大学计算机——计算思维导论（第2版）

定　　价：49 元

丛书名：高等学校计算机基础教育教材精选

• 作者：薛红梅、申艳光
• 出版时间：2021/9/1
• ISBN：9787302580713
• 出 版 社：清华大学出版社

• 中图法分类：TP3 
• 纸张：胶版纸
• 开本：16开

内容简介

本书按照教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会编制的《大学计算机基础课程教学基本要求》编写，特别关注学生信息素养和计算思维能力的培养，将课程内容中的相关知识进行提炼，建立从知识认识到计算思维意识构建的桥梁，既强调教材的基础性和系统性，又注重内容宽度和知识深度的结合，通过把科学思维的要素、方法融入问题和案例，从问题分析着手，强调面向计算思维和信息素养的培养，从而提高学生主动使用计算机解决问题的意识和计算思维的能力；通过知行合一等栏目融入课程思政，引导学生树立正确的三观，培养学生的家国情怀、辩证思维和工匠精神，实现知识传授、能力培养与价值引领的有机融合。 本书分理论篇和实验实训篇: 第1～7章为理论篇，主要介绍计算文化与计算思维、0和1的思维、系统思维、算法思维、数据思维、网络化思维、伦理思维，围绕现代工程师应具备的素质要求，每章后还有基本知识练习和能力拓展与训练题，从多方位、多角度培养学生的工程能力;第8～11章为实验实训篇，包括常用办公软件的功能讲解和相应的实验实训。此外，为便于读者学习，对于一些重点、难点和抽象的知识点，提供了动画短片，可以通过扫描二维码进行在线学习，并配备教学课件。 本书既可作为高等院校和相关计算机技术培训的教材，也可作为办公自动化从业人员的参考用书。

编辑推荐

特别关注学生信息素养和计算思维能力的培养，将课程内容中的相关知识进行提炼，建立从知识认识到计算思维意识构建的桥梁，既强调教材的基础性和系统性，又注重内容宽度和知识深度的结合

序 言

大学计算机计算思维导论（第2版）当前，世界范围内新一轮科技革命和产业变革正加速进行。以新技术、新业态、新产业为特点的新经济蓬勃发展，迫切需要新型工科人才的支撑，以加快实现我国从工程教育大国走向工程教育强国的目标。
工程师应该具备工程思维、科学思维和系统思维三种思维模式。其中科学思维包括三种: 以观察和归纳自然规律为特征的实证思维；以推理和演绎为特征的逻辑思维；以抽象化和自动化为特征的计算思维。
计算思维的概念，早是2006年3月由美国卡内基梅隆大学周以真（Jeannette M. Wing）教授在Communication of the ACM上发表并定义的。她指出，计算思维是每个人的基本技能，不仅仅属于计算机科学家。我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅要掌握阅读、写作和算术，还要学会计算思维。
以往的计算机文化基础课程采用以操作和技能讲解为主线的教学模式，淡化了计算机科学的精髓。信息素养的培养要求学生能够对于获取的各种信息通过自己的思维进行深层次的加工和处理，从而产生新的信息。
无论是计算机教育工作者，还是计算机普通用户，在学习和使用计算机的过程中，应该着眼于悟和融: 感悟和凝练计算机科学思维模式，并将其融入可持续发展的计算机应用中，这是作为工程人才不可或缺的基于信息技术的行动能力。大学生学习计算机基础课程，不仅要了解计算机是什么、能够做什么、如何做，更重要的是要了解这个学科领域解决问题的基本方法与特点。因此，在大学门计算机课程中引入计算思维能力的培养，是提高大学生信息素养和工程能力的有效途径。
计算思维是计算机和软件工程学科的灵魂，作为门大学计算机基础课程，应该把重点放在培养学生的计算思维与信息素养能力上，让学生了解和掌握如何充分利用计算机技术，对现实世界中的问题进行抽象和形式化，达到求解问题的目的，应注重可持续发展的计算机应用能力培养，强调在分析问题和解决问题当中培养终身学习的能力，从而提高学生的思维能力，扩展思维宽度，提高解决实际问题的能力。
本教材特色如下。
(1) 本教材的编写宗旨是如何使非计算机学科的人理解计算学科的思维;如何使计算机学科的人理解跨学科的思维。本教材内容不只是讲授计算机方面的知识，更注重展现计算机学科的思维方式以及读者思维能力和工程能力的训练。
大学计算机计算思维导论（第2版）前言(2) 围绕现代工程师应具备的素质要求，多方位、多角度培养学生的工程能力。
本教材利用知行合一角色模拟能力拓展与训练等栏目多方位、多角度来培养学生工程能力，包括终身学习能力、团队工作和交流能力、社会及企业环境下建造产品的系统能力、可持续发展的计算机应用能力等。
知行合一通过简洁的语言对计算思维相关知识进行解析，旨在培养学生的计算思维能力和辩证思维、善于观察、勤于思考、勤于探索的良好学习习惯和品质。
角色模拟主要是通过模拟工程师与真实世界之间的互动，通过项目分析、设计与实现，旨在培养学生工程实践应用能力，培养学生在团队中有效合作、有效沟通、有效管理的能力，提高学生应用工程知识的能力和处理真实世界问题的能力。
能力拓展与训练 包括一些思维密度较大、思维要求较高和需要自主学习的问题和要求，旨在培养学生的系统思维能力、发散思维能力、创新思维能力、沟通能力、适应变化的自信和能力以及团队协作创新的工作理念，激发学生自主探究性，在拓展创作中实现自我价值，并培养主动学习、经验学习和终身学习的能力。
(3) 将课程思政潜移默化、润物细无声地融入教学内容中。
本教材引领式隐性融入课程思政，引导学生树立正确的三观，培养学生的家国情怀、辩证思维和工匠精神，实现知识传授、能力培养与价值引领的有机融合。
总之，本教材的编写，在适度的基础知识与理论体系覆盖下，突出回归人本和回归工程的教学方法论，既强调内容宽度和知识深度的结合，又通过把科学思维的要素、方法融入问题和案例，从问题分析着手，强调面向计算思维和信息素养的培养，力求达到教师易教，学生乐学，技能实用的目标。
本教材由薛红梅、申艳光主编，杨丽等大学计算机课程组的老师们也为本书的编写付出了辛勤的劳动。本书的出版得到了国家自然科学基金资助项目(61802107)、河北省高等学校科学技术研究项目（ZD2016017）的资助。
限于编者的水平及时间仓促，书中难免存在不足之处，恳请读者批评和指正！

编者2021年6月

作者介绍

薛红梅，河北工程大学，系主任，副教授，女，44岁。2005年毕业于燕山大学计算机应用技术专业，主要讲授数据结构与算法 、C语言程序设计 、数据库原理及应用、 大学计算机等课程。2013年，被评为河北工程大学校级教学名师。
长期从事工程教育改革研究与实践，主要负责计算机科学与技术一流本科专业、首批本科专业综合改革试点项目和河北省品牌特色专业的建设工作。
近5年，深入开展CDIO人才培养模式研究和专业综合改革，获河北省教学成果三等奖2项；主研河北省高等教育教学改革项目3项、主持教育部产学合作协同育人项目3项、主编教材7部、主持主研校重点重大教研项目5项、作者发表教研论文5篇；作为课程负责人主讲的数据结构与算法获批河北省一流本科课程建设立项，主讲的基于Python程序设计获批河北省精品在线课程；指导学生在中国高校计算机大赛-团体程序设计天梯赛 和河北省大学生程序设计竞赛中荣获河北省冠军、团队一等奖、二等奖等共10余项；作为主研人完成河北省自然基金项目、河北省科技重点研发计划项目、市级科研项目7余项，发表SCI、EI检索科研论文4篇。

目 录

理论篇

第1章 认识计算文化与计算思维

1.1 计算与计算机科学

l.1.1 计算工具的发展史 ...........

1.1.2计算文化和计算机科学 ................

1.2 计算思维

1.2.1 计算 .....

1.2.2计算思维的概念 .....................

1.2.3 计算思维中的思维方式................

1.2.4计算思维的本质.................

1.3计算模型与计算机.......................

1.3.1图灵机...............................

1.3.2 冯·诺依曼机......................

1.3.3 计算机的发展.................

1.3.4计算机的特点.....................

1.3.5计算机的分类.....................

1.4新的计算模式.................

..基础知识练习 .....................

能力拓展与训练 ............

第2章0和1的思维--信息在计算机内的表示

2.1 信息与信息技术...............

2.1.1信息的概念................

2.1.2信息技术...............

2.2数值的表示..........

2.3字符编码................

2.4 汉字编码 ........................

2.5多媒体信息的表示...............

2.5.1多媒体技术的基本概念.......

2.5.2多媒体处理的关键技术......

2.5.3 多媒体应用中的媒体元素....

2.5.4 多媒体计算机的组成与应用............

2.5.5移动多媒体终端.................

基础知识练习 .

能力拓展与训练 ..

第3章 系统思维--计算机系统基础 .........

3.1计算机系统............

3.1.1计算机硬件系统...............

3.1.2 问题求解与计算机软件系统....

3.1.3计算机的基本工作原理................

3.2微型计算机的硬件系统..................

3.2.1 总线 ........ ...............

3.2.2 中央处理单元(CPU)...................

3.2.3 内存储器.............................

3.2.4 系统主板...................................

3.2.5 外存储器...................................

3.2.6 输入设备............................

3.2.7 输出设备............

3.2.8微型计算机的主要性能指标和分类.............

3.3计算机的启动过程.....................

3.4操作系统................

3.4.1操作系统概述...............

3.4.2 常用的操作系统...........................

3.4.3 我国操作系统的发展..............................

3.4.4 操作系统的管理功能.....................

3.4.5文件系统..........

3.4.6操作系统中的计算思维..........................

3.5软件系统中的交互方式...............................

V -大学计算机--计算思维导论(第2版)

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实验实训篇 参考文献