前言
随着信息社会的快速发展和计算机技术在各行各业的深入应用，以人工智能、区块链、物联网、云计算、大数据等为代表的新一代信息技术正与各传统学科深度交叉融合。在新形势下，“计算思维”已经成为新工科的核心思维之一。大学计算机基础类课程如何适应新形势的变化，如何在加强计算思维能力培养的同时将新一代信息技术更好地融入课程内容，是许多高校教师不断探索的目标。
为此，我们组织编写了这本《计算思维与人工智能基础》教材，从初学者的角度组织教学内容，基本思路是以计算思维为导向，以问题求解所依赖的计算机系统为基础，以Python程序设计为桥梁，延伸到新一代信息技术的相关内容，展示计算机科学的基础概念、原理和方法。根据以上设计思路，本教材的内容共分为7章。
第1章介绍了计算与自动计算，计算的本质，计算思维的定义、特征、基本概念以及应用。
第2章介绍了数制的概念、转换，数值信息编码，字符信息编码以及多媒体信息编码。
第3章介绍了计算模式的演变，从逻辑门到处理器的演变，机器执行程序的过程，资源竞争与调度，云计算与大数据的基础知识。
第4章介绍了程序设计语言的基础知识，并以Python为例，介绍了搭建Python开发环境的步骤，Python基础语法，Python函数的定义、调用过程、编程，Python常用的标准库。
第5章介绍了计算机网络的概念、分类、设备，信息节点身份标识，TCP/IP协议，网络资源共享协议，物联网，网络安全与信息安全，区块链技术及应用等。
第6章介绍了人工智能的定义、发展、研究内容与应用领域，知识和知识表示，知识推理，搜索策略等。
第7章介绍了机器学习的基本概念与分类，机器学习系统的基本结构，机器学习的一般过程，包括样本和样本空间，任务分类，数据预处理，损失函数，模型选择，泛化、误差及拟合，正则化，优化算法以及评估验证等。
《计算思维与人工智能基础》定位于问题导向，在结构设计上，每章开头都采用了“问题导入”，每章结尾都设置了“思考习题”，构成了具有鲜明特色的问题导向框架。通过这一系列环节的设计，形成了一个科学问题链，引领读者在学习的过程中分析问题、深入思考，掌握“问题求解”方法。
《计算思维与人工智能基础》内容全面，由浅入深，同时紧密结合新一代信息技术的发展，并采用计算机专业写作手法，避免了交叉过于通俗而专业讲解不足的问题。《计算思维与人工智能基础》可以适应多层次分级教学，以满足不同学时教学和适应不同基础学时的学习。在教学中，可以根据实际教学学时数和学生的基础选择教学内容。
《计算思维与人工智能基础》由付菊和孙连山任主编并通稿，郭文强和任喜伟任副主编，吕舒、刘斌、程雪红、李翔、方辉参与编写，其中付菊、孙连山、任喜伟负责第1～3章的编写，任喜伟、吕舒、刘斌、程雪红、李翔负责第4～5章的编写，郭文强、付菊、孙连山、方辉负责第6～7章的编写。在《计算思维与人工智能基础》编写过程中，陕西科技大学计算思维与人工智能基础课程团队的各位老师提出了许多非常好的建议，在此表示感谢！
由于作者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请同行和读者批评指正。
《计算思维与人工智能基础》免费提供教学课件，读者可通过扫描下列二维码下载学习。
 
教学课件

编  者
2022年5月
2017年5月