本书主要讲述计算机科学的导引知识，介绍了计算机系统概况、计算机硬件、计算机软件、数据表示及分析处理、计算机网络以及计算机热门研究方向的相关应用案例。所讲内容的展开以数据和案例为牵引，分别呼应了数据处理的环境、数据处理的硬件、数据处理的软件、数据表示方式及分析处理方法、数据的网络流动以及数据处理的案例。
书中以数据为行文线索，各章节之间有较强的逻辑关联，实例紧靠生活实际，语言朴素亲切，叙述之中融入编者积累的教学体会，更贴近读者的理解路径。同时书中融入课程思政元素，提供了12个课程思政案例。
本书的读者覆盖计算机科学与技术、软件工程、人工智能等相关专业的本科生和专科生，也可供热爱计算机技术的自学者阅读学习。

第1章 信息系统——数据处理的环境（视频讲解：28分钟，2集）
1.1 信息系统的组成
1.2 计算机的发展
1.3 计算思维
1.3.1 计算思维的含义
【思政1-1】关于算法
1.3.2 计算思维的要素
【思政1-2】关于思维
第2章 计算机的硬件组成及工作原理——数据处理的硬件（视频讲解：36分钟，3集）
2.1 计算机的硬件组成和计算机体系结构
2.2 计算机体系结构的设计
2.2.1 图灵模型
2.2.2 冯·诺依曼模型
【思政2-1】热爱与投入
2.3 中央处理单元
2.3.1 算术逻辑单元
2.3.2 控制单元
2.3.3 寄存器组
【思政2-2】ALU的基础运算
2.3.4 CPU工作原理
2.4 存储器
2.4.1 内存
2.4.2 外部存储器
2.5 输入/输出子系统
2.5.1 输入设备
2.5.2 输出设备
2.5.3 计算机常见接口
第3章 计算机软件（视频讲解：56分钟，4集）
3.1 软件的含义
3.2 软件的分类
3.3 系统软件
3.3.1 操作系统
【思政3-1】操作系统CPU管理的深入思考
3.3.2 驱动程序
3.3.3 实用工具程序
3.4 应用软件
3.5 软件工程
3.5.1 软件工程的含义
3.5.2 软件工程的基本理解
3.5.3 软件生命周期
3.5.4 软件过程模型
【思政3-2】关于人的思想软件
第4章 数据的表示及处理——数据处理的方法（视频讲解：114分钟，8集）
4.1 数据的机器表示
4.1.1 二进制及数制系统
4.1.2 计算机中的数据表示
4.2 数据的逻辑表示
4.2.1 线性表
【思政4-1】榜样的力量
4.2.2 栈
4.2.3 字符串
4.2.4 广义表
4.2.5 树
4.2.6 二叉树
4.2.7 图
4.2.8 抽象数据类型
4.3 数据组织与管理
4.3.1 数据库
4.3.2 文件系统
4.4 数据分析与处理
4.4.1 数据采集
4.4.2 数据清洗
4.4.3 数据挖掘
【思政4-2】聚类和回归的延伸思考
4.4.4 数据可视化
第5章 算法和编程（视频讲解；91分钟，7集）
5.1 问题求解思想
5.2 算法设计
5.2.1 算法特性
5.2.2 算法的表示
5.2.3 算法复杂度的度量标准
5.2.4 常见基础算法
5.3 编程语言
5.3.1 常见编程语言
5.3.2 编译方式
5.4 编程技术
5.4.1 结构化程序设计
5.4.2 面向对象程序设计
5.5 编程实例
【思政5-1】
第6章 计算机网络——数据的网络流动（视频讲解：103分钟，7集）
6.1 计算机网络概述
6.1.1 计算机网络的定义和功能
6.1.2 计算机网络的分类
6.2 计算机网络分层
6.2.1 网络协议
6.2.2 网络分层思想
6.2.3 OSI参考模型
【思政6-1】从网络体系结构的制定看“求同存异”的包容精神
6.2.4 TCP/IP参考模型
6.3 网络寻址
6.3.1 MAC地址
6.3.2 IP地址
6.3.3 域名
6.3.4 MAC地址、IP地址和域名的关系
6.3.5 DNS“瘫痪”启示
6.4 常用网络协议
6.4.1 应用层协议
6.4.2 传输层协议
6.4.3 网络层协议
6.4.4 网络接口层协议
【思政6-2】没有规矩，不成方圆
6.5 计算机网络安全
6.5.1 网络安全的概念
6.5.2 常见的网络安全威胁
6.5.3 网络安全防护措施
6.5.4 漫话密码学
第7章 计算机科学新技术及应用（视频讲解；12分钟，1集）
7.1 近期热点研究
7.1.1 自然语言处理
7.1.2 计算机视觉
7.1.3 无人驾驶
7.1.4 大数据技术
7.2 图像识别应用案例——新生智能报到系统
7.2.1 案例简介
7.2.2 系统功能结构图
7.2.3 系统设计
7.2.4 关键算法
7.2.5 运行结果
7.3 大数据应用案例——新冠疫情数据爬取与可视化
7.3.1 案例简介
7.3.2 数据爬取
7.3.3 Web可视化界面
7.4 无人驾驶应用案例——办公楼仿真系统
7.4.1 案例简介
7.4.2 基于ROS的仿真平台相关技术
7.4.3 基于ROS的仿真平台搭建
7.4.4 雷达建图
7.4.5 自主导航
7.5 区块链应用案例——固定资产管理系统
7.5.1 案例简介
7.5.2 区块链技术
7.5.3 系统总体设计
7.5.4 系统各模块的设计与实现
【思政7-1】