本书是面向大学低年级学生和中学高年级学生的大学计算机/计算思维通识教育类课程的新形态教材。全书共计17章。第1～2章通过趣味示例使读者体验计算思维的魅力。第3～4章通过简单示例使读者理解机器如何自动执行程序，这是理解计算思维的基础。第5～6章通过跟随练习使读者体验程序构造的基本手段，这是计算思维的本质之一。第7章简明介绍计算机语言与程序编写。第8章从资源管理的视角介绍复杂计算环境，这也是计算思维在管理领域的应用。第9章介绍问题求解策略与算法表达，这是计算与计算机的灵魂。第10～12章引导读者探索数据化思维，第13～15章引导读者探索网络化思维，第16～17章引导读者探索机器学习与人工智能。数据化思维、网络化思维、智能化思维这些本质上都是计算思维。
本书内容丰富，重点突出，强化了从学习者角度渐进式体验、理解和运用计算思维。全书讲解清晰，层层递进，图文并茂，可读性强，适合作为计算机类专业的计算机（专业）导论课程、非计算机专业的大学计算机课程、计算思维导论课程、计算科学导论课程、信息科学导论课程等的教材，也可作为面向中学高年级学生开设的信息技术类、计算思维类、人工智能类课程的教材。

战德臣，哈尔滨工业大学计算机学院教授，博士生导师，哈尔滨工业大学教学名师奖获得者，宝钢教育基金优秀教师奖获得者，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会委员。先后完成国家863计划课题、国家自然科学基金课题、国家科技支撑计划课题等20余项，其成果获省部级科技进步一等奖1项、二等奖3项、三等奖3项，在国内外主要刊物上发表论文100多篇，著书6部，获发明专利2项，软件著作权22项。目前主要研究新型软件体系结构、云服务与云计算、物流/制造服务系统、软件建模与复用、业务过程管理、数据与知识工程、企业资源规划与供应链管理系统。自1998年以来，一直从事“大学计算机”课程的教学工作，并致力于计算思维与教育教学改革方面的研究工作，是教育部大学计算机课程改革项目“理工类高校计算思维与计算机课程研究及教材建设”的主持人。

1 什么是计算思维
1.1 趣味故事“用小白鼠检验毒水瓶”
1.2 什么是计算思维
1.2.1 二进制思维
1.2.2 二分法——人类普遍应用的思维
1.2.3 过程化与符号变换思维
1.2.4 计算思维的概念
1.3 扩展学习：计算思维的价值在哪里
1.3.1 0和1及其特性
1.3.2 偶校验：判断数据传输有无错误
1.3.3 类比小白鼠问题判断哪一位出错
1.4 基础知识：进位制及其相互转换
1.4.1 二进制、十进制与r进制
1.4.2 进位制之间的相互转换
1.5 计算之树——大学计算思维教育空间
1.6 为什么要学习和怎样学习计算思维
1.6.1 为什么：设计、构造和应用典型的计算工具是重要创新，需要计算思维
1.6.2 怎样学：了解认知学习的不同深度
1.6.3 怎样学：对比-联想式学习方法
2 计算思维基础：0和1与逻辑
2.1 用0和1表示万事万物
2.1.1 用0和1进行编码
2.1.2 用0和1表示英文字母与符号
2.1.3 用0和1表示中文文字
……
3 计算思维基础：0和1与机器程序
4 机器程序的执行
5 程序构造是一种计算思维
6 程序的基本构造手段：递归与迭代
7 计算机语言与程序编写
8 理解复杂计算环境：计算思维与管理
9 问题求解策略与算法表达
10 数据管理思维也是一种计算思维
11 数据库系统与数据库语言
12 数据与社会：数据也是生产力
13 网络化社会基础：计算机网络
14 信息网络：信息组织与信息传播的基本思维
15 网络与社会：互联的世界
16 机器学习：使机器具有智能
17 人工智能：社会发展新动力