大學計算機基礎（第7版）（微課版）計算思維+人工智能

甘勇，鄭州工程技術學院黨委書記，教授，博士。主持完成兩項國家自然科學基金項目，參與三項國家自然科學基金項目（其中一項為國家自然科學基金委員會-河南省人民政府聯合基金重點項目）；主持完成河南省傑出青年科學基金項目、河南省科技攻關計劃等項目；已有18項科學技術成果通過省部級鑒定。曾榮獲航空航天工業部科學技術進步獎一等獎、河南省科學技術進步獎二等獎、中國輕工業聯合會科技進步獎三等獎、國家級教學成果獎二等獎、河南省高等教育教學成果特等獎等獎勵。 主編教材十余部、學術著作1部，在國際學術會議、全國性學術會議和科技期刊發表學術論文90余篇。榮獲河南省優秀專家、河南省高等學校教學名師、河南省跨世紀學術和技術帶頭人培養對象、河南省優秀教師等榮譽稱號。

 

第　1章 計算機與計算思維　1

1.1　計算機的發展和應用領域概述　1

1.1.1　計算機的發展　1

1.1.2　計算機的應用領域　3

1.2　計算機系統的基本構成　4

1.2.1　馮·諾依曼計算機簡介　4

1.2.2　現代計算機系統的構成　5

1.3　計算機的部件　6

1.3.1　CPU簡介　6

1.3.2　存儲器的組織結構和分類　6

1.3.3　常用總線標準　8

1.3.4　常用輸入輸出設備及其接口　9

1.4　數制及不同進制之間的數值轉換　9

1.4.1　進位計數制　9

1.4.2　不同進制數相互轉換　10

1.4.3　二進制數的算術運算　12

1.5　計算機信息處理　12

1.5.1　數值信息的表示　12

1.5.2　非數值數據的編碼　14

1.6　計算思維概述　16

1.6.1　計算思維的定義　16

1.6.2　計算思維的特征　16

1.6.3計算思維的主要組成部分　17

1.6.4　計算思維在不同領域的應用　17

1.6.5　培養計算思維的重要性　18

習題1　19

第　2章 操作系統基礎　20

2.1　操作系統概述　20

2.1.1　操作系統的定義　20

2.1.2　操作系統的基本功能　20

2.1.3　操作系統的分類　24

2.2　微機操作系統的演化過程　26

2.2.1　DOS　26

2.2.2　Windows操作系統　27

2.3　Windows 10使用基礎　27

2.3.1　Windows 10的安裝　27

2.3.2　Windows 10的桌面　27

2.3.3　Windows 10的窗口　28

2.4　Windows 10的基本資源與操作　29

2.4.1　瀏覽計算機中的資源　29

2.4.2　庫　29

2.4.3　回收站的使用和設置　30

2.4.4　輸入法　30

2.4.5　Windows 10的附件　30

2.4.6　磁盤管理　32

2.5　控制面板　33

2.6　Windows 10的網絡功能　34

2.6.1　網絡軟硬件的安裝　34

2.6.2　選擇網絡位置　34

2.6.3　資源共享　35

2.7　國產操作系統簡介　35

2.7.1　華為鴻蒙系統　35

2.7.2　麒麟操作系統　36

習題2　36

第3章　WPS辦公軟件　38

3.1　WPS界面介紹與通用功能　38

3.1.1　WPS首頁　38

3.1.2　標簽頁管理模式　39

3.2　WPS文字　40

3.2.1　WPS文字概述　40

3.2.2　文檔編輯　41

3.2.3　文檔排版　41

3.2.4　表格制作　43

3.2.5　圖文混排　46

3.2.6　文檔頁面設置與打印　47

3.3　WPS表格　48

3.3.1　WPS表格概述　48

3.3.2　數據輸入　49

3.3.3　格式化　50

3.3.4　公式和函數　52

3.3.5　數據管理　54

3.3.6　圖表　55

3.3.7　表格的打印　56

3.4　WPS演示　57

3.4.1　WPS演示概述　57

3.4.2　演示文稿的設置　57

3.4.3　演示文稿的放映　60

3.4.4　設置鏈接　61

3.4.5　演示文稿的打印　61

習題3　62

第4章　多媒體技術及應用　65

4.1　多媒體技術的基本概念　65

4.1.1　多媒體概述　65

4.1.2　多媒體技術的定義和特征　65

4.1.3　多媒體技術的分類　65

4.1.4　多媒體技術的應用　66

4.2　多媒體系統的組成　66

4.2.1　多媒體系統的硬件　67

4.2.2　多媒體系統的軟件　67

4.3　多媒體信息在計算機中的表示與處理　67

4.3.1　聲音媒體的數字化　67

4.3.2　視覺媒體的數字化　68

4.3.3　多媒體數據壓縮技術　68

4.4　圖像處理軟件　69

4.4.1　Adobe Photoshop　69

4.4.2　醒圖　71

4.4.3　美圖秀秀　73

4.5　視頻處理軟件　74

4.5.1　Premiere　74

4.5.2　剪映　77

4.6　虛擬現實/增強現實技術　78

4.6.1　虛擬現實技術　78

4.6.2　增強現實技術　79

4.7　元宇宙　80

4.7.1　元宇宙的概念　80

4.7.2　元宇宙的特征　80

4.7.3　元宇宙的應用　81

習題4　82

第5章　數據庫與大數據　83

5.1　數據庫系統概述　83

5.1.1　數據庫的基本概念　83

5.1.2　數據庫的發展　85

5.1.3　數據模型　86

5.1.4　常見的數據庫管理系統　87

5.1.5　雲數據庫及常見的國產數據庫　89

5.2　Access 2016簡介　91

5.3　大數據簡介　92

5.3.1　大數據的概念　92

5.3.2　大數據的特征　92

5.3.3　大數據的關鍵技術　93

5.3.4　大數據的應用　95

習題5　95

第6章　計算機網絡和信息安全　96

6.1　計算機網絡概述　96

6.1.1　計算機網絡的定義　96

6.1.2　計算機網絡的發展　96

6.1.3　計算機網絡的組成　97

6.1.4　計算機網絡的分類　98

6.1.5　計算機網絡體系結構和TCP/IP　98

6.2　計算機網絡硬件　99

6.2.1　網絡傳輸介質　99

6.2.2　網卡　100

6.2.3　交換機　100

6.2.4　路由器　100

6.3　計算機局域網　101

6.3.1　局域網概述　101

6.3.2　帶沖突檢測的載波監聽多路訪問協議　102

6.3.3　以太網　102

6.4　Internet及其應用　102

6.4.1　Internet概述　102

6.4.2　Internet的接入方式　103

6.4.3　IP地址與MAC地址　103

6.4.4　WWW服務　104

6.4.5　域名系統　104

6.4.6　電子郵件　105

6.4.7　文件傳輸　105

6.5　搜索引擎　105

6.5.1　搜索引擎的發展歷程　106

6.5.2　搜索引擎的分類　106

6.5.3　搜索引擎關鍵技術　106

6.5.4　常用的搜索引擎　107

6.6　信息安全概述及技術　108

6.6.1　信息安全　108

6.6.2　OSI信息安全體系結構　108

6.6.3　信息安全技術　108

6.7　計算機病毒與黑客的防範　109

6.7.1　計算機病毒及其防範　109

6.7.2　網絡黑客及其防範　110

6.8　雲計算　110

6.8.1　雲計算的概念　110

6.8.2　雲計算的優勢　110

6.8.3　雲計算的服務類型　111

6.9　物聯網　111

6.9.1　物聯網的概念　111

6.9.2　物聯網的特征　112

6.9.3　物聯網的體系結構　112

6.9.4　物聯網的應用　113

6.10　區塊鏈　113

6.10.1　區塊鏈的概念　113

6.10.2　區塊鏈的特征　113

6.10.3　區塊鏈的關鍵技術　114

6.10.4　區塊鏈的應用　114

習題6　115

第7章　數據結構與算法　116

7.1　數據結構　116

7.1.1　數據結構概述　116

7.1.2　數組　116

7.1.3　鏈表　117

7.1.4　棧　118

7.1.5　隊列　118

7.1.6　樹和二叉樹　119

7.1.7　圖　120

7.2　算法概述　120

7.2.1　算法的概念　120

7.2.2　算法的特征　121

7.2.3　算法的描述　121

7.3　常用算法　122

7.3.1　累加求和算法　122

7.3.2　連乘求積算法　123

7.3.3　求最值算法　123

7.3.4　排序算法　124

7.3.5　查找算法　125

7.3.6　統計算法　125

7.3.7　常見的人工智能算法　125

7.4　程序設計　128

7.4.1　程序設計的概念　128

7.4.2　結構化程序設計的基本原則　128

7.4.3　程序設計的基本結構　129

7.4.4　程序設計語言簡介　131

習題7　132

第8章　Python程序設計　133

8.1　Python語言概述　133

8.2　Python的安裝　133

8.3　Python語法基礎　135

8.3.1　Python的語法特點　135

8.3.2　變量和常量　136

8.3.3　標識符與關鍵字　137

8.3.4　運算符與表達式　138

8.4　簡單數據類型　139

8.4.1　數字類型　139

8.4.2　字符串類型　141

8.5　標準輸入輸出　142

8.5.1　標準輸入函數　142

8.5.2　標準輸出函數　142

8.6　Python控制語句　143

8.6.1　選擇語句　143

8.6.2　循環語句　144

8.6.3　跳轉語句　145

8.7　Python數據結構　145

8.7.1　列表　146

8.7.2　元組　148

8.7.3　序列及通用操作　149

8.7.4　字典　151

8.7.5　集合　152

8.8　標準庫和第三方庫　153

8.8.1　標準庫　153

8.8.2　第三方庫　154

8.8.3　安裝第三方庫　155

習題8　156

第9章　人工智能基礎　157

9.1　人工智能的概念　157

9.2　人工智能發展歷史　158

9.3　人工智能的研究內容　159

9.4　人工智能的應用　161

9.5　人工智能安全與倫理　162

習題9　163

第　10章 人工智能技術　164

10.1　機器學習　164

10.1.1　核心概念　164

10.1.2　基本原理　164

10.1.2　主要類型　165

10.1.3　機器學習的一般流程　166

10.1.4　主要應用領域　166

10.2　深度學習　167

10.2.1　深度學習的原理　167

10.2.2　神經網絡架構類型　168

10.2.3　訓練過程　168

10.2.4　主要應用領域　169

10.3　計算機視覺　169

10.3.1　基本技術和概念　169

10.3.2　基於深度學習的計算機視覺　170

10.3.3　計算機視覺的應用　171

10.4　自然語言處理　171

10.4.1　基本技術和概念　171

10.4.2　基於深度學習的自然語言處理　172

10.4.3　自然語言處理的應用　172

10.5　語音識別　172

10.5.1　ASR系統的結構與分類　173

10.5.2　基本原理　173

10.5.3　ASR的工作過程　174

10.5.4　ASR的應用　174

習題10　175

第　11章 大語言模型與AIGC　176

11.1　大語言模型　176

11.1.1　基本組成與原理　176

11.1.2　關鍵技術　177

11.1.3　LLM的工作過程　178

11.1.4　常見的LLM　179

11.1.5　主要應用領域　180

11.2　AIGC　181

11.2.1　AIGC的定義　181

11.2.2　AIGC的原理　181

11.2.3　AIGC的應用　182

11.2.4　AIGC的風險與挑戰　184

11.3　提示工程　184

11.3.1　基本概念和重要性　185

11.3.2　提示技術　185

11.3.3　提示工程的應用場景　187

11.3.4　提示工程的未來展望　187

習題11　187

第　12章 AI應用　188

12.1　WPS AI　188

12.1.1　WPS AI在文字文檔中應用　188

12.1.2　WPS AI在數據表格中的應用　189

12.1.3　WPS AI在演示設計中的應用　191

12.2　大模型工具及應用　192

12.3　AIGC應用　195

12.3.1　文本生成　196

12.3.2　圖像生成　196

12.3.3　影視制作　197

12.3.4　遊戲開發　197

12.3.5　教育教學　197

習題12　198