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本書從計算思維的角度出發，以人工智慧相關問題為引導，在解決實際案例問題的過程中植入知識點，為各專業的學生在今後設計、構造和應用各種計算系統，求解本學科的問題奠定基礎。全書內容包括計算與計算思維、程式設計與演算法、人工智慧與智慧計算、網路與大數據這四大部分。本書適用於高等院校一年級新生的計算機導論等資訊技術類基礎課程，可作為高等院校計算機基礎課程的教材，也可作為“計算與人工智慧概論”課程的教材，還可作為計算機基礎培訓的教材和自學參考書。
羅娟
博士，湖南大學資訊科學與工程學院教授、博士生導師，入選教育部新世紀優秀人才，獲湖南省傑出青年基金。資訊技術新工科產學研聯盟屆理事會理事，湖南省高教學會計算機教育專業委員會副理事長。湖南省資訊技術虛擬模擬實驗教學中心、湖南省品質專業和品質課程負責人，榮獲湖南省技術發明獎二等獎、中國機械工業科學技術獎二等獎、湖南省計算機學會高等教學成果獎一等獎，以及“湖南省很好創新創業指導教師”“湖南大學很好教師”榮譽稱號等。
第一部分 計算與計算思維
第1章 計算與人工智慧概述
1．1 計算的概念
1．1．1 什麼是計算
1．1．2 圖靈機
1．1．3 什麼是計算機
1．1．4 演算、計算機語言與程序
1．2 什麼是計算思維
1．2．1 計算思維的概念
1．2．2 問題求解方法
1．2．3 演算——計算系統的靈魂
1．3 探索人工智慧
1．3．1 智慧移動機器人路徑規劃
1．3．2 人工智慧歷史
1．3．3 人工智慧相關研究
1．4 人工智慧發展
1．4．1 人工智慧應用領域
1．4．2 人工智慧發展
習題
第2章 計算系統
2．1 計算與計算機簡述
2．1．1 圖靈機模型
2．1．2 計算機的工作原理
2．1．3 平行計算
2．1．4 嵌入式計算
2．2 計算執行
2．2．1 編譯、連結和裝載程序
2．2．2 程序、進程和執行緒
2．2．3 檔案系統
2．3 未來的計算機
2．3．1 計算機系統的發展
2．3．2 未來計算機
習題
第二部分 程序設計與演算
第3章 python編程基礎
3．1問題求解的計算思維方法
3．1．1 問題分解
3．1．2 模式識別
3．1．3 抽象
3．1．4 演算設計
3．2 編程的基本概念
3．2．1 程序的基本要素
3．2．2 程序設計語言
3．2．3 Python語言概述
3．2．4 第 一個python程序：計算籃球某時刻的座標值
3．2．5 Python基本語法
3．2．6 計算並繪製座標點
3．3 模組化編程——函數
3．3．1 常用的內置函數
3．3．2 自訂計算座標的函數
3．3．3 調用函數繪製座標點
3．3．4 函數的參數
3．3．5 函數返回
3．4 基本的程序設計方法——分支
3．4．1 單分支——if語句
3．4．2 二分支——if-else語句
3．4．3 多分支——if-elif-else語句
3．4．4 智慧型計算座標函數
3．4．5 在合理範圍內繪製座標點
3．5 基本的程序設計方法——迴圈
3．5．1 while迴圈
3．5．2 在合理範圍內繪製多個座標點
3．5．3 迴圈嵌套
3．5．4 在合理範圍內繪製多條軌跡線
習題
第4章 Python編程進階
4．1 序列數據類型——列表
4．1．1 用清單存儲多條軌跡線的座標點
4．1．2 列表的基本概念
4．1．3 列表的基本操作
4．1．4 用列表實現繪製多條線
4．2 映射數據類型——字典
4．2．1 用字典存儲多條軌跡線的座標點
4．2．2 字典的基本概念
4．2．3 字典元素的訪問
4．2．4 字典的基本操作
4．2．5 字典的嵌套
4．2．6 用字典實現繪製多條線
4．3 檔操作
4．3．1 文件的基本概念
4．3．2 常用檔操作
4．3．3 用檔存儲多條軌跡線的座標點
4．4 python綜合案例——很大程度上機器人投籃
4．4．1 案例任務描述
4．4．2 案例任務分析
4．4．3 案例任務實現路徑
4．4．4 程序模組的代碼實現
4．4．5 案例運行結果展示
習題
第5章 演算設計
5．1 什麼是演算
5．1．1 演算是解題步驟
5．1．2 演算與計算思維
5．2 演算性能
5．2．1 演算性能的衡量指標：時間複雜度
5．2．2 演算性能分析舉例
5．3 問題求解計算思維方法
5．3．1 反覆運算法
5．3．2 窮舉法
5．3．3 二分法
5．3．4 遞迴
5．3．5 深度優先遍歷
5．3．6 梯度下降法
習題
第三部分 人工智慧與智慧計算
第6章 智慧感知
6．1 自然語言處理
6．2 基於神經網路的影像處理
6．3 模式識別
6．4 案例分析與實現
習題
第7章 機器學習
7．1 監督學習
7．2 無監督學習
7．3 半監督學習
7．4 案例分析與實現
習題
第8章 智慧決策
8．1 基於搜索的很優路徑決策
8．2 強化學習
8．3 群體智慧
8．4 案例分析與實現
習題
第9章 智慧型機器人
9．1 機器人技術
9．1．1 機器人簡介
9．1．2 機器人及其應用
9．1．3 機器人技術展望
9．2 人機交互
9．2．1 基於傳統硬體設備的人機交互
9．2．2 基於觸控設備的人機交互
9．2．3 基於智慧設備的人機交互
9．2．4 人機交互未來發展趨勢
習題
第四部分 網路與大數據
第10章 互聯網資訊處理
10．1 網路資訊獲取基礎
10．1．1 計算機網路基礎
10．1．2 無線網路與物聯網
10．1．3 Web的基本工作方式
10．1．4 HTML語言簡介
10．2 網路爬蟲與資訊提取
10．2．1 天氣數據爬取案例
10．2．2 網路爬蟲
10．3 搜尋引擎原理
10．3．1 搜尋引擎組成
10．3．2 網頁排名演算
10．4 網路安全
10．4．1 網路安全基本屬性
10．4．2 OSI網路安全體系結構
10．4．3 網路安全模型與網路安全訪問模型
習題
第11章 數據管理與大數據
11．1計算機數據管理
11．1．1 人工管理階段
11．1．2 檔案系統階段
11．1．3 數據庫系統階段
11．1．4 數據檔案格式
11．2 數據庫
11．2．1 數據庫系統的組成
11．2．2 關聯式數據庫
11．2．3 數據庫設計
11．2．4 數據庫和數據表的基本操作
11．3大數據簡介
11．3．1 大數據的產生
11．3．2 大數據的特性
11．3．3 大數據處理過程概述
11．3．4 高校大數據應用解決方案示例
習題
第12章 數據分析
12．1數據分析應用
12．1．1 數據分析定義
12．1．2 數據分析應用場景
12．2數據分析案例
12．2．1 數據分析的基本步驟
12．2．2 氣候數據分析案例
12．2．3數據分析軟體
12．3數據分析詳解
12．3．1 數據採集
12．3．2 數據處理
12．3．3 數據分析策略和方法
12．3．4 數據挖掘
12．3．5 數據視覺化
習題
