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| 編輯推薦： |
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本书为“国家精品课程”主讲教材、“高等教育国家级教学成果奖”配套教材、普通高等教育“十一五”国家级规划教材、全国高校出版社优秀畅销书奖。本书是为适应“新工科”建设需要组织编写的“大学计算机”和“大学计算机基础”课程的教材。本书以信息处理为主线，结合新技术，介绍信息处理的基本方法和技术。本书围绕“新工科”建设组织内容，以培养学生的“计算思维”能力为目标，内容丰富，技术实用，注重基础，注重实践，可作为大学本科“大学计算机”和“大学计算机基础”等相关基础课程的教材和教学参考书。
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| 內容簡介： |
本书是为适应“新工科”建设需要组织编写的“大学计算机”和“大学计算机基础”课程的教材。本书以信息处理为主线，结合新技术，介绍信息处理的基本方法和技术。
本书共分为8章： 第1章，计算机组织与结构，介绍计算机和计算机的发展、计算机系统的组成；第2章，算法描述和评价，介绍计算机算法的描述方法和评价标准；第3章，Python程序设计，介绍信息处理的计算机编程语言及基本的编程方法；第4章，Python数据分析基础，介绍基本的数据统计量以及常用数据分析和可视化工具NumPy、Matplotlib和Pandas的基本使用方法；第5章，信息的表示，介绍信息是如何在计算机中表示的，计算机是如何实现信息的保存和计算的；第6章，信息的获取与传输，介绍信息是如何通过物联网感知和通过网络进行传输的；第7章，信息存储与计算，介绍数据的管理和数据库技术、云计算技术；第8章，机器学习，介绍机器学习的基本概念，简单介绍机器学习的几种基本算法，如线性回归、聚类和神经网络等。
本书围绕“新工科”建设组织内容，以培养学生的“计算思维”能力为目标，内容丰富，技术实用，注重基础，注重实践，可作为大学本科“大学计算机”和“大学计算机基础”等相关基础课程的教材和教学参考书。
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| 目錄：
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第1章计算机组织与结构1
1.1计算机和计算机的发展1
1.1.1计算和早期计算装置1
1.1.2电子计算机的诞生和发展6
1.2计算机系统的组成9
1.2.1硬件系统10
1.2.2软件系统19
小结26
习题26
第2章算法描述和评价28
2.1算法和算法的特征28
2.2算法的描述29
2.3算法的评价36
小结38
习题39
第3章Python程序设计41
3.1计算机语言和程序开发环境41
3.1.1程序设计语言和语言处理程序41
3.1.2安装Python语言环境43
3.1.3使用Python编程44
3.1.4Python程序的编码特点46
3.2简单Python程序的编写47
3.2.1数据类型47
3.2.2运算符和表达式52
3.2.3输入和输出55
3.3控制结构59
3.3.1顺序结构59
3.3.2分支结构59
3.3.3循环结构65
3.4字符串和列表69
3.4.1字符串69
3.4.2列表74
3.5函数和模块82
3.5.1函数82
3.5.2模块88
小结90
习题91
第4章Python数据分析基础93
4.1常用统计量介绍93
4.2NumPy数据分析基础95
4.2.1数组的定义95
4.2.2数组的运算101
4.2.3基本统计函数106
4.2.4文件读写110
4.3Matplotlib数据可视化基础112
4.3.1Matplotlib基本绘图结构112
4.3.2图形的辅助信息115
4.3.3常用绘图函数119
4.4Pandas基础130
4.4.1Pandas数据结构130
4.4.2Pandas读写数据文件135
4.4.3数据处理和分析137
小结144
习题145
第5章信息的表示148
5.1数与进制148
5.1.1信息与数据148
5.1.2进位记数制150
5.2数的编码154
5.2.1整数的编码155
5.2.2浮点数的编码157
5.2.3BCD码160
5.3文字信息的编码161
5.3.1英文和ASCII编码161
5.3.2汉字编码163
5.3.3Unicode编码166
5.4多媒体信息的编码169
5.4.1声音的编码170
5.4.2图像的编码173
5.4.3视频的编码179
5.5信息的存储与运算180
5.5.1布尔代数与逻辑运算180
5.5.2基本逻辑门电路181
5.5.3触发器183
5.5.4加法器186
小结187
习题188
第6章信息的获取与传输194
6.1计算机网络基础194
6.1.1计算机网络的定义和组成194
6.1.2计算机网络的发展195
6.1.3计算机网络分类197
6.1.4网络体系结构200
6.1.5计算机网络的数据封装与传输过程202
6.1.6TCP/IP模型203
6.2计算机网络设备与服务204
6.2.1传输介质205
6.2.2网络互联设备206
6.2.3网络编址211
6.2.4网络服务214
6.3物联网218
6.3.1物联网概述218
6.3.2自动识别技术221
6.3.3传感器技术232
小结233
习题234
第7章信息存储与计算238
7.1数据管理技术的发展238
7.2数据库技术241
7.2.1数据库基本概念241
7.2.2关系型数据库243
7.2.3SQL245
7.2.4SQLite数据库254
7.2.5数据库应用实例257
7.2.6非关系型数据库261
7.3云计算技术262
7.3.1云计算概述262
7.3.2云计算关键技术264
小结268
习题268
第8章机器学习274
8.1基本概念274
8.1.1学习策略274
8.1.2一般流程276
8.1.3评估理论277
8.2经典算法283
8.2.1K近邻分类算法284
8.2.2K均值聚类算法291
8.2.3线性回归300
8.2.4神经网络309
小结318
习题318
参考文献320
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| 內容試閱：
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2004年以前，大学中关于计算机基础的课程一般叫作“计算机文化基础”，主要内容是计算机的基本操作和办公自动化软件的使用。随着计算机技术的发展、计算机的普及和人们计算机应用能力的不断提高，非计算机专业计算机基础课程教学指导分委员会提出《关于进一步加强高校计算机基础教学的意见》，将大学生的第一门计算机课程定位为“大学计算机教学中的基础性课程”“该课程应该类似于大学数学、大学物理、大学英语，内容应比较稳定、规范和系统”，并建议了其教学内容。为加强大学计算机基础类课程的“基础性”，这类课程陆续改为“大学计算机基础”，主要内容围绕计算机系统与平台、计算机程序设计、数据分析与数据处理、信息系统开发四个领域介绍计算机科学与技术的基本概念和原理。2010年，“计算思维”为计算机基础课程注入活力。2011年起，大学计算机基础课程开展了一系列计算思维的改革。
2017年，为应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》，探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。为适用新形势下本科培养的需求，2019年，课程组开展了“大学计算机基础”课程教学内容的改革，在培养“计算思维”的基础上，引入云计算、物联网、大数据、机器学习等方面的基础知识，让学生对新工科涉及的新技术有所了解。
和第5版相比，本书的主要修改如下。
（1） 删除了原3.3节数据压缩、第4章数据的组织、第5章查找排序和算法策略、7.2节数据通信、7.3节网络安全等内容。
（2） 增加的内容包括： 第4章Python数据分析基础、6.3节物联网、7.2.5节数据库应用实例、7.2.6节非关系型数据库、7.3节云计算技术、第8章机器学习等。
（3） 对原来其他部分的内容进行了重新编写和压缩。
本书具有以下特色。
（1） 注重基础性。本书的基础性不仅指基本概念，而且是计算机及新技术涉及的底层的基本原理和本质。如在6.3节物联网中，主要介绍了物联网的自动识别技术和传感器的基本原理等。
（2） 注重实践性。本书有理论知识、实例例题、实验练习，学生学到的知识可以通过练习和实验去体验和加深理解。如学完自动识别技术后，读者可以通过计算机程序绘制和识别一维条码和二维码。
（3） 注重新技术。本书介绍了当前流行的主要技术，包括物联网、云计算和机器学习等。由于新技术的内容也很多，为了避免陷于繁多的抽象概念中，本书只选了其中便于初学者实践的部分内容。如7.3节云计算技术主要介绍了虚拟化技术，第8章机器学习主要讲解了机器学习的基本概念及机器学习中易于理解和实践的拟合、分类、聚类基本算法等。
本书由赵英良、桂小林统稿主编，第1、2、4章由赵英良修订和编写，第3、5、6、8章主要分别由贾应智、卫颜俊、杨琦和夏秦修订和编写，第7章主要由张伟、陈龙修订和编写。本书的编写参考了大量的书籍和网站，并获得西安交通大学“十三五”规划教材项目、相关单位和计算机教学实验中心同事们的关心和支持，特别是仇国巍老师审阅了部分书稿并提出宝贵建议，在此一并表示衷心感谢。
由于作者水平有限，书中难免有不足和疏漏，恳请各位专家、同行和读者批评指正，并提出宝贵建议。谢谢！
编者2023年10月于西安
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