本书是根据教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会提出的新时代大学计算机基础课程教学基本要求，并融入新一代信息技术编写而成。全书分为8章，包括计算与计算思维、问题求解与算法基础、数据表示与编码、计算机系统、操作系统基础、网络应用与网络安全、数据管理与数据分析、人工智能基础与应用。本书以计算思维能力培养为切入点，坚持问题导向，通过编程实践来阐释基本概念和基本原理，将程序实现贯穿于新技术的学习与应用之中，帮助读者在解决实际问题过程中提升对新技术的认知能力，理解新技术在学科交叉融合中的重要作用，培养计算思维能力和信息素养。本书配有《新一代信息技术实践教程》教学参考书，便于教师教学和学生自学。本书可以作为高等学校“大学计算机”课程的教材，也可供计算机应用或专业技术人员阅读参考。

第1章计算与计算思维

1.1计算工具的发展历程

1.1.1什么是计算

1.1.2早期的计算工具

1.1.3机械计算机与机电计算机

1.1.4现代电子计算机

1.2计算机的理论模型与体系结构

1.2.1图灵机模型

1.2.2冯·诺依曼体系结构

1.2.3现代计算机的发展

1.2.4未来的新型计算机

1.3计算机与信息社会

1.3.1信息与信息技术

1.3.2新一代信息技术与学科交叉

融合

1.3.3计算机在信息社会中的

应用

1.4计算思维及计算思维能力
培养

1.4.1计算思维的概念

1.4.2计算思维的本质与方法

1.4.3计算思维能力培养

习题


第2章问题求解与算法基础



2.1问题求解的基本步骤

2.2算法及其描述

2.2.1算法的概念

2.2.2算法的特性

2.2.3算法的描述

2.3程序设计语言与程序设计

方法

2.3.1程序设计语言的分类

2.3.2常用高级语言

2.3.3程序设计方法

2.4基于Python语言的程序实现

2.4.1简单的Python程序

2.4.2实现选择判断

2.4.3控制重复操作

2.4.4Matplotlib绘图

2.5问题求解的常用算法

2.5.1迭代法

2.5.2穷举法

2.5.3递归法

2.5.4贪心法

习题


第3章数据表示与编码


3.1数制与二进制运算

3.1.1数制

3.1.2数制之间的转换

3.1.3二进制数的运算

3.2 数值数据

3.2.1机器数与真值

3.2.2有符号数的表示方法

3.2.3实数在计算机中的表示

3.2.4二十进制码

3.3字符编码

3.3.1ASCII码

3.3.2汉字编码

3.3.3Unicode码

3.4多媒体数据编码

3.4.1音频编码

3.4.2图像编码

习题



第4章计算机系统


4.1计算机系统组成

4.1.1计算机硬件系统

4.1.2计算机软件系统

4.1.3计算机硬件和软件之间的
关系

4.2计算机的工作原理

4.2.1指令和程序

4.2.2指令的执行过程

4.3微型计算机体系结构

4.3.1微型计算机的总线结构

4.3.2微型计算机的组成部件

4.3.3微型计算机的主要性能
指标

习题



第5章操作系统基础


5.1操作系统概述

5.1.1操作系统的概念

5.1.2操作系统的特点

5.2操作系统的资源管理

5.2.1处理器管理

5.2.2存储管理

5.2.3文件管理

5.2.4设备管理

5.3常用操作系统

5.3.1操作系统的分类

5.3.2Windows操作系统

5.3.3其他常用操作系统

习题



第6章网络应用与网络安全


6.1计算机网络概述

6.1.1计算机网络的概念

6.1.2计算机网络的分类

6.1.3计算机网络体系结构

6.2局域网基础

6.2.1计算机网络的拓扑结构

6.2.2局域网的组成

6.2.3常见局域网

6.3Internet基础

6.3.1IP地址与域名系统

6.3.2接入Internet的方式

6.3.3Internet服务

6.4云计算服务

6.4.1云计算的概念

6.4.2云计算服务模式

6.4.3典型的云计算平台

6.5物联网技术

6.5.1物联网的概念

6.5.2物联网体系架构

6.5.3物联网关键技术

6.5.4物联网的应用

6.6区块链技术

6.6.1区块链的概念

6.6.2区块链架构模型

6.6.3区块链关键技术

6.6.4区块链的应用

6.7网络安全技术

6.7.1计算机病毒及其防范

6.7.2网络攻击及其防范

6.7.3数据加密技术

习题



第7章数据管理与数据分析


7.1数据管理概述

7.1.1数据格式的分类

7.1.2数据管理方式的演变

7.1.3数据库系统相关概念

7.1.4数据模型

7.2关系数据库

7.2.1关系的数学定义

7.2.2关系的运算

7.2.3常用的数据库管理系统

7.2.4结构化查询语言

7.3数据分析与处理

7.3.1数据分析的基本流程

7.3.2常用数据分析方法

7.3.3数据可视化

7.4大数据处理

7.4.1大数据关键技术

7.4.2常用大数据框架

7.4.3大数据的应用

习题



第8章人工智能基础与应用


8.1人工智能概述

8.1.1人工智能的起源与定义

8.1.2人工智能的研究领域

8.2机器学习

8.2.1机器学习的概念

8.2.2机器学习算法

8.3深度学习

8.3.1人工神经元

8.3.2人工神经网络

8.3.3深度学习模型

8.3.4常用深度学习框架

8.4大语言模型与WPS AI

8.4.1大语言模型概述

8.4.2WPS AI

习题

参考文献