計(jì)算思維基礎(chǔ)

前言

　　隨著信息科學(xué)在電子商務(wù)、虛擬制造、高精尖數(shù)字設(shè)備、信息化醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，本科生信息基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)要求越來越高——要求從單純知識和技能的培養(yǎng)層面，提高到意識和思維的培養(yǎng)層面?！　〗陙?，國內(nèi)外對計(jì)算思維課程的討論如火如荼，在高校設(shè)置計(jì)算思維課程體系的理論探究與實(shí)踐也陸續(xù)出現(xiàn)。例如，由李國杰院士任組長的中國科學(xué)院信息領(lǐng)域戰(zhàn)略研究組撰寫的《中國至2050年信息科技發(fā)展路線圖》中，對“計(jì)算思維”給予了足夠的重視，認(rèn)為計(jì)算思維的培育是克服“狹義工具論”的有效途徑，是解決其他信息科技難題的基礎(chǔ)。又如，國家自然科學(xué)基金委員會信息科學(xué)部二處處長劉克教授，強(qiáng)調(diào)了在大學(xué)中推進(jìn)“計(jì)算思維”這一基本理念的必要性?！　∮?jì)算思維課程應(yīng)并非僅面向計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)，而是面向所有專業(yè)。例如，主修英語或數(shù)學(xué)等，可從事于各行各業(yè)；計(jì)算機(jī)科學(xué)也一樣，主修計(jì)算機(jī)科學(xué)，也可以從事任何類型的工作。我們應(yīng)當(dāng)激發(fā)學(xué)生對計(jì)算機(jī)科學(xué)的興趣，讓學(xué)生熱愛計(jì)算機(jī)科學(xué)并積極探索，傳播計(jì)算機(jī)科學(xué)的快樂和力量，致力于使計(jì)算思維成為公眾的常識，真正融入人類的一切活動中?！　”緯J(rèn)為，計(jì)算主義創(chuàng)造自動模型，建立捕獲處理的模型，處理依次可自動化并可操作，不需要人完成每一步，但需要有使每一步成為可用和可能的計(jì)劃?！　”緯€認(rèn)為，思維是人腦對客觀事物本質(zhì)屬性和內(nèi)部規(guī)律的間接（在已有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過推理來認(rèn)識事物）或概括（對一類事物共同本質(zhì)特征和規(guī)律性聯(lián)系的歸納）反映過程?！　”緯舶?章。第1章計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維由夏耘老師編寫，第2章信息技術(shù)基礎(chǔ)由黃春梅老師和程國曙老師編寫，第3章問題求解由黃小瑜老師編寫，第4章數(shù)據(jù)的組織與管理由劉麗霞老師編寫，第5章算法設(shè)計(jì)由臧勁松老師編寫，第6章算法分析與問題優(yōu)化由楊贊老師編寫，第7章綜合案例由馬立新老師編寫。夏耘、黃小瑜老師負(fù)責(zé)全書的總體策劃與統(tǒng)稿、定稿工作。　　在本書的編寫過程中，得到了其他高等學(xué)校（復(fù)旦大學(xué)、西安交通大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)）的關(guān)心、支持和幫助，他們在書稿的審閱中提出了寶貴的意見與建議，在此對于各位老師的幫助，以及有關(guān)專家、教師長期以來對我們工作的支持和關(guān)心，表示衷心感謝?！　∮捎谧髡弑旧淼乃接邢蓿偌由蠈懽鲿r間倉促，不當(dāng)之處在所難免，衷心希望讀者給予批評指正。　　編者　　2012年6月

內(nèi)容概要

　　《高等學(xué)?！笆濉惫舱n計(jì)算機(jī)規(guī)劃教材：計(jì)算思維基礎(chǔ)》從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中如何培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算思維能力出發(fā)，對“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革進(jìn)行了一些探討和研究，將思維訓(xùn)練融入教學(xué)的各環(huán)節(jié)中，以期進(jìn)一步提升大學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，挖掘大學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。全書共7章，主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維、信息技術(shù)基礎(chǔ)、問題求解、數(shù)據(jù)的組織與管理、算法設(shè)計(jì)、算法分析與問題優(yōu)化、綜合案例等。書中引入了國外先進(jìn)教學(xué)理念，貫徹了啟發(fā)思辨原則。

書籍目錄

第1章 計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維1.1 計(jì)算機(jī)1.1.1 什么是計(jì)算1.1.2 計(jì)算工具1.1.3 計(jì)算機(jī)的工作原理和用途1.2 計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的計(jì)算模式1.2.1 單主機(jī)計(jì)算模式1.2.2 分布式客戶/服務(wù)器計(jì)算模式1.2.3 瀏覽器/服務(wù)器計(jì)算模式1.3 新的計(jì)算模式1.3.1 普適計(jì)算1.3.2 網(wǎng)格計(jì)算1.3.3 云計(jì)算1.3.4 人工智能1.3.5 物聯(lián)網(wǎng)思考題第2章 信息技術(shù)基礎(chǔ)2.1 信息的編碼與解碼2.1.1 數(shù)制與運(yùn)算2.1.2 信息的編碼2.2 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)2.2.1 布爾邏輯與門電路2.2.2 計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理2.2.3 指令與指令系統(tǒng)2.2.4 信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示思考題第3章 問題求解3.1 問題求解概念3.1.1 一般問題解決過程3.1.2 計(jì)算機(jī)求解問題的過程3.1.3 編程思想3.2 計(jì)算機(jī)編程的基本概念3.2.1 常量和變量3.2.2 數(shù)據(jù)類型3.2.3 函數(shù)與表達(dá)式3.2.4 繪圖工具Visio介紹3.3 程序結(jié)構(gòu)3.3.1 順序結(jié)構(gòu)3.3.2 條件結(jié)構(gòu)3.3.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)思考題第4章 數(shù)據(jù)的組織與管理4.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.1.1 線性表4.1.2 樹形結(jié)構(gòu)4.1.3 圖結(jié)構(gòu)4.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)4.2.1 數(shù)據(jù)管理技術(shù)4.2.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)4.2.3 查詢語言SQL4.2.4 設(shè)計(jì)和創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫4.2.5 數(shù)據(jù)庫案例分析思考題第5章 算法設(shè)計(jì)5.1 算法的基本概念5.1.1 算法定義與性質(zhì)5.1.2 設(shè)計(jì)算法原則和過程5.1.3 算法的基本表達(dá)5.2 算法策略5.2.1 枚舉法5.2.2 遞歸法5.2.3 分治法5.2.4 回溯法5.3 基本算法5.3.1 基礎(chǔ)知識5.3.2 排序5.3.3 查找思考題第6章 算法分析與問題優(yōu)化6.1 算法分析6.1.1 算法時間復(fù)雜度分析6.1.2 算法空間復(fù)雜度分析6.2 問題優(yōu)化6.2.1 貪心法6.2.2 動態(tài)規(guī)劃思考題第7章 綜合案例7.1 案例1 五子棋游戲開發(fā)7.2 案例2 車牌競拍系統(tǒng)開發(fā)思考題附錄A JDK與Eclipse的安裝設(shè)置附錄B Visual C++中編寫C代碼參考文獻(xiàn)

編輯推薦

　　《高等學(xué)?！笆濉惫舱n計(jì)算機(jī)規(guī)劃教材：計(jì)算思維基礎(chǔ)》可作為高等學(xué)校非計(jì)算機(jī)各專業(yè)、計(jì)算機(jī)成人教育各類進(jìn)修班與培訓(xùn)班學(xué)習(xí)計(jì)算思維基礎(chǔ)知識的教材，也可供廣大工程技術(shù)人員和管理人員。

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