目录

第1章 概述1

1.1 计算机发展概况 2

1.1.1 计算机发展简史 2

1.1.2 现代计算机的特点 5

1.1.3 计算机的发展趋势 7

1.2 计算机分类及应用 9

1.2.1 计算机分类 9

1.2.2 计算机应用 10

1.3 计算思维 13

1.3.1 计算思维的定义 14

1.3.2 计算思维的特点 14

1.3.3 计算思维的应用案例 15

小结 23

习题 23

第2章 计算机系统组成25

2.1 计算机硬件系统 25

2.1.1 计算机的五大组成部分 26

2.1.2 计算机的硬件结构 28

2.2 计算机软件系统 30

2.2.1 软件的分类 30

2.2.2 软件的工作模式 36

2.3 计算机系统及解题过程 38

2.3.1 计算机系统 38

2.3.2 计算机解题过程 42

2.4 计算机系统的技术指标 43

小结 45

习题 45

第3章 计算机中数据的表示与运算48

3.1 数值数据 48

3.1.1 进位记数制及进制间的相互转换 49

3.1.2 定点数与浮点数 59

3.1.3 数的符号表示—原码、补码、反码及阶的移码 63

3.2 非数值数据 73

3.2.1 逻辑数据的表示与逻辑运算 73

3.2.2 十进制数字编码 74

3.2.3 字符数据编码 75

3.2.4 多媒体数据 80

小结 82

习题 82

第4章 计算机网络87

4.1 概述 87

4.1.1 计算机网络的类别 88

4.1.2 互联网的组成部件 95

4.1.3 互联网提供的服务 99

4.1.4 通信协议 100

4.2 网络边缘部分 101

4.2.1 接入网 103

4.2.2 物理介质 110

4.3 网络核心部分 110

4.3.1 分组交换 110

4.3.2 电路交换 113

4.3.3 网络的网络 118

4.4 分组交换网络中的延迟、损耗和吞吐量 123

4.4.1 分组交换网络中的时延概述 124

4.4.2 排队时延和分组丢失（丢包） 127

4.4.3 端到端的时延 128

4.4.4 计算机网络中的吞吐量 129

4.5 协议层次和服务模型 131

4.5.1 分层体系结构 132

4.5.2 OSI参考模型 133

4.5.3 TCP/IP参考模型 137

4.5.4 数据封装 140

4.5.5 网络互联设备 142

4.6 局域网 144

4.6.1 局域网概述 144

4.6.2 链路层地址 145

4.7 Internet基础 148

4.7.1 网际协议IPv4 148

4.7.2 分类的IP地址 150

4.7.3 划分子网 152

4.7.4 无分类编址 156

4.7.5 地址解释和地址转换 158

4.7.6 域名系统 161

4.7.7 网际协议IPv6 168

小结 169

习题 170

第5章 大数据技术与应用173

5.1 大数据概述 173

5.1.1 相关概念 174

5.1.2 大数据发展背景 176

5.1.3 大数据的基本特征 176

5.1.4 大数据的典型应用 177

5.1.5 大数据带来的思维模式转变 179

5.1.6 数据科学 180

5.1.7 数据处理的基本流程 181

5.2 数据采集与治理 181

5.2.1 多源数据采集 182

5.2.2 数据的预处理 184

5.3 数据存储 185

5.3.1 关系数据库 186

5.3.2 NoSQL数据库 189

5.3.3 分布式文件系统 190

5.4 大数据计算 193

5.4.1 概述 193

5.4.2 云计算 193

5.4.3 MapReduce 195

5.5 数据分析 196

5.5.1 概述 196

5.5.2 数据描述性分析 196

5.5.3 预测性分析 197

5.6 数据可视化 198

5.6.1 概述 198

5.6.2 数据可视化工具和软件 200

小结 201

习题 202

第6章 人工智能203

6.1 人工智能概述 203

6.1.1 人工智能的发展 203

6.1.2 人工智能的分类 210

6.1.3 人工智能主要分支 214

6.2 人工智能的基本概念 219

6.2.1 机器学习相关概念 219

6.2.2 机器学习常用算法 219

6.3 人工智能的应用领域 224

6.3.1 人工智能驱动的科学研究 224

6.3.2 机器人 225

6.3.3 ChatGPT 229

6.3.4 智慧司法 232

6.3.5 智慧金融 234

6.3.6 智慧医疗 235

6.3.7 智慧城市 236

6.3.8 零售和电子商务 237

6.3.9 自动驾驶汽车 239

6.3.10 AI与艺术 240

6.4 对人工智能的思考 242

6.4.1 可解释人工智能 242

6.4.2 人工智能的公平性 244

6.4.3 人脸识别与隐私保护 245

6.4.4 可信人工智能 246

小结 247

习题 247

第7章 Python语言基础248

7.1 Python概述 248

7.1.1 Python的发展和特点 248

7.1.2 Python的下载和安装 250

7.1.3 开始使用Python 252

7.1.4 Python的开发环境 254

7.2 Python中的对象和变量 261

7.2.1 Python中的对象 261

7.2.2 变量和对象引用 261

7.2.3 标识符 263

7.3 Python基本数据类型 264

7.3.1 数值类型 265

7.3.2 布尔类型 266

7.3.3 字符串类型 266

7.3.4 NoneType 269

7.3.5 Python类型转换函数 269

7.4 运算符和表达式 271

7.4.1 运算符 271

7.4.2 表达式 278

7.5 Python中的函数和模块 279

7.5.1 Python常用内置函数 279

7.5.2 使用Python标准库模块 282

小结 287

习题 287

第8章 流程控制289

8.1 流程图 289

8.2 顺序结构 290

8.3 选择结构 291

8.3.1 单分支选择结构 292

8.3.2 双分支选择结构 292

8.3.3 多分支选择结构 294

8.3.4 选择结构嵌套 296

8.4 循环结构 296

8.4.1 for循环 297

8.4.2 while循环 300

8.4.3 循环的中途退出 304

8.4.4 带else子句的循环 307

8.4.5 循环嵌套 308

小结 310

习题 311

第9章 Python组合数据类型313

9.1 序列类型概述 313

9.2 列表 314

9.3 元组 327

9.4 字符串 329

9.5 字典 336

9.6 集合 339

小结 344

习题 344

第10章 函数346

10.1 函数概述 346

10.2 函数的定义和调用 348

10.3 函数的参数和返回值 350

10.4 lambda函数 357

10.5 递归函数 357

10.6 生成器函数 361

10.7 Python高阶函数 362

小结 364

习题  365

参考文献366