本书以计算思维培养为核心，以人工智能通识教育为主线，系统阐述计算机科学基础理论与前沿技术的深度融合。此次改版在第1版的基础上全面升级，新增人工智能、云原生等内容，强化案例驱动与跨学科实践，突出应用 计算 思维三位一体的教学理念。全书共7章，内容涵盖计算机基础知识、计算机系统、算法与程序设计、人工智能基础、云计算与大数据、计算机网络及WPS办公软件，并融入区块链、数字孪生、智慧城市等新兴技术案例。

本书可作为应用型本科院校计算机公共基础课程教材，也可作为高校人工智能通识教育教材，还可供工程技术人员参考使用。

人工智能 计算机基础 WPS Office。

知识内容模块化，每章配有思维导图。

配套丰富的立体化资源，视频均提供二维码。

以培养学生的实践能力为基本指导思想。

李蓓，河南城建学院计算机与数据科学学院公共计算机教学中心主任。在大学计算机基础课程的教学上有10多年的探索和教学经验。自2012年起致力于该课程的教学改革，成功主持了校级在线开放课程、校级课程思政示范课、课程思政教学团队的建设，并且完成了多本教材的编写与出版工作。主持和参与了多个省部级科技攻关项目和教学改革项目。获省级教学成果奖二等奖，河南省教育系统教学技能竞赛一等奖及河南省教学标兵称号，获全国高校数字创意教学技能大赛二等奖。

第 1章 计算机基础知识 5

1.1 计算机是什么 6

1.1.1 信息系统的基础 6

1.1.2 数据处理机 7

1.1.3 具有程序能力的数据处理机 7

1.2 计算机的诞生与发展 8

1.2.1 历史上的自动计算装置 8

1.2.2 第 一台电子计算机 9

1.2.3 现代计算机 10

1.3 数制和信息编码 12

1.3.1 常用数制 12

1.3.2 数制的相关概念 13

1.3.3 计算机与二进制 13

1.3.4 数制间的转换 14

1.3.5 二进制数的运算 16

1.3.6 数值型数据的表示及处理 18

1.3.7 文字的表示及处理 22

1.3.8 音频的表示及处理 28

1.3.9 图形图像的表示及处理 30

1.4 计算思维基础 35

1.4.1 计算技术与计算系统的奠基性思维 35

1.4.2 通用计算环境的进化思维 36

1.4.3 交替促进与共同进化的问题求解思维 36

1.4.4 计算与社会/自然环境的融合思维 37

1.4.5 网络化思维与数据化思维 37

1.5 计算机新技术 38

1.5.1 区块链 38

1.5.2 虚拟现实 39

1.5.3 数字孪生 40

本章小结 41

习题 41

第 2章 计算机系统 43

2.1 现代计算机系统 43

2.1.1 计算机的分类 44

2.1.2 计算机系统的组成 46

2.2 计算机的硬件系统 46

2.2.1 CPU解释执行指令的引擎 47

2.2.2 存储器按地址自动存取信息的部件 48

2.2.3 I/O设备与计算机进行数据传输的硬件 51

2.3 计算机的软件系统 52

2.3.1 系统软件 53

2.3.2 应用软件 54

2.4 计算机的基本工作原理 55

2.4.1 图灵机的基本思想 55

2.4.2 冯·诺依曼计算机 56

2.5 操作系统 57

2.5.1 操作系统对计算机资源的管理 57

2.5.2 操作系统对计算机资源的协同 62

2.5.3 操作系统的发展过程 62

2.5.4 典型操作系统 63

2.6 未来计算机系统 68

2.6.1 现代计算机系统的局限性 68

2.6.2 未来计算机系统发展趋势 69

本章小结 71

习题 71

第3章 算法与程序设计 72

3.1 我国古典数学 72

3.2 算法概述 73

3.2.1 算法的概念 73

3.2.2 算法的特征 74

3.2.3 算法的描述 75

3.2.4 算法的评价 76

3.3 算法策略 77

3.3.1 循环 77

3.3.2 递归 82

3.4 人工智能经典算法 87

3.4.1 K邻近分类算法 88

3.4.2 决策树分类算法 89

3.4.3 K均值聚类算法 91

3.5 程序设计 93

3.5.1 程序设计概述 93

3.5.2 程序设计典范 95

3.5.3 程序设计语言分类 96

本章小结 97

习题 97

第４章 人工智能基础 100

4.1 人工智能概述 100

4.1.1 人工智能的发展根基 101

4.1.2 人工智能的发展历程 101

4.2 人工智能三要素 103

4.2.1 数据驱动 103

4.2.2 硬件支撑 104

4.2.3 软件支持 105

4.3 人工智能关键技术 106

4.3.1 计算机视觉技术 106

4.3.2 自然语言处理技术 108

4.3.3 机器学习方法 109

4.3.4 知识图谱构建 111

4.3.5 深度学习架构 114

4.4人工智能应用 116

4.4.1 智慧手术 116

4.4.2 智慧出行 118

4.4.3 智慧教育 120

4.4.4 智慧星际 122

4.4.5 智慧生态 124

4.5 人工智能发展挑战 125

本章小结 126

习题 126

第5章 云计算与大数据 127

5.1 什么是云计算与大数据 127

5.1.1 云计算的定义与发展 127

5.1.2 大数据的定义与特征 129

5.1.3 云计算与大数据的关系 131

5.2 云计算的核心技术 132

5.2.1 虚拟化技术 132

5.2.2 分布式存储与计算 133

5.2.3 网络技术与资源调度 135

5.3 大数据的关键技术 136

5.3.1 数据采集与存储 137

5.3.2 数据处理与分析 141

5.3.3 大数据可视化 146

5.4 云计算与大数据的典型应用 148

5.4.1 日常生活中的云计算 148

5.4.2 大数据在社会中的应用 149

5.5 云计算与大数据的未来趋势 151

5.5.1 云原生技术与无服务器架构 151

5.5.2 人工智能与大数据的深度融合 152

5.5.3 数据隐私与安全的挑战 153

本章小结 153

习题 154

第6章 计算机网络 155

6.1 网络概述 155

6.1.1 计算机网络和通信技术 156

6.1.2 计算机网络的性能指标 158

6.2 计算机网络基础 158

6.2.1 Internet发展史 159

6.2.2 计算机网络的分类 159

6.2.3 OSI网络参考模型 163

6.2.4 Internet的体系结构 165

6.2.5 Internet的组成和逻辑结构 166

6.3 Internet技术及示例应用 167

6.3.1 Internet典型服务和应用 167

6.3.2 Internet在智能交通中的应用 169

6.4 网络行为安全 171

6.4.1 网络行为安全基本概念 172

6.4.2 数字时代个人信息全方位防护 172

6.5 物联网技术 173

6.5.1 物联网技术概述 173

6.5.2 物联网的组成 174

6.5.3 物联网相关技术 175

6.5.4 物联架构驱动的智能家居应用 177

6.5.5 物联网未来发展 179

本章小结 180

习题 180

第7章 WPS办公软件 182

7.1 WPS公共功能 182

7.1.1 从WPS首页开始办公 183

7.1.2 在WPS中新建、访问和管理文档 184

7.1.3 WPS的文档编辑界面 185

7.2 WPS文字处理 187

7.2.1 创建并编辑文档 187

7.7.2 文档格式化 190

7.2.3 长文档编辑 194

7.3 WPS电子表格 200

7.3.1 WPS表格基础 200

7.3.2 公式与函数 204

7.3.3 数据分析与处理 207

7.4 WPS 演示文稿 212

7.4.1 演示文稿基本操作 212

7.4.2 演示文稿排版与设计 214

7.4.3 演示文稿交互与优化 217

7.5 WPS AI 219

1. 智能写作 219

2. 智能排版 220

3. 智能数据分析 220

4. 智能演示文稿制作 220

本章小结 221

习题 221