本書是教育部大學(xué)計算機課程改革項目成果，是一本面向計算思維培養(yǎng)的大學(xué)計算機實踐教程，力圖從計算機問題求解的角度，引導(dǎo)學(xué)生利用可視化的程序設(shè)計工具進行問題描述和求解。教材中引用和創(chuàng)作了豐富的實例，通過實例逐步介紹計算機問題求解的一般方法，通過設(shè)計對應(yīng)的實驗，使得學(xué)生在實踐中強化計算思維，提高計算思維能力。本書內(nèi)容結(jié)構(gòu)上具體分為三個部分：第一部分Raptor程序設(shè)計基礎(chǔ)；第二部分問題求解實例；第三部分問題求解實踐內(nèi)容，包括基本實驗和綜合設(shè)計實驗。
本書配套有豐富的教學(xué)資源，包括：PPT、電子素材、示例演示視頻等，除此以外，本書特別添加了二維碼技術(shù)，讀者可以通過手機掃描本書封面的二維碼來觀看相應(yīng)示例的演示視頻。
1.本書是教育部大學(xué)計算機課程改革項目成果，是與20722一書配套的實踐教材； 2.本書著重計算思維能力的培養(yǎng)和提升�！ �3.本書配套有豐富的教學(xué)資源，包括：PPT、電子素材、示例演示視頻等。
王立松，1995年~至今任南京航空航天大學(xué) 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 副教授，多年來負責(zé)C++程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫原理、操作系統(tǒng)、高級計算機體系結(jié)構(gòu)與并行處理、計算思維導(dǎo)論等課程的教學(xué)工作，同時擔(dān)任航空電子系統(tǒng)綜合技術(shù)國防科技重點實驗室客座專家
第1章 概述 1.1 培養(yǎng)計算思維能力的重要性 1.2 為什么培養(yǎng)計算思維需要有實踐 1.3 如何進行面向計算思維培養(yǎng)的實踐 1.4 程序、程序設(shè)計和程序設(shè)計語言 第1章 概述 1.1 培養(yǎng)計算思維能力的重要性 1.2 為什么培養(yǎng)計算思維需要有實踐 1.3 如何進行面向計算思維培養(yǎng)的實踐 1.4 程序、程序設(shè)計和程序設(shè)計語言 1.4.1 程序及其基本要素 1.4.2 程序設(shè)計 1.4.3 程序設(shè)計語言 1.5 算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1.5.1 算法 1.5.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1.6 可視化的程序設(shè)計工具——R 1.7 小結(jié)第2章 Raptor基本程序環(huán)境 2.1 Raptor概述 2.1.1 Raptor主窗口 2.1.2 Raptor主控制臺（Master Console） 2.2 Raptor編程基本概念 2.2.1 標識符（identifier）的命名規(guī)則 2.2.2 常量 2.2.3 變量 2.3 Raptor運算符和表達式 2.3.1 算術(shù)運算符和算術(shù)表達式 2.3.2 關(guān)系運算符和關(guān)系表達式 2.3.3 布爾運算符和布爾表達式 2.3.4 Raptor運算符優(yōu)先順序 2.4 Raptor函數(shù) 2.4.1 基本數(shù)學(xué)函數(shù)（Basic Math Functions） 2.4.2 三角函數(shù)（Trigonometric Functions） 2.4.3 布爾函數(shù)（Boolean Functions） 2.4.4 隨機函數(shù)（Random Function） 2.5 Raptor基本環(huán)境及使用 2.5.1 Raptor圖形符號 2.5.2 觀察窗口 2.5.3 Raptor工作區(qū) 2.5.4 使用菜單 2.5.5 使用工具欄 2.5.6 執(zhí)行流程圖 2.5.7 設(shè)置圖形符號屬性 2.5.8 折疊/展開控制流程圖形符號 2.5.9 Raptor中的注釋第3章 Raptor流程控制 3.1 Raptor程序結(jié)構(gòu) 3.2 順序結(jié)構(gòu) 3.3 選擇結(jié)構(gòu) 3.4 循環(huán)結(jié)構(gòu)第4章 Raptor數(shù)組及使用 4.1 一維數(shù)組的創(chuàng)建 4.2 二維數(shù)組的創(chuàng)建 4.3 數(shù)組元素個數(shù)的計算 4.4 數(shù)組的使用 4.5 使用數(shù)組的注意事項第5章 Raptor子圖和過程的定義及調(diào)用 5.1 子圖的定義和調(diào)用 5.2 過程的定義和調(diào)用第6章 Raptor文件的使用 6.1 將數(shù)據(jù)輸出到磁盤文件 6.2 從磁盤文件輸入數(shù)據(jù)第7章 Raptor圖形窗口的基本操作 7.1 Raptor圖形窗口 7.2 Colors色彩 7.3 繪制圖形 7.4 鍵盤操作 7.5 鼠標操作 7.6 文本操作 7.7 聲音操作第8章 基本算法和算法策略 8.1 基本算法 8.1.1 窮舉法 8.1.2 分段函數(shù) 8.1.3 遞推法 8.1.4 遞歸 8.1.5 迭代法 8.2 算法基本策略 8.2.1 貪心策略 8.2.2 回溯策略 8.2.3 分治策略 8.2.4 動態(tài)規(guī)劃策略第9章 問題求解實例 9.1 基本語句 9.2 數(shù)組的使用 9.3 子圖 9.4 過程 9.5 文件的使用 9.6 圖形窗口的使用 9.7 綜合實例第10章 問題求解實驗 10.1 實驗一 基本元素和語句 10.2 實驗二 數(shù)組 10.3 實驗三 子圖和過程 10.4 實驗四 數(shù)據(jù)文件 10.5 實驗五 圖形窗口、文本操作和圖形繪制 10.6 實驗六 圖形窗口與鍵盤和鼠標交互 10.7 實驗七 簡單動畫設(shè)計 10.8 實驗八 綜合實驗一 10.9 實驗九 綜合實驗二 10.10 實驗十 綜合實驗三參考文獻
近年來，大學(xué)計算機課程的教學(xué)改革探索和實踐表明，大學(xué)計算機課程的教學(xué)應(yīng)該以培養(yǎng)計算思維能力為核心任務(wù)。在具體教學(xué)實施過程中，如何培養(yǎng)計算思維能力就成為大學(xué)計算機教學(xué)的中心問題。通過對這個問題的深入思考和多年的教學(xué)經(jīng)歷，我們認為有兩個方面或途徑來培養(yǎng)計算思維能力：一是在課堂教學(xué)上，把計算（機）的知識放在思維層面進行講解，學(xué)生通過思考“這些知識是如何形成的”來貫通知識，計算思維能力也在這種知識的貫通過程中得到提高；二是圍繞計算思維的“應(yīng)用”，主要基于計算機的問題求解，這樣計算思維就必然涉及如何構(gòu)建計算環(huán)境以及如何進行問題求解。大學(xué)低年級的學(xué)生，主要通過簡單的工具進行問題描述，并能在計算機上執(zhí)行這一過程“體會和實踐”計算思維，從而培養(yǎng)計算思維能力，為未來進一步學(xué)習(xí)諸如高級語言程序設(shè)計等課程打下堅實基礎(chǔ)。重要的是，學(xué)生能結(jié)合自身專業(yè)，利用計算思維求解問題，甚至可以驗證問題求解方法的有效性與正確性。
本教材的目的在于引導(dǎo)學(xué)生進行面向計算思維能力培養(yǎng)的實踐，切入點是計算思維指導(dǎo)下的計算機問題求解。鑒于大學(xué)低年級學(xué)生的計算機相關(guān)知識水平可能不夠，教材采用淺顯的語言，簡單介紹了一些必要的知識。為了可以在計算機上進行實踐，本書選用了非常簡便的可視化程序設(shè)計工具Raptor作為實踐工具，給出了工具的基本要素和常用技巧及其應(yīng)用。有了這些內(nèi)容作為基礎(chǔ)，教材又給出了基本的問題處理策略和問題求解實例。最后設(shè)計了一系列精心挑選的問題求解實例和問題求解實踐題目，供讀者進行學(xué)習(xí)、參考和實踐。希望通過本教材的引導(dǎo)，讀者可以有一個深層次的“入門”，在實踐中提高計算思維能力，也為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。
本教材適合于各類專業(yè)的大學(xué)生，建議在大學(xué)一年級第一學(xué)期開設(shè)。考慮到教學(xué)進度和學(xué)生接受程度，總學(xué)時安排30學(xué)時為宜。由于是實踐教程，建議在實驗室講授，邊學(xué)邊練邊思考。
本教材由王立松、潘梅園和朱敏共同創(chuàng)作和編寫，王立松負責(zé)統(tǒng)稿。其中，王立松編寫第1章和第8章，潘梅園編寫第4、5、6、9、10章，朱敏編寫第2、3、7章。南京航空航天大學(xué)長期從事大學(xué)計算機教學(xué)的一線教師對本教材的書稿進行了討論，并提出了很好的修改建議。陳龍等研究生參與了部分實例的制作工作。
本書在成稿過程中得到很多專家教授的指點和幫助，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的戰(zhàn)德臣教授給予了非常多的建議，南京航空航天大學(xué)的陳兵教授細致審閱了稿件。在此對他們表示衷心的感謝。
感謝南京航空航天大學(xué)教務(wù)處、計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院及電子工業(yè)出版社對本書出版所給予的大力支持。在此對為本書出版做出貢獻的所有人員一并表示衷心的感謝。
面向計算思維能力培養(yǎng)的大學(xué)計算機實踐是一門發(fā)展中的課程，由于時間倉促和作者的水平限制等因素，教材中的內(nèi)容難免有不完善之處，敬請廣大讀者諒解，并誠摯地歡迎讀者提出寶貴建議。
作者
2014年8月
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