《计算思维与智能计算基础（第2版）（人工智能通识版）》杨丽凤 王彬 人民邮电出版社 2025/9/1

内容简介：

全书以计算思维为导向，凝练了计算机科学与技术中相关的基本理论、基本方法和新一代智能计算技术的基本概念及应用。全书内容分为10章，介绍了计算、计算机与计算思维的基础知识，计算基础，计算机系统与云计算，计算机网络与物联网，算法设计基础，Python语言程序设计，数据库与大数据、人工智能基础、人工智能技术、人工智能应用等智能计算技术。 本书可作为高等院校各类专业信息素养课程、数字素养课程、计算机导论课程、计算机通识课程等的教材，同时也适用于对计算思维与智能计算领域感兴趣的普通读者阅读。

目录：

第 1 章 计算、计算机与计算思维 ........................1

1.1 计算..............................................1

1.1.1 计算的基本概念.............................. 1

1.1.2 计算工具的探索.............................. 3

1.1.3 计算模型.......................................... 5

1.2 计算机 ..........................................9

1.2.1 计算机的发展.................................. 9

1.2.2 计算机基础知识............................11

1.2.3 计算机的基本工作原理 ................16

1.3 计算思维 .....................................17

1.3.1 计算思维概述................................18

1.3.2 计算思维的方法与案例 ................20

1.3.3 计算思维的实现 ............................21

1.3.4 计算思维的应用............................23

习题 1.................................................25

第 2章 计算基础.................26

2.1 0 和 1 的思维...............................26

2.1.1 中国古代的 0 和 1 的思维............26

2.1.2 计算机中 0 和 1 的思维...............27

2.2 计算机中的数制与运算 ..................27

2.2.1 数制与数制间的转换 ....................27

2.2.2 二进制数的运算............................30

2.3 信息编码 .....................................32

2.3.1 数值信息的表示............................ 32

2.3.2 字符信息的编码............................ 34

2.3.3 汉字信息的编码............................ 35

2.3.4 多媒体信息的编码........................ 37

2.4 数据的组织与压缩 ....................... 41

2.4.1 数据的组织.................................... 41

2.4.2 数据的压缩.................................... 42

习题 2 .................................................43

第3章 计算机系统与云计算... 44

3.1 计算机系统概述........................... 44

3.1.1 计算机系统的组成........................ 44

3.1.2 计算机系统的层次结构................ 46

3.2 硬件系统 .................................... 46

3.2.1 计算机硬件系统的组成................ 46

3.2.2 主机系统........................................ 48

3.2.3 外部设备........................................ 54

3.3 软件系统 .................................... 61

3.3.1 操作系统........................................ 61

3.3.2 系统虚拟化.................................... 69

3.4 云计算 ........................................70

3.4.1 云计算的概述................................ 70

3.4.2 云计算技术.................................... 72

3.4.3 云计算的应用案例........................ 73

习题 3 .................................................74

第4章 计算机网络与物联网...75

4.1 计算机网络..................................75

4.1.1 计算机网络概述............................75

4.1.2 计算机网络的组成........................ 77

4.1.3 互联网............................................80

4.2 物联网 ........................................86

4.2.1 物联网概述....................................87

4.2.2 物联网的体系结构........................87

4.2.3 物联网的典型应用 ........................96

4.3 信息安全 .....................................97

4.3.1 信息安全概述................................97

4.3.2 计算机病毒....................................98

4.3.3 信息安全防护措施 ..................... 100

习题 4...............................................102

第5章 算法设计基础 ......... 103

5.1 问题求解 ...................................103

5.2 算法概述 ...................................106

5.2.1 算法定义及其特征 ......................106

5.2.2 算法的描述..................................107

5.2.3 算法的基本结构 ..........................109

5.2.4 算法的评价标准..........................112

5.3 算法设计基础.............................113

5.3.1 经典算法策略..............................113

5.3.2 常见问题算法举例 ......................117

习题 5...............................................121

第6章 Python 程序设计.... 122

6.1 程序及程序设计语言 ...................122

6.1.1 计算机程序及程序设计 ..............122

6.1.2 程序设计语言..............................123

6.1.3 Python 简介 ................................124

6.2 Python 编程基础 .......................127

6.2.1 Python 书写规范 ........................127

6.2.2 变量、常量..................................127

6.2.3 数据类型...................................... 128

6.2.4 赋值语句......................................130

6.2.5 运算符与表达式..........................130

6.3 程序设计 ...................................132

6.3.1 流程控制...................................... 132

6.3.2 函数式编程.................................. 137

6.3.3 Python 标准库及扩展库............ 139

习题 6...............................................147

第7章 数据库与大数据 ...... 148

7.1 数据概述 ...................................148

7.1.1 数据.............................................. 148

7.1.2 数据管理...................................... 149

7.2 数据库 ......................................152

7.2.1 数据库概述.................................. 152

7.2.2 数据模型...................................... 154

7.2.3 数据库的基本操作...................... 155

7.3 大数据 ......................................159

7.3.1 大数据概述.................................. 159

7.3.2 大数据的处理过程......................160

7.3.3 大数据的典型应用...................... 162

7.3.4 大数据 Python 分析实例........... 165

习题 7 ...............................................167

第8章 人工智能概述 ......... 168

8.1 人工智能简介.............................168

8.1.1 人工智能的概念.......................... 169

8.1.2 人工智能的发展历程.................. 171

8.1.3 人工智能的基本研究内容.......... 174

8.2 人工智能的组成要素与产业框架体系..........................................177

8.2.1 人工智能的 4 个要素.................. 177

8.2.2 人工智能产业体系与产业链框架 ............................................. 178

8.2.3 人工智能的三层核心技术..........180

8.3 人工智能的发展趋势与伦理

问题..........................................181

8.3.1 人工智能的发展趋势 ..................181

8.3.2 人工智能伦理问题 ......................184

8.3.3 针对人工智能的安全举措 ..........185

习题 8...............................................187

第9章 人工智能基础 ......... 188

9.1 知识和知识表示 .........................188

9.1.1 知识的概念和分类 ......................188

9.1.2 产生式表示法..............................190

9.1.3 框架表示法..................................191

9.1.4 知识图谱......................................192

9.2 机器学习 ...................................194

9.2.1 机器学习概述..............................194

9.2.2 线性回归实例..............................197

9.2.3 k 最近邻分类...............................198

9.3 深度学习 ...................................200

9.3.1 人工神经网络............................. 200

9.3.2 从浅层学习到深度学习 ..............202

9.3.3 卷积神经网络原理与实例 ..........203

习题 9...............................................208

第 10 章 人工智能技术 ....... 209

10.1 计算机视觉..............................209

10.1.1 计算机视觉定义与发展............210

10.1.2 计算机视觉在人工智能应用中的

案例..............................................211

10.2 自然语言处理...........................213

10.2.1 自然语言处理概述....................214

10.2.2 自然语言处理在人工智能应用中的案例..........................................216

10.3 大模型 ....................................217

10.3.1 大模型的产生和发展................ 217

10.3.2 大模型的基本特点.................... 219

10.3.3 大模型的构建与训练................ 221

10.3.4 大模型的应用 ........................... 224

10.4 人工智能生成内容 ....................228

10.4.1 AIGC 的产生和发展................. 229

10.4.2 AIGC 与大模型的交互关系.....230

10.4.3 常用的 AIGC 工具.................... 231

10.4.4 AIGC 工具应用实例................. 235

习题 10 .............................................237

第 11 章 人工智能应用......... 238

11.1 工业领域 .................................239

11.1.1 工业领域的应用概述................ 239

11.1.2 智能工业机器人........................ 239

11.1.3 智能制造.................................... 241

11.2 医疗领域 .................................242

11.2.1 医疗领域的应用概述................ 242

11.2.2 医学影像诊断............................ 243

11.2.3 机器人辅助手术........................244

11.2.4 医疗健康管理............................244

11.3 交通领域 .................................245

11.3.1 交通领域的应用概述................ 245

11.3.2 自动驾驶.................................... 246

11.3.3 智慧交通.................................... 248

11.3.4 智慧停车.................................... 249

11.4 教育领域 .................................250

11.4.1 教育领域的应用概述................250

11.4.2 智能教学....................................250

11.4.3 智能评价.................................... 251

11.4.4 智能教室.................................... 252

习题 11 .............................................253

参考文献 .......................... 254