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页数:242

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出版时间:2009-8

价格:24.00元

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isbn号码:9787113101145

丛书系列:

图书标签:

• 计算机基础
• 大学教材
• 实验教程
• 高等教育
• 计算机科学
• 信息技术
• 实践教学
• 编程入门
• 数据结构
• 算法基础

《数字时代的启航：现代计算思维与实践导论》 一、 前言：踏入数字文明的广阔天地 我们正身处一个由数据和算法驱动的时代，计算机技术以令人目不暇接的速度渗透到我们生活的方方面面，重塑着社会结构、经济模式乃至人类的思维方式。从智能手机的便捷交互到人工智能的飞速发展，从浩瀚的互联网信息检索到复杂的科学计算模拟，计算机已不再是遥不可及的专业领域，而是每个人都需要掌握的基本生存技能和必备的思维工具。 《数字时代的启航：现代计算思维与实践导论》并非一本关于特定软件操作的“教程”，而是致力于引领读者跨越零散的技术知识点，建立起一套系统、严谨、具有前瞻性的计算思维框架。本书旨在帮助你理解计算机的本质，掌握解决问题的核心逻辑，并为你未来在信息技术浪潮中乘风破浪打下坚实的基础。我们相信，学习计算机不应局限于“如何做”，更在于“为何如此”以及“如何更有效”。 二、 核心理念：计算思维——解决问题的通用语言 计算思维（Computational Thinking）是本书的灵魂。它不是一种僵化的编程技能，而是一种抽象、分解、模式识别、算法设计和评估的通用问题解决策略。我们将深入剖析计算思维的构成要素，并通过生动详实的案例，展示如何将这一思维模式应用于各种现实场景，无论你未来的专业方向是什么。 抽象（Abstraction）：学习如何从复杂的现实世界中提炼出关键要素，忽略不相关的信息，构建出简洁有效的模型。例如，如何将一个复杂的交通系统抽象成一系列节点和连接，以便分析其流量和拥堵情况；如何将用户需求抽象成可执行的功能模块。 分解（Decomposition）：掌握将一个宏大、复杂的问题分解成若干个更小、更易于管理和解决的子问题的技巧。我们将展示如何通过层层分解，将看似棘手的挑战化繁为简，一步步攻克。 模式识别（Pattern Recognition）：培养从看似零散的数据或现象中发现规律、共性的能力。这有助于我们识别重复出现的问题，并找到通用的解决方案，从而提高效率，避免重复劳动。 算法设计（Algorithm Design）：理解算法是解决问题的明确步骤序列。我们将从最基本的排序、搜索算法入手，引导读者理解算法的逻辑，学习如何设计出高效、准确的算法来解决特定问题。 评估（Evaluation）：学习如何衡量解决方案的有效性、效率和鲁棒性。我们会讨论不同的评估标准，以及如何根据具体情况选择最合适的解决方案。 三、 理论基石：深入浅出的计算原理 在建立计算思维的基础上，本书将为你揭示计算机世界运作的底层逻辑，让你知其然，更知其所以然。我们不会陷入过于深奥的数学推导，而是以直观、形象的方式，勾勒出计算机科学的宏伟蓝图。 数据与信息的本质：探索信息是如何被编码、存储和处理的。我们将从二进制的魅力讲起，理解数字信号的构成，以及文本、图像、声音等信息如何在计算机中以二进制形式存在。 计算机的硬件架构：简要介绍计算机硬件的基本组成部分，如中央处理器（CPU）、内存（RAM）、存储设备（硬盘/SSD）等，以及它们之间是如何协同工作的。理解硬件的限制和能力，有助于我们更好地优化软件设计。 操作系统的角色：深入理解操作系统作为计算机的“管家”，如何管理硬件资源、调度程序运行、提供用户接口。我们将探讨操作系统的核心功能，以及它如何为上层应用提供一个稳定高效的运行环境。 程序的执行流程：追溯一个程序从编写到最终运行的完整生命周期。我们将讲解编译器和解释器的作用，以及程序代码如何被转化为机器能够理解和执行的指令。 四、 实践探索：用代码丈量思维的疆界 理论的学习最终需要付诸实践。本书将引导读者在动手实践中巩固计算思维，提升编程能力，并体验解决问题的成就感。我们选择了一门现代、通用且易于上手的编程语言（例如 Python）作为实践工具。 编程语言的初探：学习一门编程语言的语法、数据类型、控制结构（顺序、选择、循环）以及函数等基本概念。我们将通过大量的代码示例，让你快速上手，编写出第一个能运行的程序。 数据结构与算法的初步应用：将抽象的算法概念转化为具体的代码实现。我们将演示如何使用列表、字典等数据结构来组织数据，并实现常见的查找、排序算法，让你直观感受算法的效率差异。 解决小型实际问题：设计一系列贴近生活、具有趣味性的编程练习。例如，设计一个简单的文本分析工具、一个数据统计器、一个基本的游戏逻辑等。通过这些项目，你将学会如何将计算思维应用于实际问题的解决。 调试与优化：学习如何找出程序中的错误（bug），并掌握常用的调试技巧。同时，我们也会引导你思考如何提高程序的效率和可读性，养成良好的编程习惯。 五、 拓展视野：走向更广阔的数字世界 本书的最终目标是为你打开一扇通往更广阔数字世界的大门，激发你进一步探索和学习的兴趣。 信息安全基础：简要介绍信息安全的重要性，以及常见的安全威胁（如病毒、钓鱼、数据泄露等），并提供一些基本的防护建议。 数据库的初步认知：了解数据库在现代信息系统中扮演的角色，以及数据的组织和管理方式。 互联网与网络通信：概述互联网的工作原理，以及数据如何在网络中传输。 人工智能与大数据趋势：展望人工智能、机器学习、大数据等前沿技术的发展方向，以及它们对未来社会可能带来的影响，鼓励读者关注技术发展动态。 六、 结语：成为数字时代的创造者 《数字时代的启航：现代计算思维与实践导论》是一次旅程的开始，而不是终点。我们希望通过本书的学习，你不仅能够掌握一套解决问题的有力工具，更能培养起对未知事物的好奇心和探索欲。数字时代正以惊人的速度前进，而你，将不再是被动的信息接受者，而是能够主动理解、运用甚至创造数字技术的参与者和引领者。愿本书成为你在数字浪潮中扬帆起航的可靠伙伴，指引你走向更开阔的未来。

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