隨著電子商務(wù)、數(shù)字媒體、智慧城市、網(wǎng)絡(luò)安全等新概念應(yīng)時而起，人類已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)時代，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)密集型科學(xué)，產(chǎn)生了許多顛覆性的創(chuàng)新。計算思維在理解復(fù)雜的社會問題、經(jīng)濟運行以及人類行為方面，提供了一種描述現(xiàn)實世界的新的和有用的概念范型。由于信息技術(shù)已經(jīng)滲透到工科的所有領(lǐng)域，傳統(tǒng)的邏輯思維和實證思維能力培養(yǎng)已無法滿足信息社會的發(fā)展要求，計算思維能力培養(yǎng)的重要性日益突出。
在此背景下，如何在全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和綜合素質(zhì)基礎(chǔ)上，進一步加強計算思維能力培養(yǎng)，無疑已成為大學(xué)計算機教育教學(xué)的新課題。當(dāng)然，對計算思維能力的培養(yǎng)，既不能片面理解為教會學(xué)生各種計算機軟硬件的應(yīng)用，也不能狹義地理解為計算機語言程序設(shè)計等，而是著眼于培養(yǎng)學(xué)生的思維意識，全面提高學(xué)生利用計算機技術(shù)解決問題的思維能力和研究能力，以及在此基礎(chǔ)上的系統(tǒng)分析能力，包括培養(yǎng)學(xué)生在面對問題時具有計算思維的主動意識，以及應(yīng)用計算思維解決問題的良好習(xí)慣。
我們依據(jù)教育部高等學(xué)校大學(xué)計算機課程教學(xué)指導(dǎo)委員會發(fā)布的《大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》，并結(jié)合目前高校對計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革的實際需求組織編寫了本書。本書是為培養(yǎng)高校學(xué)生計算思維能力而編寫的一門大學(xué)計算機基礎(chǔ)教材，重在提升學(xué)生的信息化素養(yǎng)和實踐應(yīng)用能力。學(xué)生通過對本書的學(xué)習(xí)，可以掌握計算機的基本概念、原理、技術(shù)和應(yīng)用，為后續(xù)計算機類課程的學(xué)習(xí)，以及利用計算機解決其專業(yè)和相關(guān)領(lǐng)域的問題打下良好的基礎(chǔ)。本書建議教學(xué)學(xué)時為 44 學(xué)時，其中，理論學(xué)時為 30 學(xué)時，實踐學(xué)時為 14 學(xué)時。本書共分 9 章，各學(xué)校在教學(xué)過程中可根據(jù)專業(yè)類別、學(xué)生層次和學(xué)時的不同，選擇書中的內(nèi)容組織教學(xué)。在教學(xué)過程中應(yīng)以實踐為主線安排教學(xué)進度，而不是按章節(jié)次序。
第 1 章主要介紹了計算機的基礎(chǔ)知識，重點介紹計算機系統(tǒng)的組成，以微型計算機為例介紹計算機的組成結(jié)構(gòu)及各部件的功能和特點，然后介紹數(shù)制間的轉(zhuǎn)換、信息的表示和編碼、計算機安全基礎(chǔ)，以及計算思維的基本概念。從計算模型著手，講解計算機的工作原理和整體結(jié)構(gòu)。
第 2 章主要講述操作系統(tǒng)的概念、基本功能、分類及發(fā)展，并以 Windows 10 操作系統(tǒng)為例，介紹如何使用操作系統(tǒng)管理和控制計算機的軟硬件資源。
第 3 章介紹在 Office 環(huán)境下，信息排版和電子表格處理方面的知識，這是和人們學(xué)習(xí)生活更為貼近的一種能力，是人們的一類信息處理能力。
第 4 章主要介紹了計算機網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)基礎(chǔ)知識、計算機網(wǎng)絡(luò)安全知識、常用網(wǎng)絡(luò)檢測命令、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識，并且從實際應(yīng)用的角度出發(fā)介紹了如何組建簡單局域網(wǎng)，以及如何在局域網(wǎng)中共享文件等，討論了基于互聯(lián)網(wǎng)的思維模式的轉(zhuǎn)變與創(chuàng)新。
第 5 章主要從算法的角度介紹程序設(shè)計，同時介紹目前常用的兩種程序設(shè)計方法 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，以及使用 Raptor 編程設(shè)計程序。
第 6 章介紹數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展、數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)知識、數(shù)據(jù)庫的基本模型和關(guān)系模型，以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計的一般步驟和關(guān)系數(shù)據(jù)庫 Access 的使用。通過本章學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生管理和處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)化思維。
第 7 章從云計算的產(chǎn)生背景和發(fā)展歷史出發(fā)，闡述了云計算的概念、特征及優(yōu)勢等基礎(chǔ)知識，講解云計算的服務(wù)模型、部署方式，分析云計算涉及的關(guān)鍵技術(shù)，以及介紹云計算的相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域。
第 8 章從大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生背景、發(fā)展歷程及重要性入手，介紹了大數(shù)據(jù)的概念、特點及大數(shù)據(jù)思維，介紹了大數(shù)據(jù)從采集、預(yù)處理，到存儲、分析，再到結(jié)果展示的全流程以及對應(yīng)技術(shù)。通過平臺架構(gòu)、使用場景及應(yīng)用現(xiàn)狀揭曉大數(shù)據(jù)的潛在價值。
第 9 章介紹人工智能的基本概念、發(fā)展史及具體應(yīng)用領(lǐng)域。同時對人工智能的研究分支 機器學(xué)習(xí)、知識圖譜和知識推理、自然語言處理進行介紹，以增強讀者對人工智能技術(shù)的切身體驗。
本書由中原工學(xué)院和鄭州輕工業(yè)大學(xué)教師集體編寫完成 , 由夏敏捷、齊暉任主編，潘惠勇、李楓、程傳鵬、張慎武、張超欽（鄭州輕工業(yè)大學(xué)）任副主編。第 1 章由李楓、齊暉編寫，第 2 章由李娟編寫，第 3 章和第 7 章由劉姝編寫，第 4 章由程傳鵬編寫，第5章由張超欽編寫，第6章由潘惠勇編寫，第8章由張睿萍編寫，第9章由張慎武編寫。全書由夏敏捷、齊暉審閱并統(tǒng)稿。
編寫本書的初衷是要寫一本側(cè)重于培養(yǎng)大學(xué)生計算思維的教材，但由于大學(xué)新生的計算機基礎(chǔ)水平參差不齊，因此大學(xué)計算機這門課的教學(xué)內(nèi)容選取及相應(yīng)教材編寫依然是難點。由于這樣的特殊