強調計算思維能力的培養，偏重于對計算機系統工作原理的理解，立足于計算機技術和網絡技術的最新發展，根據智能時代對人才培養的新需求，為本科各專業學生的計算機應用基礎能力培養提供了完整可行的解決方案。

“大學計算機基礎”是大學本科教育的第一門計算機公共基礎課程，隨著社會信息技術應用水平的迅速提高，該課程的改革越來越受到人們的關注。當前，國家推動創新驅動發展，以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟蓬勃發展，對大學生的信息技術能力培養提出了更高要求，迫切需要加快大學計算機基礎課程的改革創新，以信息化技術的提升帶動人才培養，培養創新能力強、能使用信息技術解決復雜問題、具備國際競爭力的高素質復合型新時代人才。

同時，物聯網、大數據、云計算、人工智能、腦認知等新技術出現，傳統的計算機基礎知識需要重構，迫切需要基于新理念、新模式、新質量、新方法的融合創新范式對大學計算機基礎知識體系進行改革，培養學生在智能時代的計算思維能力。

基于這種認識，本書對原有的計算機基礎教材進行了較大幅度的修改，以培養學生的計算思維為出發點，結合全國計算機等級考試二級考試大綱較全面地介紹了計算機工作原理，以人工智能時代使用最普遍的程序設計語言Python為例介紹程序設計思想，從數據結構、軟件工程、數據庫基礎知識幾方面介紹計算機軟件開發工作原理，介紹了計算機網絡和多媒體技術知識，同時對智能時代的大數據技術、云計算、人工智能技術進行了介紹，為深入了解計算機系統、理解計算機工作原理、跟蹤計算機技術發展、使用計算思維解決專業問題奠定了良好的基礎。

本書強調對計算思維能力的培養，偏重于對計算機系統工作原理的理解，立足于計算機技術和網絡技術的最新發展，根據智能時代對人才培養的新需求，為本科各專業學生的計算機應用基礎能力培養提供了一個完整可行的解決方案。

全書共9章，第1章和第2章由陳煉編寫，第3章由周興斌編寫，第4章由陳悅編寫，第5章由邱睿韞編寫，第6章由鄒華興編寫，第7章由徐知海編寫，第8章由王昊編寫，第9章由涂榮軍編寫。陳煉負責（邱睿韞協助）全書的組織和統稿工作。

在本書編寫和出版過程中，編者得到了中國水利水電出版社、南昌大學教務處和南昌大學計算中心的大力支持與幫助，在此表示衷心感謝。

由于編者水平有限，加之時間倉促，書中難免有疏漏甚至錯誤之處，懇求讀者和專家批評指正。

編者

2019年6月

第1章 計算機基礎知識 1
1.1 計算機的基本概念 1
1.1.1 計算機的發展階段 1
1.1.2 計算機的特點 5
1.1.3 計算機的應用領域 6
1.1.4 計算機的分類 9
1.1.5 計算機的發展趨勢 11
1.2 計算機數據表示 12
1.2.1 進位計數制 12
1.2.2 數制間的轉換 14
1.2.3 二進制數的邏輯運算 16
1.2.4 數值的編碼表示 17
1.2.5 字符ASCII碼 18
1.3 漢字信息處理技術 19
1.3.1 漢字輸入技術分類 20
1.3.2 漢字編碼與國標 20
1.3.3 漢字字模與漢字字庫 22
第2章 計算機系統組成 24
2.1 計算機硬件系統組成 25
2.1.1 計算機系統工作原理 25
2.1.2 計算機系統的設備及其功能 26
2.2 計算機軟件系統 26
2.2.1 系統軟件 27
2.2.2 應用軟件 29
2.3 微型計算機基本配置 29
2.3.1 微型計算機的主要設備 30
2.3.2 微型計算機的基本輸入設備 36
2.3.3 微型計算機的基本輸出設備 40
2.3.4 微型計算機的軟件配置 43
2.3.5 微型計算機的主要性能指標 43
2.3.6 微型計算機的組裝 45
第3章 程序設計基礎（以Python為例） 47
3.1 Python基本語法 48
3.1.1 Python基礎 48
3.1.2 基本輸入輸出 56
3.1.3 集合類型 56
3.1.4 縮進與注釋 59
3.1.5 Python文件名 60
3.1.6 模塊導入與使用 60
3.2 結構化程序設計 61
3.2.1 單分支結構 61
3.2.2 雙分支結構 62
3.2.3 多分支結構 63
3.2.4 循環結構 64
3.2.5 break語句和continue語句 64
3.2.6 綜合應用 65
3.2.7 函數 66
3.3 面向對象的程序設計 75
3.3.1 類定義 76
3.3.2 類成員與實例成員 76
3.3.3 私有成員與公有成員 77
3.3.4 方法 78
3.3.5 繼承和多態 79
3.3.6 多態原理與實現 81
第4章 數據結構與算法 83
4.1 算法的概念 83
4.1.1 算法的基本概念 83
4.1.2 算法的復雜度 84
4.2 數據結構的基本概念 85
4.2.1 數據結構的定義 85
4.2.2 線性結構和非線性結構 86
4.3 棧及線性鏈表 87
4.3.1 棧及其基本操作 87
4.3.2 線性鏈表的基本概念 88
4.4 樹與二叉樹 91
4.4.1 樹與二叉樹及其基本性質 91
4.4.2 二叉樹的遍歷 94
4.5 排序技術 95
4.5.1 插入排序 95
4.5.2 冒泡排序 96
4.5.3 選擇排序 96
4.5.4 歸并排序 96
4.5.5 快速排序 97
4.5.6 希爾（shell）排序 98
4.5.7 堆排序 98
4.5.8 基數排序 99
4.5.9 計數排序 100
4.5.10 桶排序 100
4.6 查找技術 101
4.6.1 順序查找 101
4.6.2 二分查找 101
第5章 軟件工程基礎 102
5.1 軟件工程的基本概念 102
5.2 軟件的生命周期 105
5.3 軟件定義 109
5.4 軟件設計 112
5.5 軟件測試 116
5.6 程序調試 118
第6章 數據庫設計基礎 119
6.1 數據庫系統的基本概念 119
6.1.1 基本概念 119
6.1.2 數據庫系統的發展 124
6.1.3 數據庫系統的基本特點 126
6.1.4 數據庫系統的內部結構體系 127
6.2 數據模型 129
6.2.1 數據模型的基本概念 129
6.2.2 E-R模型 130
6.2.3 層次模型 134
6.2.4 網狀模型 135
6.2.5 關系模型 136
6.3 關系代數 139
6.4 數據庫設計與管理 146
6.4.1 數據庫設計概述 146
6.4.2 數據庫設計的需求分析 147
6.4.3 數據庫概念設計 148
6.4.4 數據庫邏輯設計 152
6.4.5 數據庫物理設計 154
6.4.6 數據庫管理 154
第7章 計算機網絡基礎 156
7.1 計算機網絡概述 156
7.1.1 計算機網絡的形成 156
7.1.2 計算機網絡的發展 157
7.1.3 計算機網絡的定義 159
7.2 計算機網絡的組成與分類 160
7.2.1 計算機網絡的組成 160
7.2.2 計算機網絡的分類 160
7.2.3 計算機網絡的拓撲結構 162
7.3 計算機網絡體系結構 164
7.3.1 ISO/OSI分層體系結構 164
7.3.2 TCP/IP分層體系結構 166
7.3.3 TCP/IP協議和IP地址 168
7.3.4 IPv6協議 172
7.4 局域網基礎 173
7.4.1 局域網概述 173
7.4.2 網絡的傳輸介質 174
7.4.3 常用的網絡設備 176
7.4.4 高速局域網 178
7.4.5 無線局域網 179
7.5 Internet基礎 179
7.5.1 Internet概述 179
7.5.2 Internet接入 180
7.5.3 Internet應用 182
7.6 計算機網絡安全 184
7.6.1 計算機網絡安全基礎知識 184
7.6.2 計算機網絡攻擊及防范技術 187
7.6.3 計算機網絡病毒及反病毒技術 189
7.6.4 計算機網絡安全防黑措施 191
第8章 多媒體技術基礎 193
8.1 多媒體技術 193
8.1.1 媒體 193
8.1.2 多媒體 194
8.1.3 多媒體數據的特點 194
8.1.4 多媒體技術及其特性 195
8.1.5 多媒體技術的發展 196
8.1.6 多媒體技術的應用 196
8.2 媒體的分類 198
8.2.1 文本（Text） 198
8.2.2 圖形（Graphic） 198
8.2.3 圖像（Image） 198
8.2.4 音頻（Audio） 199
8.2.5 動畫（Animation） 200
8.2.6 視頻（Video） 200
8.3 多媒體計算機系統的組成 201
8.3.1 多媒體計算機的硬件組成 201
8.3.2 多媒體計算機的軟件系統 202
8.4 多媒體技術的應用 203
8.4.1 數字媒體—聲音 203
8.4.2 數字媒體—圖像與圖形 205
8.4.3 數字媒體—視頻 208
第9章 計算機發展新技術 211
9.1 云計算 211
9.1.1 云計算的定義 211
9.1.2 云計算的特征 212
9.1.3 云計算的服務層次 213
9.1.4 云計算的應用 213
9.2 大數據 215
9.2.1 大數據的定義 215
9.2.2 大數據的特征 215
9.2.3 大數據的相關技術 216
9.2.4 大數據的應用 217
9.3 物聯網 218
9.3.1 物聯網的定義 218
9.3.2 物聯網的主要技術與特點 219
9.3.3 物聯網的應用 220
9.3.4 物聯網的發展前景 221
9.4 人工智能 222
9.4.1 人工智能的定義 222
9.4.2 人工智能的發展歷程 222
9.4.3 人工智能的研究范疇 223
9.4.4 人工智能的應用 224
參考文獻 226

1. 輸水管線工程風險管理 [張勇 黨亥生 著]
2. 民用航空飛機標準線路施工 [主編　王志敏　陳明]
3. 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩　著]
4. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
5. 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
6. 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華　著]
7. 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
8. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
9. 辦公自動化高級應用 [陳萍 朱曉玉]
10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
11. 電子產品設計案例教程（微課版）—基于嘉立創EDA（專業版） [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
12. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
14. Web技術開發教程（基于.NET開源MVC框架） [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
15. 商務英語翻譯教程（筆譯）（第四版） [主編 王軍平]
16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
19. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
20. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
21. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
22. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
23. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
24. 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓（第二版） [主編 薛大龍]
25. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
26. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
27. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
28. HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
29. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
30. 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]