本書是由長期從事計算機基礎教學和科研并具有豐富教學實踐經驗的一線教師編寫而成的。全書以計算思維為導向，凝練了計算機科學與技術中相關的基本理論、基本方法和基本技能，目標是培養大學生的計算思維能力和提升大學生的信息素養。
全書內容分為3篇共計11章。第一篇計算系統，包括第1章～第4章，概述了計算、計算機、計算思維的基礎知識，并從基本運算、硬件系統和軟件系統出發構建能夠完成自動計算的計算系統。第二篇問題求解，包括第5章～第7章，闡述在計算思維指導下使用計算機解決問題的基本思想和方法，搭建計算機求解問題的基本框架。第三篇信息素養，包括第8章～第11章，介紹在計算機網絡和信息安全技術支持下，建立開放的、互聯的計算環境，并在應用實踐中逐步提高大學生的信息素養。
本書可作為各高等院校非計算機專業計算機基礎教學的教材，也可以作為初學者學習計算機基礎知識的參考書籍，對于計算機教育工作者、從事計算機工作的人員也有較高的參考價值。
本書具有以下特點：在內容的組織上，以計算思維的主要方法為主線，將全書分為三篇，幫助學生建立計算思維的基本框架；在內容的選擇上，既考慮到知識面的寬度，又照顧到知識點的深度，通過基本理論和方法的學習，以點帶面，培養計算思維的基本能力和信息素養；在內容的表達上深入淺出，結合實際提出問題，然后導出相關知識和概念，再輔以適當案例進行講解，有利于激發學生進行探究式學習。
楊麗鳳：太原理工大學計算機學院計算機基礎教學部教師。多年來，一直從事信息管理系統、數據挖掘、Web智能信息處理、系統集成等方面的科研與教學工作，取得多項重要成果。承擔了《大學計算機基礎與計算思維》等本科生課程。參與編寫了多本教材，發表了數十篇論文。
第一篇 計算系統
第1章 計算、計算機與計算思維 2
1．1 計算 2
1．1．1 計算的基本概念 2
1．1．2 計算工具的探索 4
1．2 計算機 6
1．2．1 計算機的發展 6
1．2．2 計算機基礎知識 8
1．2．3 計算機新技術 11
1．3 計算模型 15
1．3．1 圖靈機模型 15
1．3．2 馮·諾依曼計算機模型 16
1．3．3 哈弗結構模型 18
1．4 計算機系統 19
1．4．1 計算機系統的組成 19
1．4．2 計算機系統的層次結構 21
1．4．3 計算機的基本工作原理 21
1．5 計算思維 23
1．5．1 計算思維概述 23
1．5．2 計算思維的方法與案例 25
1．5．3 計算思維的實現 26
1．5．4 計算思維的應用 28
本章小結 30
習題一 31
第2章 數據的計算基礎 32
2．1 語義的符號表示 32
2．1．1 自然現象用符號表示 32
2．1．2 思維邏輯用符號表示 33
2．2 計算機中的數制與運算 34
2．2．1 數制與數制間的轉換 34
2．2．2 二進制數的運算 36
2．3 信息編碼 38
2．3．1 數值信息的表示 38
2．3．2 字符信息的編碼 40
2．3．3 漢字信息的編碼 42
2．3．4 多媒體信息的編碼 44
2．4 電子元器件與基本門電路 47
2．4．1 二極管和三極管的開關特性 48
2．4．2 簡單的與門電路 48
2．4．3 簡單的或門電路 49
2．4．4 簡單的非門電路 50
2．5 數據的組織與壓縮 51
2．5．1 數據的組織 51
2．5．2 數據的壓縮 52
本章小結 54
習題二 54
第3章 計算機硬件系統 55
3．1 硬件概述 55
3．1．1 硬件系統的組成 55
3．1．2 計算機的性能指標 56
3．2 主機箱和主板 57
3．2．1 主機箱 57
3．2．2 主板 58
3．2．3 總線 59
3．2．4 輸入/輸出接口 62
3．3 中央處理器 64
3．3．1 CPU的基本結構 64
3．3．2 CPU的主要性能指標 65
3．3．3 CPU的主要產品 66
3．3．4 CPU的新技術 67
3．4 存儲器 68
3．4．1 存儲系統的層次結構 68
3．4．2 高速緩沖存儲器 69
3．4．3 內存儲器 69
3．4．4 外存儲器 72
3．5 輸入/輸出設備 75
3．5．1 輸入設備 75
3．5．2 輸出設備 78
本章小結 82
習題三 83
第4章 操作系統基礎 84
4．1 操作系統概述 84
4．1．1 操作系統的基本概念 84
4．1．2 操作系統的形成與發展 85
4．1．3 操作系統的基本類型 89
4．1．4 操作系統的組成與特征 91
4．1．5 典型操作系統簡介 92
4．2 操作系統對不同資源的分工管理 93
4．2．1 處理機管理 93
4．2．2 存儲管理 95
4．2．3 設備管理 97
4．2．4 文件管理 99
4．2．5 用戶接口 102
4．3 Windows操作系統 104
4．3．1 Windows的進程管理和內存管理 104
4．3．2 Windows的設備與磁盤管理 105
4．3．3 Windows的文件管理 107
本章小結 115
習題四 115
第二篇 問題求解
第5章 算法與數據結構 118
5．1 算法基礎 118
5．1．1 算法的起源 118
5．1．2 算法的定義和特性 119
5．1．3 算法的表述 119
5．1．4 算法的基本結構 122
5．1．5 算法的評價 124
5．2 算法設計 125
5．2．1 計算機基本算法 126
5．2．2 經典算法策略 127
5．2．3 常用算法設計 131
5．3 數據結構 135
5．3．1 數據結構的基本概念 135
5．3．2 數據的邏輯結構 136
5．3．3 數據的物理結構 136
5．3．4 數據的運算 137
5．3．5 常見的數據結構 137
5．3．6 數據結構與算法的關系 140
本章小結 141
習題五 141
第6章 程序設計及軟件工程基礎 143
6．1 程序、程序設計及軟件工程 143
6．2 程序設計語言 144
6．2．1程序設計語言的發展及分類 144
6．2．2 語言處理程序 148
6．2．3 程序設計語言的選擇 149
6．2．4 高級程序設計語言的組成 150
6．3 程序設計 153
6．3．1 程序設計的步驟 153
6．3．2 程序設計的方法 155
6．4 軟件工程基礎 161
6．4．1 軟件工程的誕生及發展 162
6．4．2 軟件工程的概念 162
6．4．3 軟件開發模型 167
本章小結 170
習題六 171
第7章 數據庫技術 172
7．1 數據與大數據 172
7．1．1 數據 172
7．1．2 大數據 172
7．2 數據管理和數據庫 175
7．2．1 數據庫及數據庫管理系統 175
7．2．2 數據庫系統的內部結構 180
7．3 數據模型 182
7．3．1 概念模型 183
7．3．2 層次模型 185
7．3．3 網狀模型 186
7．3．4 關系模型 186
7．4 關系數據庫案例 188
7．4．1 分析與設計 188
7．4．2 數據定義 189
7．4．3 數據更新 192
7．4．4 數據查詢 193
7．4．5 視圖管理 195
本章小結 196
習題七 196
第三篇 信息素養
第8章 計算機網絡 200
8．1 計算機網絡概述 200
8．1．1 計算機網絡的基本概念 200
8．1．2 網絡協議和體系結構 204
8．2 局域網 206
8．2．1 局域網的組成 206
8．2．2 局域網的體系結構與802標準 210
8．2．3 常見局域網 213
8．2．4 局域網的組建 215
8．3 Internet 218
8．3．1 Internet概述 219
8．3．2 TCP/IP參考模型 219
8．3．3 Internet接入技術 223
8．3．4 Internet的應用 225
8．4 信息的檢索與發布 229
8．4．1 信息檢索系統 230
8．4．2 信息的發布 231
本章小結 232
習題八 233
第9章 信息安全與職業道德 234
9．1 信息安全概述 234
9．1．1 信息安全的定義 234
9．1．2 信息安全的特征 235
9．1．3 威脅信息安全的因素 235
9．1．4 信息安全的評價標準 236
9．2 信息安全技術 238
9．2．1 數據加密與數字簽名 238
9．2．2 身份認證與訪問控制 241
9．2．3 防火墻技術 245
9．2．4 入侵檢測系統 248
9．3 計算機病毒及其防治 249
9．3．1 計算機病毒的發展 249
9．3．2 計算機病毒的特點與分類 250
9．3．3 計算機病毒的檢測與清除 252
9．3．4 計算機病毒的防治措施 255
9．4 計算機職業道德規范 256
9．4．1 計算機犯罪 256
9．4．2 軟件知識產權保護 258
9．4．3 信息安全相關法律法規及道德規范 261
本章小結 263
習題九 264
第10章 計算軟件 265
10．1 MATLAB 265
10．1．1 MATLAB簡介 265
10．1．2 MATLAB程序設計基礎 266
10．1．3 MATLAB 基本計算功能 271
10．1．4 MATLAB數據可視化 273
10．1．5 MATLAB工具箱 274
10．2 MATHEMATICA 276
10．2．1 MATHEMATICA的啟動和運行 277
10．2．2 MATHEMATICA 系統組成 277
10．2．3 MATHEMATICA的基本操作 277
10．3 MAPLE 281
10．3．1 MAPLE在Windows中的啟動與退出 281
10．3．2 MAPLE系統組成 282
10．3．3 MAPLE的基本操作 282
本章小結 285
習題十 286
第11章 辦公軟件Office 2010 287
11．1 文字處理軟件Word 2010 287
11．1．1 基礎知識 287
11．1．2 文檔格式編輯 290
11．1．3 表格使用 292
11．1．4 圖文混排 294
11．1．5 長文檔編輯 295
11．1．6 頁面設置與打印 297
11．2 電子表格軟件Excel 2010 297
11．2．1 基礎知識 298
11．2．2 工作表操作 2
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