前言
大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程（第2版）人成功融入社會(huì)所必備的思維能力與其所處時(shí)代能夠獲得的工具有關(guān)。計(jì)算機(jī)是信息社會(huì)的必備工具之一。2006年，美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家Jeannette M. Wing正式提出計(jì)算思維的概念和體系，該理論被認(rèn)為是近十幾年來(lái)產(chǎn)生的最具有基礎(chǔ)性、長(zhǎng)期性的學(xué)術(shù)思想。計(jì)算思維是指自覺(jué)運(yùn)用計(jì)算科學(xué)的基本概念和計(jì)算技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的思維，包括一系列廣泛的計(jì)算機(jī)科學(xué)的思維工具。未來(lái)不論是計(jì)算機(jī)科學(xué)家、專業(yè)人士，還是每個(gè)普通人，必須學(xué)會(huì)運(yùn)用計(jì)算思維解決工作和生活中遇到的問(wèn)題。因此，信息社會(huì)的發(fā)展和人類對(duì)計(jì)算思維的呼喚對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育提出新的要求。
“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”作為本科教育的第一門計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程，為了更好地完成培養(yǎng)計(jì)算思維“第一課”的重任，必須對(duì)教學(xué)定位、內(nèi)容、方法、資源等進(jìn)行全面的改革。這種改革不應(yīng)滿足于對(duì)原有體系的補(bǔ)充和完善，而應(yīng)通過(guò)系統(tǒng)規(guī)劃課程目標(biāo)、凝練教學(xué)內(nèi)容、探索新型教學(xué)方法和手段來(lái)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的“知識(shí)輸出”到“能力導(dǎo)向”的課程轉(zhuǎn)型。教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)于2016年出臺(tái)了《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》，指出了繼續(xù)深化改革的必要性，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了能力建設(shè)，全國(guó)高校都應(yīng)以此為風(fēng)向標(biāo)調(diào)整改進(jìn)本校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育策略。
本書正是在這樣的號(hào)召下全新改版，是與李暾等編寫的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（第3版）》相配套的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材�！洞髮W(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（第3版）》以計(jì)算思維為主線，串聯(lián)編排相關(guān)知識(shí)模塊，針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生掌握利用計(jì)算思維解決具有一定規(guī)模問(wèn)題的能力。本書緊扣“問(wèn)題求解”的目標(biāo)，與主教材的各知識(shí)模塊密切配合，設(shè)計(jì)了環(huán)環(huán)相扣的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，由淺入深地將計(jì)算思維培養(yǎng)落到實(shí)處，既注重方法、意識(shí)和能力的養(yǎng)成指導(dǎo)，又兼顧工具、語(yǔ)言和環(huán)境等實(shí)際動(dòng)手技能的基礎(chǔ)訓(xùn)練。同時(shí)，本書在內(nèi)容編排上特色鮮明、自成體系、零門檻要求。因此，除了與主教材配套使用外，也可單獨(dú)作為各類高校不同層次、不同專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)課程的教材，更是計(jì)算機(jī)初學(xué)者自學(xué)的理想?yún)⒖紩?/p>
“授之以魚不如授之以漁”，這是本書改版的初衷。盡管目的仍然是為選用教材的學(xué)生和教師更好地服務(wù)，但應(yīng)用目標(biāo)已從過(guò)去面面俱到地傳授技能，轉(zhuǎn)型為步步為營(yíng)地引導(dǎo)學(xué)生建立基本的信息意識(shí)和素養(yǎng)，掌握一些利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的方法，并能據(jù)此舉一反三、拓展思路，逐步構(gòu)建起敢于面對(duì)新問(wèn)題的信心。本書采取“問(wèn)題引導(dǎo)”“知識(shí)植入”“增量設(shè)計(jì)”的寫作思路，將求解一個(gè)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的過(guò)程拆解為多個(gè)進(jìn)階的步驟，在一步步接近任務(wù)目標(biāo)的進(jìn)程中，適時(shí)植入需要了解的技術(shù)背景、工具軟件、運(yùn)用技巧等實(shí)驗(yàn)得以展開的、必備的基礎(chǔ)知識(shí)和軟件技能。學(xué)生在跟隨閱讀這些解題步驟的過(guò)程中會(huì)實(shí)際動(dòng)手經(jīng)歷一些“實(shí)驗(yàn)關(guān)卡”，仿佛進(jìn)入一個(gè)需要通關(guān)的游戲，打通最后一個(gè)關(guān)卡，問(wèn)題才能完美解決。這樣的設(shè)計(jì)十分契合現(xiàn)代大學(xué)生接觸計(jì)算機(jī)的成長(zhǎng)經(jīng)歷，能有效激發(fā)學(xué)生的興趣和斗志。這個(gè)過(guò)程雖然不可能覆蓋所有技能點(diǎn)的訓(xùn)練，但重點(diǎn)放在了分析問(wèn)題的思路、求解問(wèn)題的方法、知識(shí)遷移的能力上。作者試圖引導(dǎo)學(xué)生得到這樣的體會(huì)： 在本書的引導(dǎo)下完成了一個(gè)個(gè)設(shè)定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用任務(wù)，建立未來(lái)利用計(jì)算機(jī)和計(jì)算思維去獨(dú)立完成更多、更復(fù)雜任務(wù)的意識(shí)和信心。
本書共分11章，每章既相對(duì)獨(dú)立又有內(nèi)在關(guān)聯(lián)，主題任務(wù)都有明確的知識(shí)目標(biāo)和能力考查點(diǎn)，大量通過(guò)程序的視角輔助學(xué)生深入理解信息表示、計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)值與非數(shù)值計(jì)算等計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)，并穿插了主流軟件工具的應(yīng)用以兼顧傳統(tǒng)的軟件技能訓(xùn)練。這樣編排不僅可以大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔導(dǎo)的效率，而且便于教師根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要進(jìn)行靈活的實(shí)驗(yàn)組合或裁剪，也便于學(xué)生根據(jù)自己的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平選擇學(xué)習(xí)起點(diǎn)和重點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)實(shí)施依賴的軟件工具覆蓋Windows操作系統(tǒng)、搜索工具、Office辦公軟件、多媒體編輯軟件、開源數(shù)據(jù)庫(kù)和Python編程環(huán)境。軟件和語(yǔ)言的選擇考慮了主流、開源、上手快等因素。因此，只要按圖索驥地完成本書設(shè)定的任務(wù)，并通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣褂?xùn)練，就能滿足日�；镜挠�(jì)算機(jī)應(yīng)用能力需求。
本書在編寫過(guò)程中力求內(nèi)容精練、系統(tǒng)、循序漸進(jìn)；語(yǔ)言清新活潑、互動(dòng)性好，更貼近現(xiàn)代學(xué)生思路。每章開頭分別針對(duì)學(xué)生和教師給出了實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和建議，并分別配套了電子實(shí)驗(yàn)素材（學(xué)生版和教師版的電子實(shí)驗(yàn)素材可通過(guò)下面提供的二維碼掃描下載，教師版的密碼通過(guò)1685601418@qq.com獲取），十分方便教學(xué)和自學(xué)。另外，在涉及Python編程的部分，本書在創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)(www.educoder.net)上提供了配合本書實(shí)驗(yàn)的闖關(guān)式實(shí)訓(xùn)路徑“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)——基于Python”，該實(shí)訓(xùn)自上線發(fā)布以來(lái)，已有上萬(wàn)學(xué)習(xí)者使用，是該平臺(tái)的明星實(shí)訓(xùn)路徑。
學(xué)生版
教師版
本書由周海芳負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì)和組稿，第1章、第3章、第9章由周海芳編寫，第5章由譚春嬌編寫，第6章由陳立前編寫，第2章、第4章、第7章、第8章、第10章、第11章由周競(jìng)文編寫，李暾完成了配套實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開發(fā)、發(fā)布和維護(hù)，毛曉光提供了部分實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)程序。此外，本書還參考了很多文獻(xiàn)資料和網(wǎng)絡(luò)素材，在此向有關(guān)作者一并表示衷心的感謝！
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異，加上編者水平有限，書中難免有疏漏、錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
作者
2018年7月大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程（第2版）前言
目錄
大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程（第2版）第1章搜索與文檔1
1.1問(wèn)題描述1
1.2搜索其實(shí)很簡(jiǎn)單2
1.2.1搜索引擎有哪些2
1.2.2搜索技巧有哪些4
1.3寫作能力需訓(xùn)練7
1.4文檔排版要講究9
1.4.1字處理軟件有哪些9
1.4.2從創(chuàng)建文檔開始10
1.4.3文本編輯12
1.4.4文檔排版14
1.4.5圖文混排24
1.4.6還有什么值得關(guān)注29
1.5值得一看的小結(jié)30
1.6綜合實(shí)驗(yàn)30
1.6.1綜合實(shí)驗(yàn)1130
1.6.2綜合實(shí)驗(yàn)1231
1.6.3綜合實(shí)驗(yàn)1332
1.6.4綜合實(shí)驗(yàn)1432
1.7輔助閱讀資料33
第2章開啟Python之旅34
2.1Python，原來(lái)你是這樣一種語(yǔ)言34
2.2我要安裝什么軟件35
2.2.1Python 3.x的下載與安裝35
2.2.2Anaconda3的下載與安裝38
2.3在哪兒寫Python程序40大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程（第2版）目錄2.3.1IDLE40
2.3.2Spyder42
2.3.3命令提示符44
2.4如何查找程序中的錯(cuò)誤46
2.4.1語(yǔ)法錯(cuò)誤46
2.4.2功能錯(cuò)誤47
2.5一個(gè)稍復(fù)雜的Python程序——繪制炸彈軌跡50
2.5.1問(wèn)題描述50
2.5.2繪制一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)51
2.5.3在合理范圍內(nèi)繪制一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)55
2.5.4繪制n個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)59
2.5.5繪制一條軌跡62
2.5.6更簡(jiǎn)單地繪制一條軌跡67
2.5.7繪制多條軌跡70
2.6值得一看的小結(jié)74
2.7綜合實(shí)驗(yàn)74
2.7.1綜合實(shí)驗(yàn)2174
2.7.2綜合實(shí)驗(yàn)2275
2.8輔助閱讀資料75
第3章思路的演示76
3.1問(wèn)題描述76
3.2整理思路很重要77
3.2.1不要急于開始77
3.2.2確定應(yīng)用場(chǎng)景78
3.2.3構(gòu)建思維導(dǎo)圖79
3.2.4基本頁(yè)面組成81
3.3快速上手并不難82
3.3.1幻燈片的歷史82
3.3.2熟悉的工作界面83
3.3.3搭建基本框架85
3.4基礎(chǔ)排版有技巧87
3.4.1文本修飾87
3.4.2圖文搭配91
3.4.3圖表制作95
3.4.4SmartArt95
3.4.5動(dòng)畫設(shè)置97
3.5視覺(jué)美化找渠道99
3.5.1好的字體哪里找100
3.5.2專業(yè)配色哪里找100
3.5.3高清圖片哪里找101
3.5.4優(yōu)質(zhì)模板哪里找101
3.6值得一看的小結(jié)102
3.7綜合實(shí)驗(yàn)102
3.8輔助閱讀資料103
第4章信息編碼的奧秘104
4.1問(wèn)題描述104
4.2處理基本信息105
4.2.1二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制整數(shù)105
4.2.2二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制整數(shù)108
4.3處理音頻信息112
4.3.1pydub庫(kù)112
4.3.2查看歌曲信息114
4.3.3剪輯和拼接115
4.3.4聲道編輯117
4.4處理圖像信息118
4.4.1PIL庫(kù)118
4.4.2制作九宮圖118
4.4.3摳圖123
4.4.4制作馬賽克效果125
4.5信息的加解密127
4.5.1愷撒加密127
4.5.2維吉尼亞加密130
4.5.3Arnold置換加密134
4.6值得一看的小結(jié)137
4.7綜合實(shí)驗(yàn)137
4.7.1綜合實(shí)驗(yàn)41137
4.7.2綜合實(shí)驗(yàn)42138
4.8輔助閱讀資料138
第5章多媒體編輯140
5.1問(wèn)題描述140
5.2采集圖像和視頻141
5.2.1視頻和圖像在計(jì)算機(jī)中的表示141
5.2.2圖像的格式有哪些144
5.2.3圖像的獲取和編輯145
5.2.4視頻的獲取和參數(shù)分析149
5.2.5使用照片工具制作視頻150
5.3錄制并編輯配音155
5.3.1認(rèn)識(shí)聲音155
5.3.2聲音的數(shù)字化156
5.3.3常用音頻格式有哪些158
5.3.4使用Audacity軟件編輯聲音159
5.4多媒體數(shù)據(jù)壓縮與光盤刻錄164
5.4.1多媒體數(shù)據(jù)壓縮164
5.4.2光盤刻錄172
5.5值得一看的小結(jié)177
5.6綜合實(shí)驗(yàn)177
5.7輔助閱讀資料178
第6章微機(jī)組裝與配置179
6.1認(rèn)識(shí)微型計(jì)算機(jī)硬件179
6.1.1主機(jī)179
6.1.2常見外設(shè)185
6.2微型計(jì)算機(jī)硬件的拆裝188
6.2.1臺(tái)式機(jī)拆裝189
6.2.2筆記本電腦拆裝190
6.3微型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝191
6.3.1常用操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介191
6.3.2操作系統(tǒng)安裝前期準(zhǔn)備195
6.3.3BIOS的使用與配置195
6.3.4操作系統(tǒng)安裝過(guò)程197
6.3.5設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序及其安裝199
6.4微型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的配置200
6.4.1“設(shè)置”和控制面板200
6.4.2系統(tǒng)配置203
6.4.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)置205
6.5微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常見故障檢測(cè)與排除210
6.5.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝常見故障210
6.5.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝故障檢測(cè)常用方法212
6.6值得一看的小結(jié)213
6.7綜合實(shí)驗(yàn)213
6.8輔助閱讀資料214
第7章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序員視角215
7.1資源管理器——掌握我的計(jì)算機(jī)信息215
7.1.1問(wèn)題描述215
7.1.2獲取存儲(chǔ)信息216
7.1.3進(jìn)程操作222
7.1.4文件操作226
7.1.5圖形用戶界面編程229
7.1.6程序?qū)崿F(xiàn)235
7.2TOY計(jì)算機(jī)模擬——制造一臺(tái)計(jì)算機(jī)239
7.2.1問(wèn)題描述239
7.2.2TOY計(jì)算機(jī)的硬件240
7.2.3TOY程序的加載241
7.2.4TOY程序的執(zhí)行246
7.3值得一看的小結(jié)249
7.4綜合實(shí)驗(yàn)249
7.4.1綜合實(shí)驗(yàn)71249
7.4.2綜合實(shí)驗(yàn)72250
7.5輔助閱讀資料251
第8章網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取與分析252
8.1網(wǎng)頁(yè)數(shù)據(jù)的抓取與分析252
8.1.1問(wèn)題描述252
8.1.2抓取分?jǐn)?shù)線目錄頁(yè)254
8.1.3獲取歷年分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)頁(yè)的網(wǎng)址257
8.1.4抓取歷年分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)頁(yè)259
8.1.5獲取歷年分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)260
8.1.6查詢分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)269
8.2電子郵件的發(fā)送與接收272
8.2.1問(wèn)題描述272
8.2.2電子郵箱的申請(qǐng)與使用272
8.2.3利用Python發(fā)送電子郵件274
8.2.4利用Python接收電子郵件279
8.3值得一看的小結(jié)285
8.4綜合實(shí)驗(yàn)286
8.4.1綜合實(shí)驗(yàn)81286
8.4.2綜合實(shí)驗(yàn)82286
8.5輔助閱讀資料287
第9章玩轉(zhuǎn)表格288
9.1問(wèn)題描述288
9.2初識(shí)電子表格290
9.2.1Excel有多強(qiáng)大290
9.2.2熟悉工作界面290
9.2.3Excel三大要素291
9.3數(shù)據(jù)導(dǎo)入有竅門292
9.3.1工作表設(shè)計(jì)292
9.3.2數(shù)據(jù)錄入的訣竅292
9.3.3外部導(dǎo)入很輕松298
9.4數(shù)據(jù)分析手段多301
9.4.1排序302
9.4.2篩選304
9.4.3公式與函數(shù)306
9.4.4分類匯總311
9.4.5數(shù)據(jù)透視表314
9.4.6數(shù)據(jù)模擬運(yùn)算表316
9.5數(shù)據(jù)展示有特色317
9.5.1智能表格一鍵換裝317
9.5.2條件格式突出焦點(diǎn)318
9.5.3編輯圖表展示結(jié)論319
9.6值得一看的小結(jié)320
9.7綜合實(shí)驗(yàn)321
9.7.1綜合實(shí)驗(yàn)91321
9.7.2綜合實(shí)驗(yàn)92322
9.7.3綜合實(shí)驗(yàn)93323
9.8輔助閱讀資料324
第10章數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)初探325
10.1問(wèn)題描述325
10.2環(huán)境準(zhǔn)備326
10.2.1下載MySQL326
10.2.2通過(guò).msi文件安裝MySQL327
10.2.3通過(guò).zip文件安裝MySQL331
10.2.4安裝PyMySQL庫(kù)333
10.3創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)334
10.3.1在MySQL命令行中創(chuàng)建334
10.3.2利用Python程序創(chuàng)建336
10.4建表338
10.4.1設(shè)計(jì)enroll表338
10.4.2創(chuàng)建enroll表340
10.5數(shù)據(jù)更新342
10.5.1數(shù)據(jù)更新語(yǔ)句342
10.5.2導(dǎo)入分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)344
10.6單表查詢348
10.6.1投影操作348
10.6.2選擇操作350
10.6.3查詢和顯示enroll表中數(shù)據(jù)352
10.7連接查詢355
10.8值得一看的小結(jié)359
10.9綜合實(shí)驗(yàn)359
10.10輔助閱讀資料360
第11章Python拓展361
11.1寫在前面的話361
11.2計(jì)算兩條函數(shù)曲線所圍面積的解析解362
11.2.1問(wèn)題描述362
11.2.2了解相關(guān)庫(kù)363
11.2.3程序?qū)崿F(xiàn)365
11.3Word文檔排版367
11.3.1問(wèn)題描述367
11.3.2了解相關(guān)庫(kù)368
11.3.3程序?qū)崿F(xiàn)371
11.4加密即時(shí)通信372
11.4.1問(wèn)題描述372
11.4.2了解相關(guān)庫(kù)372
11.4.3程序?qū)崿F(xiàn)375
11.5評(píng)價(jià)帖子的好評(píng)度379
11.5.1問(wèn)題描述379
11.5.2了解相關(guān)庫(kù)379
11.5.3程序?qū)崿F(xiàn)381
11.6值得一看的小結(jié)382
11.7綜合實(shí)驗(yàn)383
11.7.1綜合實(shí)驗(yàn)111383
11.7.2綜合實(shí)驗(yàn)112383
11.8輔助閱讀資料383
參考文獻(xiàn)384
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