前言

随着科技的飞速发展，计算机与人工智能正逐渐渗透到人类生活的方方面面，深刻影响着社会的进步与变革。在这样的时代背景下，培养具备计算思维能力和人工智能素养的人才显得尤为重要。为了帮助读者掌握计算机与人工智能的基础知识，结合计算思维形成的科学方法，编写了这本《计算思维与人工智能(微课视频版)》教材。

本书旨在通过系统介绍计算机的基础知识、编程技能及算法与数据结构等内容，引导读者形成计算思维，并为进一步深入了解人工智能领域的知识打下坚实的基础。通过本书，读者将能够掌握计算机的基本工作原理、信息的数字化表示与处理方式，以及操作系统、编程语言、数据库和计算机网络等关键技术。

本书主要内容

第1章计算机概述，介绍计算机的发展历程、基本原理和应用领域，重点讲解了计算机性能指标的量化方法，帮助读者全面认识计算机。同时，本章还重点对计算思维进行了系统介绍，引导读者摈弃“学计算机就是学编程语言”的错误思想，深刻认识到“计算思维是21世纪基本素养，如同读、写、算一样重要，是计算机专业学习的核心”。

第2章计算机中信息的表示，深入剖析信息的数字化表示与处理方式，为后续的计算机操作与数据处理奠定基础。本章对计算思维的建立、应用等有较为重要的意义。

第3章操作系统，将引导读者了解操作系统的基本原理和功能，帮助读者理解计算机系统的运行机制。

第4章Python编程基础，通过实际案例，教授读者使用Python语言进行编程，培养一定的编程实践能力。

第5章算法与数据结构，介绍算法的基本概念、算法分析与设计的方法及常见的数据结构，帮助读者培养计算思维、逻辑思维和解决问题的能力。

第6章数据库原理及应用，探讨数据库的基本原理和实际应用，使读者能够了解并初步掌握数据库管理的基本技能。

第7章计算机网络，介绍计算机网络的基本原理、协议及应用，帮助读者了解网络技术的发展趋势和未来的应用前景。

第8章计算机新技术，详细介绍了计算机目前正在使用的新技术，包括云计算和大语言模型等。在云计算中探讨了云计算的概念与发展、学习工作中的云计算和云计算的安全问题； 在大语言模型部分介绍了大语言模型的概念和发展、国内大语言模型的特点、国内典型大语言模型的应用等，并以通义灵码和文心一言为例讲解了大语言模型的使用方法。

除以上8章的核心内容外，本书还特别注重培养读者的计算思维能力和人工智能素养。通过引导读者分析问题、设计算法、优化程序等过程，培养逻辑思维和创新能力。

期待通过本书的学习，读者能够深入地理解计算机相关技术的精髓，掌握相关的核心知识和技能，并能够在未来的学习和工作中灵活应用。相信通过不断地学习与实践，读者将成为具备计算思维能力和人工智能素养的优秀人才，为推动科技进步和社会发展做出积极贡献。

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致谢

本书由罗小刚组织、策划和统稿，并邀请到邹威、周亮、李志远、宋炜、谭江汇共同撰写，其中谭江汇撰写了第1章，罗小刚撰写了第2章和第3章，周亮撰写了第4章，宋炜撰写了第5章，邹威撰写了第6章与第7章，李志远撰写了第8章。感谢所有参与本书编写工作的同仁们，是你们的辛勤付出使本书得以呈现在读者面前。同时，本书的出版得到了清华大学出版社的大力支持，在此也由衷地表示感谢。在本书的编写过程中参阅了大量书籍、文献资料和网络资源，在此向所有资源的作者表示感谢。

由于编者水平有限，不足之处在所难免，望读者批评指正。

罗小刚

2025年1月