隨著電子商務、數(shù)字媒體、智慧城市、網(wǎng)絡安全等新概念應時而起，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，產(chǎn)生了許多顛覆性的創(chuàng)新。計算思維在理解復雜的社會問題、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。由于信息技術已經(jīng)滲透到工科的所有領域，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)學生的科學思維能力和綜合素質基礎上，進一步加強計算思維能力培養(yǎng)，無疑已成為大學計算機教育教學的新課題。當然，對計算思維能力的培養(yǎng)，既不能片面理解為教會學生各種計算機軟硬件的應用，也不能狹義地理解為計算機語言程序設計等，而是著眼于培養(yǎng)學生的思維意識，全面提高學生利用計算機技術解決問題的思維能力和研究能力，以及在此基礎上的系統(tǒng)分析能力，包括培養(yǎng)學生在面對問題時具有計算思維的主動意識，以及應用計算思維解決問題的良好習慣。
我們依據(jù)教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會發(fā)布的《大學計算機基礎課程教學基本要求》，并結合目前高校對計算機基礎教學改革的實際需求組織編寫了本書。本書是為培養(yǎng)高校學生計算思維能力而編寫的一門大學計算機基礎教材，重在提升學生的信息化素養(yǎng)和實踐應用能力。學生通過對本書的學習，可以掌握計算機的基本概念、原理、技術和應用，為后續(xù)計算機類課程的學習，以及利用計算機解決其專業(yè)和相關領域的問題打下良好的基礎。本書建議教學學時為 44 學時，其中，理論學時為 30 學時，實踐學時為 14 學時。本書共分 9 章，各學校在教學過程中可根據(jù)專業(yè)類別、學生層次和學時的不同，選擇書中的內(nèi)容組織教學。在教學過程中應以實踐為主線安排教學進度，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構及各部件的功能和特點，然后介紹數(shù)制間的轉換、信息的表示和編碼、計算機安全基礎，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構。
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，這是和人們學習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)絡的相關基礎知識、計算機網(wǎng)絡安全知識、常用網(wǎng)絡檢測命令、物聯(lián)網(wǎng)基礎知識，并且從實際應用的角度出發(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)的思維模式的轉變與創(chuàng)新。
第 5 章主要從算法的角度介紹程序設計，同時介紹目前常用的兩種程序設計方法 結構化程序設計與面向對象程序設計，以及使用 Raptor 編程設計程序。
第 6 章介紹數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展、數(shù)據(jù)庫的基礎知識、數(shù)據(jù)庫的基本模型和關系模型，以及數(shù)據(jù)庫設計的一般步驟和關系數(shù)據(jù)庫 Access 的使用。通過本章學習，培養(yǎng)學生管理和處理數(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)勢等基礎知識，講解云計算的服務模型、部署方式，分析云計算涉及的關鍵技術，以及介紹云計算的相關應用領域。
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、預處理，到存儲、分析，再到結果展示的全流程以及對應技術。通過平臺架構、使用場景及應用現(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)展史及具體應用領域。同時對人工智能的研究分支 機器學習、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的切身體驗。
本書由中原工學院和鄭州輕工業(yè)大學教師集體編寫完成 , 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）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重于培養(yǎng)大學生計算思維的教材，但由于大學新生的計算機基礎水平參差不齊，因此大學計算機這門課的教學內(nèi)容選取及相應教材編寫依然是難點。由于這樣的特殊