内 容 简 介
本书通过讲授计算机基础知识和技术，让读者体会思考问题和解决问题的新方法。全书分为 7 章，主要包括计算机概论、初识网络、Python 程序设计入门、Python 计算生态和数据智能分析、图像处理Photoshop、Web 前端网页设计、IT 新技术等内容。本书从初学者入门的角度组织教学内容，既注重计算思维能力的培养，又兼顾应用需求，深入浅出地为读者介绍计算机基础知识。
本书适合作为高等院校计算机基础课程的教材，也可作为各类计算机应用人员的参考资料。

    随着计算机技术和网络技术的飞速发展，计算机已经成为人们学习、工作、生活中的一个不可或缺的工具。因此，作为面向大学非计算机专业学生的公共必修课程，计算机基础课程有着非常重要的地位，是大学通识教育的重要组成部分。
    由于计算机教育的逐步低龄化和高校新生的计算机知识起点不断提升，激发了大学计算机基础课程改革需求，陆续从以往的 Windows+Off ice 工具使用教学演变为培养学生采用计算思维求解专业领域问题。在此背景下，本书在内容选取上，围绕着使用计算手段求解问题的思路，把以计算思维为导向的新一轮教学改革思想融入书中。
    编者力求把本书编写成以创新思维、计算思维为核心内容的大学计算机基础课程实用教材。全书共 7 章，建议课程安排 60 ～ 80 学时。各章主要内容以及建议学时分配如下：
    第1章　计算机概论（6 ～ 8 学时），简述计算机的诞生和发展，冯氏计算机工作原理，计算机硬件知识，二进制转换和运算，文字、图像、声音等多媒体信息的数字化，软件的定义、分类和编程语言等的基本概念。
    第2章　初识网络（6 ～ 8 学时），主要介绍网络的组成、分类和拓扑结构，OSI 参考模型和 TCP/IP 协议，Internet 的联网方式，物理地址、IP 地址和域名的作用，搜索引擎的使用技巧，收发电子邮件和信息安全防护等知识。
    第3章 Python 程序设计入门（14 ～ 18 学时），主要介绍 Python 的语法规则，数据的表示，基本 I/O 语句，程序控制结构，函数的运用和文件的读写。
    第4章 Python 计算生态和数据智能分析（8 ～ 12 学时），主要介绍 Python 模块、包和库的概念，turtle 库、random 库、time 库等标准库的使用，第三方库的获取和安装方法，PyInstaller、jieba、wordcloud、NumPy、Pandas 等第三方库的运用，以及数据处理、绘图和可视化，大数据应用等知识。
    第5章　图像处理 Photoshop（8 ～ 10 学时），主要介绍 Photoshop 工具箱中各种工具的用途和使用方法，各种形状选区的建立和编辑，图像的绘制与色彩调整，滤镜的使用方法，图层、蒙版、通道与文字路径的相关知识。
    第6章 Web 前端网页设计（14 ～ 20 学时），主要介绍网站和网页基础知识，HTML 常用标签，Dreamweaver 的使用，利用 CSS 样式美化网页，使用 DIV+CSS 布局网页。
    第7章 IT 新技术（4 学时），主要介绍并行计算、网格计算、云计算、量子计算等新型计算模型的概念，以及大数据、物联网、人工智能、虚拟现实等 IT 新技术的发展现状。
本书教学内容较多，如果教授所有章节，所需课时可能比学校计划课时要多，此种情况建议采用模块化教学。例如，可参照下表采取划分理工和文史两大类的分类教学方式。
    课 程 名 称          授 课 内 容
  大学计算机（理工类） 计算机概论+初识网络+Python程序设计入门+Python计算生态和数据智能分析
+IT新技术
  大学计算机（文史类） 计算机概论+初识网络+图像处理Photoshop+Web前端网页设计+IT新技术
    参与本书编写工作的都是从事计算机基础教育多年、一线教学经验丰富的高校老师。本书由柴欣、姚怡任主编，石娟、焦小焦、劳眷、柳永念、滕金芳任副主编。参与本书编写和审校工作的还有马钰华、李向华、陈大海、王丽、易向阳、王淖等。本书配套指导书《大学计算机基础实验教程》（第九版，柴欣、劳眷、滕金芳主编）也已同期出版。
    本书的编写得到了广西高等教育本科教学改革工程项目（2018JGA107）的支持。在编写过程中还参考了许多文献和网站资料，在此向相关作者一并表示衷心的感谢。
    由于编者水平有限且编写时间较为仓促，书中难免有疏漏和不足之处，恳请各位专家、学者、读者不吝批评指正。
编　者
2020 年 7 月

第 1 章？ 计算机概论............................. 1
1.1？ 初识计算机...............................................1
1.1.1　计算机从无到有.............................1
1.1.2　计算机的分类.................................4
1.1.3　计算机的应用.................................5
1.2　剖析冯·诺依曼结构...............................6
1.2.1　图灵机 .............................................7
1.2.2　冯·诺依曼结构.............................7
1.3　购机前要了解的硬件知识 ......................9
1.3.1　主板和 CPU...................................10
1.3.2　内存和外存的区别.......................12
1.3.3　I/O 设备 .........................................16
1.3.4　总线和接口 ...................................16
1.4　0 和 1 的世界..........................................17
1.4.1　二进制的计数单位.......................17
1.4.2　进制转换 .......................................18
1.4.3　用 0 和 1 表示数值.......................21
1.4.4　二进制运算法则...........................22
1.5　计算机存储文字.....................................24
1.5.1　英文编码 .......................................24
1.5.2　中文编码 .......................................25
1.5.3　Unicode 编码.................................26
1.5.4　文本编码 .......................................27
1.5.5　文字输出的字形码.......................27
1.6　多媒体信息数字化.................................28
1.6.1　图形图像的数字化.......................28
1.6.2　数字化音频 ...................................30
1.6.3　视频和动画 ...................................32
1.7　软件.........................................................34
1.7.1　指令 ...............................................34
1.7.2　软件的分类 ...................................35
1.7.3　编程语言的发展历程...................36
1.7.4　从编程到执行...............................38
本章小结..........................................................39
工匠精神..........................................................39
第 2 章？ 初识网络 .............................. 41
2.1　网络.........................................................41
2.1.1　网络的组成 ...................................41
2.1.2　网络的分类 ...................................44
2.1.3　网络的拓扑结构...........................45
2.1.4　OSI 参考模型 ................................46
2.1.5　TCP/IP 协议...................................48
2.2　连接互联网.............................................48
2.2.1　Internet 的来历..............................48
2.2.2　我国的互联网现状.......................49
2.2.3　ISP..................................................50
2.2.4　上网的各种方式...........................51
2.2.5　Internet 的应用..............................52
2.3　物理地址、IP 地址和域名....................54
2.3.1　计算机名和工作组.......................54
2.3.2　物理地址 .......................................54
2.3.3　IP 地址...........................................55
2.3.4　域名 ...............................................58
2.3.5　物理地址、IP 地址和域名的
关系 ...............................................59
2.3.6　统一资源定位符 URL ..................60
2.4　信息搜索.................................................60
2.4.1　搜索引擎 .......................................61
2.4.2　百度搜索 .......................................62
2.4.3　中英文献检索...............................65
2.4.4　手机信息检索...............................66
2.5　邮件.........................................................69
2.5.1　邮箱的申请和设置.......................69
2.5.2　收发邮件 .......................................69
2.5.3　邮件工作原理...............................71
2.5.4　邮件礼仪 .......................................71
2.6　信息安全.................................................72
2.6.1　造成信息不安全的因素...............72
2.6.2　信息安全防护技术.......................74
2.6.3　数据加密技术...............................75
2.6.4　网络道德与规范...........................76
本章小结..........................................................77
工匠精神..........................................................77
第 3 章？ Python 程序设计入门 ........... 79
3.1？ Python 语言简介.....................................79
3.1.1　安装 Python ...................................80
3.1.2　Hello world 程序............................80
3.1.3　Python 的开发环境 .......................81
3.1.4　Python 基础语法与编码风格.......83
3.1.5　用 turtle 模块画图.........................85
3.2？ 程序中数据的表示.................................87
3.2.1　常量和变量 ...................................87
3.2.2　整型、浮点型和布尔型...............89
3.2.3　字符串型（str） .......................... 90
3.2.4　列表（list） ................................. 93
3.2.5　元组（tuple）................................94
3.2.6　字典（dict）..................................95
3.2.7　集合（set）....................................97
3.3　基本 I/O 语句..........................................98
3.3.1　输入函数 input()............................98
3.3.2．输出函数 print() ............................98
3.3.3　eval() 函数......................................99
3.3.4　格式符 % 的使用..........................99
3.3.5　format() 的使用............................100
3.4？ Python 程序控制结构...........................102
3.4.1　选择结构 .....................................102
3.4.2　循环结构 .....................................105
3.4.3　else、break、continue 和 pass语句.............................................108
3.4.4？ 异常处理 try…except 语句.........109
3.5？ 函数.......................................................110
3.5.1　函数声明和调用.........................111
3.5.2　参数的传递 .................................113
3.5.3　变量的作用域.............................116
3.5.4　递归函数 .....................................119
3.6？ 文件.......................................................120
3.6.1　文件操作 .....................................120
3.6.2　文件的打开和关闭.....................121
3.6.3　读写文件 .....................................122
本章小结........................................................123
工匠精神........................................................123
第 4 章？ Python 计算生态和数据智能分析............................. 125
4.1　Python 模块、包和库...........................125
4.1.1　模块、包和库的关系.................126
4.1.2　进一步学习 turtle 库...................127
4.1.3　random 库与随机数 ....................129
4.1.4　time 库与程序计时 .....................129
4.2　Python 第三方库的获取和安装 ..........130
4.2.1　PyInstaller 库与程序打包...........131
4.2.2　jieba 库与中文分词 ....................132
4.2.3　利用 wordcloud 库智能生成词云 .............................................134
4.3　Python 数据智能分析...........................135
4.3.1　在 NumPy 库中加载数据集 .......135
4.3.2　Pandas 入门.................................137
4.3.3　数据加载、存储与文件格式.....144
4.3.4　绘图和可视化.............................146
4.3.5　数据聚类实例——鸢尾花分类 .............................................149
4.3.6　机器学习库 Sklearn ...................154
本章小结........................................................158
工匠精神........................................................158
第 5 章？ 图像处理 Photoshop .......... 160
5.1？ Photoshop 的工作界面 .........................160
5.1.1　认识 Photoshop ............................160
5.1.2　工作界面组成.............................161
5.2　工具箱的使用.......................................162
5.2.1　选区工具 .....................................163
5.2.2　常用工具一 .................................163
5.2.3　常用工具二 .................................164
5.2.4　路径的运用——制作禁烟标志...165
5.3　图层.......................................................168
5.3.1　图层的概念 .................................168
5.3.2　图层的类型 .................................168
5.3.3　图层面板 .....................................169
5.3.4　实例——梦幻骏马图.................170
5.3.5　实例——你的眼睛有星空.........171
5.4　蒙版.......................................................173
5.4.1　蒙版的概念 .................................173
5.4.2　蒙版的类型 .................................174
5.4.3　蒙版面板 .....................................174
5.4.5？ 实例——灯泡鱼效果.................177
5.5　通道.......................................................178
5.5.1　通道的概念 .................................178
5.5.2　通道的类型 .................................179
5.5.3　通道面板 .....................................179
5.5.4　实例——美肤效果.....................180
5.5.5　实例——硝烟中的变形金刚.....182
5.6　综合实例——“飞扬的青春”宣传海报 ..............................................184
本章小结........................................................187
工匠精神........................................................187
第 6 章？ Web 前端网页设计............. 190
6.1　初识网页设计.......................................190
6.1.1　网站和网页基础知识.................190
6.1.2？ 网站设计的原则.........................193
6.1.3　Dreamweaver 的工作界面...........194
6.1.4　HTML 初体验..............................197
6.1.5　建立一个站点.............................199
6.2　HTML 语言的常用标签.......................200
6.2.1　标签 ................................200
6.2.2　标签.201
6.2.3　标签........202
6.2.4　标签 .............................................203
6.2.5？标签和转义字符.................................204
6.3　表格和表单...........................................205
6.3.1　标签..........205
6.3.2　利用表格布局创建网页.............206
6.3.3　移动端网页的制作.....................210
6.3.4　表单的创建与编辑.....................213
6.3.5　进一步了解表单标签.............215
6.4　用 CSS 样式美化网页..........................216
6.4.1　CSS 样式概述..............................216
6.4.2　应用 CSS 样式到网页中.............218
6.4.3　CSS 常用属性..............................220
6.5　DIV+CSS 网页布局 ..............................223
6.5.1　什么是盒模型.............................224
6.5.2　使用 DIV+CSS 布局网页............224
6.5.3　CSS 的浮动..................................230
本章小结........................................................234
工匠精神........................................................235
第 7 章？ IT 新技术............................ 237
7.1？ 新型计算模型.......................................237
7.1.1？ 并行计算 .....................................237
7.1.2　网格计算 .....................................239
7.1.3　云计算 .........................................240
7.1.4　量子计算 .....................................241
7.2　大数据...................................................242
7.2.1　大数据的概念.............................242
7.2.2　大数据的应用场景.....................242
7.3　物联网...................................................243
7.3.1　物联网和互联网.........................243
7.3.2　边缘计算赋能物联网.................244
7.3.3　未来物联网 .................................245
7.4　人工智能...............................................245
7.4.1　人工智能的发展.........................245
7.4.2 人工智能未来展望........................247
7.5　虚拟现实...............................................247
7.5.1　虚拟现实的概念.........................248
7.5.2　虚拟现实的应用.........................248
7.5.3　虚拟现实的前景.........................250
本章小结........................................................250
工匠精神........................................................251
参考文献........................................... 254

1.普通高等教育“十一五”国家级规划教材的改版。
2.以创新思维、计算思维为核心内容。
3.配有教学微视频，可通过扫描二维码获取。
4.可以结合先修慕课授课，帮助老师减轻负担，帮助基础差的学生学习基础知识。 

柴欣，河北大学
姚怡，广西大学