当前高等学校计算机基础教学的一个改革和发展方向是将“计算思维”作为程序设计课程主线，让学生学会如何像计算机科学家那样思考并解决问题，这与传统的以一门编程语言为课程核心的做法是完全不同的。

本书是作者参与教育部大学计算机课程改革项目而形成的产物，全书以问题求解中的计算思维为线索，介绍一般的程序设计思想与方法。具体内容包括：信息和信息处理过程的表示，处理流程的结构化和模块化设计方法，从面向过程方法到面向对象方法的发展，图形和GUI 编程，事件驱动编程和并发编程，蒙特卡罗模拟方法设计等。要强调的是，以上所有思想和方法都是通过生动的实例演示而非枯燥的原理灌输而展开介绍的。虽然本书不是关于编程语言的教材，但是通过本书的学习，学生可以掌握简单而强大的Python 语言，能够利用Python 实现自己对实际问题解

决方法的思考和设计。

本书的目标受众是高等学校中非计算机科学与技术专业的学生，当然也适用于计算机科学与技术专业学生的入门课程。实际上，由于本书编写时注重“手把手似的”循序渐进教学，任何具备高中文化水平的人都可以通过自学掌握本书内容。

前辅文
第1 章 计算与计算思维
  1.1 什么是计算
   1.1.1 计算机与计算
   1.1.2 计算机语言
   1.1.3 算法
   1.1.4 实现
  1.2 什么是计算思维
   1.2.1 计算思维的基本原则
   1.2.2 计算思维的具体例子
   1.2.3 日常生活中的计算思维
   1.2.4 计算思维对其他学科的影响
  1.3 初识Python
   1.3.1 Python 简介
   1.3.2 第一个程序
   1.3.3 程序的执行方式
   1.3.4 Python 语言的基本成分
  1.4 程序排错
  习题
第2 章 用数据表示现实世界
  2.1 数据和数据类型
   2.1.1 数据是对现实的抽象
   2.1.2 常量与变量
   2.1.3 数据类型
   *2.1.4 Python 的动态类型
  2.2 数值类型
   2.2.1 整数类型int
   2.2.2 长整数类型long
   2.2.3 浮点数类型float
   2.2.4 数学库模块math
   *2.2.5 复数类型complex
  2.3 字符串类型str
   2.3.1 字符串类型的字面值形式
   2.3.2 字符串类型的操作
   2.3.3 字符的机内表示
   2.3.4 字符串类型与其他类型的转换
   2.3.5 字符串库string
  2.4 布尔类型bool
   2.4.1 关系运算
   2.4.2 逻辑运算
   *2.4.3 布尔代数运算定律
   *2.4.4 Python 中真假的表示与计算
  2.5 列表和元组类型
   2.5.1 列表类型list
   2.5.2 元组类型tuple
  2.6 数据的输入和输出
   2.6.1 数据的输入
   2.6.2 数据的输出
   2.6.3 格式化输出
  2.7 编程案例：查找问题
  习题
第3 章 数据处理的流程控制
  3.1 顺序控制结构
  3.2 分支控制结构
   3.2.1 单分支结构
   3.2.2 两路分支结构
   3.2.3 多路分支结构
  3.3 异常处理
   3.3.1 传统的错误检测方法
   3.3.2 传统错误检测方法的缺点
   3.3.3 异常处理机制
  3.4 循环控制结构
   3.4.1 for 循环
   3.4.2 while 循环
   3.4.3 循环的非正常中断
   3.4.4 嵌套循环
  3.5 结构化程序设计
   3.5.1 程序开发过程
   3.5.2 结构化程序设计的基本内容
  3.6 编程案例：如何求n 个数据的最大值
   3.6.1 几种解题策略
   3.6.2 经验总结
  *3.7 Python 布尔表达式用作控制结构
  习题
第4 章 模块化编程
  4.1 模块化编程基本概念
   4.1.1 模块化设计概述
   4.1.2 模块化编程
   4.1.3 编程语言对模块化编程的支持
  4.2 Python 语言中的函数
   4.2.1 用函数减少重复代码
   4.2.2 用函数改善程序结构
   4.2.3 用函数增强程序的通用性
   4.2.4 小结：函数的定义与调用
   4.2.5 变量的作用域
   4.2.6 函数的返回值
  4.3 自顶向下设计
   4.3.1 顶层设计
   4.3.2 第二层设计
   4.3.3 第三层设计
   4.3.4 第四层设计
   4.3.5 自底向上实现与单元测试
   4.3.6 开发过程小结
  *4.4 Python 模块
   4.4.1 模块的创建和使用
   4.4.2 Python 程序架构
   4.4.3 标准库模块
   4.4.4 模块的有条件执行
  习题
第5 章 图形编程
  5.1 概述
   5.1.1 计算可视化
   5.1.2 图形是复杂数据
   5.1.3 用对象表示复杂数据
  5.2 Tkinter 图形编程
   5.2.1 导入模块及创建根窗口
   5.2.2 创建画布
   5.2.3 在画布上绘图
   5.2.4 图形的事件处理
  5.3 编程案例
   5.3.1 统计图表
   5.3.2 计算机动画
  5.4 软件的层次化设计：一个案例
   5.4.1 层次化体系结构
   5.4.2 案例：图形库graphics
   5.4.3 graphics 与面向对象
  习题
第6 章 大量数据的表示和处理
  6.1 概述
  6.2 有序的数据集合体
   6.2.1 字符串
   6.2.2 列表
   6.2.3 元组
  6.3 无序的数据集合体
   6.3.1 集合
   6.3.2 字典
  6.4 文件
   6.4.1 文件的基本概念
   6.4.2 文件操作
   6.4.3 编程案例：文本文件分析
   6.4.4 缓冲
   *6.4.5 二进制文件与随机存取
  *6.5 几种高级数据结构
   6.5.1 链表
   6.5.2 堆栈
   6.5.3 队列
  习题
第7 章 面向对象思想与编程
  7.1 数据与操作：两种观点
   7.1.1 面向过程观点
   7.1.2 面向对象观点
   7.1.3 类是类型概念的发展
  7.2 面向对象编程
   7.2.1 类的定义
   7.2.2 对象的创建
   7.2.3 对象方法的调用
   7.2.4 编程实例：模拟炮弹飞行
   7.2.5 类与模块化
   7.2.6 对象的集合体
  *7.3 超类与子类
   7.3.1 继承
   7.3.2 覆写
   7.3.3 多态性
  *7.4 面向对象设计
   7.4.1 一种基于词性分析的面向对象设计方法
   7.4.2 设计案例：扑克牌游戏
  习题
第8 章 图形用户界面
  8.1 图形用户界面概述
   8.1.1 程序的用户界面
   8.1.2 图形界面的组成
   8.1.3 事件驱动
  8.2 GUI 编程
   8.2.1 GUI 编程概述
   8.2.2 初识Tkinter
   8.2.3 常见GUI 构件的用法
   8.2.4 布局
   *8.2.5 对话框
  8.3 Tkinter 事件驱动编程
   8.3.1 事件和事件对象
   8.3.2 事件处理
  8.4 模型-视图设计方法
   8.4.1 将GUI 应用程序封装成对象
   8.4.2 模型与视图
   8.4.3 编程案例：汇率换算器
  习题
第9 章 模拟与并发
  9.1 模拟
   9.1.1 计算机建模
   9.1.2 随机问题的建模与模拟
   9.1.3 编程案例：乒乓球比赛模拟
  9.2 原型法
  *9.3 并行计算
   9.3.1 串行、并发与并行
   9.3.2 进程与线程
   9.3.3 多线程编程的应用
   9.3.4 Python 多线程编程
   9.3.5 小结
  习题
第10 章 算法设计和分析
  10.1 枚举法
  10.2 递归
  10.3 分治法
  10.4 贪心法
  10.5 算法分析
   10.5.1 算法复杂度
   10.5.2 算法分析实例
  10.6 不可计算的问题
  习题
第11 章 计算+X
  11.1 计算数学
  11.2 生物信息学
  11.3 计算物理学
  11.4 计算化学
  11.5 计算经济学
  习题
附录
参考文献