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本書是在大數(shù)據與人工智能快速發(fā)展并對人們的科學研究、生活產生了重要影響的大形勢下，結合教育部計算機公共課教指委提出的加強在校大學生計算思維能力培養(yǎng)的指導思想，為高等院�！洞髮W計算機應用基礎》類課程的教學而編寫的。本書從信息處理與數(shù)據科學的視角入手，依據大學計算機公共課的課程體系及本書的設計理念，重點探索與分析了信息在計算機中的表示、各類信息資源的編輯處理技術、數(shù)據科學與數(shù)據分析的相關概念與技術、人工智能的原理與應用共五個領域的內容。共有5篇組成，依次為(1)信息化社會與信息的數(shù)字化表示、(2)信息平臺與信息交換、(3)文稿處理與信息呈現(xiàn)、(4)多媒體信息處理、(5)大數(shù)據與人工智能的概念。后還以Excel的分子工具庫為例講授了數(shù)據分析中常見的t檢驗、相關性分析和方差分析等技術。

隨著計算機和網絡技術日益普及，計算機中的思維方式、解決問題的方法已經逐漸向其他領域滲透，并影響了其他學科，促進了相關學科的發(fā)展，甚至形成了一些交叉學科。因此，計算機技術已經不僅僅是一種工具，而是逐步演化為一種思維習慣，在以計算機處理問題的過程中蘊含著方法論�；诖吮尘昂托畔⒒l(fā)展的形勢，在大數(shù)據和并行計算的催生下，人工智能技術得到了快速發(fā)展，人工智能的人臉識別、語音識別、自然語言處理等技術已經進入普通人的生活、學習、科研甚至安全領域；與此同時，以數(shù)據分析為基礎、基于數(shù)據進行論證的科學研究方法量化研究，已經成為從事科學研究人員必須掌握的基本能力。計算思維的理念就是在這一歷史背景下提出來并獲得了重大發(fā)展的。因此，以計算思維為思維培養(yǎng)目標，在計算機應用領域從數(shù)據科學的視角逐漸強化學生的信息處理意識，建立以數(shù)據科學方法開展科學研究并論證的習慣，促使學生掌握人工智能的基本原理及發(fā)展趨勢，將是大學計算機公共課發(fā)展的主要方向。
然而，對于如何落實計算思維能力發(fā)展形成大數(shù)據與人工智能視野等戰(zhàn)略性培養(yǎng)目標，在具體教學實踐中卻是一個非常嚴峻的挑戰(zhàn)。由于不同的院校、不同的專業(yè)、不同層次的學習者具有不同的個人發(fā)展需要和專業(yè)發(fā)展要求，采取一刀切、一蹴而就的培養(yǎng)方式肯定是行不通的。筆者認為，對學生計算思維能力的培養(yǎng)應該結合學校自身發(fā)展的特點、學生專業(yè)發(fā)展的要求分層分級地展開。從師范類學校的培養(yǎng)目標看，加強對學生的媒體素材處理能力、數(shù)據處理、數(shù)據分析能力和人工智能理解水平的培養(yǎng)，將是落實計算思維能力培養(yǎng)的重要突破口。從學生個人發(fā)展的需求來看，媒體素材的處理能力是對未來教師從業(yè)能力的必然要求，數(shù)據處理與分析能力則是學生未來參與實證性定量科研活動的技能。從面向學生和院系教師的調研報告看，強化這兩方面能力的培養(yǎng)是有價值的，是符合學生和專業(yè)要求的。相關教學實踐也已經證實，只有真正地結合學生的專業(yè)要求和個人發(fā)展需求，計算思維能力的培養(yǎng)才是有源之水、有根之木，才能保證學生對教學內容的良好掌握。同時這兩方面能力的提升，又反過來能夠帶動學生對計算機其他相關知識的興趣。
對于計算機公共課的教學，筆者認為，對課程的知識學習僅僅是教學目的之一，更重要的是要強調其過程性、工具性和學生思維習慣的培養(yǎng)。因此，對計算機類課程的學習絕不是僅僅讓學生記住幾個操作菜單、背誦幾段概念就能解決的，而是需要師生在用中學做中學，在利用信息技術獲取信息、整合信息的過程中，潛移默化地得到提升，應高度重視培養(yǎng)學生模仿計算機的處理模式和方法解決社會現(xiàn)實問題的能力。因此，要在強化學生的信息意識方面進行更深入地探索，培養(yǎng)學生的計算機能力和信息技術應用能力。如何促使學生利用信息技術來學習信息技術，是計算機教學研究的主要任務。
基于上述思路，在北京師范大學教務部的支持下，計算機公共課教改團隊決定組織教師撰寫新版的《計算機應用教程》教材，自1999年始，已經陸續(xù)出版了6版大學計算機應用課教材，從DOS環(huán)境發(fā)展到今天的Windows 10環(huán)境，從注重技能性操作到如今的信息處理和數(shù)據科學的視角，本教材已是大學計算機應用課程教材的第7版，是基于大數(shù)據、人工智能發(fā)展大形勢而重新修訂并出版的。在本書成書的過程中，北京師范大學教育技術學院衷克定教授和計算機公共課教學指導委員會給予了大力支持，并提出了許多中肯的建議和指正。同時，北京師范大學出版集團趙洛育編輯對本書的出版給予了自始至終的關心和指導，并提出了許多中肯的意見。在此，對北京師范大學出版集團、衷克定教授、趙洛育編輯表示衷心的感謝！
本書內容共分為5篇，其中信息及信息的數(shù)字化表示、信息平臺與信息交流、多媒體信息處理的編寫由馬秀麟負責，文稿處理與信息呈現(xiàn)的編寫由鄔彤、負責，數(shù)據科學與人工智能的編寫由鮑建樟、馬秀麟負責，本書的文字校對、案例驗證由碩士研究生劉靜靜、范晨雨、賈玉娟、蘇幼園、梁靜、王瑞敏等負責。后，全書由馬秀麟負責統(tǒng)稿并審定。
對于本書，雖然編者盡了的努力，盡量避免出現(xiàn)問題。然而，由于諸多因素的制約，難免有疏漏、錯誤之處，懇請廣大讀者和行業(yè)從業(yè)人員批評指正。

第1篇信息及信息的數(shù)字化表示
第1章信息、數(shù)據與信息化社會/2
11信息及其特征2
111信息的概念2
112信息的特征3
12信息技術與信息化社會4
121信息化社會及特征4
122數(shù)據科學已成為科研與社會發(fā)展的核心內容5

第2章二進制數(shù)與數(shù)制轉換/8
21二進制數(shù)及其特點8
22數(shù)制及其相互轉換8
221十六進制數(shù)和八進制數(shù)8
222不同數(shù)制之間的轉換10
23計算機中的數(shù)詞與量詞11

第3章信息的數(shù)字化表示/13
31數(shù)值型量在計算機中的表示方法13
311整數(shù)在計算機中的表示方法13
312小數(shù)在計算機中的表示方法13
32圖形、圖像及其表示方法14
321圖形、圖像的數(shù)值化表示14
322圖形、圖像的顏色模型15
33音頻信息在計算機中的數(shù)字化表示16
331聲音數(shù)字化的技術16
332數(shù)字化聲音的質量標準18
34中英文字符的表示方法18
341計算機處理字符的基本思路18
342英文符號的編碼、顯示與存儲19
343漢字編碼方案及字庫20
35信息的存儲文件及其類型22
351信息在計算機中的存儲與應用22
352數(shù)據文件與多媒體信息22
353媒體文件及其格式23
思考與實踐活動26
第2篇信息平臺與信息交流
第4章計算機系統(tǒng)與結構/29
41電子計算機的工作原理29
411計算機系統(tǒng)結構29
412計算機工作原理30
42微型計算機硬件系統(tǒng)32
421微機的主要硬件33
422微機的外部接口38
43電子計算機的軟件系統(tǒng)40
431計算機軟件的概念40
432常見的軟件42
433程序設計語言44
44電子計算機的應用范疇45

第5章操作系統(tǒng)Windows 10/47
51Windows 10系統(tǒng)概述47
511Windows的起源與發(fā)展歷程47
512啟動與關機47
513Windows中的鍵鼠操作50
52桌面及操作51
521桌面及設置51
522任務欄52
523Windows的開始菜單57
524窗口的組成與操作60
525控件與對話框64
53Windows的文件管理65
531文件、文件夾與文件系統(tǒng)66
532文件命名規(guī)則與文件類型68
533文件操作環(huán)境70
534文件的基本操作73
535文件刪除與回收站76
536文件的快捷方式78
537文件屬性與操作權限79
538文檔的關聯(lián)與打開方式80
54文件壓縮與解壓縮82
541文件壓縮概念及工具82
542壓縮軟件WinRAR的安裝82
543使用WinRAR解壓縮文件82
544使用WinRAR壓縮文件83
55Windows系統(tǒng)維護84
551查看并管理進程84
552磁盤維護與管理85
553系統(tǒng)備份與還原89
554遠程協(xié)助或遠程桌面90
56系統(tǒng)的配置91
561注冊的概念與注冊表管理92
562查看系統(tǒng)的配置93
563顯示屬性的設置95
564日期時間與時區(qū)設置98
565軟件的安裝與卸載99
566為硬件設備安裝驅動程序100
567定制桌面的圖標104
57Windows系統(tǒng)安全及配置104
571漏洞與補丁104
572Windows防火墻與病毒預防106
573計算機用戶管理108
574用戶賬戶控制的設置111
58附件與命令窗口112
581Windows附件112
582命令行操作114

第6章Internet與信息交流/117
61計算機網絡基礎知識117
611網絡的定義與類別117
612Internet簡介118
613網絡協(xié)議與TCP/IP協(xié)議概述120
614IPv4地址體系120
615IPv6的有關知識122
616域名系統(tǒng)123
62網絡接入技術124
621網絡接入的相關設備124
622網絡接入的基礎知識125
623以局域網接入Internet126
624基于NAT技術接入Internet128
625網絡狀態(tài)測試命令132
626網絡連接的調試134
63瀏覽器的使用與配置136
631IE瀏覽器簡單應用136
632配置IE瀏覽器140
633Edge瀏覽器144
64信息獲取的方法146
641基于搜索引擎檢索信息146
642學術資源的獲取147
65信息交換電子郵件技術150
651Email的有關概念150
652申請免費Email郵箱151
653使用Webmail收發(fā)Email152
654利用QQ郵箱傳送超大附件155
66信息下載與分享技術155
661信息下載技術155
662信息分享技術157
思考與實踐活動159
第3篇文稿處理與信息呈現(xiàn)
第7章文稿寫作工具Word/165
71文稿寫作與文字處理綜述165
711文稿寫作及其特點165
712文稿寫作規(guī)范及交稿要求165
72Word 2013基本知識167
721Word 2013主工作界面167
722文檔的視圖方式171
723文本的基本編輯172
724文字格式與段落格式175
73圖文混排179
731圖片的插入與調整179
732藝術字的插入與設置181
733形狀的插入和設置182
734SmartArt圖形的插入和設置183
735中文版式、首字下沉及插入公式186
736邊框、底紋與分欄187
74表格處理190
741創(chuàng)建表格190
742編輯表格191
743設置表格外觀196
744計算與排序197
75頁面設置198
751分頁與頁眉/頁腳198
752頁面外觀的設置201
753頁邊距及紙張的設置203
754打印預覽與打印203
76長文檔處理技術204
761長文檔概述204
762樣式的概念與使用205
763利用導航窗格組織文檔208
764創(chuàng)建與更新目錄209
765腳注與尾注210
766題注與題注目錄211
767交叉引用214
77批注與修訂214
771批注及其使用214
772修訂及其用法215

第8章思維導圖工具/217
81思維導圖的概念與價值217
82思維導圖工具MindManager217
821MindManager主工作界面217
822輸入新內容217
823美化作品218
824保存MindManager文件221

第9章文稿演示工具PowerPoint/222
91PowerPoint綜述222
911演示文稿系統(tǒng)概述222
912PowerPoint 2013主工作界面223
92PowerPoint的版式與主題224
921頁面版式與頁眉/頁腳224
922美化頁面225
923設計幻燈片母版227
93素材的插入與處理228
931新增幻燈片或文本228
932插入圖像與屏幕截圖229
933插入形狀、SmartArt圖形和藝術字231
934音頻與視頻素材的插入235
94頁面切換效果設計237
941頁面切換與切換方式237
942跳轉動作與超鏈接238
95頁面對象的動畫效果240
951自定義動畫的概念與方法240
952自定義動畫的實用案例242
96幻燈片放映及控制246
961播放幻燈片246
962設置放映方式247
963排練計時與錄制演示效果247
964將幻燈片轉存為視頻文檔248
思考與實踐活動250
第4篇多媒體信息處理
第10章圖像處理技術/254
101圖像處理軟件Photoshop254
1011Photoshop的關鍵概念254
1012Photoshop CS6的主工作界面255
102Photoshop中的圖層與選區(qū)258
1021圖層面板與操作258
1022選區(qū)的概念及操作259
103圖像調整與優(yōu)化265
1031圖像格式、亮度與色相調整265
1032圖像的修補268
1033圖像的扭曲與變形271
104摳圖與圖像拼合275
1041摳圖與圖像拼合原理275
1042實用案例275
105濾鏡與動作281
1051濾鏡及其操作281
1052動作概念及操作284
106美圖秀秀285

第11章音頻處理技術/288
111音頻處理軟件GoldWave288
1111GoldWave主工作界面288
1112控制器及其使用方法288
112音頻文檔的處理289
1121獲取數(shù)字化音頻289
1122音頻文件格式轉化290
113音頻編輯與優(yōu)化292
1131音頻剪輯與拼接292
1132音頻的優(yōu)化與調整294

第12章視頻制作與轉碼技術/298
121視頻處理流程及常用軟件298
122以格式工廠轉換視頻格式299
123視頻制作Camtasia Studio300
1231Camtasia概述300
1232抓屏錄制過程301
1233視頻編輯與優(yōu)化303
1234將視頻項目發(fā)布為電影309
思考與實踐活動310
第5篇數(shù)據科學與人工智能
第13章數(shù)據科學與數(shù)據處理/314
131數(shù)據科學的概念314
1311什么是數(shù)據科學314
1312數(shù)據來源、類型及數(shù)據處理315
132數(shù)據科學的關鍵技術320
1321數(shù)據分析與數(shù)據挖掘簡介320
1322數(shù)據描述方法320
1323數(shù)據分析的關鍵技術321
133大數(shù)據的概念及關鍵技術323
1331大數(shù)據的定義、特征及淵源323
1332大數(shù)據處理的關鍵技術329
1333大數(shù)據生態(tài)圈331
1334大數(shù)據分析與思維336

第14章基于Excel的簡單數(shù)據處理/338
141Excel 2013概述338
1411電子表格系統(tǒng)概述338
1412電子表格中的數(shù)據類型338
1413Excel 2013主工作界面339
1414數(shù)據輸入與保存343
142數(shù)據格式與單元格編輯345
1421單元格的格式設置346
1422設置數(shù)據的顯示格式349
1423單元格的編輯351
143公式、函數(shù)及運算352
1431問題導入計算學生成績352
1432常見的運算符與函數(shù)353
1433公式的輸入與操作355
1434公式復制中的3類地址356
1435公式操作的實用案例357
144數(shù)據表管理362
1441數(shù)據表的排序362
1442數(shù)據篩選364
1443分類匯總365
1444基于子表抽取數(shù)據366
1445為子表補充數(shù)據367
1446數(shù)據表處理實例368
145Excel的統(tǒng)計圖表372
1451作圖的基本思路372
1452基于數(shù)據表繪制統(tǒng)計圖372
1453統(tǒng)計圖表制作實例374

第15章以Excel實現(xiàn)統(tǒng)計推斷/377
151統(tǒng)計推斷與Excel數(shù)據分析377
1511統(tǒng)計推斷的相關概念377
1512對數(shù)據的規(guī)范化處理378
1513Excel的數(shù)據分析方法381
152單變量的統(tǒng)計描述383
1521對單變量的常規(guī)統(tǒng)計描述383
1522單變量的分布形態(tài)頻度分析384
153兩配對樣本的統(tǒng)計推斷387
1531什么是兩配對樣本387
1532兩配對樣本的差異顯著性檢驗389
1533兩配對樣本的相關性分析392
154兩獨立樣本的統(tǒng)計推斷394
1541什么是兩獨立樣本394
1542兩獨立樣本的方差齊性檢驗395
1543兩獨立樣本的差異顯著性檢驗396
155基于單因素分組的方差分析399
1551單因素方差分析的概念399
1552方差分析案例400

第16章人工智能與大數(shù)據/402
161人工智能的概念及發(fā)展歷程402
1611人工智能的概念402
1612人工智能的工作原理404
1613人工智能的萌芽與發(fā)展405
162人工智能的關鍵技術及研究領域408
1621人工智能的關鍵技術408
1622人工智能研究及應用領域412
163人工智能與大數(shù)據417
思考與實踐活動418

參考文獻/422
第1篇信息及信息的數(shù)字化表示
第1章信息、數(shù)據與信息化社會/2
11信息及其特征2
111信息的概念2
112信息的特征3
12信息技術與信息化社會4
121信息化社會及特征4
122數(shù)據科學已成為科研與社會發(fā)展的核心內容5

參考文獻/422

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