第 一部分 计算与计算思维
第 1章 计算与人工智能概述 2
1.1 计算的概念 2
1.1.1 什么是计算 2
1.1.2 图灵机 3
1.1.3 什么是计算机 5
1.1.4 算法、计算机语言与程序 8
1.2 什么是计算思维 12
1.2.1 计算思维的概念 12
1.2.2 问题求解方法 13
1.2.3 算法——计算系统的灵魂 16
1.3 探索人工智能 18
1.3.1 智能移动机器人路径规划 18
1.3.2 人工智能历史 21
1.3.3 人工智能相关研究 23
1.4 人工智能发展 24
1.4.1 人工智能应用领域 24
1.4.2 人工智能发展 27
习题 28
第 2章 计算系统 30
2.1 计算与计算机简述 30
2.1.1 图灵机模型 33
2.1.2 计算机的工作原理 36
2.1.3 并行计算 39
2.1.4 嵌入式计算 42
2.2 计算执行 45
2.2.1 编译、链接和装载程序 47
2.2.2 程序、进程和线程 52
2.2.3 文件系统 55
2.3 未来的计算机 57
2.3.1 计算机系统的发展 57
2.3.2 未来计算机 58
习题 61
第二部分 程序设计基础
第3章 Python编程基础 63
3.1 问题求解的计算思维方法 63
3.1.1 问题分解 63
3.1.2 模式识别 64
3.1.3 抽象 64
3.1.4 算法设计 65
3.2 编程的基本概念 65
3.2.1 程序的基本要素 66
3.2.2 Python语言 66
3.2.3 第 一个Python程序：计算篮球某
时刻的坐标值 70
3.2.4 Python基本语法 70
3.2.5 计算并绘制坐标点 73
3.3 模块化编程——函数 74
3.3.1 内置函数 75
3.3.2 自定义计算坐标的函数 75
3.3.3 调用函数绘制坐标点 76
3.3.4 函数的参数 77
3.3.5 函数返回 78
3.4 基本的程序设计方法——分支 78
3.4.1 单分支——if语句 78
3.4.2 二分支——if-else语句 79
3.4.3 多分支——if-elif-else语句 79
3.4.4 智能型计算坐标函数 80
3.4.5 在合理范围内绘制坐标点 82
3.5 基本的程序设计方法——循环 83
3.5.1 while循环 83
3.5.2 在合理范围内绘制多个坐标点 84
3.5.4 在合理范围内绘制多条轨迹线 86
习题 87
第4章 Python编程进阶 89
4.1 序列数据类型——列表 89
4.1.1 用列表存储多条轨迹线的
坐标点 89
4.1.2 列表的基本概念 90
4.1.3 列表的基本操作 91
4.1.4 用列表实现绘制多条线 93
4.2 映射数据类型——字典 94
4.2.1 用字典存储多条轨迹线的
坐标点 94
4.2.2 字典的基本概念 95
4.2.3 字典元素的访问 95
4.2.4 字典的基本操作 96
4.2.5 字典的嵌套 96

4.2.6 用字典实现绘制多条线 97
4.4 Python综合案例——百分百机器人
投篮 105
4.4.1 案例任务描述 106
4.4.2 案例任务分析 106
4.4.3 案例任务实现路径 106
4.4.4 程序模块的代码实现 107
4.4.5 案例运行结果展示 111
习题 111
第三部分 人工智能与智能计算
第5章 智能感知 111
5.1 自然语言处理 111
5.2 机器视觉 115
5.3 大模型 117
5.4 DeepSeek应用案例 122
习题 125
第6章 机器学习 126
6.1 监督学习 126
6.2 无监督学习 129
6.3 半监督学习 131
6.4 WPS回归分析应用案例 132
习题 134
第7章 智能决策 135
7.1 基于搜索的最优路径决策 135
7.2 强化学习 140
7.3 群体智能 143
7.4 迷宫路径搜索案例 147
习题 149
第8章 智能机器人 150
8.1 机器人技术 150
8.1.1 机器人简介 150
8.1.2 机器人及其应用 151
8.1.3 机器人技术展望 152
8.2 人机交互 153
8.2.1 基于传统硬件设备的人机交互 153
8.2.2 基于触控设备的人机交互 155
8.2.3 基于智能设备的人机交互 156
8.2.4 人机交互未来发展趋势 157
习题 159
第四部分 网络与大数据
第9章 互联网信息处理 161
9.1 网络信息获取基础 161
9.1.1 计算机网络基础 161
9.1.2 无线网络与物联网 170
9.1.3 Web的基本工作方式 176
9.1.4 HTML简介 178
9.2 网络爬虫与信息提取 181
9.2.1 八爪鱼工具简介 181
9.2.2 用八爪鱼爬取天气数据 183
9.3 搜索引擎原理 185
9.3.1 搜索引擎组成 186
9.3.2 网页排名算法 188
习题 192
第 10章 数据管理与大数据 194
10.1 计算机数据管理 194
10.1.1 人工管理阶段 194
10.1.2 文件系统阶段 195
10.1.3 数据库系统阶段 196
10.1.4 数据文件格式 197
10.2 数据库 199
10.2.1 数据库系统的组成 199
10.2.2 关系型数据库 202
10.2.3 数据库设计 205
10.2.4 数据库和数据表的基本操作 208
10.3 大数据简介 210
10.3.1 大数据的产生 210
10.3.2 大数据的特性 211
10.3.3 大数据处理过程概述 212
10.3.4 大数据应用解决方案示例 215
习题 216
参考文献 220