電腦基礎及Python程序設計導論

目錄

第1章 概述1

1.1 電腦發展概況 2

1.1.1 電腦發展簡史 2

1.1.2 現代電腦的特點 5

1.1.3 電腦的發展趨勢 7

1.2 電腦分類及應用 9

1.2.1 電腦分類 9

1.2.2 電腦應用 10

1.3 計算思維 13

1.3.1 計算思維的定義 14

1.3.2 計算思維的特點 14

1.3.3 計算思維的應用案例 15

小結 23

習題 23

第2章 電腦系統組成25

2.1 電腦硬件系統 25

2.1.1 電腦的五大組成部分 26

2.1.2 電腦的硬件結構 28

2.2 電腦軟件系統 30

2.2.1 軟件的分類 30

2.2.2 軟件的工作模式 36

2.3 電腦系統及解題過程 38

2.3.1 電腦系統 38

2.3.2 電腦解題過程 42

2.4 電腦系統的技術指標 43

小結 45

習題 45

第3章 電腦中數據的表示與運算48

3.1 數值數據 48

3.1.1 進位記數制及進制間的相互轉換 49

3.1.2 定點數與浮點數 59

3.1.3 數的符號表示—原碼、補碼、反碼及階的移碼 63

3.2 非數值數據 73

3.2.1 邏輯數據的表示與邏輯運算 73

3.2.2 十進制數字編碼 74

3.2.3 字符數據編碼 75

3.2.4 多媒體數據 80

小結 82

習題 82

第4章 電腦網絡87

4.1 概述 87

4.1.1 電腦網絡的類別 88

4.1.2 互聯網的組成部件 95

4.1.3 互聯網提供的服務 99

4.1.4 通信協議 100

4.2 網絡邊緣部分 101

4.2.1 接入網 103

4.2.2 物理介質 110

4.3 網絡核心部分 110

4.3.1 分組交換 110

4.3.2 電路交換 113

4.3.3 網絡的網絡 118

4.4 分組交換網絡中的延遲、損耗和吞吐量 123

4.4.1 分組交換網絡中的時延概述 124

4.4.2 排隊時延和分組丟失（丟包） 127

4.4.3 端到端的時延 128

4.4.4 電腦網絡中的吞吐量 129

4.5 協議層次和服務模型 131

4.5.1 分層體系結構 132

4.5.2 OSI參考模型 133

4.5.3 TCP/IP參考模型 137

4.5.4 數據封裝 140

4.5.5 網絡互聯設備 142

4.6 局域網 144

4.6.1 局域網概述 144

4.6.2 鏈路層地址 145

4.7 Internet基礎 148

4.7.1 網際協議IPv4 148

4.7.2 分類的IP地址 150

4.7.3 劃分子網 152

4.7.4 無分類編址 156

4.7.5 地址解釋和地址轉換 158

4.7.6 域名系統 161

4.7.7 網際協議IPv6 168

小結 169

習題 170

第5章 大數據技術與應用173

5.1 大數據概述 173

5.1.1 相關概念 174

5.1.2 大數據發展背景 176

5.1.3 大數據的基本特徵 176

5.1.4 大數據的典型應用 177

5.1.5 大數據帶來的思維模式轉變 179

5.1.6 數據科學 180

5.1.7 數據處理的基本流程 181

5.2 數據採集與治理 181

5.2.1 多源數據採集 182

5.2.2 數據的預處理 184

5.3 數據存儲 185

5.3.1 關系數據庫 186

5.3.2 NoSQL數據庫 189

5.3.3 分佈式文件系統 190

5.4 大數據計算 193

5.4.1 概述 193

5.4.2 雲計算 193

5.4.3 MapReduce 195

5.5 數據分析 196

5.5.1 概述 196

5.5.2 數據描述性分析 196

5.5.3 預測性分析 197

5.6 數據可視化 198

5.6.1 概述 198

5.6.2 數據可視化工具和軟件 200

小結 201

習題 202

第6章 人工智能203

6.1 人工智能概述 203

6.1.1 人工智能的發展 203

6.1.2 人工智能的分類 210

6.1.3 人工智能主要分支 214

6.2 人工智能的基本概念 219

6.2.1 機器學習相關概念 219

6.2.2 機器學習常用算法 219

6.3 人工智能的應用領域 224

6.3.1 人工智能驅動的科學研究 224

6.3.2 機器人 225

6.3.3 ChatGPT 229

6.3.4 智慧司法 232

6.3.5 智慧金融 234

6.3.6 智慧醫療 235

6.3.7 智慧城市 236

6.3.8 零售和電子商務 237

6.3.9 自動駕駛汽車 239

6.3.10 AI與藝術 240

6.4 對人工智能的思考 242

6.4.1 可解釋人工智能 242

6.4.2 人工智能的公平性 244

6.4.3 人臉識別與隱私保護 245

6.4.4 可信人工智能 246

小結 247

習題 247

第7章 Python語言基礎248

7.1 Python概述 248

7.1.1 Python的發展和特點 248

7.1.2 Python的下載和安裝 250

7.1.3 開始使用Python 252

7.1.4 Python的開發環境 254

7.2 Python中的對象和變量 261

7.2.1 Python中的對象 261

7.2.2 變量和對象引用 261

7.2.3 標識符 263

7.3 Python基本數據類型 264

7.3.1 數值類型 265

7.3.2 布爾類型 266

7.3.3 字符串類型 266

7.3.4 NoneType 269

7.3.5 Python類型轉換函數 269

7.4 運算符和表達式 271

7.4.1 運算符 271

7.4.2 表達式 278

7.5 Python中的函數和模塊 279

7.5.1 Python常用內置函數 279

7.5.2 使用Python標準庫模塊 282

小結 287

習題 287

第8章 流程控制289

8.1 流程圖 289

8.2 順序結構 290

8.3 選擇結構 291

8.3.1 單分支選擇結構 292

8.3.2 雙分支選擇結構 292

8.3.3 多分支選擇結構 294

8.3.4 選擇結構嵌套 296

8.4 循環結構 296

8.4.1 for循環 297

8.4.2 while循環 300

8.4.3 循環的中途退出 304

8.4.4 帶else子句的循環 307

8.4.5 循環嵌套 308

小結 310

習題 311

第9章 Python組合數據類型313

9.1 序列類型概述 313

9.2 列表 314

9.3 元組 327

9.4 字符串 329

9.5 字典 336

9.6 集合 339

小結 344

習題 344

第10章 函數346

10.1 函數概述 346

10.2 函數的定義和調用 348

10.3 函數的參數和返回值 350

10.4 lambda函數 357

10.5 遞歸函數 357

10.6 生成器函數 361

10.7 Python高階函數 362

小結 364

習題  365

參考文獻366