計(jì)算思維導(dǎo)論——一種跨學(xué)科的方法（高等院校信息技術(shù)規(guī)劃教材）
定 價(jià)：29 元
- 作者：李暾
- 出版時(shí)間：2016/9/10
- ISBN：9787302442257
- 出 版 社：清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TP3
- 頁碼：223
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
本書兼顧計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算思維，以通俗易懂的方式介紹計(jì)算思維如何應(yīng)用于各學(xué)科領(lǐng)域（含計(jì)算機(jī)科學(xué)）解決問題。本書以Python作為實(shí)踐語言，展現(xiàn)利用計(jì)算思維解決問題方法的實(shí)現(xiàn)。通過這種跨學(xué)科應(yīng)用問題求解的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，希望培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)在各專業(yè)學(xué)習(xí)中利用計(jì)算思維的方法和技能，進(jìn)行問題求解的能力和習(xí)慣，并能動(dòng)手解決具有一定難度的實(shí)際問題。
本書適合作為高等院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的教材，也可以作為計(jì)算思維愛好者的讀物。
跨學(xué)科，兼顧廣度與深度，理論與技能相結(jié)合。
實(shí)例豐富且源自生活，可讀性強(qiáng)。
計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)作為計(jì)算思維的案例，更易理解。
讀者對(duì)象廣泛，零基礎(chǔ)要求。
從2008年開始，以計(jì)算思維的培養(yǎng)為主線開展計(jì)算科學(xué)通識(shí)教育，逐漸成為國內(nèi)外計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育界的共識(shí)。2010年首屆“錢學(xué)森創(chuàng)新拓展班”開始，作者就不斷地在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中嘗試計(jì)算思維基本概念、能力和技能的講授以及能力培養(yǎng)。通過調(diào)整課時(shí)和授課內(nèi)容比例，不斷加大計(jì)算思維內(nèi)容的比重。經(jīng)過近5年的摸索，對(duì)計(jì)算思維的教學(xué)內(nèi)容、授課方式、實(shí)踐環(huán)節(jié)等有了很清楚的認(rèn)識(shí)，形成了明確的思路，積累了大量的資料，才有了本書的成書。
編寫本書的指導(dǎo)思想是兼顧計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算思維，以計(jì)算思維授課內(nèi)容為主，將原來的數(shù)據(jù)表示、計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)絡(luò)等知識(shí)穿插進(jìn)來，選擇Python作為實(shí)踐語言，授課內(nèi)容更偏重于計(jì)算思維如何應(yīng)用于各領(lǐng)域解決問題，各領(lǐng)域包括計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域。實(shí)踐內(nèi)容將在授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，并要求運(yùn)用Python及相關(guān)的配套庫進(jìn)行問題求解練習(xí)。最終，我們希望通過這種跨學(xué)科應(yīng)用求解的講授和實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生在理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，主動(dòng)在各自專業(yè)學(xué)習(xí)中利用計(jì)算思維的方法和技能，進(jìn)行問題求解的能力和習(xí)慣，能動(dòng)手解決具有一定難度的實(shí)際問題。
考慮到對(duì)大部分學(xué)生來說，“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課可能是大學(xué)期間的少數(shù)幾門計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)課程之一，因此，本講義更強(qiáng)調(diào)廣度，涉及很多領(lǐng)域，使得學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)、生活和工作中碰到問題時(shí)，可以考慮該問題是否能有計(jì)算的解決方法，并能借助計(jì)算思維和計(jì)算裝置完成任務(wù)。本書在選擇應(yīng)用領(lǐng)域和案例時(shí)，著重在那些易于理解、不需要掌握算法和程序設(shè)計(jì)就能解決的問題上，因此，本書不會(huì)講解算法，而是著重于如何利用計(jì)算思維理解和解決問題，展現(xiàn)計(jì)算思維在問題求解、系統(tǒng)構(gòu)造、理解人類行為等方面發(fā)揮的重要作用。
本書的主要目標(biāo)是幫助讀者理解和掌握計(jì)算思維解決問題的基本方法和技能，并能較為熟練地應(yīng)用這些方法和技能有效地解決其他問題。通過本課程的學(xué)習(xí)，將學(xué)會(huì)如何利用計(jì)算思維構(gòu)造問題◆計(jì)算思維導(dǎo)論——一種跨學(xué)科的方法求解框架、如何對(duì)問題進(jìn)行抽象和建模、如何將數(shù)學(xué)或物理上的模型轉(zhuǎn)換為能自動(dòng)執(zhí)行的模型等。總之，理解和掌握計(jì)算思維及計(jì)算機(jī)問題求解的藝術(shù)。
本書適用于計(jì)算機(jī)專業(yè)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)一年級(jí)新生，不要求有計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并且也不是以程序設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容，而是要求學(xué)生專注于理解計(jì)算思維求解問題的方法和技能。一些Python語言基礎(chǔ)知識(shí)的介紹是幫助學(xué)生閱讀和理解講義中給出的Python程序，并能在理解的基礎(chǔ)上，對(duì)這些程序進(jìn)行小修改就能實(shí)踐自己的問題求解方法。
本講義的內(nèi)容分為三部分，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)化的問題求解和計(jì)算思維兩個(gè)A（Abstraction & Automation）的威力。
(1) 第一部分是計(jì)算導(dǎo)論，介紹計(jì)算思維的基本概念和基本技能、計(jì)算機(jī)問題求解的方法和本質(zhì)，以及Python語言簡(jiǎn)介。
(2) 第二部分結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)的知識(shí)，探討計(jì)算思維在這些問題的解決上的體現(xiàn)，以及一些基本的問題求解策略。
(3) 第三部分結(jié)合一些實(shí)際的應(yīng)用背景和熱點(diǎn)話題，介紹計(jì)算思維在解決實(shí)際問題上的體現(xiàn)。
通過本書的學(xué)習(xí)，希望讀者最后將能:
(1) 列出計(jì)算思維的基本概念，較為熟練地利用本書所講計(jì)算思維技術(shù)進(jìn)行問題求解。
(2) 說出計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)問題求解的本質(zhì)。
(3) 能用程序設(shè)計(jì)語言，如Python，表達(dá)計(jì)算。
(4) 能利用系統(tǒng)化的問題求解方法，完成從規(guī)劃問題求解步驟，到用程序正確地表達(dá)計(jì)算整個(gè)完整的問題求解過程。
(5) 掌握一些常用的計(jì)算方法和計(jì)算工具，如隨機(jī)方法、圖、模擬等。
(6) 列出一些計(jì)算思維在各領(lǐng)域的應(yīng)用案例，以及計(jì)算思維在其中發(fā)揮的重要作用。
由于本書編寫時(shí)間倉促，加之作者水平有限，書中難免出現(xiàn)謬誤，懇請(qǐng)讀者不吝賜教。
第一部分計(jì)算思維導(dǎo)論
第1章計(jì)算概論31.1計(jì)算3
1.2小結(jié)9
習(xí)題9
第2章Python簡(jiǎn)介10
2.1Python基本元素10
2.1.1對(duì)象、表達(dá)式和數(shù)值類型11
2.1.2變量和賦值12
2.2分支語句14
2.3str類型與輸入15
2.4循環(huán)16
2.5內(nèi)置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)18
2.5.1列表18
2.5.2元組20
2.5.3字典22
2.6函數(shù)22
2.7文件25
2.8小結(jié)26
習(xí)題26
第3章計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)問題求解29
3.1計(jì)算思維29
3.2計(jì)算機(jī)問題求解32
3.3算法復(fù)雜度36
3.4計(jì)算機(jī)問題求解的核心方法38
3.5小結(jié)42
習(xí)題42
第二部分計(jì)算機(jī)科學(xué)篇
第4章遞歸494.1定義及應(yīng)用49
4.2遞歸與數(shù)學(xué)歸納法53
4.2.1最大子集問題53
4.2.2排序56
4.3動(dòng)態(tài)編程58
4.4小結(jié)60
習(xí)題60
第5章信息、信息表示及處理62
5.1信息論基礎(chǔ)62
5.2信息的數(shù)字化64
5.2.1數(shù)值的數(shù)字化65
5.2.2字符的數(shù)字化67
5.2.3聲音的數(shù)字化69
5.2.4圖像的數(shù)字化70
5.3數(shù)據(jù)壓縮71
5.3.1Huffman編碼72
5.3.2Python實(shí)現(xiàn)75
5.4信息加解密78
5.5小結(jié)87
習(xí)題87
第6章面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)89
6.1Python面向?qū)ο蠡A(chǔ)90
6.2一個(gè)實(shí)際的例子: 按揭貸款94
6.3數(shù)據(jù)的圖形化97
6.4小結(jié)102
習(xí)題102
第7章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)103
7.1概述103
7.2數(shù)字電路105
7.2.1邏輯門的建模與模擬106
7.2.2加法器110
7.2.3存儲(chǔ)電路113
7.3計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)115
7.4小結(jié)121
習(xí)題121
第8章圖靈機(jī)與圖靈測(cè)試123
8.1圖靈機(jī)123
8.2圖靈測(cè)試129
8.2.1正則表達(dá)式簡(jiǎn)介131
8.2.2簡(jiǎn)單圖靈測(cè)試程序133
8.3小結(jié)138
習(xí)題138
第三部分應(yīng)用篇
第9章模擬、概率與統(tǒng)計(jì)143
9.1隨機(jī)與概率143
9.2數(shù)據(jù)分布152
9.3正態(tài)分布與置信區(qū)間155
9.3.1均勻分布156
9.3.2指數(shù)分布156
9.3.3幾何分布156
9.3.4Benford分布158
9.4隨機(jī)數(shù)生成160
9.5小結(jié)170
習(xí)題170
第10章蒙特卡洛模擬方法172
10.1概述172
10.2初探——模擬賭局173
10.3計(jì)算π177
10.4游蕩的醉漢179
10.5高手贏面就大嗎188
10.6小結(jié)192
習(xí)題193
第11章數(shù)據(jù)分析概覽194
11.1概述194
11.2乳腺癌的診斷195
11.3小結(jié)204
習(xí)題204
第12章排隊(duì)問題205
12.1排隊(duì)論基礎(chǔ)205
12.2SimPy簡(jiǎn)介207
12.3需要多少小便斗216
12.4小結(jié)222
習(xí)題223
第1章圖像處理基礎(chǔ)1
1.1位圖與矢量圖1
1.1.1位圖1
1.1.2矢量圖2
1.2分辨率2
1.3顏色模式3
1.4常用文件的存儲(chǔ)格式6
1.5轉(zhuǎn)換圖像文件格式實(shí)例8
第2章Photoshop基本操作10
2.1熟悉工作區(qū)10
2.2圖像處理基本工作流程13
2.2.1創(chuàng)建新圖像文件 13
2.2.2存儲(chǔ)圖像文件14
2.2.3打開和關(guān)閉文件15
2.2.4顏色的設(shè)置16
2.2.5填充顏色18
2.2.6使用標(biāo)尺、網(wǎng)格與參考線19
2.2.7圖像編輯的基本操作21
2.3改變圖像大小操作實(shí)例24
第3章選區(qū)的使用27
3.1創(chuàng)建選區(qū)27
3.1.1創(chuàng)建規(guī)則選區(qū)27
3.1.2創(chuàng)建不規(guī)則選區(qū)29
3.1.3智能化的選取工具30
3.2編輯選區(qū)32
3.2.1移動(dòng)選區(qū)33
3.2.2反向選區(qū)33
3.2.3取消選區(qū)33
3.2.4再次選擇剛剛選取的選區(qū)33
3.2.5變換選區(qū)33
3.2.6增加選區(qū)33
3.2.7減少選區(qū)34
3.2.8修改選區(qū)34
3.2.9羽化選區(qū)35
3.2.10選區(qū)描邊35
3.2.11存儲(chǔ)與載入選區(qū)35
3.2.12復(fù)制、剪切、移動(dòng)和粘貼選區(qū)的內(nèi)容35
3.3繪制一個(gè)太極圖圖標(biāo)36
第4章圖像的繪制與修飾40
4.1繪制圖像40
4.1.1畫筆工具40
4.1.2鉛筆工具42
4.1.3顏色替換工具42
4.1.4擦除工具43
4.2修飾工具44
4.2.1修復(fù)畫筆工具組44
4.2.2圖章工具組47
4.2.3模糊工具組48
4.2.4歷史記錄畫筆工具組49
4.3繪制花紋圖案50
第5章色彩的調(diào)整53
5.1使用調(diào)整工具53
5.2色彩調(diào)整的基本方法54
5.2.1去色54
5.2.2反相54
5.2.3閾值55
5.2.4色調(diào)分離56
5.2.5色調(diào)均化56
5.2.6自動(dòng)色調(diào)56
5.2.7自動(dòng)對(duì)比度56
5.2.8自動(dòng)顏色57
5.3色彩調(diào)整的中級(jí)方法57
5.3.1亮度/對(duì)比度57
5.3.2色彩平衡57
5.3.3替換顏色58
5.3.4照片濾鏡59
5.3.5通道混合器60
5.4色彩調(diào)整的高級(jí)方法61
5.4.1色階61
5.4.2曲線62
5.4.3色相/飽和度64
5.4.4漸變映射65
5.4.5可選顏色66
5.4.6匹配顏色66
5.5照片白天變黑夜67
第6章圖層的應(yīng)用72
6.1圖層的基礎(chǔ)知識(shí)72
6.1.1圖層面板和菜單72
6.1.2圖層的類型73
6.2圖層的編輯74
6.2.1新建、復(fù)制、移動(dòng)和刪除圖層74
6.2.2圖層的鏈接、對(duì)齊、合并74
6.2.3圖層的變換75
6.2.4圖層的編組75
6.2.5調(diào)整圖層的不透明度76
6.3圖層的混合模式76
6.4圖層樣式80
6.4.1圖層樣式命令80
6.4.2圖層樣式效果80
6.5填充圖層和調(diào)整圖層87
6.5.1填充圖層87
6.5.2調(diào)整圖層 87
6.5.3編輯圖層內(nèi)容88
6.6制作水晶按鈕88
第7章蒙版和通道91
7.1蒙版的創(chuàng)建與基本操作91
7.1.1蒙版及類型91
7.1.2快速蒙版91
7.1.3蒙版面板93
7.1.4圖層蒙版94
7.1.5矢量蒙版95
7.1.6剪貼蒙版96
7.2通道及其基本操作96
7.2.1通道及類型96
7.2.2通道的基本操作 97
7.2.3專色通道的使用99
7.2.4通道運(yùn)算100
7.3使用“貼入”命令創(chuàng)建日落風(fēng)光101
7.4使用“矢量蒙版”命令創(chuàng)建春色滿園102
7.5用通道作為選區(qū)載入的技術(shù)制作黃花效果104
第8章文本編輯106
8.1輸入文字106
8.1.1輸入橫排、直排文字106
8.1.2輸入段落文字107
8.1.3輸入蒙版文字107
8.2編輯文字108
8.2.1“字符”面板108
8.2.2“段落”面板108
8.2.3路徑文字109
8.3轉(zhuǎn)換文字109
8.3.1將文字轉(zhuǎn)換為路徑109
8.3.2將文字轉(zhuǎn)換為形狀110
8.3.3將文字層轉(zhuǎn)換為普通層110
8.4變形文字110
8.4.1通過“變換”菜單制作變形文字111
8.4.2利用預(yù)設(shè)的樣式制作變形文字111
8.5段落文字的創(chuàng)建和編輯實(shí)例112
第9章路徑和形狀的繪制115
9.1繪制路徑115
9.1.1鋼筆工具 115
9.1.2自由鋼筆工具116
9.1.3添加錨點(diǎn)工具117
9.1.4刪除錨點(diǎn)工具117
9.1.5轉(zhuǎn)換點(diǎn)工具117
9.2路徑的選擇和編輯117
9.2.1路徑選擇工具組118
9.2.2“路徑”面板118
9.2.3填充路徑119
9.2.4描邊路徑119
9.2.5路徑轉(zhuǎn)換為選區(qū)119
9.2.6選區(qū)轉(zhuǎn)換為路徑120
9.2.7路徑的變形121
9.2.8保存與輸出路徑121
9.3繪制形狀圖形122
9.3.1矩形工具122
9.3.2圓角矩形工具122
9.3.3橢圓工具123
9.3.4多邊形工具123
9.3.5直線工具124
9.3.6自定形狀工具124
9.4制作郵票125
第10章濾鏡的應(yīng)用128
10.1濾鏡128
10.1.1濾鏡的功能128
10.1.2濾鏡的分類128
10.1.3濾鏡的使用規(guī)則128
10.1.4濾鏡菜單129
10.2濾鏡庫129
10.3液化130
10.4常用濾鏡的應(yīng)用131
10.4.1風(fēng)格化131
10.4.2模糊132
10.4.3扭曲134
10.4.4銳化135
10.4.5像素化136
10.4.6渲染137
10.4.7雜色138
10.4.8畫筆描邊140
10.4.9視頻142
10.4.10素描142
10.4.11轉(zhuǎn)換為智能濾鏡144
10.4.12紋理144
10.4.13藝術(shù)效果145
10.4.14作品保護(hù)（Digimarc）147
10.5利用濾鏡制作水波147
第11章綜合案例150
11.1制作證件照150
11.2繪制手鐲153
11.3利用濾鏡制作放射文字158
附錄Photoshop CS6常用快捷鍵164
參考文獻(xiàn)168
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