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編輯推薦

　　跨學科，兼顧廣度與深度，理論與技能相結閤。
　　實例豐富且源自生活，可讀性強。
　　計算機基礎知識作為計算思維的案例，更易理解。
　　讀者對象廣泛，零基礎要求。

內容簡介

　　本書兼顧計算機科學基礎知識和計算思維，以通俗易懂的方式介紹計算思維如何應用於各學科領域（含計算機科學）解決問題。本書以Python作為實踐語言，展現利用計算思維解決問題方法的實現。通過這種跨學科應用問題求解的學習和實踐，希望培養學生主動在各專業學習中利用計算思維的方法和技能，進行問題求解的能力和習慣，並能動手解決具有一定難度的實際問題。
　　本書適閤作為高等院校計算機及相關專業的教材，也可以作為計算思維愛好者的讀物。

內頁插圖

目錄

第一部分計算思維導論
第1章計算概論31.1計算3
1.2小結9
習題9
第2章Python簡介10
2.1Python基本元素10
2.1.1對象、錶達式和數值類型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16
2.5內置數據結構18
2.5.1列錶18
2.5.2元組20
2.5.3字典22
2.6函數22
2.7文件25
2.8小結26
習題26
第3章計算思維與計算機問題求解29
3.1計算思維29
3.2計算機問題求解32
3.3算法復雜度36
3.4計算機問題求解的核心方法38
3.5小結42
習題42
第二部分計算機科學篇
第4章遞歸494.1定義及應用49
4.2遞歸與數學歸納法53
4.2.1最大子集問題53
4.2.2排序56
4.3動態編程58
4.4小結60
習題60
第5章信息、信息錶示及處理62
5.1信息論基礎62
5.2信息的數字化64
5.2.1數值的數字化65
5.2.2字符的數字化67
5.2.3聲音的數字化69
5.2.4圖像的數字化70
5.3數據壓縮71
5.3.1Huffman編碼72
5.3.2Python實現75
5.4信息加解密78
5.5小結87
習題87
第6章麵嚮對象程序設計89
6.1Python麵嚮對象基礎90
6.2一個實際的例子: 按揭貸款94
6.3數據的圖形化97
6.4小結102
習題102
第7章計算機係統103
7.1概述103
7.2數字電路105
7.2.1邏輯門的建模與模擬106
7.2.2加法器110
7.2.3存儲電路113
7.3計算機硬件係統115
7.4小結121
習題121
第8章圖靈機與圖靈測試123
8.1圖靈機123
8.2圖靈測試129
8.2.1正則錶達式簡介131
8.2.2簡單圖靈測試程序133
8.3小結138
習題138
第三部分應用篇
第9章模擬、概率與統計143
9.1隨機與概率143
9.2數據分布152
9.3正態分布與置信區間155
9.3.1均勻分布156
9.3.2指數分布156
9.3.3幾何分布156
9.3.4Benford分布158
9.4隨機數生成160
9.5小結170
習題170
第10章濛特卡洛模擬方法172
10.1概述172
10.2初探——模擬賭局173
10.3計算π177
10.4遊蕩的醉漢179
10.5高手贏麵就大嗎188
10.6小結192
習題193
第11章數據分析概覽194
11.1概述194
11.2乳腺癌的診斷195
11.3小結204
習題204
第12章排隊問題205
12.1排隊論基礎205
12.2SimPy簡介207
12.3需要多少小便鬥216
12.4小結222
習題223
第1章圖像處理基礎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顔色模式3
1.4常用文件的存儲格式6
1.5轉換圖像文件格式實例8
第2章Photoshop基本操作10
2.1熟悉工作區10
2.2圖像處理基本工作流程13
2.2.1創建新圖像文件 13
2.2.2存儲圖像文件14
2.2.3打開和關閉文件15
2.2.4顔色的設置16
2.2.5填充顔色18
2.2.6使用標尺、網格與參考綫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例24
第3章選區的使用27
3.1創建選區27
3.1.1創建規則選區27
3.1.2創建不規則選區29
3.1.3智能化的選取工具30
3.2編輯選區32
3.2.1移動選區33
3.2.2反嚮選區33
3.2.3取消選區33
3.2.4再次選擇剛剛選取的選區33
3.2.5變換選區33
3.2.6增加選區33
3.2.7減少選區34
3.2.8修改選區34
3.2.9羽化選區35
3.2.10選區描邊35
3.2.11存儲與載入選區35
3.2.12復製、剪切、移動和粘貼選區的內容35
3.3繪製一個太極圖圖標36
第4章圖像的繪製與修飾40
4.1繪製圖像40
4.1.1畫筆工具40
4.1.2鉛筆工具42
4.1.3顔色替換工具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曆史記錄畫筆工具組49
4.3繪製花紋圖案50
第5章色彩的調整53
5.1使用調整工具53
5.2色彩調整的基本方法54
5.2.1去色54
5.2.2反相54
5.2.3閾值55
5.2.4色調分離56
5.2.5色調均化56
5.2.6自動色調56
5.2.7自動對比度56
5.2.8自動顔色57
5.3色彩調整的中級方法57
5.3.1亮度/對比度57
5.3.2色彩平衡57
5.3.3替換顔色58
5.3.4照片濾鏡59
5.3.5通道混閤器60
5.4色彩調整的高級方法61
5.4.1色階61
5.4.2麯綫62
5.4.3色相/飽和度64
5.4.4漸變映射65
5.4.5可選顔色66
5.4.6匹配顔色66
5.5照片白天變黑夜67
第6章圖層的應用72
6.1圖層的基礎知識72
6.1.1圖層麵闆和菜單72
6.1.2圖層的類型73
6.2圖層的編輯74
6.2.1新建、復製、移動和刪除圖層74
6.2.2圖層的鏈接、對齊、閤並74
6.2.3圖層的變換75
6.2.4圖層的編組75
6.2.5調整圖層的不透明度76
6.3圖層的混閤模式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填充圖層和調整圖層87
6.5.1填充圖層87
6.5.2調整圖層 87
6.5.3編輯圖層內容88
6.6製作水晶按鈕88
第7章濛版和通道91
7.1濛版的創建與基本操作91
7.1.1濛版及類型91
7.1.2快速濛版91
7.1.3濛版麵闆93
7.1.4圖層濛版94
7.1.5矢量濛版95
7.1.6剪貼濛版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通道運算100
7.3使用“貼入”命令創建日落風光101
7.4使用“矢量濛版”命令創建春色滿園102
7.5用通道作為選區載入的技術製作黃花效果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輸入濛版文字107
8.2編輯文字108
8.2.1“字符”麵闆108
8.2.2“段落”麵闆108
8.2.3路徑文字109
8.3轉換文字109
8.3.1將文字轉換為路徑109
8.3.2將文字轉換為形狀110
8.3.3將文字層轉換為普通層110
8.4變形文字110
8.4.1通過“變換”菜單製作變形文字111
8.4.2利用預設的樣式製作變形文字111
8.5段落文字的創建和編輯實例112
第9章路徑和形狀的繪製115
9.1繪製路徑115
9.1.1鋼筆工具 115
9.1.2自由鋼筆工具116
9.1.3添加錨點工具117
9.1.4刪除錨點工具117
9.1.5轉換點工具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”麵闆118
9.2.3填充路徑119
9.2.4描邊路徑119
9.2.5路徑轉換為選區119
9.2.6選區轉換為路徑120
9.2.7路徑的變形121
9.2.8保存與輸齣路徑121
9.3繪製形狀圖形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直綫工具124
9.3.6自定形狀工具124
9.4製作郵票125
第10章濾鏡的應用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常用濾鏡的應用131
10.4.1風格化131
10.4.2模糊132
10.4.3扭麯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轉換為智能濾鏡144
10.4.12紋理144
10.4.13藝術效果145
10.4.14作品保護（Digimarc）147
10.5利用濾鏡製作水波147
第11章綜閤案例150
11.1製作證件照150
11.2繪製手鐲153
11.3利用濾鏡製作放射文字158
附錄Photoshop CS6常用快捷鍵164
參考文獻168

前言/序言

　　從2008年開始，以計算思維的培養為主綫開展計算科學通識教育，逐漸成為國內外計算機基礎教育界的共識。2010年首屆“錢學森創新拓展班”開始，作者就不斷地在“大學計算機基礎”課程中嘗試計算思維基本概念、能力和技能的講授以及能力培養。通過調整課時和授課內容比例，不斷加大計算思維內容的比重。經過近5年的摸索，對計算思維的教學內容、授課方式、實踐環節等有瞭很清楚的認識，形成瞭明確的思路，積纍瞭大量的資料，纔有瞭本書的成書。
　　編寫本書的指導思想是兼顧計算機科學基礎知識和計算思維，以計算思維授課內容為主，將原來的數據錶示、計算機硬件、網絡等知識穿插進來，選擇Python作為實踐語言，授課內容更偏重於計算思維如何應用於各領域解決問題，各領域包括計算機科學領域。實踐內容將在授課內容的基礎上進行拓展，並要求運用Python及相關的配套庫進行問題求解練習。最終，我們希望通過這種跨學科應用求解的講授和實踐，培養學生在理解計算機係統的基礎上，主動在各自專業學習中利用計算思維的方法和技能，進行問題求解的能力和習慣，能動手解決具有一定難度的實際問題。
　　考慮到對大部分學生來說，“大學計算機基礎”課可能是大學期間的少數幾門計算機科學相關課程之一，因此，本講義更強調廣度，涉及很多領域，使得學生在今後的學習、生活和工作中碰到問題時，可以考慮該問題是否能有計算的解決方法，並能藉助計算思維和計算裝置完成任務。本書在選擇應用領域和案例時，著重在那些易於理解、不需要掌握算法和程序設計就能解決的問題上，因此，本書不會講解算法，而是著重於如何利用計算思維理解和解決問題，展現計算思維在問題求解、係統構造、理解人類行為等方麵發揮的重要作用。
　　本書的主要目標是幫助讀者理解和掌握計算思維解決問題的基本方法和技能，並能較為熟練地應用這些方法和技能有效地解決其他問題。通過本課程的學習，將學會如何利用計算思維構造問題◆計算思維導論——一種跨學科的方法求解框架、如何對問題進行抽象和建模、如何將數學或物理上的模型轉換為能自動執行的模型等。總之，理解和掌握計算思維及計算機問題求解的藝術。
　　本書適用於計算機專業和非計算機專業一年級新生，不要求有計算機程序設計經驗，並且也不是以程序設計為主要內容，而是要求學生專注於理解計算思維求解問題的方法和技能。一些Python語言基礎知識的介紹是幫助學生閱讀和理解講義中給齣的Python程序，並能在理解的基礎上，對這些程序進行小修改就能實踐自己的問題求解方法。
　　本講義的內容分為三部分，強調係統化的問題求解和計算思維兩個A（Abstraction & Automation）的威力。
　　(1) 第一部分是計算導論，介紹計算思維的基本概念和基本技能、計算機問題求解的方法和本質，以及Python語言簡介。
　　(2) 第二部分結閤計算機科學相關的知識，探討計算思維在這些問題的解決上的體現，以及一些基本的問題求解策略。
　　(3) 第三部分結閤一些實際的應用背景和熱點話題，介紹計算思維在解決實際問題上的體現。
　　通過本書的學習，希望讀者最後將能:
　　(1) 列齣計算思維的基本概念，較為熟練地利用本書所講計算思維技術進行問題求解。
　　(2) 說齣計算思維和計算機問題求解的本質。
　　(3) 能用程序設計語言，如Python，錶達計算。
　　(4) 能利用係統化的問題求解方法，完成從規劃問題求解步驟，到用程序正確地錶達計算整個完整的問題求解過程。
　　(5) 掌握一些常用的計算方法和計算工具，如隨機方法、圖、模擬等。
　　(6) 列齣一些計算思維在各領域的應用案例，以及計算思維在其中發揮的重要作用。
　　由於本書編寫時間倉促，加之作者水平有限，書中難免齣現謬誤，懇請讀者不吝賜教。


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