本书根据教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会对计算机基础教学的基本要求编写，探索将 “线上”+“线下”混合式教学的最新教学改革思想融入教材的方法，使学生逐步掌握利用计算思维、计算 工具分析和解决问题的方法。本书以 Microsoft Of?ce 2016 和 Python 为主要教学平台，适应日新月异的计算 机技术发展。全书共 7 章，内容包括计算机概述、计算机系统、Windows 10 操作系统、办公软件应用、网络与信息安全、 Python 程序设计基础、人工智能基础。本书主要作为线上教学的教材，本书配套的线下教学指导书是《人 工智能与计算机应用实践教程》。

韦修喜，男，副教授，中共党员，硕士研究生导师。主要研究信息和知识处理的数学理论、计算智能、复杂系统的算法设计和分析、粗糙集与模糊集、量子计算和生物计算等新型计算模式、生物信息和互联网信息处理等领域。已在该方向的国内外重要期刊上发表20多篇相关学术论文和专利。研究方向：机器学习、计算智能、大数据智能信息处理。主要教授课程：最优化方法与理论、线性代数。

第 1 章　计算机概述 ............................................................................................................. 1
1.1　计算机的发展 .................................................................................................................... 1
1.1.1　计算机的产生 ........................................................................................................ 1
1.1.2　计算机的发展阶段 ................................................................................................ 2
1.1.3　计算机的发展趋势 ................................................................................................ 2
1.1.4　新型计算机 ............................................................................................................ 3
1.2　计算机的工作原理 ............................................................................................................ 3
1.3　计算机的特点 .................................................................................................................... 4
1.4　计算机的分类 .................................................................................................................... 4
1.5　计算机在信息社会中的应用 ............................................................................................ 5
1.6　数制与编码 ........................................................................................................................ 7
1.6.1　计算机为什么采用二进制编码 ............................................................................ 7
1.6.2　数制的概念 ............................................................................................................ 7
1.6.3　二进制数与十进制数之间的转换 ........................................................................ 8
1.6.4　字符数据的编码 .................................................................................................... 9
思考与练习 ................................................................................................................................11
第 2 章　计算机系统 ........................................................................................................... 12
2.1　计算机系统的组成 .......................................................................................................... 12
2.2　计算机硬件的构成 .......................................................................................................... 13
2.3　微型计算机硬件的构成 .................................................................................................. 14
2.3.1　CPU ...................................................................................................................... 15
2.3.2　主板 ...................................................................................................................... 15
2.3.3　存储器 .................................................................................................................. 16
2.3.4　总线与接口 .......................................................................................................... 19
2.3.5　输入设备 .............................................................................................................. 20
2.3.6　输出设备 .............................................................................................................. 20
2.4　计算机软件 ...................................................................................................................... 20
2.4.1　软件的概念 .......................................................................................................... 20
2.4.2　硬件和软件的关系 .............................................................................................. 20
2.4.3　软件的分类 .......................................................................................................... 21
2.4.4　指令与指令系统 .................................................................................................. 22
2.4.5　程序设计语言 ...................................................................................................... 23
2.4.6　程序设计 .............................................................................................................. 24
思考与练习 ............................................................................................................................... 25
第 3 章　Windows 10 操作系统 .......................................................................................... 26
3.1　操作系统概述 .................................................................................................................. 26
3.2　Windows 10 的基本操作 ................................................................................................. 28
3.2.1　Windows 10 的启动和退出 ................................................................................. 28
3.2.2　Windows 10 桌面 ................................................................................................. 29
3.2.3　窗口、对话框及菜单的基本操作 ...................................................................... 31
3.2.4　应用程序的启动和退出 ...................................................................................... 33
3.3　Windows 10 的文件管理 ................................................................................................. 34
3.3.1　文件的基本概念 .................................................................................................. 34
3.3.2　文件目录结构和路径 .......................................................................................... 35
3.3.3　资源管理器的基本操作 ...................................................................................... 35
3.3.4　文件的压缩与解压缩 .......................................................................................... 40
思考与练习 ............................................................................................................................... 42
第 4 章　办公软件应用 ....................................................................................................... 43
4.1　办公软件简介 .................................................................................................................. 43
4.2　Microsoft Of?ce 2016 使用基础...................................................................................... 44
4.2.1　Microsoft Of?ce 2016 的工作界面 ..................................................................... 44
4.2.2　Microsoft Of?ce 2016 的基本操作 ..................................................................... 45
4.3　文字处理与 Word 2016.................................................................................................... 48
4.3.1　文字的处理 .......................................................................................................... 49
4.3.2　文本的编辑 .......................................................................................................... 49
4.3.3　格式的设置 .......................................................................................................... 53
4.3.4　表格与图文混排 .................................................................................................. 56
4.3.5　高级应用技巧 ...................................................................................................... 62
4.4　数据处理与 Excel 2016 ................................................................................................... 71
4.4.1　Excel 2016 使用基础 ........................................................................................... 72
4.4.2　数据的编辑与格式的设置 .................................................................................. 74
4.4.3　数据的计算 .......................................................................................................... 79
4.4.4　数据的图表化 ...................................................................................................... 84
4.4.5　数据的分析 .......................................................................................................... 88
4.5　演示文稿制作与 PowerPoint 2016.................................................................................. 94
4.5.1　演示文稿的创建及编辑 ...................................................................................... 95
4.5.2　演示文稿的设计与美化 ...................................................................................... 97
4.5.3　演示文稿的放映 ................................................................................................ 104
4.5.4　演示文稿的打印 ................................................................................................ 106
思考与练习 ............................................................................................................................. 107
第 5 章　网络与信息安全.................................................................................................. 108
5.1　计算机网络概述 ............................................................................................................ 108
5.1.1　计算机网络的发展 ............................................................................................ 108
5.1.2　计算机网络的基本功能 .....................................................................................110
5.1.3　计算机网络的分类 .............................................................................................111
5.1.4　计算机网络体系结构 .........................................................................................112
5.2　计算机网络组成 .............................................................................................................114
5.2.1　计算机网络的逻辑及系统组成 .........................................................................114
5.2.2　网络硬件 .............................................................................................................115
5.3　局域网应用 .....................................................................................................................117
5.3.1　局域网概述 .........................................................................................................117
5.3.2　网络拓扑结构 .....................................................................................................119
5.4　Internet 应用 ................................................................................................................... 120
5.4.1　Internet 概述....................................................................................................... 121
5.4.2　TCP/IP 与网络地址 ........................................................................................... 121
5.5　计算机信息安全 ............................................................................................................ 123
5.5.1　计算机信息安全的重要性 ................................................................................ 123
5.5.2　计算机信息安全技术 ........................................................................................ 123
5.5.3　网络黑客及防范 ................................................................................................ 124
5.6　计算机病毒 .................................................................................................................... 126
5.6.1　计算机病毒的特征 ............................................................................................ 126
5.6.2　计算机病毒的分类 ............................................................................................ 126
5.6.3　计算机病毒的防治 ............................................................................................ 127
思考与练习 ............................................................................................................................. 128
第 6 章　Python 程序设计基础 ......................................................................................... 129
6.1　Python 概述 .................................................................................................................... 129
6.1.1　Python 简介 ........................................................................................................ 129
6.1.2　Python 开发环境 ................................................................................................ 132
6.1.3　第三方库的安装 ................................................................................................ 136
6.2　基本数据类型 ................................................................................................................ 136
6.2.1　常量和变量 ........................................................................................................ 136
6.2.2　数值类型 ............................................................................................................ 137
6.2.3　字符串型 ............................................................................................................ 138
6.2.4　列表 .................................................................................................................... 141
6.2.5　元组 .................................................................................................................... 143
6.2.6　字典 .................................................................................................................... 144
6.2.7　集合 .................................................................................................................... 145
6.3　基本输入 / 输出语句 ..................................................................................................... 146
6.3.1　input() 函数 ........................................................................................................ 146
6.3.2　print() 函数 ......................................................................................................... 147
6.3.3　eval() 函数 .......................................................................................................... 147
6.3.4　format() 函数 ...................................................................................................... 148
6.4　程序控制结构 ................................................................................................................ 151
6.4.1　程序控制的基本结构 ........................................................................................ 151
6.4.2　分支结构 ............................................................................................................ 151
6.4.3　循环结构 ............................................................................................................ 154
6.5　函数的使用 .................................................................................................................... 158
6.5.1　函数的定义 ........................................................................................................ 158
6.5.2　函数的调用 ........................................................................................................ 159
6.5.3　函数的参数 ........................................................................................................ 160
6.5.4　参数传递方式 .................................................................................................... 165
6.5.5　函数的返回值 .................................................................................................... 166
6.5.6　变量的作用域 .................................................................................................... 167
6.5.7　函数的嵌套调用与递归调用 ............................................................................ 169
6.6　文件操作 ........................................................................................................................ 171
6.6.1　文件概述 ............................................................................................................ 171
6.6.2　文件的打开与关闭 ............................................................................................ 172
6.6.3　文件的读写 ........................................................................................................ 173
6.6.4　目录的处理 ........................................................................................................ 174
6.7　计算生态和模块化编程 ................................................................................................ 176
6.7.1　模块、包和库 .................................................................................................... 176
6.7.2　第三方库的安装和使用 .................................................................................... 182
6.8　数据智能分析 ................................................................................................................ 189
6.8.1　Pandas 入门 ........................................................................................................ 189
6.8.2　数据可视化 ........................................................................................................ 201
6.8.3　数据分类实例——鸢尾花分类 ........................................................................ 204
6.8.4　机器学习库 Sklearn ........................................................................................... 210
思考与练习 ............................................................................................................................. 214
第 7 章　人工智能基础 ..................................................................................................... 215
7.1　人工智能概述 ................................................................................................................ 215
7.1.1　人工智能概念的诞生 ........................................................................................ 215
7.1.2　人工智能的发展历程 ........................................................................................ 217
7.1.3　人工智能的关键技术 ........................................................................................ 219
7.1.4　人工智能的融合应用 ........................................................................................ 222
7.1.5　人工智能的发展趋势 ........................................................................................ 224
7.2　图像识别 ........................................................................................................................ 226
7.2.1　基于手工特征的图像分类 ................................................................................ 226
7.2.2　基于深度神经网络的图像分类 ........................................................................ 228
7.2.3　深度神经网络的发展历程 ................................................................................ 231
7.2.4　图像识别的应用 ................................................................................................ 233
7.3　语音识别 ........................................................................................................................ 235
7.3.1　语音识别的发展历程 ........................................................................................ 235
7.3.2　语音识别过程 .................................................................................................... 236
7.3.3　语音识别方法 .................................................................................................... 244
7.3.4　语音识别系统的结构 ........................................................................................ 245
7.3.5　语音识别的核心技术 ........................................................................................ 247
7.3.6　语音识别的应用 ................................................................................................ 248
思考与练习 ............................................................................................................................. 249
附录 A　ASCII 码表 .......................................................................................................... 250
参考文献 ........................................................................................................................... 252