計算思維與Python編程基礎

《計算思維與Python編程基礎》是2021年清華大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：計算思維與Python編程基礎
• 作者：黃曉平,方翠
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2021年8月1日
• 頁數：240 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787302586531

內容簡介

本書是高等學校非計算機專業的計算機基礎課程的理論教材，根據教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會提出的“以計算思維為切入點的計算機基礎教學改革”的思路編寫而成，以培養學生計算思維能力為目標。

全書分上下兩篇，共11章。上篇為計算思維，有5章，主要內容為計算思維的理論基礎，包括計算思維與計算機、計算機的信息表示、計算機系統、計算機網路、計算思維與算法。下篇為Python編程基礎，有6章，主要內容為Python 編程基礎，包括Python繪圖、選擇結構、循環結構、函式、算法實現、綜合實例。全書提供了大量套用實例，每章後均附有習題。

本書可作為高等院校非計算機專業的大學計算機基礎課教材，也可作為計算機入門學習的參考書。

圖書目錄

上篇計 算 思 維

第1章計算思維與計算機31.1計算思維概述3

1.1.1計算思維的定義3

1.1.2計算思維的過程4

1.1.3計算思維的特徵4

1.2計算思維的套用5

1.2.1計算思維在生活中的套用5

1.2.2計算思維在其他學科上的套用6

1.3計算機概述8

1.3.1計算工具的發展8

1.3.2現代計算機的理論基礎10

1.3.3現代計算機的基本框架和特點10

1.3.4現代計算機的發展11

1.3.5計算機的發展趨勢13

1.3.6計算機的套用15

1.4人工智慧時代下的計算思維17

1.4.1人工智慧簡介17

1.4.2人工智慧的套用領域17

1.4.3人工智慧時代的挑戰22

1.4.4人工智慧與計算思維22

1.5本章小結23

1.6習題24

第2章計算機的信息表示25

2.1進位記數制25

2.1.1數制的基本概念25

2.1.2基數25

2.1.3位權25

2.2常見的各種數制及轉換26

2.2.1十進制26

2.2.2二進制26

2.2.3八進制和十六進制27

2.2.4不同進制數的轉換27

2.3二進制及其運算29

2.3.1計算機中的數據單位30

2.3.2二進制的算術運算30

2.3.3二進制的邏輯運算31

2.4數值在計算機中的表示31

2.4.1整數在計算機中的表示31

2.4.2實數在計算機中的表示32

2.5文本在計算機中的表示33

2.5.1鍵盤上的符號34

2.5.2中文字元35

2.5.3擴展符號——Unicode編碼37

2.6圖像在計算機中的表示37

2.6.1圖像的種類38

2.6.2圖像的數位化過程38

2.6.3圖像的基本屬性41

2.6.4圖像格式41

2.7聲音在計算機中的表示42

2.7.1聲音的數位化42

2.7.2音頻的技術指標43

2.8本章小結43

2.9習題44

第3章計算機系統46

3.1計算機系統概述46

3.1.1計算機的體系結構46

3.1.2計算機系統的組成48

3.2計算機的硬體系統48

3.2.1中央處理器48

3.2.2主存儲器50

3.2.3輔助存儲器52

3.2.4主機板53

3.2.5匯流排與接口55

3.2.6基本輸入設備56

3.2.7基本輸出設備56

3.3計算機的軟體系統57

3.3.1指令和程式57

3.3.2程式設計語言58

3.3.3計算機軟體的分類59

3.4計算機的作業系統60

3.4.1作業系統的定義60

3.4.2作業系統的功能60

3.4.3作業系統的載入64

3.4.4作業系統的分類65

3.5本章小結67

3.6習題68

第4章計算機網路69

4.1計算機網路基礎69

4.1.1計算機網路的形成和發展69

4.1.2計算機網路的定義和功能70

4.2計算機網路的分類71

4.2.1按覆蓋的地域範圍分類72

4.2.2按拓撲結構分類73

4.3網路設備74

4.3.1傳輸介質74

4.3.2互聯設備75

4.4Internet76

4.4.1Internet的發展76

4.4.2Internet的工作原理76

4.4.3IP位址與域名78

4.4.4接入方式80

4.5網路安全81

4.5.1網路安全的定義81

4.5.2網路安全面臨的威脅82

4.5.3網路安全防範技術83

4.6計算機網路前沿技術84

4.6.1雲計算84

4.6.2物聯網87

4.6.3區塊鏈90

4.6.4網際網路+92

4.7本章小結93

4.8習題95

第5章計算思維與算法96

5.1算法的概述96

5.1.1算法的定義和由來96

5.1.2算法的特徵97

5.1.3算法的描述97

5.1.4算法的評價99

5.2常用經典算法100

5.2.1窮舉算法100

5.2.2貪心算法101

5.2.3遞推算法102

5.2.4遞歸算法103

5.2.5回溯算法104

5.2.6動態規划算法105

5.3排序算法106

5.3.1冒泡排序106

5.3.2選擇排序107

5.3.3快速排序108

5.4查找算法109

5.4.1順序查找109

5.4.2二分查找109

5.4.3插值查找110

5.5本章小結111

5.6習題111

下篇Python編程基礎

第6章Python繪圖1156.1走近Python115

6.1.1認識Python115

6.1.2安裝Python116

6.1.3運行Python117

6.2Python繪圖120

6.2.1turtle庫語法元素分析121

6.2.2繪製正多邊形122

6.2.3繪製正多邊形花124

6.3Python繪圖實例126

6.3.1繪製美麗的螺旋花126

6.3.2繪製多彩花129

6.3.3繪製顏色填充圖案130

6.4本章小結131

6.5習題132

第7章選擇結構135

7.1數值類型135

7.1.1數值類型概述135

7.1.2整數類型135

7.1.3浮點數類型136

7.1.4複數類型137

7.2數值類型的操作138

7.2.1基本運算138

7.2.2內置數值運算函式141

7.3輸入和輸出142

7.3.1input()函式142

7.3.2print（）函式144

7.3.3格式化輸出145

7.4選擇結構149

7.4.1單分支結構149

7.4.2雙分支結構150

7.4.3多分支結構151

7.4.4選擇結構的嵌套153

7.5本章小結154

7.6習題155

第8章循環結構157

8.1字元串類型157

8.1.1字元串類型的表示157

8.1.2基本的字元串操作159

8.1.3內置字元串處理函式159

8.2組合數據類型160

8.2.1組合數據類型概述160

8.2.2列表類型及其操作162

8.2.3元組類型及其操作163

8.2.4字典類型及其操作164

8.3range()函式165

8.4循環結構166

8.4.1for循環語句166

8.4.2for循環實例168

8.4.3while循環語句169

8.4.4break和continue170

8.4.5猜數遊戲171

8.5random庫的使用173

8.6本章小結175

8.7習題176

第9章函式178

9.1函式的基本使用178

9.1.1函式的定義178

9.1.2函式的調用過程180

9.1.3函式實例181

9.2函式的參數傳遞183

9.2.1可選參數和可變參數183

9.2.2參數的位置傳遞和名稱傳遞183

9.2.3函式的返回值184

9.3datetime庫184

9.3.1datetime庫概述185

9.3.2datetime庫解析185

9.4代碼復用和模組化設計186

9.5本章小結187

9.6習題188

第10章算法實現189

10.1猜車牌號問題——窮舉法189

10.2猜班級人數問題——二分法190

10.301背包問題——貪心法192

10.4爬樓梯問題——遞推法195

10.5漢諾塔問題——遞歸法196

10.6湊零錢問題——動態規划算法200

10.7最短路徑問題——廣度優先搜尋算法201

10.8本章小結205

10.9習題206

第11章綜合實例207

11.1Python第三方庫的安裝207

11.1.1pip工具安裝207

11.1.2自定義安裝209

11.1.3檔案安裝209

11.2音頻處理210

11.2.1pydub庫210

11.2.2查看音頻檔案信息211

11.2.3音頻檔案剪輯和拼接212

11.2.4pydub的常見用法213

11.3圖像處理214

11.3.1圖像旋轉214

11.3.2圖像縮放215

11.3.3圖像裁剪215

11.4文本詞頻統計217

11.4.1英文辭彙量統計217

11.4.2英文詞頻統計217

11.4.3中文詞頻統計220

11.5網路爬蟲222

11.5.1獲取網頁內容222

11.5.2處理網頁內容223

11.6本章小結225

11.7習題226

參考文獻227

作者簡介

黃曉平，講師，浙江理工大學信息學院計算機系，一直從事計算機基礎教學工作，講授過“大學計算機基礎”“計算機與計算思維”“C語言程式設計”等課程。