计算思维与智能计算基础（第2版）-图书-人邮教育社区

内容摘要

本书以计算思维为导向，介绍计算机科学与技术相关的基本理论、基本方法和人工智能的基本概念及应用。本书共11章，内容包括计算、计算机与计算思维，计算基础，计算机系统与云计算，计算机网络与物联网，算法设计基础，Python程序设计，数据库与大数据，人工智能概述，人工智能基础，人工智能技术，人工智能应用。本书可作为本科院校和高职院校非计算机专业计算机基础课程、人工智能通识课程的教材，也可作为初学者学习计算机基础知识的参考书。对于计算机教育工作者和计算机从业人员，本书也有较高的参考价值。

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第 1 章计算、计算机与计算思维 ........................1
1.1 计算..............................................1
1.1.1 计算的基本概念.............................. 1
1.1.2 计算工具的探索.............................. 3
1.1.3 计算模型.......................................... 5
1.2 计算机 ..........................................9
1.2.1 计算机的发展.................................. 9
1.2.2 计算机基础知识............................11
1.2.3 计算机的基本工作原理 ................16
1.3 计算思维 .....................................17
1.3.1 计算思维概述................................18
1.3.2 计算思维的方法与案例 ................20
1.3.3 计算思维的实现 ............................21
1.3.4 计算思维的应用............................23
习题 1.................................................25
第2章计算基础.................26
2.1 0 和 1 的思维...............................26
2.1.1 中国古代的 0 和 1 的思维............26
2.1.2 计算机中 0 和 1 的思维...............27
2.2 计算机中的数制与运算 ..................27
2.2.1 数制与数制间的转换 ....................27
2.2.2 二进制数的运算............................30
2.3 信息编码 .....................................32
2.3.1 数值信息的表示............................ 32
2.3.2 字符信息的编码............................ 34
2.3.3 汉字信息的编码............................ 35
2.3.4 多媒体信息的编码........................ 37
2.4 数据的组织与压缩 ....................... 41
2.4.1 数据的组织.................................... 41
2.4.2 数据的压缩.................................... 42
习题 2 .................................................43
第3章计算机系统与云计算... 44
3.1 计算机系统概述........................... 44
3.1.1 计算机系统的组成........................ 44
3.1.2 计算机系统的层次结构................ 46
3.2 硬件系统 .................................... 46
3.2.1 计算机硬件系统的组成................ 46
3.2.2 主机系统........................................ 48
3.2.3 外部设备........................................ 54
3.3 软件系统 .................................... 61
3.3.1 操作系统........................................ 61
3.3.2 系统虚拟化.................................... 69
3.4 云计算 ........................................70
3.4.1 云计算的概述................................ 70
3.4.2 云计算技术.................................... 72
3.4.3 云计算的应用案例........................ 73
习题 3 .................................................74
第4章计算机网络与物联网...75
4.1 计算机网络..................................75
4.1.1 计算机网络概述............................75
4.1.2 计算机网络的组成........................ 77
4.1.3 互联网............................................80
4.2 物联网 ........................................86
4.2.1 物联网概述....................................87
4.2.2 物联网的体系结构........................87
4.2.3 物联网的典型应用 ........................96
4.3 信息安全 .....................................97
4.3.1 信息安全概述................................97
4.3.2 计算机病毒....................................98
4.3.3 信息安全防护措施 ..................... 100
习题 4...............................................102
第5章算法设计基础 ......... 103
5.1 问题求解 ...................................103
5.2 算法概述 ...................................106
5.2.1 算法定义及其特征 ......................106
5.2.2 算法的描述..................................107
5.2.3 算法的基本结构 ..........................109
5.2.4 算法的评价标准..........................112
5.3 算法设计基础.............................113
5.3.1 经典算法策略..............................113
5.3.2 常见问题算法举例 ......................117
习题 5...............................................121
第6章 Python 程序设计.... 122
6.1 程序及程序设计语言 ...................122
6.1.1 计算机程序及程序设计 ..............122
6.1.2 程序设计语言..............................123
6.1.3 Python 简介 ................................124
6.2 Python 编程基础 .......................127
6.2.1 Python 书写规范 ........................127
6.2.2 变量、常量..................................127
6.2.3 数据类型...................................... 128
6.2.4 赋值语句......................................130
6.2.5 运算符与表达式..........................130
6.3 程序设计 ...................................132
6.3.1 流程控制...................................... 132
6.3.2 函数式编程.................................. 137
6.3.3 Python 标准库及扩展库............ 139
习题 6...............................................147
第7章数据库与大数据 ...... 148
7.1 数据概述 ...................................148
7.1.1 数据.............................................. 148
7.1.2 数据管理...................................... 149
7.2 数据库 ......................................152
7.2.1 数据库概述.................................. 152
7.2.2 数据模型...................................... 154
7.2.3 数据库的基本操作...................... 155
7.3 大数据 ......................................159
7.3.1 大数据概述.................................. 159
7.3.2 大数据的处理过程......................160
7.3.3 大数据的典型应用...................... 162
7.3.4 大数据 Python 分析实例........... 165
习题 7 ...............................................167
第8章人工智能概述 ......... 168
8.1 人工智能简介.............................168
8.1.1 人工智能的概念.......................... 169
8.1.2 人工智能的发展历程.................. 171
8.1.3 人工智能的基本研究内容.......... 174
8.2 人工智能的组成要素与产业框架体系..........................................177
8.2.1 人工智能的 4 个要素.................. 177
8.2.2 人工智能产业体系与产业链框架 ............................................. 178
8.2.3 人工智能的三层核心技术..........180
8.3 人工智能的发展趋势与伦理
问题..........................................181
8.3.1 人工智能的发展趋势 ..................181
8.3.2 人工智能伦理问题 ......................184
8.3.3 针对人工智能的安全举措 ..........185
习题 8...............................................187
第9章人工智能基础 ......... 188
9.1 知识和知识表示 .........................188
9.1.1 知识的概念和分类 ......................188
9.1.2 产生式表示法..............................190
9.1.3 框架表示法..................................191
9.1.4 知识图谱......................................192
9.2 机器学习 ...................................194
9.2.1 机器学习概述..............................194
9.2.2 线性回归实例..............................197
9.2.3 k 最近邻分类...............................198
9.3 深度学习 ...................................200
9.3.1 人工神经网络............................. 200
9.3.2 从浅层学习到深度学习 ..............202
9.3.3 卷积神经网络原理与实例 ..........203
习题 9...............................................208
第 10 章人工智能技术 ....... 209
10.1 计算机视觉..............................209
10.1.1 计算机视觉定义与发展............210
10.1.2 计算机视觉在人工智能应用中的
案例..............................................211
10.2 自然语言处理...........................213
10.2.1 自然语言处理概述....................214
10.2.2 自然语言处理在人工智能应用中的案例..........................................216
10.3 大模型 ....................................217
10.3.1 大模型的产生和发展................ 217
10.3.2 大模型的基本特点.................... 219
10.3.3 大模型的构建与训练................ 221
10.3.4 大模型的应用 ........................... 224
10.4 人工智能生成内容 ....................228
10.4.1 AIGC 的产生和发展................. 229
10.4.2 AIGC 与大模型的交互关系.....230
10.4.3 常用的 AIGC 工具.................... 231
10.4.4 AIGC 工具应用实例................. 235
习题 10 .............................................237
第 11 章人工智能应用......... 238
11.1 工业领域 .................................239
11.1.1 工业领域的应用概述................ 239
11.1.2 智能工业机器人........................ 239
11.1.3 智能制造.................................... 241
11.2 医疗领域 .................................242
11.2.1 医疗领域的应用概述................ 242
11.2.2 医学影像诊断............................ 243
11.2.3 机器人辅助手术........................244
11.2.4 医疗健康管理............................244
11.3 交通领域 .................................245
11.3.1 交通领域的应用概述................ 245
11.3.2 自动驾驶.................................... 246
11.3.3 智慧交通.................................... 248
11.3.4 智慧停车.................................... 249
11.4 教育领域 .................................250
11.4.1 教育领域的应用概述................250
11.4.2 智能教学....................................250
11.4.3 智能评价.................................... 251
11.4.4 智能教室.................................... 252
习题 11 .............................................253
参考文献 .......................... 254

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出版信息

书　　名：计算思维与智能计算基础（第2版）
执行编辑：本书的内容有任何问题，请联系人邮韦雅雪
出版日期：2025-09-01
书　　号：978-7-115-67841-6
作　　者： 杨丽凤
定　　价：59.80 元
页　　数：254
印刷方式：黑白印刷
开　　本：16开
出版状态：上市销售

作者介绍

杨丽凤，太原理工大学计算机学院计算机学院副教授。多年来，一直从事信息管理系统、数据挖掘、Web智能信息处理、系统集成等方面的科研与教学工作，取得多项重要成果。承担了“大学计算机基础与计算思维”等本科生课程。参与编写了多本教材，发表了数十篇论文。
王彬，太原理工大学教授，博士生导师，计算机科学与技术学院（大数据学院）副院长，中国计算机学会会员、NOI山西省特派员、国际复合医工学会理事、中国生物医学工程学会医学影像工程与技术分会青年委员、山西省“三晋英才”青年优秀人才。国家自然科学基金项目、国家博士后基金项目评审专家。主要从事脑科学与智能计算方面的研究，包括多模态脑影像数据分析，脑认知机制及其在复杂脑部疾病的诊疗技术，脑机接口和神经调控；基于脑认知理论，开发新型的神经网络算法和模型；研究肿瘤诊疗方面的人工智能方法，基于基因和影像等多组学分析肿瘤分子异质性、实现肿瘤的智能诊断、预测和预后。指导硕士研究生 40 余人，博士研究生 5 人。主持参研国家重大支撑计划 1 项、国家基金 2 项，省部级项目 7 项，横向项目 4 项。授权国家发明专利 7 项。在国内外核心期刊和会议上发表论文 100 余篇，其中被SCI收录 80 余篇，其中中科院一、二区 20 余篇。担任Frontiers in Computational Neuroscience、Brain Sciences、Biosensorsdeng 国际期刊客座编辑，Alzheimer's & Dementia、Cerebral Cortex、Front Neurosci、Brain Imaging Behav 等期刊的审稿人。