第 1章 什么是計算思維？

1．1 趣味故事“用小白鼠檢驗毒水瓶”？

1．2 什么是計算思維？

1．2．1 二進(jìn)制思維

1．2．2 二分法-人類普遍應(yīng)用的思維

1．2．3 過程化與符號變換思維

1．2．4 計算思維的概念

1．3* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：計算思維的價值在哪里？

1．3．1 0和1及其特性

1．3．2 偶校驗：判斷數(shù)據(jù)傳輸有無錯誤

1．3．3 類比小白鼠問題判斷哪一位出錯

1．4 基礎(chǔ)知識：進(jìn)位制及其相互轉(zhuǎn)換

1．4．1 二進(jìn)制、十進(jìn)制與r進(jìn)制

1．4．2 進(jìn)位制之間的相互轉(zhuǎn)換

1．5 計算之樹-大學(xué)計算思維教育空間

1．6 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)計算思維？

1．6．1 為什么：設(shè)計、構(gòu)造和應(yīng)用典型的計算工具是重要創(chuàng)新，需要計算思維

1．6．2 怎樣學(xué)：了解認(rèn)知學(xué)習(xí)的不同深度

1．6．3 怎樣學(xué)：對比-聯(lián)想式學(xué)習(xí)方法

第 2章 計算思維基礎(chǔ)：0和1與 邏輯

2．1 用0和1表示萬事萬物

2．1．1 用0和1進(jìn)行編碼

2．1．2 用0和1表示英文字母與符號

2．1．3 用0和1表示中文文字

2．1．4 用0和1表示圖像

2．1．5習(xí)與練：識別0 1串表示的語義

2．1．6 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：用0和1表示萬事萬物

2．2 用0和1 與 邏輯表達(dá)計算

2．2．1 基本邏輯運算：與、或、非、異或

2．2．2 基于0和1表達(dá)的邏輯運算

2．2．3 習(xí)與練：應(yīng)用邏輯運算表達(dá)復(fù)雜計算關(guān)系

2．3 用0和1 與 邏輯實現(xiàn)自動化

2．3．1 用開關(guān)性元件實現(xiàn)基本邏輯運算

2．3．2 用另一種符號表達(dá)邏輯運算

2．3．3 習(xí)與練：應(yīng)用邏輯運算識認(rèn)電子電路

2．4 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

2．4．1 為什么：符號化-計算化-自動化思維是計算機(jī)最本質(zhì)的思維模式

2．4．2 怎樣學(xué)：習(xí)練式學(xué)習(xí)方法

第3章 計算思維基礎(chǔ)：0和1與機(jī)器程序

3．1 如何讓機(jī)器自動計算一個多項式？

3．2 用0和1表達(dá)機(jī)器中的數(shù)據(jù)：機(jī)器數(shù)

3．2．1 機(jī)器存儲數(shù)據(jù)的一些限制

3．2．2有符號數(shù)及符號的表達(dá)

3．2．3 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：小數(shù)點的表達(dá)

3．2．4 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：減法是可以用加法實現(xiàn)的

3．3 用0和1表達(dá)機(jī)器能夠完成的動作（指令）：一種形式的編碼

3．3．1 機(jī)器指令的概念與作用

3．3．2 習(xí)與練：在一段程序中識別指令

3．4 用0和1表達(dá)機(jī)器程序

3．4．1 習(xí)與練：讀一讀機(jī)器程序

3．4．2 習(xí)與練：改一改機(jī)器程序

3．5 基礎(chǔ)知識：機(jī)器語言、匯編語言與高級語言

3．6 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

3．6．1 為什么：數(shù)據(jù)、指令和程序是計算思維最基本的內(nèi)容

3．6．2 怎樣學(xué)：體驗式學(xué)習(xí)方法

第4章 機(jī)器程序的執(zhí)行

4．1 機(jī)器數(shù)據(jù)和機(jī)器程序的保存與讀寫：存儲器

4．1．1 存儲單元：存儲地址與存儲內(nèi)容之區(qū)分

4．1．2 習(xí)與練：讀一讀存儲器中的程序與數(shù)據(jù)

4．2 從概念層面理解機(jī)器程序的執(zhí)行

4．3 從內(nèi)部結(jié)構(gòu)層面理解機(jī)器程序的執(zhí)行

4．3．1 運算器：實現(xiàn)基本運算的部件

4．3．2 控制器：機(jī)器程序的解讀與執(zhí)行部件

4．3．3 一臺完整的計算機(jī)

4．3．4 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：信號傳遞次序的控制-時鐘與節(jié)拍

4．4 從動態(tài)執(zhí)行過程層面理解機(jī)器程序的執(zhí)行

4．4．1 機(jī)器指令的執(zhí)行：取指令與執(zhí)行指令

4．4．2 習(xí)與練：場景中模擬機(jī)器程序的執(zhí)行

4．4．3 習(xí)與練：場景中模擬機(jī)器程序的執(zhí)行

4．5 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

4．5．1 為什么：學(xué)習(xí)計算機(jī)首先要理解機(jī)器程序是如何被執(zhí)行的

4．5．2 怎樣學(xué)：場景理解式學(xué)習(xí)方法

第5章 程序構(gòu)造是一種計算思維

5．1 表達(dá)程序的一種簡單方法：數(shù)值與運算組合式

5．1．1 一種簡單的語言：運算組合式

5．1．2 習(xí)與練：用“運算組合式”進(jìn)行組合構(gòu)造訓(xùn)練

5．2 程序構(gòu)造基本：命名計算對象

5．2．1 計算對象的命名、再構(gòu)造與計算執(zhí)行

5．2．2 習(xí)與練：計算對象的命名、再構(gòu)造與計算執(zhí)行

5．3 程序構(gòu)造基本：定義新運算 新過程

5．3．1 定義新運算符—即新的運算(或新的過程)

5．3．2 習(xí)與練：新運算符的定義、使用與計算執(zhí)行

5．3．3 運算組合式的兩種計算模式

5．4* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：復(fù)雜程序的構(gòu)造

5．4．1 運算組合式中條件的表達(dá)方法

5．4．2 習(xí)與練：用條件運算組合式構(gòu)造復(fù)雜的程序

5．5 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

5．5．1 為什么：程序是體現(xiàn)計算系統(tǒng)千變?nèi)f化功能的表達(dá)手段

5．5．2 怎樣學(xué)：練中學(xué)與學(xué)中練

第6章 程序的基本構(gòu)造手段：遞歸與迭代

6．1 一些需要遞歸表達(dá)的示例

6．2 計算中的遞推式與遞歸函數(shù)

6．2．1 遞推式與遞歸函數(shù)的概念

6．2．2 習(xí)與練：體驗遞歸函數(shù)的構(gòu)造魅力

6．3 體驗兩種不同遞歸函數(shù)的魅力

6．3．1 習(xí)與練：體驗兩種遞歸函數(shù)的計算過程

6．3．2 兩種遞歸函數(shù)的計算過程分析

6．4 習(xí)與練：遞歸與迭代的運用

6．4．1 語言語法要素的遞歸定義及運用

6．4．2 漢諾塔—一種似乎只能用遞歸求解的問題

6．5* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：遞歸程序的執(zhí)行過程

6．5．1實現(xiàn)階乘運算的遞歸程序和迭代程序執(zhí)行過程比較

6．5．2 實現(xiàn)斐波那契數(shù)列的遞歸程序和迭代程序執(zhí)行過程比較

6．6 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

6．6．1 為什么：遞歸和迭代是表達(dá)機(jī)器重復(fù)執(zhí)行動作的基本方法

6．6．2 怎樣學(xué)：模擬式學(xué)習(xí)方法

第7章 程序編寫：計算思維與計算機(jī)語言

7．1 一個高級語言程序設(shè)計的示例及分析

7．2 高級語言程序的基本要素

7．2．1 常量、變量與賦值語句

7．2．2 算術(shù)表達(dá)式、比較表達(dá)式與邏輯表達(dá)式

7．2．3 分支結(jié)構(gòu)控制語句IF

7．2．4 有界循環(huán)結(jié)構(gòu)控制語句FOR

7．2．5 條件循環(huán)結(jié)構(gòu)控制語句DO WHILE

7．2．6 函數(shù)結(jié)構(gòu)語句

7．2．7 系統(tǒng)函數(shù)及其調(diào)用

7．2．8 幾種計算機(jī)語言的程序基本要素書寫規(guī)范比較

7．3 習(xí)與練：用高級語言編寫程序

7．3．1 基本表達(dá)式及賦值語句的書寫練習(xí)

7．3．2 基本程序控制語句的書寫練習(xí)

7．3．3 啤酒瓶問題求解的程序設(shè)計

7．3．4 差分計算多項式的程序設(shè)計：迭代法

7．3．5 閱讀并模擬執(zhí)行高級語言程序

7．4 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

7．4．1 為什么：計算機(jī)語言是人與機(jī)器交流的工具

7．4．2 怎樣學(xué)：編程序與讀程序

第8章 理解復(fù)雜計算環(huán)境：計算思維與管理

8．1基本的計算環(huán)境：存儲體系

8．1．1 不同類型的存儲器？

8．1．2 不同類型的存儲器需組合使用，實現(xiàn)性能-價格的優(yōu)化

8．1．3 現(xiàn)代計算機(jī)的基本計算環(huán)境

8．2 計算環(huán)境的管理者：操作系統(tǒng)

8．2．1 操作系統(tǒng)的作用

8．2．2 “分工-合作-協(xié)同”思維理解操作系統(tǒng)

8．3 習(xí)與練：存儲資源的化整為零與還零為整

8．3．1 一個化整為零的示例

8．3．2 磁盤與文件管理

8．3．3 進(jìn)一步理解化整為零與還零為整

8．4* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：現(xiàn)代計算機(jī)的演進(jìn)與發(fā)展

8．4．1 了解操作系統(tǒng)管理CPU的方式

8．4．2 現(xiàn)代計算機(jī)的演進(jìn)與發(fā)展

8．5 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

8．5．1為什么：由理解“計算資源的管理”到理解“社會資源的管理”

8．5．2怎樣學(xué)：化復(fù)雜為簡單

第9章 問題求解策略與算法表達(dá)：計算思維與算法

9．1 問題求解與算法：兩個問題的引出

9．2 算法及其基本表達(dá)方法

9．2．1 一種問題求解思維及算法的概念

9．2．2 類自然語言表達(dá)法

9．2．3 算法流程圖（程序流程圖）

9．2．4 偽代碼表達(dá)法（更高要求）

9．2．5 習(xí)與練：基本算法的表達(dá)

9．3 問題求解策略：遍歷策略與貪心策略

9．3．1 遍歷策略

9．3．2 貪心策略

9．3．3 習(xí)與練：遍歷策略求解背包問題與TSP問題

9．3．4 習(xí)與練：貪心策略求解背包問題與TSP問題

9．4* 習(xí)與練：問題求解策略與算法表達(dá)

9．4．1 TSP問題求解的算法表達(dá)

9．4．2 背包問題求解的算法表達(dá)

9．5 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

9．5．1為什么：所有的計算問題都體現(xiàn)為算法

9．5．2怎樣學(xué)：閱讀算法、表達(dá)算法與構(gòu)造算法

第 10章 數(shù)據(jù)管理思維也是一種計算思維

10．1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理

10．2 數(shù)據(jù)的基本形態(tài)：表與關(guān)系

10．2．1 熟悉“表”及其相關(guān)的術(shù)語

10．2．2 習(xí)與練：深入理解“表 關(guān)系”的特性

10．3 數(shù)據(jù)表的基本操作：關(guān)系操作

10．3．1 熟悉“表”的基本操作：關(guān)系操作

10．3．2 習(xí)與練：用關(guān)系操作及其組合操縱數(shù)據(jù)

10．4* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：關(guān)系及關(guān)系代數(shù)

10．4．1 關(guān)系：“表”的數(shù)學(xué)定義

10．4．2 關(guān)系代數(shù)：“表”操作的數(shù)學(xué)定義

10．5 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

10．5．1為什么：數(shù)據(jù)管理需要抽象、理論和設(shè)計

10．5．2怎樣學(xué)：理解-區(qū)分-命名-表達(dá)

第 11章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫語言

11．1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

11．1．1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

11．1．2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本思維模式

11．2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL

11．2．1 由關(guān)系模型初步認(rèn)識SQL

11．2．2 SQL語言總體概覽

11．2．3 熟悉建立數(shù)據(jù)庫的SQL語句

11．2．4 習(xí)與練：利用SQL語言建立數(shù)據(jù)庫

11．3 習(xí)與練：用SQL語言進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢

11．3．1 熟悉SELECT-FROM-WHERE-ORDER BY語句

11．3．2 習(xí)與練：用SELECT-FROM-WHERE-ORDER BY進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢

11．4 習(xí)與練：用SQL語言進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算

11．4．1 熟悉SELECT-FROM-WHERE-GROUP BY語句

11．4．2 習(xí)與練：用SELECT-FROM-WHERE-GROUP BY語句進(jìn)行統(tǒng)計計算

11．5* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：用SQL語言進(jìn)行復(fù)雜查詢

11．5．1 熟悉子查詢

11．5．2 利用子查詢進(jìn)行復(fù)雜查詢

11．6* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能

11．7 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

11．7．1為什么：數(shù)據(jù)管理首先要能操縱“表”

11．7．2怎樣學(xué)：案例式學(xué)習(xí)

第 12章 數(shù)據(jù)與社會：數(shù)據(jù)也是生產(chǎn)力

12．1 什么是大數(shù)據(jù)

12．2 數(shù)據(jù)分析示例：多維數(shù)據(jù)分析

12．2．1 一個例子：超市數(shù)據(jù)庫

12．2．2 熟悉最基本的數(shù)據(jù)分析方法—二維交叉表

12．2．3 由二維數(shù)據(jù)分析發(fā)展為多維數(shù)據(jù)分析

12．3 數(shù)據(jù)挖掘示例：“炒股不看股盤看微博”

12．3．1 啤酒與尿布的故事

12．3．2 理解一些基本概念

12．3．3 由事務(wù)數(shù)據(jù)庫挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則---數(shù)據(jù)挖掘示例

12．3．4 還能挖掘什么樣的規(guī)則？

12．3．5 還能從哪些形式數(shù)據(jù)中挖掘？

12．4 大數(shù)據(jù)與社會

12．4．1 大數(shù)據(jù)運用的一個例子

12．4．2 大數(shù)據(jù)價值發(fā)現(xiàn)：不一樣的思維

12．4．3 大數(shù)據(jù)的隱私問題

12．5* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：大數(shù)據(jù)的管理

12．5．1 大數(shù)據(jù)管理：由結(jié)構(gòu)化到非結(jié)構(gòu)化

12．5．2 各種資源聚集成庫

12．6 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

12．6．1 為什么：大數(shù)據(jù)改變了人的觀念，不可能的也許就是可能

12．6．2 怎樣學(xué)習(xí)：思維上要浮想聯(lián)翩，技術(shù)上要不求甚解

第 13章 網(wǎng)絡(luò)化社會基礎(chǔ)：計算機(jī)網(wǎng)路

13．1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-社會互聯(lián)的基礎(chǔ)

13．1．1 通訊基礎(chǔ)

13．1．2 協(xié)議、分層與不同的編解碼器

13．1．3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

13．2 對比郵政網(wǎng)絡(luò)，理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

13．2．1 解剖郵政網(wǎng)絡(luò)

13．2．2 對比郵政網(wǎng)絡(luò)，理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的有關(guān)層次及概念

13．3* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：TCP IP不同層次協(xié)議的簡要解析

13．3．1 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(IP層)---對應(yīng)收發(fā)郵局層

13．3．2 應(yīng)用層協(xié)議---對應(yīng)發(fā)件人 收件人層

13．3．3 傳輸層協(xié)議---對應(yīng)聚集點 分送點層

13．3．4 數(shù)據(jù)鏈路層---對應(yīng)發(fā)送站點 接收站點層

13．3．5 物理層---對應(yīng)運輸層

13．4 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

13．4．1 為什么：互聯(lián)互通是信息社會的高級階段

13．4．2 怎樣學(xué)習(xí)：類比分析式學(xué)習(xí)法

第 14章 信息網(wǎng)絡(luò)：信息組織與信息傳播的基本思維

14．1 機(jī)器成為信息的新載體，互聯(lián)網(wǎng)成為信息傳播的新手段

14．2 標(biāo)記語言：信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的基礎(chǔ)

14．2．1 熟悉信息網(wǎng)絡(luò)中一種廣泛應(yīng)用的語言：標(biāo)記語言

14．2．2 萬維網(wǎng)（World Wide Web）的基本思維

14．3 無限資源庫的發(fā)掘和利用

14．3．1 網(wǎng)絡(luò)自動搜索--搜索引擎

14．3．2 互聯(lián)網(wǎng)半 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理：XML

14．3．3* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：半 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（文檔）的查找與搜索

14．3．4* 擴(kuò)展學(xué)習(xí)：互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁排序的基本思維：PageRank

14．4 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

14．4．1 為什么：互聯(lián)網(wǎng)的智能化基礎(chǔ)

14．4．2 怎樣學(xué)習(xí)：內(nèi)容驅(qū)動的技術(shù)學(xué)習(xí)

第 15章 網(wǎng)絡(luò)與社會：互聯(lián)的世界

15．1 互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新思維

15．1．1 大眾產(chǎn)生內(nèi)容，大眾創(chuàng)造價值

15．1．2 大眾開發(fā)軟件，大眾消費軟件，大眾創(chuàng)造價值

15．1．3 由購買轉(zhuǎn)為租用，由銷售轉(zhuǎn)為出租：“云計算 云服務(wù)”

15．2 “互聯(lián)網(wǎng)+”的創(chuàng)新思維

15．2．1 什么是“互聯(lián)網(wǎng)+”

15．2．2 基于物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品全生命期服務(wù)：不賣產(chǎn)品賣服務(wù)

15．2．3 萬般皆服務(wù)與共享經(jīng)濟(jì)

15．2．4 智慧地球與國家人工智能規(guī)劃

15．3 網(wǎng)絡(luò)化與社會：問題與挑戰(zhàn)

15．4 為什么要學(xué)習(xí)和怎樣學(xué)習(xí)本章內(nèi)容

15．4．1 為什么：自動化-網(wǎng)絡(luò)化-智能化是發(fā)展趨勢

15．4．2 怎樣學(xué)習(xí)：“不怕做不到，只怕想不到”

第 16章 機(jī)器學(xué)習(xí)：使機(jī)器具有智能

16．1 初識機(jī)器學(xué)習(xí)

16．2 機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)概念

16．2．1 樣本

16．2．2 模型

16．2．3 訓(xùn)練

16．2．4 測試

16．3 機(jī)器學(xué)習(xí)的一般過程

16．3．1機(jī)器學(xué)習(xí)問題的定義

16．3．2 機(jī)器學(xué)習(xí)模型的選擇

16．3．3 特征提取與特征選擇

16．3．4 調(diào)試和開發(fā)（調(diào)優(yōu)）

16．4 統(tǒng)計機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)

16．4．1 統(tǒng)計機(jī)器學(xué)習(xí)：基于統(tǒng)計信息的特征表示

16．4．2 統(tǒng)計機(jī)器學(xué)習(xí)：基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計的機(jī)器學(xué)習(xí)

16．4．3 深度學(xué)習(xí)：基于自動學(xué)習(xí)的特征表示

16．4．4 深度學(xué)習(xí)：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)

16．5 機(jī)器學(xué)習(xí)與智能

16．5．1 機(jī)器學(xué)習(xí)的“過人之處”

16．5．2 機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用場景及案例

第 17章 人工智能

17．1 什么是人工智能？

17．2 人工智能的流派

17．2．1 符號主義

17．2．2 連接主義

17．2．3 行為主義

17．3 人工智能的研究方向

17．3．1 搜索

17．3．2 專家系統(tǒng)

17．3．3 計算機(jī)視覺

17．3．4 語音識別

17．3．5 自然語言處理

17．3．6 多智能體

17．4 人工智能+X

17．4．1 智慧城市

17．4．2智慧農(nóng)業(yè)

17．4．3智慧交通

17．4．4智慧醫(yī)療