本書是《計算思維導論》的配套實驗和習題指導。全書包括實驗、習題和習題參考答案三部分。內(nèi)容涵蓋計算思維概述、計算機基礎(chǔ)知識、計算平臺、算法設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、邏輯推理、數(shù)據(jù)挖掘和計算機新技術(shù)等。
本書是教材《計算思維導論 第2版》的配套實驗教材,編寫本書的目的是便于教師的教學和學生的學習。本書分為三部分,涉及多個實驗、習題和參考答案,所配大量習題可供學生學習結(jié)束時進行自我練習,以便鞏固所學的知識。本書編著團隊教授的“計算思維導論”課程榮獲北京高校課程思政示范課程、北京高校“優(yōu)質(zhì)本科課程”,編寫的教材獲得北京高校“優(yōu)質(zhì)本科教材”。
前 言
本書是《計算思維導論 第2版》的配套實驗和習題指導,包括實驗部分、習題部分和習題參考答案,可供學生進行練習,以便鞏固所學的知識。同時,本書也利于教師開展教學工作。
本書以價值引領(lǐng)、學科滲透、專業(yè)融入和思維拓展為目標,圍繞《計算思維導論 第2版》進行實驗和習題的設(shè)計。本書較上一版有較大的改動:內(nèi)容增多,包含21個實驗,比上一版增加了8個,習題數(shù)量也大幅增加;與時俱進,根據(jù)當前計算思維相關(guān)技術(shù)和工具的發(fā)展,對實驗部分和習題部分的內(nèi)容進行了更新,譬如經(jīng)典算法和Python程序的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用實驗、數(shù)據(jù)挖掘常用算法實驗以及計算機新技術(shù)實驗;側(cè)重兩性一度,將高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度融入本書的內(nèi)容設(shè)計,譬如每種技術(shù)的實驗中增加一個開放式的綜合實驗,培養(yǎng)學生解決復雜問題的綜合能力和計算思維,鼓勵學生以創(chuàng)新性的方式解決問題,并通過不同難度的任務(wù)激發(fā)學生的挑戰(zhàn)欲;注重專業(yè)結(jié)合,譬如設(shè)計了水泵揚程、專業(yè)引航員數(shù)據(jù)庫、領(lǐng)域知識數(shù)據(jù)挖掘的實驗,激發(fā)學生對專業(yè)的探索熱情和熱愛;融入思政,譬如實驗設(shè)計中加入冬奧會背景、社區(qū)志愿者、信息安全、國家安全等,培養(yǎng)學生的社會主義核心價值觀。
本書實驗1-1介紹計算思維的概念,實驗1-2用于培養(yǎng)學生系統(tǒng)設(shè)計的思想。實驗2-1使學生了解進制轉(zhuǎn)換、字符編碼和中文編碼等相關(guān)知識,實驗2-2使學生了解十進制BCD碼的各種編碼方法并能應(yīng)用到生活中。實驗3-1讓學生熟悉計算機的硬件系統(tǒng),實驗3-2使學生了解計算機硬件并學會配置與組裝計算機。實驗4-1~實驗4-3設(shè)計了不同難度的算法實驗,實驗4-4利用情景式實驗使學生掌握Python程序設(shè)計和主要算法的應(yīng)用。實驗5-1和實驗5-2分別設(shè)計了混合局域網(wǎng)和常用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實驗,實驗5-3設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)安全和攻防演練實驗,用于提高學生的網(wǎng)絡(luò)安全意識和防護能力。實驗6-1讓學生完成指定內(nèi)容的MySQL數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和使用,實驗6-2讓學生通過調(diào)研創(chuàng)建領(lǐng)域相關(guān)數(shù)據(jù)庫,提高學生使用數(shù)據(jù)庫的能力。實驗7-1使學生掌握命題符號化,以及基本的推理理論,并能利用真值表、等值演算等方法進行簡單的邏輯推理,實驗7-2讓學生通過邏輯推理題目設(shè)計、題目推理和推理評判流程牢固掌握邏輯推理相關(guān)知識。實驗8-1和實驗8-2使學生掌握數(shù)據(jù)的初步分析和預處理知識,并能使用數(shù)據(jù)挖掘模型解決問題,實驗8-3引入scikit-learn,使學生通過數(shù)據(jù)挖掘中所有環(huán)節(jié)的設(shè)計,形成對專業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用的初步認知。實驗9-1讓學生調(diào)研計算機新技術(shù)和專業(yè)的結(jié)合情況,培養(yǎng)學生在專業(yè)問題求解中應(yīng)用計算機新技術(shù)的思維能力。
為便于教學,我們制作了教學幻燈片,以及實驗部分和習題部分所需的原始素材與試讀文檔。使用本教材的單位或個人如有需要,可與作者聯(lián)系, email地址為lvcheng@bucea.edu.cn。
由于時間倉促,加之作者水平有限,書中難免有不足之處,懇請讀者批評指正。
目 錄
前言
實驗部分
實驗1-1 初識計算思維 1
實驗1-2 綜合實驗:點餐系統(tǒng) 4
實驗2-1 計算基礎(chǔ) 6
實驗2-2 綜合實驗:編碼與密碼 8
實驗3-1 認識計算機 11
實驗3-2 綜合實驗:計算機DIY 14
實驗4-1 算法設(shè)計與分析基礎(chǔ) 16
實驗4-2 算法設(shè)計與分析進階 22
實驗4-3 算法設(shè)計與分析提升 26
實驗4-4 綜合實驗:社區(qū)服務(wù)支持程序 33
實驗5-1 有線和無線混合局域網(wǎng)組建
與配置 36
實驗5-2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與應(yīng)用 49
實驗5-3 綜合實驗:網(wǎng)絡(luò)安全攻與防 58
實驗6-1 數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建與使用 61
實驗6-2 綜合實驗:身邊的數(shù)據(jù)庫 71
實驗7-1 邏輯推理訓練 72
實驗7-2 綜合實驗:奧運會大預測 74
實驗8-1 數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)預處理 76
實驗8-2 數(shù)據(jù)挖掘常用算法實驗 87
實驗8-3 綜合實驗:scikit-learn數(shù)據(jù)
挖掘?qū)嵱枴?09
實驗9-1 綜合實驗:計算機新技術(shù)
與專業(yè) 111
習題部分
第1章 緒論 113
第2章 計算基礎(chǔ) 117
第3章 計算平臺 123
第4章 算法及程序設(shè)計 129
第5章 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 138
第6章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ) 144
第7章 邏輯思維與邏輯推理 148
第8章 數(shù)據(jù)挖掘基礎(chǔ) 157
第9章 計算機新技術(shù) 161
習題參考答案
第1章 緒論 163
第2章 計算基礎(chǔ) 163
第3章 計算平臺 164
第4章 算法及程序設(shè)計 165
第5章 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 165
第6章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ) 166
第7章 邏輯思維與邏輯推理 166
第8章 數(shù)據(jù)挖掘基礎(chǔ) 171
第9章 計算機新技術(shù) 172
參考文獻 173