)計描述383
1522單變量的分布形態(tài)頻度分析384
153兩配對樣本的統(tǒng)計推斷387
1531什么是兩配對樣本387
1532兩配對樣本的差異顯著性檢驗389
1533兩配對樣本的相關(guān)性分析392
154兩獨立樣本的統(tǒng)計推斷394
1541什么是兩獨立樣本394
1542兩獨立樣本的方差齊性檢驗395
1543兩獨立樣本的差異顯著性檢驗396
155基于單因素分組的方差分析399
1551單因素方差分析的概念399
1552方差分析案例400

第16章人工智能與大數(shù)據(jù)/402
161人工智能的概念及發(fā)展歷程402
1611人工智能的概念402
1612人工智能的工作原理404
1613人工智能的萌芽與發(fā)展405
162人工智能的關(guān)鍵技術(shù)及研究領(lǐng)域408
1621人工智能的關(guān)鍵技術(shù)408
1622人工智能研究及應(yīng)用領(lǐng)域412
163人工智能與大數(shù)據(jù)417
思考與實踐活動418

參考文獻/422
第1篇信息及信息的數(shù)字化表示
第1章信息、數(shù)據(jù)與信息化社會/2
11信息及其特征2
111信息的概念2
112信息的特征3
12信息技術(shù)與信息化社會4
121信息化社會及特征4
122數(shù)據(jù)科學(xué)已成為科研與社會發(fā)展的核心內(nèi)容5

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