计算机基础：计算思维初步

　　《大学计算机基础：计算思维初步/大学计算机基础教育规划教材》根据教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会编制的《高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求》中关于“大学计算机基础”课程的教学基本要求为主线编写，贯彻以计算思维为切入点的实施计算机基础教学的思想，全书以基础知识和计算思维的培养目标来组织教材内容。
　　全书包含7章内容，分别为计算机与计算思维、计算机硬件基础、计算机操作系统、网络基础、数据的表示与处理、算法基础、程序设计基础。一方面阐述计算及计算思维的概念与方法；一方面讲解实施应用计算技术解决问题的必备计算机基础知识，培养学生利用计算工具解决问题的能力。最后，给出了配套的实验指导，以使得学生熟悉常用软件工具，培养学生的动手能力。
　　本书可作为高等院校“大学计算机基础”课程教材，也可作为其他读者学习计算机知识的参考书籍。

第1章计算机与计算思维
1.1计算与计算科学
1.1.1计算与数字化
1.1.2计算科学
1.1.3计算科学的研究内容
1.2计算思维
1.2.1科学思维
1.2.2计算思维概述
1.2.3计算机的出现强化了计算思维的作用
1.2.4计算思维对其他学科的影响
1.3计算机科学
1.3.1计算机科学概述
1.3.2计算机科学与其他学科的交叉与融合
本章小结
思考题
第2章计算机硬件基础
2.1计算机中的数制及转换
2.1.1进位记数制
2.1.2不同进位记数制间的转换
2.1.3二进制数的位运算
2.2计算机组成
2.2.1冯·诺依曼计算机
2.2.2计算机硬件系统的组成
2.2.3总线
2.2.4接口
2.3计算机指令系统与工作原理
2.3.1计算机的指令系统和程序
2.3.2计算机的工作原理
2.4计算机的分类
2.4.1超级计算机
2.4.2服务器
2.4.3桌面计算机
2.4.4嵌入式计算机
本章小结
习题
第3章计算机操作系统
3.1操作系统概述
3.1.1操作系统的功能
3.1.2操作系统的分类
3.1.3操作系统的特征
3.2处理器管理
3.2.1作业管理
3.2.2进程管理
3.3存储管理
3.4设备管理
3.5文件管理
3.5.1文件的概念
3.5.2文件系统的概念和功能
3.5.3文件的操作
3.5.4图形界面下用户对文件与文件夹的操作
本章小结
习题
第4章网络基础
4.1计算机网络概述
4.1.1计算机网络的定义
4.1.2计算机网络的产生与发展
4.1.3计算机网络的分类
4.2局域网的组成
4.2.1网络硬件
4.2.2网络软件
4.3网络的拓扑结构
4.3.1总线拓扑结构
4.3.2星形拓扑结构
4.3.3环形拓扑结构
4.3.4树形拓扑结构
4.3.5网状拓扑结构
4.4网络协议及其分层结构
4.4.1网络协议的分层结构
4.4.2网络层
4.4.3应用层
4.5计算机网络体系结构
4.5.1开放系统互连OSI参考模型
4.5.2TCP/IP参考模型
4.6网络连通性测试
4.6.1IPCONFIG
4.6.2连通性测试 Ping命令
本章小结
习题
第5章数据的表示与处理
5.1数据的表示与存储
5.1.1数值数据
5.1.2字符数据
5.1.3多媒体信息
5.2数据库技术基础
5.2.1数据库系统概述
5.2.2数据库的建立与维护
5.2.3数据库查询
5.2.4窗体和报表
5.3数据处理软件--电子表格
5.3.1Excel基本知识
5.3.2工作表基本操作
5.3.3单元格基本操作
5.3.4数据的输入与编辑
5.3.5设置单元格格式
5.3.6公式和函数
5.3.7数据管理与分析
5.3.8利用图表分析数据
5.3.9操作实例--制作学生成绩统计表
思考题
第6章算法基础
6.1算法的基本概念
6.1.1算法的定义和特征
6.1.2算法实例分析
6.2算法的复杂性分析
6.2.1计算复杂度和渐进复杂度
6.2.2时间复杂性分析
6.2.3空间复杂性分析
6.3基本算法介绍
6.3.1迭代法
6.3.2穷举搜索法
6.3.3递归法
6.3.4回溯法
6.3.5贪婪法
6.3.6分治法
本章小结
思考题
第7章程序设计基础
7.1程序设计语言的发展
7.2常见的程序设计语言
7.3数据结构和算法
7.4算法的表示方法
7.5应用举例
7.6程序设计步骤
7.7程序设计的方法
7.7.1结构化程序设计方法及应用举例
7.7.2面向对象程序设计方法及应用举例
本章小结
思考题
附录A实验指导
A.1实验1Windows的基本操作
一、 实验目的
二、 实验内容
A.2实验2文档的基本操作
一、 实验目的
二、 实验内容
三、 样张
A.3实验3文档排版
一、 实验目的
二、 实验内容
三、 样张
A.4实验4PowerPoint演示文稿的制作
一、 实验目的
二、 实验内容
A.5实验5局域网实验及Internet应用
一、 实验目的
二、 实验内容
A.6实验6电子表格基本操作
一、 实验目的
二、 实验内容
三、 样张
A.7实验7电子表格高级操作
一、 实验目的
二、 实验内容
三、 样张
A.8实验8数据库技术实验
一、 实验目的
二、 实验内容
参考文献

　　面对信息技术的迅猛发展，大学计算机基础课程必须摒弃仅局限于计算机的基本知识和基本操作的教学模式。本教材的编写思路是以计算思维为切入点，融会贯通计算机基础知识，使得学生通过本课程的学习，一方面掌握计算机的基础知识，为今后的专业知识学习打下坚实的计算技术基础；另一方面使得学生了解计算思维模式，了解用计算机来处理问题的一般方法。贯穿全书的计算思维思想，使得学生逐渐掌握运用计算机来解决实际问题的思路和方法，同时，了解计算机解决实际问题时的一般模式和局限性问题。本教材结合多年的大学计算机基础课程教学经验，充分吸收国内外教材的优点，以计算思维为切入点贯穿大学计算机基础所要求的知识和基本理论。
　　全书分为4个部分共7章，其中，第1部分为计算思维基础，含计算机与计算思维一章，讲述计算思维及计算机学科知识与其他学科知识的融合；第2部分为计算工具基础，含计算机硬件基础、计算机操作系统、网络基础共3章，讲述作为计算技术实施所需要的工具及环境；第3部分讲述计算对象的表示与处理工具，含数据的表示与处理一章；第4部分讲述计算的核心问题，含算法基础、程序设计基础共两章内容。全书一方面阐述运用计算思维解决实际问题的一般方法、算法以及可计算性问题，一方面对计算基础工具与环境进行讲解。
　　本教材的编写思想是弱化计算机的基本操作，以如何利用计算机来解决实际科学问题为目标，培养学生的计算思维能力，促进未来的专业课程学习和综合素质的提升。基于这一思路，本教材将一些培养实际操作能力的训练环节以实验指导书的形式给出，通过理论教学与实验环节的不同侧重，达到计算思维的培养与对计算机基础知识和实践能力的培养并重的培养目标。
　　鉴于弱化计算机基本操作的思想，同时为了增强教材的适应性，减小众多的软件平台差异对教学造成的影响，本教材的编写不针对具体的操作系统及应用软件版本，实验指导书仅以给出实验要求和实现目标的方式设置，由学生在实验教师的指导下自主完成。
　　本书由张亚玲担任主编，第1章由张亚玲编写，第2章、第3章、第4章由段敬红编写，第5章由金海燕编写，第6章、第7章由王炳波编写，最后由张亚玲统稿。西安理工大学孙钦东教授对书稿进行了审阅，并提出了宝贵意见。实验指导书由杜延宁编写，本书的出版得到清华大学出版社的大力支持，作者在此表示衷心的感谢。
　　在大学计算机基础课程中引入计算思维是计算机基础教学改革的一个全新的教学研究课题，还有很多方面需要不断探索和实践，本教材希望在此方面做出尝试。教材的编写中难免有疏漏之处，恳请同行和读者不吝指正。
　　编者
　　2014年6月