計算思維與Python編程基礎（第2版·微課視頻版)

目錄

上篇計 算 思 維

第1章計算思維與電腦3

1.1計算思維概述3

1.1.1計算思維的定義3

1.1.2計算思維的特徵4

1.1.3計算思維的過程5

1.2計算思維的應用5

1.2.1計算思維在生活中的應用5

1.2.2計算思維在其他學科上的應用6

1.3電腦概述8

1.3.1計算工具的發展8

1.3.2現代電腦的理論基礎10

1.3.3現代電腦的基本框架和特點10

1.3.4現代電腦的發展11

1.3.5電腦的發展趨勢13

1.3.6電腦的應用16

1.4人工智能時代下的計算思維17

1.4.1人工智能簡介17

1.4.2人工智能的應用領域18

1.4.3人工智能時代的挑戰24

1.4.4人工智能與計算思維24

1.5習題24

第2章電腦的信息表示26

2.1進位記數制26

2.1.1數制的基本概念26

2.1.2基數26

2.1.3位權26

2.2常見的各種數制及轉換27

2.2.1十進制27

2.2.2二進制27

2.2.3八進制和十六進制28

2.2.4不同進制數的轉換29

2.3二進制及其運算31

2.3.1電腦中的數據單位31

2.3.2二進制的算術運算32

2.3.3二進制的邏輯運算32

2.4數值在電腦中的表示33

2.4.1整數在電腦中的表示33

2.4.2實數在電腦中的表示34

2.5文本在電腦中的表示35

2.5.1鍵盤上的符號35

2.5.2中文字符36

2.5.3擴展符號——Unicode編碼38

2.6圖像在電腦中的表示39

2.6.1圖像的種類39

2.6.2圖像的數字化過程39

2.6.3圖像的基本屬性42

2.6.4圖像格式42

2.7聲音在電腦中的表示43

2.7.1聲音的數字化43

2.7.2音頻的技術指標44

2.8習題45

第3章電腦系統47

3.1電腦系統概述47

3.1.1電腦的體系結構47

3.1.2電腦系統的組成48

3.2電腦的硬件系統49

3.2.1中央處理器49

3.2.2主存儲器51

3.2.3輔助存儲器53

3.2.4主板54

3.2.5總線與接口55

3.2.6基本輸入設備56

3.2.7基本輸出設備57

3.3電腦的軟件系統58

3.3.1指令、指令系統和程序58

3.3.2程序設計語言59

3.3.3電腦軟件的分類 59

3.4電腦的操作系統60

3.4.1操作系統的定義60

3.4.2操作系統的功能61

3.4.3操作系統的載入65

3.4.4操作系統的分類66

3.5習題68

第4章電腦網絡70

4.1電腦網絡基礎70

4.1.1電腦網絡的形成和發展70

4.1.2電腦網絡的定義和功能71

4.2電腦網絡的分類72

4.2.1按覆蓋的地域範圍分類73

4.2.2按拓撲結構分類74

4.3網絡設備75

4.3.1傳輸介質75

4.3.2互聯設備76

4.4Internet77

4.4.1Internet的發展77

4.4.2Internet的工作原理77

4.4.3IP地址與域名79

4.4.4接入方式81

4.5網絡安全82

4.5.1網絡安全的定義82

4.5.2網絡安全面臨的威脅83

4.5.3網絡安全防範技術84

4.6電腦網絡前沿技術85

4.6.1雲計算85

4.6.2物聯網 88

4.6.3區塊鏈91

4.6.4互聯網+93

4.6.5邊緣計算94

4.7習題97

第5章計算思維與算法99

5.1算法的概述99

5.1.1算法的定義和由來99

5.1.2算法的特徵99

5.1.3算法的描述100

5.1.4算法的評價103

5.2常用經典算法104

5.2.1窮舉算法104

5.2.2貪心算法105

5.2.3遞推算法107

5.2.4遞歸算法109

5.2.5回溯算法110

5.2.6動態規劃算法111

5.3排序算法112

5.3.1冒泡排序112

5.3.2選擇排序113

5.3.3快速排序113

5.4查找算法114

5.4.1順序查找114

5.4.2二分查找115

5.4.3插值查找116

5.5習題116

下篇Python編程基礎

第6章Python繪圖121

6.1走近Python121

6.1.1認識Python121

6.1.2安裝Python 122

6.1.3運行Python 123

6.2Python基本語法知識126

6.2.1常量和變量126

6.2.2程序註釋127

6.2.3input()函數 127

6.2.4print()函數129

6.2.5格式化輸出130

6.3Python繪圖134

6.3.1turtle庫語法元素分析134

6.3.2繪制正多邊形135

6.3.3繪制正多邊形花138

6.4Python繪圖實例139

6.4.1繪制美麗的螺旋花139

6.4.2繪制多彩花142

6.4.3繪制顏色填充圖案143

6.5習題144

第7章數據類型147

7.1數值類型147

7.1.1整數類型147

7.1.2浮點數類型148

7.1.3復數類型149

7.1.4基本運算150

7.1.5內置數值運算函數153

7.2字符串類型154

7.2.1字符串類型的表示154

7.2.2基本的字符串操作156

7.2.3內置字符串處理函數156

7.3組合數據類型157

7.3.1列表類型及其操作159

7.3.2元組類型及其操作160

7.3.3字典類型及其操作161

7.4習題162

第8章程序控制結構164

8.1程序基礎164

8.1.1Python程序的構成164

8.1.2Python中的縮進165

8.1.3程序基本結構分類165

8.2順序結構165

8.3選擇結構166

8.3.1單分支結構167

8.3.2雙分支結構167

8.3.3多分支結構168

8.3.4嵌套分支結構170

8.4循環結構172

8.4.1range()函數172

8.4.2for循環語句173

8.4.3循環實例175

8.4.4while循環語句176

8.4.5break和continue177

8.4.6猜數游戲178

8.5random庫的使用179

8.6習題181

第9章函數184

9.1函數的基本使用184

9.1.1函數的定義184

9.1.2函數的調用過程186

9.1.3函數實例187

9.2函數的參數傳遞189

9.2.1可選參數和可變參數189

9.2.2參數的位置傳遞和名稱傳遞189

9.2.3函數的返回值190

9.3datetime庫190

9.3.1datetime庫概述191

9.3.2datetime庫解析191

9.4代碼復用和模塊化設計192

9.5習題193

第10章算法實現195

10.1猜車牌號問題——窮舉法195

10.2猜班級人數問題——二分法196

10.3背包問題——貪心法 198

10.4爬樓梯問題——遞推法200

10.5漢諾塔問題——遞歸法201

10.6湊零錢問題——動態規劃算法204

10.7最短路徑問題——廣度優先搜索算法206

10.8習題210

第11章綜合實例211

11.1Python第三方庫的安裝211

11.1.1pip工具安裝211

11.1.2自定義安裝213

11.1.3文件安裝213

11.2音頻處理214

11.2.1Pydub庫214

11.2.2查看音頻文件信息215

11.2.3音頻文件剪輯和拼接216

11.2.4Pydub的常見用法217

11.3圖像處理218

11.3.1圖像旋轉218

11.3.2圖像縮放219

11.3.3圖像裁剪219

11.4文本詞頻統計221

11.4.1英文詞匯量統計221

11.4.2英文詞頻統計 221

11.4.3中文詞頻統計224

11.5網絡爬蟲226

11.5.1獲取網頁內容226

11.5.2處理網頁內容227

11.6圖形化編程——tkinter庫使用229

11.6.1tkinter庫簡介229

11.6.2tkinter的基本窗口229

11.6.3tkinter控件231

11.6.4佈局管理器239

11.6.5MessageBox的應用243

11.6.6綜合實例應用244

11.7習題247

參考文獻248