第1章 认识计算文化与计算思维 1
1.1计算与计算机科学 1
1.1.1计算工具的发展史 1
1.1.2计算文化和计算机科学 3
1.2计算思维 3
1.2.1计算 3
1.2.2计算思维的概念 4
1.2.3计算思维中的思维方式 7
1.2.4计算思维的本质 9
1.3计算模型与计算机 11
1.3.1图灵机 11
1.3.2冯·诺依曼机 12
1.3.3计算机的发展 13
1.3.4计算机的特点 16
1.3.5计算机的分类 16
1.4新的计算模式 18
基础知识练习 20
能力拓展与训练 20
第2章0和1的思维——信息在计算机内的表示 21
2.1信息与信息技术 21
2.1.1信息的概念 21
2.1.2信息技术 22
2.2数值的表示 22
2.3字符编码 29
2.4汉字编码 30
2.5多媒体信息的表示 33
2.5.1多媒体技术的基本概念 33
2.5.2多媒体处理的关键技术 33
2.5.3多媒体应用中的媒体元素 35
2.5.4多媒体计算机的组成与应用 40
2.5.5移动多媒体终端 42
基础知识练习 42
能力拓展与训练 43
第3章 系统思维——计算机系统基础 44
3.1计算机系统 44
3.1.1计算机硬件系统 45
3.1.2问题求解与计算机软件系统 47
3.1.3计算机的基本工作原理 48
3.2微型计算机的硬件系统 49
3.2.1总线 50
3.2.2中央处理器（CPU） 51
3.2.3内存储器 52
3.2.4系统主板 53
3.2.5外存储器 54
3.2.6输入设备 56
3.2.7输出设备 57
3.2.8微型计算机的主要性能指标和分类 59
3.3计算机的启动过程 59
3.4操作系统 61
3.4.1操作系统概述 61
3.4.2常用的操作系统 62
3.4.3操作系统的管理功能 64
3.4.4文件系统 66
3.4.5操作系统中的计算思维 69
3.5软件系统中的交互方式 70
3.5.1操作系统中的交互方式 70
3.5.2应用软件中的交互方式 72
3.6软件工程 74
3.6.1软件工程概念 74
3.6.2软件生命周期 76
3.6.3软件工程方法 79
基础知识练习 85
能力拓展与训练 86
第4章 算法思维 90
4.1算法的概念 90
4.1.1什么是算法 90
4.1.2算法的分类 91
4.1.3算法应具备的特征 92
4.2算法的设计与分析 92
4.2.1问题求解的步骤 92
4.2.2数学建模 94
4.2.3算法的描述 95
4.2.4常用的算法设计策略 98
4.2.5算法分析 109
4.3算法的实现——程序设计语言 111
4.3.1程序设计语言的分类 111
4.3.2语言处理程序 112
4.3.3常用的高级语言 113
基础知识练习 116
能力拓展与训练 117
第5章 程序思维——程序设计基础（Python） 120
5.1 Python起步 120
5.1.1 Python的版本与环境搭建 121
5.1.2 Python的开发环境 122
5.1.3使用pip管理Python扩展库 128
5.2 Python编程基础 129
5.2.1标识符和关键字 129
5.2.2程序的书写规则 130
5.2.3基本的输入和输出 131
5.2.4常量、变量和对象 133
5.3常用数据类型：数字、字符串和布尔型 135
5.3.1数字类型 135
5.3.2数字类型的运算 136
5.3.3字符串类型 140
5.3.4字符串类型的运算 141
5.3.5布尔类型 146
5.4数据类型：列表 146
5.4.1列表 146
5.4.2列表基本操作 146
5.5数据类型：元组 151
5.5.1元组 151
5.5.2元组基本操作 151
5.6数据类型：字典 154
5.6.1字典 154
5.6.2字典基本操作 154
5.7数据类型：集合 158
5.7.1集合 158
5.7.2集合基本操作 158
5.8运算符和表达式 160
5.8.1运算符 160
5.8.2表达式 163
5.9程序设计语言的基本控制结构 163
5.9.1顺序结构 164
5.9.2选择结构 165
5.9.3循环结构 170
5.9.4异常处理语句 175
5.10函数与模块 182
5.10.1函数的定义 183
5.10.2函数的调用 184
5.10.3变量的作用域 188
5.10.4导入模块 190
5.10.5 Python标准库中的常用模块 191
5.10.6查看Python模块和函数帮助文档的方法 196
5.11常用算法策略的Python实现 199
5.12图形界面与图形绘制 208
5.12.1常用Python GUI库 208
5.12.2 tkinter入门 209
5.12.3绘图模块turtle的使用 212
5.13文件 217
5.13.1打开和关闭文件 217
5.13.2读写文本文件 218
5.13.3读写二进制文件 221
基础知识练习 221
能力拓展与训练 225
第6章 数据思维——数据的组织、管理与挖掘 226
6.1数据的组织和管理 226
6.1.1数据结构 226
6.1.2文件系统和数据库 232
6.2挖掘数据的潜在价值——数据仓库与数据挖掘 235
6.2.1大数据 235
6.2.2数据挖掘 237
6.2.3数据仓库 238
基础知识练习 240
能力拓展与训练 240
第7章 网络化思维 241
7.1计算机网络的基本知识 241
7.1.1计算机网络的基本概念 241
7.1.2计算机网络的传输介质 244
7.1.3计算机网络的拓扑结构 246
7.1.4计算机网络协议 249
7.1.5计算机网络设备 251
7.1.6局域网 253
7.2 Internet概述 254
7.2.1 Internet的形成与发展 254
7.2.2 Internet在中国的发展 255
7.2.3 Internet提供的主要服务 255
7.2.4 Internet基本技术 257
7.2.5物联网 262
基础知识练习 263
能力拓展与训练 263
第8章 伦理思维——信息安全与信息伦理 267
8.1信息安全 267
8.1.1信息安全的概念 267
8.1.2计算机病毒及其防范 267
8.1.3网络安全 270
8.1.4数据加密 272
8.2信息伦理 273
8.2.1信息伦理的产生 273
8.2.2信息伦理准则与规范 274
8.2.3计算机伦理、网络伦理与信息产业人员道德规范 275
8.2.4知识产权 278
基础知识练习 280
能力拓展与训练 280
附录 284
参考文献 286