本书从初学者的认知角度和学习特点出发，在内容组织编排、案例设计上秉持从易到难、从简到繁的编写理念，采取深入浅出的语言讲解计算机基础知识和操作技能。全书分为 7 章，包括计算机概论、初识网络、Python 程序设计入门、Python 计算生态和数据智能分析、图像处理 Photoshop、Web 前端网页设计、IT 新技术等内容。本书理论与实操相结合，既注重计算思维能力的培养，又兼顾应用需求，循序渐进地引导学生打开计算机科学之门。
本书适合作为普通高等院校计算机基础课程的教材，也可作为各类计算机应用人员的参考资料。

随着计算机技术和网络技术的飞速发展，计算机已经成为人们学习、工作、生活中的一个不可或缺的工具。因此，作为面向高校非计算机专业学生的公共必修课程，“大学计算机基础”课程有着非常重要的地位。
由于计算机教育的逐步低龄化和高校新生的计算机知识起点不断提升，激发了大学计算机基础课程改革需求，陆续从以往的 Windows+Off ice 工具使用教学演变为培养学生采用计算思维求解专业领域问题。在此背景下，本书在内容选取上，围绕着使用计算手段求解问题的思路，把以计算思维为导向的新一轮教学改革思想融入书中。编者力求把本书编写成以注重实操、快速入门为特色的大学计算机基础课程实用教材。
全书共 7 章，建议课程安排 60 ～ 80 学时。各章主要内容及建议学时分配为：
第1章？计算机概论（6 ～ 8 学时），简要介绍计算机的诞生和发展，冯氏计算机工作原理，计算机硬件知识，二进制转换和运算，文字、图像、声音等多媒体信息的数字化，软件的定义、分类和编程语言等基本概念。
第2章？初识网络（6 ～ 8 学时），主要介绍网络的组成、分类和拓扑结构，OSI 参考模型和 TCP/IP 体系结构，Internet 的联网方式，物理地址、IP 地址和域名的作用，搜索引擎的使用技巧，收发电子邮件和信息安全防护等知识。
第3章 Python 程序设计入门（14 ～ 18 学时），主要介绍 Python 的语法规则，数据的表示，基本 I/O 语句，程序控制结构，函数的运用和文件的读写等知识。
第4章 Python 计算生态和数据智能分析（8 ～ 12 学时），主要介绍 Python 模块、包和库的概念，turtle 库、random 库、time 库等标准库的使用，第三方库的获取和安装方法，PyInstaller、jieba、wordcloud、NumPy、Pandas 等第三方库的运用，以及数据处理、绘图和可视化、大数据应用等知识。
第5章？图像处理 Photoshop（8 ～ 10 学时），主要介绍 Photoshop 工具箱中各种工具的用途和使用方法，各种形状选区的建立和编辑，图像的绘制与色彩调整，滤镜的使用方法，图层、蒙版、通道与文字路径等相关知识。
第6章 Web 前端网页设计（14 ～ 20 学时），主要介绍网站和网页基础知识，HTML 常用标签，Dreamweaver 的使用，利用 CSS 样式美化网页，使用 DIV+CSS 布局网页，浮动布局等知识。
第7章 IT 新技术（4 学时），简要介绍并行计算、集群计算、云计算、量子计算等高性能计算模型的概念，以及大数据、物联网、人工智能、虚拟现实、区块链、元宇宙等 IT 新技术的发展及现状。
本书教学内容较多，如果教授所有章节，所需课时可能比学校计划课时要多，此种情况建议采用模块化教学。例如，可参照下表采取划分理工和文史两大类的分类教学方式：
   课程名称               授课内容
大学计算机（理工类） 计算机概论+初识网络+Python程序设计入门+Python计算生态和数据智能分析+IT新技术
大学计算机（文史类） 计算机概论+初识网络+图像处理Photoshop+Web前端网页设计+IT新技术
参与本书编写工作的都是从事计算机基础教育多年、一线教学经验丰富的高校老师。本书由武新章、姚怡任主编，石娟、劳眷任副主编。参与本书编写和审校工作的
还有陈大海、焦小焦、滕金芳、马钰华、王丽、李向华等。
本书配套指导书为《大学计算机实验指导与习题集》（第四版，劳眷、姚怡主编，中国铁道出版社有限公司出版）。
本书的编写得到了教育部产学合作协同育人项目（202101340010）和广西高等教育本科教学改革工程项目（2022JGA119）的支持。在编写过程中，编者参考了许多
文献和网站资料，在此一并向文献和资料的作者表示衷心感谢。
由于编者水平有限，且编写时间较为仓促，书中难免有疏漏和不足之处，恳请各位专家学者、广大读者不吝批评指正。
编者
2022年4月

第1章计算机概论1
1.1初识计算机1
1.1.1计算机从无到有1
1.1.2计算机的分类4
1.1.3计算机的应用5
1.2剖析冯·诺依曼结构6
1.2.1图灵机7
1.2.2冯·诺依曼结构7
1.3购机前要了解的硬件知识9
1.3.1主板和CPU10
1.3.2内存和外存的区别12
1.3.3I/O设备16
1.3.4总线和接口16
1.40和1的世界17
1.4.1二进制的计数单位17
1.4.2进制转换18
1.4.3用0和1表示数值21
1.4.4二进制运算法则22
1.5计算机存储文字24
1.5.1英文编码24
1.5.2中文编码25
1.5.3Unicode编码26
1.5.4文本编码27
1.5.5文字输出的字形码27
1.6多媒体信息数字化28
1.6.1图形图像的数字化28
1.6.2数字化音频30
1.6.3视频和动画32
1.7软件34
1.7.1指令34
1.7.2软件的分类35
1.7.3编程语言的发展历程36
1.7.4从编程到执行38
本章小结39
工匠精神39
第2章初识网络41
2.1网络41
2.1.1网络的组成41
2.1.2网络的分类44
2.1.3网络的拓扑结构45
2.1.4OSI参考模型46
2.1.5TCP/IP体系结构48
2.2连接互联网48
2.2.1Internet的来历48
2.2.2我国的互联网现状49
2.2.3ISP50
2.2.4上网的各种方式51
2.2.5Internet的应用52
2.3物理地址、IP地址和域名54
2.3.1计算机名和工作组54
2.3.2物理地址54
2.3.3IP地址55
2.3.4域名58
2.3.5物理地址、IP地址和域名的关系59
2.3.6统一资源定位符URL60
2.4信息搜索60
2.4.1搜索引擎61
2.4.2百度搜索62
2.4.3中英文献检索65
2.4.4手机信息检索66
2.5邮件69
2.5.1邮箱的申请和设置69
2.5.2收发邮件69
2.5.3邮件工作原理71
2.5.4邮件礼仪71
2.6信息安全72
2.6.1造成信息不安全的因素72
2.6.2信息安全防护技术74
2.6.3数据加密技术75
2.6.4网络道德与规范76
本章小结77
工匠精神77
第3章Python程序设计入门79
3.1Python语言简介79
3.1.1安装Python80
3.1.2Helloworld程序80
3.1.3Python的开发环境81
3.1.4Python基础语法与编码风格83
3.1.5用turtle模块画图85
3.2程序中数据的表示87
3.2.1常量和变量87
3.2.2整型、浮点型和布尔型89
3.2.3字符串型（str）90
3.2.4列表（list）93
3.2.5元组（tuple）95
3.2.6字典（dict）96
3.2.7集合（set）97
3.3基本I/O语句98
3.3.1输入函数input()98
3.3.2．输出函数print()99
3.3.3eval()函数99
3.3.4格式符%的使用100
3.3.5format()的使用100
3.4Python程序控制结构102
3.4.1选择结构102
3.4.2循环结构106
3.4.3break、continue、else和pass语句109
3.4.4异常处理try...except语句111
3.5函数112
3.5.1函数声明和调用112
3.5.2参数的传递114
3.5.3变量的作用域118
3.5.4递归函数120
3.6文件121
3.6.1文件操作121
3.6.2文件的打开和关闭122
3.6.3读写文件123
本章小结125
工匠精神125
第4章Python计算生态和数据智能分析127
4.1Python模块、包和库127
4.1.1模块、包和库的关系128
4.1.2进一步学习turtle库129
4.1.3random库与随机数131
4.1.4time库与程序计时131
4.2Python第三方库的获取和安装132
4.2.1PyInstaller库与程序打包133
4.2.2jieba库与中文分词134
4.2.3利用wordcloud库智能生成词云136
4.3Python数据智能分析137
4.3.1在NumPy库中加载数据集137
4.3.2Pandas入门139
4.3.3数据加载、存储与文件格式146
4.3.4绘图和可视化149
4.3.5数据聚类实例——鸢尾花分类151
4.3.6机器学习库Sklearn156
本章小结160
工匠精神160
第5章图像处理Photoshop162
5.1Photoshop的工作界面162
5.1.1认识Photoshop162
5.1.2工作界面设置164
5.2工具箱的使用164
5.2.1选区工具165
5.2.2常用工具一165
5.2.3常用工具二166
5.2.4路径的运用——制作禁烟标志167
5.3图层170
5.3.1图层的概念170
5.3.2图层的类型170
5.3.3图层面板171
5.3.4实例——梦幻骏马图172
5.3.5实例——你的眼睛有星空173
5.4色彩和色调175
5.4.1色彩调整175
5.4.2色调调整178
5.4.3其他调整工具179
5.4.4实例——新照片变老照片180
5.5蒙版182
5.5.1蒙版的概念182
5.5.2蒙版的类型182
5.5.3蒙版面板182
5.5.4实例——灯泡鱼效果185
5.6通道187
5.6.1通道的概念187
5.6.2通道的类型187
5.6.3通道面板188
5.6.4实例——美肤效果188
5.6.5实例——硝烟中的变形金刚192
5.7综合实例——“飞扬的青春”宣传海报197
本章小结199
工匠精神199
第6章Web前端网页设计202
6.1初识网页设计202
6.1.1网站和网页基础知识202
6.1.2网站设计的原则205
6.1.3Dreamweaver的工作界面206
6.1.4HTML初体验209
6.1.5建立一个站点211
6.2HTML语言的常用标签212
6.2.1标签212
6.2.2标签213
6.2.3标签214
6.2.4标签215
6.2.5标签和转义字符216
6.3表格和表单217
6.3.1标签217
6.3.2利用表格布局创建网页218
6.3.3移动端网页的制作222
6.3.4表单的创建与编辑225
6.3.5进一步了解表单标签227
6.4用CSS样式美化网页228
6.4.1CSS样式概述228
6.4.2应用CSS样式到网页中230
6.4.3CSS常用属性232
6.5DIV+CSS网页布局235
6.5.1什么是盒模型236
6.5.2使用DIV+CSS布局网页236
6.5.3CSS的浮动241
本章小结246
工匠精神246
第7章IT新技术248
7.1高性能计算248
7.1.1并行计算249
7.1.2集群计算251
7.1.3云计算252
7.1.4量子计算253
7.2大数据254
7.2.1大数据的概念254
7.2.2大数据的应用场景255
7.3物联网256
7.3.1物联网和互联网256
7.3.2边缘计算赋能物联网257
7.3.3未来物联网257
7.4人工智能258
7.4.1人工智能的发展258
7.4.2人工智能未来展望259
7.5虚拟现实260
7.5.1虚拟现实的概念260
7.5.2虚拟现实的应用261
7.5.3虚拟现实的前景263
7.6区块链263
7.6.1区块链的起源264
7.6.2区块链定义264
7.6.3区块链类型264
7.6.4区块链特征265
7.6.5区块链架构模型265
7.6.6区块链核心技术266
7.6.7区块链应用266
7.7元宇宙267
7.7.1元宇宙的起源268
7.7.2元宇宙定义268
7.7.3元宇宙特征269
7.7.4元宇宙核心技术269
7.7.5元宇宙应用场景270
本章小结271
工匠精神271
参考文献

武新章，博士，教授，广西大学计算机与电子信息学院院长，人工智能研究院院长，高性能电机和智能装备研究中心主任，国家引进海外高层次人才，被聘为广西大学君武学者A岗，研究方向为电磁理论、多场耦合计算和电磁器件集成优化设计，在大功率高速电机集成设计和分析、电机及系统热分析和热管理、多电飞机电作动系统等方面的研究成果达到国际一流水平。

姚怡，博士，副教授，广西大学计算机与电子信息学院公共基础教学部主任，主要研究方向为计算机应用教育，主讲计算机基础、C语言程序设计，Access数据库教程，有20多年的教育经历主要研究方向为计算机应用教育、多媒体应用技术，在我社出版教材《多媒体技术应用基础》获得十一五国规教材，销量很好。

①注重创新思维、计算思维的培养。
②配有先修慕课课程（中英文双语版），旨在建设新形态教材，通过扫描二维码可以观看重要知识点的教学视频。
③针对刚入校学生信息化水平的不同层次，结合分级教学模式而编写，符合多数院校的大学计算机课程的教学现状。
④案例丰富，详细的讲解，通俗易懂。