【章名目录】
第　1章 计算机原理概述
第　2章 Python概述
第3章　大语言模型辅助编程学习
第4章　数据类型和变量
第5章　程序逻辑与控制结构
第6章　函数与类定义
第7章　文件处理与进阶应用
第8章　网络应用与数据分析
第9章　图形界面开发与程序打包分发
第　10章 单片机编程

【详细目录】
第　1章 计算机原理概述
本章导读　1
引导案例　1
1.1　计算机的发展历程　1
1.1.1　数字与计算　2
1.1.2　机械计算机　3
1.1.3　电子计算机及其分代　4
1.2　计算机基础知识　5
1.2.1　计算机的工作原理　5
1.2.2　计算机软硬件系统　6
1.2.3　操作系统的基本概念　7
1.2.4　互联网的基本概念　8
1.3　信息表示和数据编码　9
1.3.1　信息存储单位　9
1.3.2　数值编码　10
1.3.3　文字编码　10
1.3.4　图像和视频编码　12
1.3.5　指令编码　12
1.4　程序设计语言　13
1.4.1　程序与计算思维　13
1.4.2　程序设计语言及其分代　14
1.4.3　Python的发展历程　15
1.4.4　Python的应用方向　16
本章小结　17
本章习题　17

第　2章 Python概述
本章导读　19
引导案例　19
2.1　Python开发环境　19
2.1.1　官方解释器　20
2.1.2　“你好！世界”程序　21
2.1.3　集成开发环境　22
2.1.4　在浏览器中运行Python代码　24
2.1.5　安装第三方模块　26
2.2　Python程序基本要素　27
2.2.1　“猜数字”游戏程序　27
2.2.2　程序代码结构　28
2.2.3　程序代码格式　29
2.2.4　解释型语言特征　30
2.3　基本输入输出　31
2.3.1　输入函数input()　31
2.3.2　输出函数print()　32
2.3.3　用割圆术求圆周率　33
2.4　体验Python程序　34
2.4.1　“随便水吧”程序　34
2.4.2　绘制蓝色五角星程序　35
2.4.3　字符三角形程序　36
2.4.4　常见错误及其修正方法　36
2.4.5　在线评测系统　38
本章小结　39
本章习题　40

第3章　大语言模型辅助编程学习
本章导读　42
引导案例　42
3.1　大语言模型概述　42
3.1.1　神经网络与大参数模型　43
3.1.2　判别式人工智能与生成式人工智能　44
3.1.3　国内外大语言模型简介　44
3.2　大语言模型基本使用方法　45
3.2.1　对话与上下文　45
3.2.2　典型应用情境　46
3.2.3　如何进行有效对话　49
3.3　编程相关问题描述与交互方法　50
3.3.1　描述问题和需求　50
3.3.2　反馈错误并修复错误　51
3.3.3　逐步完善　53
3.3.4　AI编程助手　55
本章小结　56
本章习题　57

第4章　数据类型和变量
本章导读　59
引导案例　59
4.1　数据、名字和变量　59
4.1.1　数据、对象和类型　60
4.1.2　名字和变量　61
4.1.3　赋值语句　61
4.2　基本数据类型　64
4.2.1　文本类型：字符串　64
4.2.2　数值类型：整数和浮点数　66
4.2.3　逻辑类型：布尔值　69
4.3　进阶数据类型　71
4.3.1　列表和元组　71
4.3.2　集合　74
4.3.3　字典　76
4.3.4　组合数据类型　78
4.4　代码格式与书写规范　80
4.4.1　代码的基本结构　80
4.4.2　注释和变量命名　82
4.4.3　实用约定与规范　83
4.4.4　代码格式化工具　85
4.5　AI辅助数据类型选型及代码生成　86
4.5.1　AI辅助数据类型选型　86
4.5.2　AI辅助生成数据操作代码　87
本章小结　88
本章习题　89

第5章　程序逻辑与控制结构
本章导读　91
引导案例　91
5.1　算法与流程控制　92
5.1.1　算法步骤　92
5.1.2　顺序结构　93
5.1.3　控制结构　93
5.2　逻辑判断与条件分支结构　95
5.2.1　什么是条件分支　95
5.2.2　条件语句　95
5.2.3　三元表达式　97
5.2.4　多种情况的条件分支　98
5.3　重复执行与循环结构　101
5.3.1　什么是循环　101
5.3.2　迭代循环语句　102
5.3.3　推导式　104
5.3.4　条件循环语句　106
5.3.5　跳出和继续循环　108
5.4　异常处理机制　110
5.4.1　什么是异常　110
5.4.2　异常处理语句　111
5.4.3　异常触发语句　113
5.4.4　编写稳健的程序　115
5.5　枚举法　116
5.5.1　用枚举法求周瑜年龄　116
5.5.2　枚举策略　117
5.5.3　字母算式谜题　119
5.5.4　素数判断　120
5.6　AI辅助编程：控制结构实践　121
5.6.1　AI辅助生成条件分支与循环代码　121
5.6.2　AI辅助调试控制结构中的逻辑错误　123
本章小结　124
本章习题　125

第6章　函数与类定义
本章导读　127
引导案例　127
6.1　代码复用与函数定义　127
6.1.1　代码整合与复用　128
6.1.2　函数定义　129
6.1.3　函数调用　131
6.2　函数参数及变量作用域　133
6.2.1　向函数传递“选项”　133
6.2.2　形式参数和实际参数　134
6.2.3　位置参数和关键字参数　136
6.2.4　局部变量和全局变量　137
6.3　函数式编程　140
6.3.1　什么是函数式编程　140
6.3.2　lambda表达式　141
6.3.3　自定义排序　142
6.3.4　映射函数map()　144
6.3.5　筛选函数filter()　146
6.4　面向对象方法与类定义　147
6.4.1　什么是对象　147
6.4.2　类定义　148
6.4.3　类定义中的特殊方法　150
6.4.4　类的继承　152
6.4.5　关于self　154
6.5　递归算法与分治策略　156
6.5.1　什么是递归　156
6.5.2　重复计算与函数值缓存　157
6.5.3　绘制二叉树　159
6.5.4　分治策略　160
6.5.5　汉诺塔问题　162
6.6　AI辅助函数与类设计　163
6.6.1　AI辅助评审函数设计质量　163
6.6.2　AI辅助生成类的框架代码　164
本章小结　166
本章习题　167

第7章　文件处理与进阶应用
本章导读　169
引导案例　169
7.1　持久化存储与文件操作　169
7.1.1　什么是持久化存储　170
7.1.2　持久化存储模块　170
7.1.3　文件处理的一般过程　172
7.1.4　文件和目录管理模块　173
7.1.5　应用：文件批量改名　176
7.2　文本文件读写与应用　178
7.2.1　文本文件和字符编码　178
7.2.2　文本文件读写　179
7.2.3　应用：歌词记录本　181
7.3　中文处理与应用　183
7.3.1　什么是中文分词　183
7.3.2　中文分词库jieba　184
7.3.3　词云图库WordCloud　185
7.3.4　应用：全唐诗高频词可视化　187
7.4　CSV文件读写与应用　188
7.4.1　什么是CSV格式　189
7.4.2　CSV文件读写　189
7.4.3　应用：全球地震数据统计分析　191
7.5　JSON文件读写与应用　193
7.5.1　什么是JSON格式　194
7.5.2　JSON文件读写　194
7.5.3　应用：歌词下载器　196
7.6　图像文件处理与应用　198
7.6.1　图像文件基础知识　198
7.6.2　图像处理库Pillow　199
7.6.3　应用：图片批量加水印　202
7.7　AI辅助文件处理编程　204
7.7.1　AI辅助解决字符编码问题　205
7.7.2　AI辅助生成批量文件处理脚本　205
本章小结　207
本章习题　208

第8章　网络应用与数据分析
本章导读　211
引导案例　211
8.1　网络数据爬取与网页分析　212
8.1.1　网络数据爬取的基本原理　212
8.1.2　网络数据请求库Requests　213
8.1.3　网页分析库Beautiful Soup　214
8.1.4　应用：B站热门视频榜单　216
8.2　数据分析库pandas　218
8.2.1　数据分析的基本概念　219
8.2.2　Series和DataFrame对象使用　219
8.2.3　数据统计分析　221
8.2.4　数据的增删改操作　223
8.2.5　读写Excel和CSV文件　224
8.2.6　应用：股票数据统计分析　225
8.3　数据可视化库Matplotlib　227
8.3.1　数据可视化的基本概念　227
8.3.2　常用图表绘制　228
8.3.3　自定义图表样式　230
8.3.4　多子图布局　231
8.3.5　应用：班级成绩分布可视化　233
8.4　大语言模型辅助数据分析　235
8.4.1　大语言模型辅助数据分析概述　235
8.4.2　数据预处理与代码生成　236
8.4.3　自然语言查询与可视化生成　237
8.4.4　自动化报告生成　238
8.4.5　应用：电商销售数据分析与摘要生成　239
本章小结　242
本章习题　243

第9章　图形界面开发与程序打包分发
本章导读　246
引导案例　246
9.1　图形界面概述　246
9.1.1　人机交互基础知识　247
9.1.2　事件驱动模型编程　247
9.1.3　图形界面组件分类　248
9.1.4　图形界面布局　249
9.2　图形界面库PySimpleGUI　250
9.2.1　PySimpleGUI简介　250
9.2.2　常用组件及其功能　251
9.2.3　界面主题与布局　253
9.2.4　应用：加密日记本　254
9.3　Web图形界面库Streamlit　256
9.3.1　Streamlit简介　256
9.3.2　数据、图表和交互组件　257
9.3.3　对话与状态组件　259
9.3.4　界面布局　261
9.3.5　应用：天气预报大屏　262
9.4　PyInstaller程序打包与分发　265
9.4.1　PyInstaller简介　265
9.4.2　PyInstaller安装与配置　265
9.4.3　使用PyInstaller打包简单程序　266
9.4.4　处理程序隐式依赖和资源文件问题　267
9.4.5　定制打包选项　268
9.4.6　应用：打包加密日记本　269
9.5　AI辅助GUI开发与打包　271
9.5.1　AI辅助生成GUI组件代码　271
9.5.2　AI辅助调试打包问题　272
9.5.3　AI辅助优化界面细节与用户体验　273
本章小结　274
本章习题　274

第　10章 单片机编程
本章导读　278
引导案例　278
10.1　MicroPython　278
10.1.1　MicroPython简介　279
10.1.2　MicroPython与Python的区别　280
10.1.3　开发环境搭建　280
10.1.4　基本语法与编程实践　281
10.1.5　标准库与模块　283
10.2　micro:bit编程　283
10.2.1　micro:bit简介　284
10.2.2　LED显示和按钮　284
10.2.3　音乐和语音合成　286
10.2.4　各类传感器　287
10.2.5　无线通信　288
10.3　综合应用：多人反应力对抗赛　289
10.3.1　应用介绍　289
10.3.2　软硬件构成　290
10.3.3　程序代码分析　290
10.4　AI辅助MicroPython开发　293
10.4.1　AI辅助理解micro:bit API　293
10.4.2　AI辅助生成传感器控制代码　294
本章小结　295
本章习题　296