大学计算机——理解和运用计算思维

本书特色

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本书采用对比联想式、场景理解与模拟、习练式的方式,旨在提高学生理解程序执行、理解复杂系统计算思想的能力。全书分为15章,内容包括什么是计算思维,计算思维基础:0 和1 与 逻辑,计算思维基础:0 和1 与机器程序,机器程序的执行,程序构造是一种计算思维,程序的基本构造手段:递归与迭代,程序编写:计算思维与计算机语言,理解复杂计算环境:计算思维与管理维等。

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内容简介

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本书采用对比联想式、场景理解与模拟、习练式的方式,旨在提高学生理解程序执行、理解复杂系统计算思想的能力。全书分为15章,内容包括什么是计算思维,计算思维基础:0 和1 与 逻辑,计算思维基础:0 和1 与机器程序,机器程序的执行,程序构造是一种计算思维,程序的基本构造手段:递归与迭代,程序编写:计算思维与计算机语言,理解复杂计算环境:计算思维与管理维等。

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作者简介

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作者多年从事职业教育工作,有着丰富的教学经验,参与企业项目制作,有着丰富的实践经验,主编的多部教材,得到老师们的认可

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目录

第 1章 什么是计算思维 11.1 趣味故事:用小白鼠检验毒水瓶 11.2 什么是计算思维 21.2.1 二进制思维 21.2.2 二分法——人类普遍应用的思维 31.2.3 过程化与符号变换思维 41.2.4 计算思维的概念 51.3 扩展学习:计算思维的价值在哪里 51.3.1 0和1及其特性 61.3.2 偶校验:判断数据传输有无错误 71.3.3 类比小白鼠问题判断哪一位出错 81.4 基础知识:进位制及其相互转换 101.4.1 二进制、十进制与r进制 101.4.2 进位制之间的相互转换 121.5 计算之树——大学计算思维教育空间 141.6 为什么要学习和怎样学习计算思维 151.6.1 为什么:设计、构造和应用典型的计算工具需要计算思维 151.6.2 怎样学:了解认知学习的不同深度 161.6.3 怎样学:对比—联想式学习方法 16第 2章 计算思维基础:0和1与逻辑 172.1 用0和1表示万事万物 172.1.1 用0和1进行编码 172.1.2 用0和1编码表示英文字母与符号 182.1.3 用0和1表示中文文字 192.1.4 用0和1表示图像 212.1.5 习与练:识别0/1串表示的语义 222.1.6 扩展学习:用0和1表示万事万物 232.2 用0和1与逻辑表达计算 262.2.1 基本逻辑运算:与、或、非、异或 262.2.2 基于0和1表达的逻辑运算 272.2.3 习与练:应用逻辑运算表达复杂计算关系 282.3 用0和1与逻辑实现自动化 312.3.1 用开关性元件实现基本逻辑运算 312.3.2 用另一种符号表达逻辑运算 312.3.3 习与练:应用逻辑运算认识电子电路 322.4 为什么要学习和怎样学习本章内容 332.4.1 为什么:符号化—计算化—自动化思维是计算机*本质的思维模式 332.4.2 怎样学:习练式学习方法 34第3章 计算思维基础:0和1与机器程序 353.1 如何让机器自动计算一个多项式 353.2 用0和1表达机器中的数据:机器数 363.2.1 机器存储数据的一些限制 363.2.2 有符号数及符号的表达 373.2.3 扩展学习:小数点的表达 393.2.4 扩展学习:减法是可以用加法实现的 403.3 用0和1表达机器能够完成的动作(指令):一种形式的编码 423.4 用0和1表达机器程序 433.4.1 习与练:读一读机器程序 433.4.2 习与练:改一改机器程序 443.5 基础知识:机器语言、汇编语言与高级语言 453.5.1 计算机语言 453.5.2 机器语言及微程序语言 463.5.3 汇编语言 463.5.4 高级语言 463.6 为什么要学习和怎样学习本章内容 483.6.1 为什么:数据、指令和程序是计算思维*基本的内容 483.6.2 怎样学:体验式学习方法 48第4章 机器程序的执行 494.1 机器数据和机器程序的保存与读写:存储器 494.1.1 存储单元:存储地址与存储内容的区别 494.1.2 习与练:读一读存储器中的程序与数据 514.2 从概念层面理解机器程序的执行 544.3 从内部结构层面理解机器程序的执行 554.3.1 运算器:实现基本运算的部件 554.3.2 控制器:机器程序的解读与执行部件 554.3.3 一台完整的计算机 564.3.4 扩展学习:信号传递次序的控制机制——时钟与节拍 574.4 从动态执行过程层面理解机器程序的执行 584.4.1 机器指令的执行:取指令与执行指令 584.4.2 习与练:场景中模拟机器程序的执行 604.5 为什么要学习和怎样学习本章内容 634.5.1 为什么:学习计算机,首先要理解机器程序是如何被执行的 634.5.2 怎样学:场景理解式学习方法 63第5章 程序构造是一种计算思维 655.1 表达程序的一种简单方法:数值与运算组合式 655.1.1 一种简单的语言:运算组合式 655.1.2 习与练:用运算组合式进行组合构造训练 675.2 程序构造基本——命名计算对象 695.2.1 计算对象的命名、再构造与计算执行 695.2.2 习与练:计算对象的命名、再构造与计算执行 705.3 程序构造基本:定义新运算/新过程 705.3.1 定义新运算符,即新的运算(或新的过程) 705.3.2 习与练:新运算符的定义、使用与计算执行 725.3.3 运算组合式的两种计算模式 755.4 扩展学习:复杂程序的构造 755.4.1 运算组合式中条件的表达方法 755.4.2 习与练:用条件运算组合式构造复杂的程序 775.5 为什么要学习和怎样学习本章内容 795.5.1 为什么:程序是体现计算系统千变万化功能的表达手段 795.5.2 怎样学:练中学与学中练 80第6章 程序的基本构造手段:递归与迭代 816.1 一些需要递归表达的示例 816.2 计算中的递推式与递归函数 836.2.1 递推式与递归函数的概念 836.2.2 习与练:体验递归函数的构造魅力 846.3 体验两种不同递归函数的魅力 866.3.1 习与练:体验两种递归函数的计算过程 866.3.2 两种递归函数的计算过程分析 876.4 习与练:递归与迭代的运用 886.4.1 语言语法要素的递归定义及运用 886.4.2 汉诺塔——一种似乎只能用递归求解的问题 916.5 扩展学习:递归程序的执行过程 926.5.1 实现阶乘运算的递归程序和迭代程序执行过程比较 926.5.2 实现斐波那契数列的递归程序和迭代程序执行过程比较 946.6 为什么要学习和怎样学习本章内容 966.6.1 为什么:递归和迭代是表达机器重复执行动作的基本方法 966.6.2 怎样学:模拟式学习方法 96第7章 计算机语言与程序编写 977.1 一个高级语言程序设计的示例及分析 977.2 高级语言程序的基本要素 1007.2.1 常量、变量与赋值语句 1007.2.2 算术表达式、比较表达式与逻辑表达式 1017.2.3 分支结构控制语句If 1027.2.4 有界循环结构控制语句For 1037.2.5 条件循环结构控制语句Do While 1047.2.6 函数结构语句 1047.2.7 系统函数及其调用 1067.2.8 几种计算机语言的程序基本要素书写规范比较 1067.3 习与练:用高级语言编写程序 1087.3.1 基本表达式及赋值语句的书写练习 1087.3.2 基本程序控制语句的书写练习 1097.3.3 啤酒瓶问题求解的程序设计 1107.3.4 利用差分法求解多项式的程序设计:迭代法 1117.3.5 阅读并模拟执行高级语言程序 1137.4 为什么要学习和怎样学习本章内容 1157.4.1 为什么:计算机语言是人与机器交流的工具 1157.4.2 怎样学:写程序与读程序 115第8章 理解复杂计算环境:计算思维与管理 1168.1 基本的计算环境:存储体系 1168.1.1 不同类型的存储器 1168.1.2 不同类型的存储器需组合使用,实现性能—价格的优化 1178.1.3 现代计算机的基本计算环境 1198.2 计算环境的管理者:操作系统 1208.2.1 操作系统的作用 1208.2.2 “分工—合作—协同”思维理解操作系统 1218.3 习与练:存储资源的化整为零与还零为整 1238.3.1 一个化整为零的示例 1238.3.2 磁盘与文件管理 1248.3.3 进一步理解化整为零与还零为整 1278.4 现代计算机的演进与发展 1308.4.1 了解操作系统管理CPU的方式 1308.4.2 现代计算机的演进与发展 1328.5 为什么要学习和怎样学习本章内容 1348.5.1 为什么:由理解“计算资源的管理”到理解“社会资源的管理” 1348.5.2 怎样学:化复杂为简单 135第9章 问题求解策略与算法表达 1369.1 问题求解与算法:两个问题的提出 1369.2 算法及其基本表达方法 1399.2.1 一种问题求解思维及算法的概念 1399.2.2 算法的3种基本表达方法 1409.2.3 习与练:基本算法的表达 1429.3 习与练:用遍历策略与贪心策略进行问题求解 1479.3.1 用遍历策略求解TSP问题与背包问题 1479.3.2 遍历策略求解存在什么问题 1499.3.3 用贪心策略求解TSP问题与背包问题 151*9.4 习与练:算法表达 1539.4.1 TSP问题求解的算法表达 1539.4.2 背包问题求解的算法表达 1549.5 为什么要学习和怎样学习本章内容 1569.5.1 为什么:所有的计算问题都体现为算法 1569.5.2 怎样学:阅读算法、表达算法与构造算法 156第 10章 数据管理思维也是一种计算思维 15810.1 数据与数据管理 15810.2 数据的基本形态:表与关系 15910.2.1 熟悉表及其相关的术语 15910.2.2 习与练:深入理解“表/关系”的特性 16110.3 数据表的基本操作:关系操作 16410.3.1 熟悉表的基本操作:关系操作 16410.3.2 习与练:用关系操作及其组合操纵数据 16510.4 扩展学习:关系及关系代数 17010.4.1 关系:“表”的数学定义 17010.4.2 关系代数:“表”操作的数学定义 17210.5 为什么要学习和怎样学习本章内容 17510.5.1 为什么:数据管理需要抽象、理论和设计 17510.5.2 怎样学:理解—区分—命名—表达 176第 11章 数据库系统与数据库语言 17711.1 数据库系统与数据库管理系统 17711.1.1 数据库系统 17711.1.2 关系数据库管理系统的基本思维模式 17911.2 关系数据库语言SQL 18011.2.1 由关系模型初步认识SQL 18011.2.2 SQL语言总体概览 18111.2.3 熟悉建立数据库的SQL语句 18211.2.4 习与练:利用SQL语言建立数据库 18311.3 习与练:用SQL语言进行数据查询 18411.3.1 熟悉SELECT-FROM-WHERE-ORDER BY语句 18411.3.2 习与练:用SELECT-FROM-WHERE-ORDERBY语句进行数据查询 18511.4 习与练:用SQL语言进行数据统计计算 18911.4.1 熟悉SELECT-FROM-WHERE-GROUP BY语句 18911.4.2 习与练:用SELECT-FROM-WHERE-GROUP BY语句进行统计计算 189*11.5 扩展学习:用SQL语言进行复杂查询 19211.5.1 熟悉子查询 19211.5.2 利用子查询进行复杂查询 193*11.6 扩展学习:数据库管理系统的功能 19411.7 为什么要学习和怎样学习本章内容 19611.7.1 为什么:数据管理也是计算思维 19611.7.2 怎样学:案例式对比式学习 196第 12章 数据与社会:数据也是生产力 19712.1 什么是大数据 19712.2 数据分析示例:多维数据分析 19812.2.1 一个例子:超市数据库 19812.2.2 熟悉*基本的数据分析方法——二维交叉表 20012.2.3 由二维数据分析发展为多维数据分析 20112.3 数据挖掘示例:炒股不看股盘看微博 20412.3.1 啤酒与尿布的故事 20412.3.2 理解一些基本概念 20412.3.3 由事务数据库挖掘关联规则——数据挖掘示例 20612.3.4 还能挖掘什么样的规则 20912.3.5 还能从哪些形式数据中挖掘 21012.4 大数据与社会 21112.4.1 大数据运用的一个例子 21112.4.2 大数据价值发现:不一样的思维 21212.4.3 大数据的隐私问题 213*12.5 扩展学习:大数据的管理 21312.5.1 大数据管理:由结构化到非结构化 21312.5.2 各种资源聚集成库 21512.6 为什么要学习和怎样学习本章内容 21612.6.1 为什么:大数据改变了人的观念,不可能的也许就是可能 21612.6.2 怎样学习:思维上要浮想联翩,技术上要不求甚解 216第 13章 网络化社会基础:计算机网络 21813.1 计算机网络——社会互联的基础 21813.1.1 通信基础 21813.1.2 协议、分层与不同的编解码器 22313.1.3 计算机网络的分类 22613.2 对比邮政网络,理解计算机网络 22813.2.1 解剖邮政网络 22813.2.2 对比邮政网络,理解计算机网络中的有关层次及概念 22913.3 扩展学习:TCP/IP不同层次协议的简要解析 23313.3.1 网络层(IP层)——对应收发邮局层 23313.3.2 应用层协议——对应发件人/收件人层 23513.3.3 传输层协议——对应聚集点/分送点层 23713.3.4 数据链路层——对应发送站点/接收站点层 23913.3.5 物理层——对应运输层 23913.4 为什么要学习和怎样学习本章内容 24013.4.1 为什么:互联互通是信息社会的高级阶段 24013.4.2 怎样学习:类比分析式学习法 240第 14章 信息网络:信息组织与信息传播的基本思维 24114.1 机器成为信息的新载体,互联网成为信息传播的新手段 24114.2 标记语言:信息网络构建的基础 24314.2.1 熟悉信息网络中一种广泛应用的语言:标记语言 24314.2.2 万维网的基本思维 24614.3 无限资源库的发掘和利用 25014.3.1 网络自动搜索——搜索引擎 25114.3.2 互联网半/非结构化数据管理:XML 253*14.3.3 扩展学习:半/非结构化数据(文档)的查找与搜索 25614.3.4 扩展学习:互联网网页排序的基本思维 25714.4 为什么要学习和怎样学习本章内容 26114.4.1 为什么:互联网的智能化基础 26114.4.2 怎样学习:内容驱动技术的学习方法 261第 15章 网络与社会:互联的世界 26215.1 互联网的创新思维 26215.1.1 大众产生内容,大众创造价值 26215.1.2 大众开发软件,大众消费软件,大众创造价值 26315.1.3 由购买转为租用,由销售转为出租:云计算/云服务 26515.2 “互联网+”的创新思维 26615.2.1 什么是“互联网+” 26615.2.2 基于物联网的产品全生命期服务:不卖产品卖服务 26615.2.3 万般皆服务与共享经济 26815.2.4 智慧地球与国家人工智能规划 27015.3 网络化与社会:问题与挑战 27215.4 为什么要学习和怎样学习本章内容 27215.4.1 为什么:自动化—网络化—智能化是发展趋势 27215.4.2 怎样学习:不怕做不到,只怕想不到 273

封面

大学计算机——理解和运用计算思维

书名:大学计算机——理解和运用计算思维

作者:战德臣

页数:0

定价:¥45.0

出版社:人民邮电出版社

出版日期:2017-03-01

ISBN:9787115486295

PDF电子书大小:94MB 高清扫描完整版

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