本书是由长期从事计算机基础教学和科研并具有丰富教学实践经验的一线教师编写而成的。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、基本方法和基本技能，目标是培养大学生的计算思维能力和提升大学生的信息素养。
全书内容分为3篇共计11章。第一篇计算系统，包括第1章～第4章，概述了计算、计算机、计算思维的基础知识，并从基本运算、硬件系统和软件系统出发构建能够完成自动计算的计算系统。第二篇问题求解，包括第5章～第7章，阐述在计算思维指导下使用计算机解决问题的基本思想和方法，搭建计算机求解问题的基本框架。第三篇信息素养，包括第8章～第11章，介绍在计算机网络和信息安全技术支持下，建立开放的、互联的计算环境，并在应用实践中逐步提高大学生的信息素养。
本书可作为各高等院校非计算机专业计算机基础教学的教材，也可以作为初学者学习计算机基础知识的参考书籍，对于计算机教育工作者、从事计算机工作的人员也有较高的参考价值。

本书具有以下特点：在内容的组织上，以计算思维的主要方法为主线，将全书分为三篇，帮助学生建立计算思维的基本框架；在内容的选择上，既考虑到知识面的宽度，又照顾到知识点的深度，通过基本理论和方法的学习，以点带面，培养计算思维的基本能力和信息素养；在内容的表达上深入浅出，结合实际提出问题，然后导出相关知识和概念，再辅以适当案例进行讲解，有利于激发学生进行探究式学习。

杨丽凤：太原理工大学计算机学院计算机基础教学部教师。多年来，一直从事信息管理系统、数据挖掘、Web智能信息处理、系统集成等方面的科研与教学工作，取得多项重要成果。承担了《大学计算机基础与计算思维》等本科生课程。参与编写了多本教材，发表了数十篇论文。

第一篇 计算系统
第1章 计算、计算机与计算思维 2
1．1 计算 2
1．1．1 计算的基本概念 2
1．1．2 计算工具的探索 4
1．2 计算机 6
1．2．1 计算机的发展 6
1．2．2 计算机基础知识 8
1．2．3 计算机新技术 11
1．3 计算模型 15
1．3．1 图灵机模型 15
1．3．2 冯·诺依曼计算机模型 16
1．3．3 哈弗结构模型 18
1．4 计算机系统 19
1．4．1 计算机系统的组成 19
1．4．2 计算机系统的层次结构 21
1．4．3 计算机的基本工作原理 21
1．5 计算思维 23
1．5．1 计算思维概述 23
1．5．2 计算思维的方法与案例 25
1．5．3 计算思维的实现 26
1．5．4 计算思维的应用 28
本章小结 30
习题一 31
第2章 数据的计算基础 32
2．1 语义的符号表示 32
2．1．1 自然现象用符号表示 32
2．1．2 思维逻辑用符号表示 33
2．2 计算机中的数制与运算 34
2．2．1 数制与数制间的转换 34
2．2．2 二进制数的运算 36
2．3 信息编码 38
2．3．1 数值信息的表示 38
2．3．2 字符信息的编码 40
2．3．3 汉字信息的编码 42
2．3．4 多媒体信息的编码 44
2．4 电子元器件与基本门电路 47
2．4．1 二极管和三极管的开关特性 48
2．4．2 简单的与门电路 48
2．4．3 简单的或门电路 49
2．4．4 简单的非门电路 50
2．5 数据的组织与压缩 51
2．5．1 数据的组织 51
2．5．2 数据的压缩 52
本章小结 54
习题二 54
第3章 计算机硬件系统 55
3．1 硬件概述 55
3．1．1 硬件系统的组成 55
3．1．2 计算机的性能指标 56
3．2 主机箱和主板 57
3．2．1 主机箱 57
3．2．2 主板 58
3．2．3 总线 59
3．2．4 输入/输出接口 62
3．3 中央处理器 64
3．3．1 CPU的基本结构 64
3．3．2 CPU的主要性能指标 65
3．3．3 CPU的主要产品 66
3．3．4 CPU的新技术 67
3．4 存储器 68
3．4．1 存储系统的层次结构 68
3．4．2 高速缓冲存储器 69
3．4．3 内存储器 69
3．4．4 外存储器 72
3．5 输入/输出设备 75
3．5．1 输入设备 75
3．5．2 输出设备 78
本章小结 82
习题三 83
第4章 操作系统基础 84
4．1 操作系统概述 84
4．1．1 操作系统的基本概念 84
4．1．2 操作系统的形成与发展 85
4．1．3 操作系统的基本类型 89
4．1．4 操作系统的组成与特征 91
4．1．5 典型操作系统简介 92
4．2 操作系统对不同资源的分工管理 93
4．2．1 处理机管理 93
4．2．2 存储管理 95
4．2．3 设备管理 97
4．2．4 文件管理 99
4．2．5 用户接口 102
4．3　Windows操作系统 104
4．3．1 Windows的进程管理和内存管理 104
4．3．2 Windows的设备与磁盘管理 105
4．3．3 Windows的文件管理 107
本章小结 115
习题四 115
第二篇 问题求解
第5章 算法与数据结构 118
5．1 算法基础 118
5．1．1 算法的起源 118
5．1．2 算法的定义和特性 119
5．1．3 算法的表述 119
5．1．4 算法的基本结构 122
5．1．5 算法的评价 124
5．2 算法设计 125
5．2．1 计算机基本算法 126
5．2．2 经典算法策略 127
5．2．3 常用算法设计 131
5．3 数据结构 135
5．3．1 数据结构的基本概念 135
5．3．2 数据的逻辑结构 136
5．3．3 数据的物理结构 136
5．3．4 数据的运算 137
5．3．5 常见的数据结构 137
5．3．6 数据结构与算法的关系 140
本章小结 141
习题五 141
第6章 程序设计及软件工程基础 143
6．1 程序、程序设计及软件工程 143
6．2 程序设计语言 144
6．2．1程序设计语言的发展及分类 144
6．2．2 语言处理程序 148
6．2．3 程序设计语言的选择 149
6．2．4 高级程序设计语言的组成 150
6．3 程序设计 153
6．3．1 程序设计的步骤 153
6．3．2 程序设计的方法 155
6．4 软件工程基础 161
6．4．1 软件工程的诞生及发展 162
6．4．2 软件工程的概念 162
6．4．3 软件开发模型 167
本章小结 170
习题六 171
第7章 数据库技术 172
7．1 数据与大数据 172
7．1．1 数据 172
7．1．2 大数据 172
7．2 数据管理和数据库 175
7．2．1 数据库及数据库管理系统 175
7．2．2 数据库系统的内部结构 180
7．3 数据模型 182
7．3．1 概念模型 183
7．3．2 层次模型 185
7．3．3 网状模型 186
7．3．4 关系模型 186
7．4 关系数据库案例 188
7．4．1 分析与设计 188
7．4．2 数据定义 189
7．4．3 数据更新 192
7．4．4 数据查询 193
7．4．5 视图管理 195
本章小结 196
习题七 196
第三篇 信息素养
第8章 计算机网络 200
8．1 计算机网络概述 200
8．1．1 计算机网络的基本概念 200
8．1．2 网络协议和体系结构 204
8．2 局域网 206
8．2．1 局域网的组成 206
8．2．2 局域网的体系结构与802标准 210
8．2．3 常见局域网 213
8．2．4 局域网的组建 215
8．3 Internet 218
8．3．1 Internet概述 219
8．3．2 TCP/IP参考模型 219
8．3．3 Internet接入技术 223
8．3．4 Internet的应用 225
8．4 信息的检索与发布 229
8．4．1 信息检索系统 230
8．4．2 信息的发布 231
本章小结 232
习题八 233
第9章 信息安全与职业道德 234
9．1 信息安全概述 234
9．1．1 信息安全的定义 234
9．1．2 信息安全的特征 235
9．1．3 威胁信息安全的因素 235
9．1．4 信息安全的评价标准 236
9．2 信息安全技术 238
9．2．1 数据加密与数字签名 238
9．2．2 身份认证与访问控制 241
9．2．3 防火墙技术 245
9．2．4 入侵检测系统 248
9．3 计算机病毒及其防治 249
9．3．1 计算机病毒的发展 249
9．3．2 计算机病毒的特点与分类 250
9．3．3 计算机病毒的检测与清除 252
9．3．4 计算机病毒的防治措施 255
9．4 计算机职业道德规范 256
9．4．1 计算机犯罪 256
9．4．2 软件知识产权保护 258
9．4．3 信息安全相关法律法规及道德规范 261
本章小结 263
习题九 264
第10章 计算软件 265
10．1 MATLAB 265
10．1．1 MATLAB简介 265
10．1．2 MATLAB程序设计基础 266
10．1．3 MATLAB 基本计算功能 271
10．1．4 MATLAB数据可视化 273
10．1．5 MATLAB工具箱 274
10．2 MATHEMATICA 276
10．2．1 MATHEMATICA的启动和运行 277
10．2．2 MATHEMATICA 系统组成 277
10．2．3 MATHEMATICA的基本操作 277
10．3 MAPLE 281
10．3．1 MAPLE在Windows中的启动与退出 281
10．3．2 MAPLE系统组成 282
10．3．3 MAPLE的基本操作 282
本章小结 285
习题十 286
第11章 办公软件Office 2010 287
11．1 文字处理软件Word 2010 287
11．1．1 基础知识 287
11．1．2 文档格式编辑 290
11．1．3 表格使用 292
11．1．4 图文混排 294
11．1．5 长文档编辑 295
11．1．6 页面设置与打印 297
11．2 电子表格软件Excel 2010 297
11．2．1 基础知识 298
11．2．2 工作表操作 2