一、 系列教材背景

人类已经进入智能时代,云计算、大数据、物联网、人工智能、机器人、量子计算等是这个时代最重要的技术热点,为了适应和满足时代发展对人才培养的需要,2017年2月以来,教育部积极推进新工科建设,先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”,并发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》《教育部办公厅关于推荐新工科研究与实践项目的通知》,全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验,助力高等教育强国建设。新工科有两个内涵: 一是新的工科专业;二是传统工科专业的新需求。新工科建设将促进一批新专业的发展,这批新专业有的是依托于现有计算机类专业派生、扩展而成的,有的是多个专业有机整合而成的。由计算机类专业派生、扩展形成的新工科专业有计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程、信息管理与信息系统、数据科学与大数据技术等。由“计算机类”学科交叉融合形成的新工科专业有网络空间安全、人工智能、机器人工程、数字媒体技术、智能科学与技术等。

在新工科建设的“九个一批”中,明确提出“建设一批体现产业和技术最新发展的新课程”“建设一批产业急需的新兴工科专业”,新课程和新专业的持续建设,都需要以适应新工科教育的教材作为支撑。由于各个专业之间的课程相互交叉,但是又不能相互包含,所以在选题方向上,既考虑由计算机类专业派生、扩展形成的新工科专业的选题,又考虑由计算机类专业交叉融合形成的新工科专业的选题,特别是网络空间安全专业、智能科学与技术专业的选题。基于此,清华大学出版社计划出版“面向新工科专业建设计算机系列教材”。

二、 教材定位

教材使用对象为“211工程”高校或同等水平及以上高校计算机类专业及相关专业学生。三、 教材编写原则

(1) 借鉴Computer Science Curricula 2013(以下简称CS2013)。CS2013的核心知识领域包括算法与复杂度、体系结构与组织、计算科学、离散结构、图形学与可视化、人机交互、信息保障与安全、信息管理、智能系统、网络与通信、操作系统、基于平台的开发、并行与分布式计算、程序设计语言、软件开发基础、软件工程、系统基础、社会问题与专业实践等内容。

(2) 处理好理论与技能培养的关系,注重理论与实践相结合,加强对学生思维方式的训练和计算思维的培养。计算机专业学生能力的培养特别强调理论学习、计算思维培养和实践训练。本系列教材以“重视理论,加强计算思维培养,突出案例和实践应用”为主要目标。

(3) 为便于教学,在纸质教材的基础上,融合多种形式的教学辅助材料。每本教材可以有主教材、教师用书、习题解答、实验指导等。特别是在数字资源建设方面,可以结合当前出版融合的趋势,做好立体化教材建设,可考虑加上微课、微视频、二维码、MOOC等扩展资源。

〖3〗程序设计基础及应用(C&C++语言)出版说明〖3〗四、 教材特点〖*2〗1. 满足新工科专业建设的需要系列教材涵盖计算机科学与技术、软件工程、物联网工程、数据科学与大数据技术、网络空间安全、人工智能等专业的课程。

2. 案例体现传统工科专业的新需求

编写时,以案例驱动,任务引导,特别是有一些新应用场景的案例。

3. 循序渐进,内容全面

讲解基础知识和实用案例时,由简单到复杂,循序渐进,系统讲解。

4. 资源丰富,立体化建设

除了教学课件外,还可以提供教学大纲、教学计划、微视频等扩展资源,以方便教学。

五、 优先出版〖*2〗1. 精品课程配套教材主要包括国家级或省级的精品课程和精品资源共享课的配套教材。

2. 传统优秀改版教材

对于已经出版过的优秀教材,经过市场认可,由于新技术的发展,给图书配上新的教学形式、教学资源,计划改版的教材。

3. 前沿技术与热点教材

反映计算机前沿和当前热点的相关教材，例如云计算、大数据、人工智能、物联网、网络空间安全等方面的教材。

六、 联系方式

联系人: 白立军

联系电话: 01083470179

联系和投稿邮箱: [email protected]

“面向新工科专业建设计算机系列教材”编委会

2019年6月

主任：

张尧学清华大学计算机科学与技术系教授中国工程院院士/教育部高等学校软件工程专业教学指导委员会主任委员

副主任：

陈刚浙江大学计算机科学与技术学院院长/教授

卢先和清华大学出版社副社长/编审

委员： 

毕胜大连海事大学信息科学技术学院院长/教授

蔡伯根北京交通大学计算机与信息技术学院院长/教授

陈兵南京航空航天大学计算机科学与技术学院院长/教授

成秀珍山东大学计算机科学与技术学院院长/教授

丁志军同济大学计算机科学与技术系系主任/教授

董军宇中国海洋大学信息科学与工程学院副院长/教授

冯丹华中科技大学计算机学院院长/教授

冯立功战略支援部队信息工程大学网络空间安全学院院长/教授

高英华南理工大学计算机科学与工程学院副院长/教授

桂小林西安交通大学计算机科学与技术学院教授

郭卫斌华东理工大学计算机科学与工程系系主任/教授

郭文忠福州大学数学与计算机科学学院院长/教授

郭毅可上海大学计算机工程与科学学院院长/教授

过敏意上海交通大学计算机科学与工程系教授

胡瑞敏武汉大学计算机学院教授

黄河燕北京理工大学计算机学院院长/教授

雷蕴奇厦门大学计算机科学系教授

李凡长苏州大学计算机科学与技术学院院长/教授

李克秋天津大学计算机科学与技术学院院长/教授

李肯立湖南大学信息科学与工程学院院长/教授

李向阳中国科学技术大学计算机科学与技术学院执行院长/教授

梁荣华浙江工业大学计算机科学与技术学院执行院长/教授

刘延飞火箭军工程大学基础部副主任/教授

陆建峰南京理工大学计算机科学与工程学院副院长/教授

罗军舟东南大学计算机科学与工程学院教授

吕建成四川大学计算机学院（软件学院）院长/教授

吕卫锋北京航空航天大学计算机学院院长/教授

马志新兰州大学信息科学与工程学院副院长/教授

毛晓光国防科技大学计算机学院副院长/教授

明仲深圳大学计算机与软件学院院长/教授

彭进业西北大学信息科学与技术学院院长/教授

钱德沛中山大学数据科学与计算机学院院长/教授

申恒涛电子科技大学计算机科学与工程学院院长/教授

苏森北京邮电大学计算机学院执行院长/教授

汪萌合肥工业大学计算机与信息学院院长/教授

王长波华东师范大学计算机科学与软件工程学院常务副院长/教授

王劲松天津理工大学计算机科学与工程学院院长/教授

王良民江苏大学计算机科学与通信工程学院院长/教授

王泉西安电子科技大学校长助理/教授

王晓阳复旦大学计算机科学技术学院院长/教授

王义东北大学计算机科学与工程学院院长/教授

魏晓辉吉林大学计算机科学与技术学院院长/教授

文继荣中国人民大学信息学院院长/教授

翁健暨南大学信息科学技术学院执行院长/教授

吴卿杭州电子科技大学计算机学院院长/教授

武永卫清华大学计算机科学与技术系副主任/教授

肖国强西南大学计算机与信息科学学院院长/教授

熊盛武武汉理工大学计算机科学与技术学院院长/教授

徐伟陆军工程大学指挥控制工程学院院长/副教授

杨鉴云南大学信息学院院长/教授

杨燕西南交通大学信息科学与技术学院副院长/教授

杨震北京工业大学信息学部副主任/教授

姚力北京师范大学人工智能学院执行院长/教授

叶保留河海大学计算机与信息学院院长/教授

印桂生哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院院长/教授

袁晓洁南开大学计算机学院院长/教授

张春元国防科技大学教务处处长/教授

张强大连理工大学计算机科学与技术学院院长/教授

张清华重庆邮电大学计算机科学与技术学院执行院长/教授

张艳宁西北工业大学校长助理/教授

赵建平长春理工大学计算机科学技术学院院长/教授

郑新奇 中国地质大学（北京）信息工程学院院长/教授

仲红安徽大学计算机科学与技术学院院长/教授

周勇中国矿业大学计算机科学与技术学院院长/教授

周志华南京大学计算机科学与技术系系主任/教授

邹北骥中南大学计算机学院教授

秘书：

白立军清华大学出版社副编审〖3〗程序设计基础及应用(C&C++语言)

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017年2月以来，教育部积极推进“新工科”建设，探索领跑全球工程教育的“新工科”教学研究与实践。面向“新工科”教育，要求加强计算思维能力和计算系统构造、设计和应用能力，进而实现高校教育与工业技术的结合。本书是依托我校的教育部首批“新工科”项目与全国高等院校计算机基础教育研究会项目支持下完成的教学与实践探索的成果，重点强化计算思维与工程应用。

计算思维强调求解实际问题，找到解决问题的可行的、合理的办法，并且能够将已有的知识推广到实际工程应用中，运用新的方法将思想和工具结合以解决新的问题。读者熟记基础语法规则可以帮助其绕开常见错误陷阱，快速看到学习成果。本书选取工程应用中的数据处理、数学运算等实例及重要算法，引导学生充分利用C++标准库，从问题引出相关语法，忽略不常用的语法细节，删除了老版本的语法，以提高读者的学习效率和实用性。

本书符合C99标准与C++11标准，以培养学生的计算思维为目的，注重编程能力训练，结合C和C++语言的工程应用引出相关知识点，使得读者既能够进一步学习用C语言进行底层的嵌入式应用程序设计或驱动程序开发的方法，也能够了解用C++语言进行大型应用软件系统开发的方法。书中每个章节都有一定数量的实例，每个实例都给出了详细解释，包括知识点和代码实现，代码附有注释，便于读者阅读。读者通过实践，便于增强对计算思维的理解，提高编程能力。

本书中的代码是以C++语言编写的。第1章的代码示例分别给出C和C++代码，以帮助读者观察和对比两种语言的区别。在各章节的叙述中，C++是指仅适用于C++，C&C++是指适用于C与C++，不明确说明时则适用于大多数的高级语言。本书所有代码在Windows 7以上操作系统上做了测试，全部调试通过并正常运行。在实际工作中，编写运行于多种平台(如Linux、Mac平台等)的C或C++程序是很常见的情况，不同平台的少数特殊函数库以及程序编译、连接和运行的细节会有小的差别，在跨平台移植中请根据实际情况进行简单修改。

本书共分为3篇12章。使用本书作为教材时，建议授课32～48学时，实验32学时，课外32学时。〖3〗程序设计基础及应用(C&C++语言)前言〖3〗第1篇包括第1～5章，主要介绍计算机高级语言的基本语法与结构，建议授课10～16学时，实验12学时，课外8学时。重点是简单数据的表示与表达式计算，基本运算符及函数库应用，3种基本结构——顺序、选择、循环的应用，以及自定义函数封装功能；在具体实现方法上，代码主要以C++的cin和cout实现输入与输出，以避免初学者在格式字符串应用上出现错误而导致程序编译失败；在函数的参数传递上，介绍值传递和引用传递，而将址传递放在数组和指针部分(分别见第6章和第10章)介绍。

第2篇包括第6～10章，主要介绍数据和信息处理的基本方法，建议授课18～24学时，实验16学时，课外16学时。重点是数值型数组的定义、实用算法及应用，字符型数组及函数库实现字符串处理，文件的读写及应用实例，以及类和结构体等自定义类型的定义及应用。在综合实例中结合自定义类型和文件实现了复杂数据的处理与应用，指针变量的应用重点放在动态内存分配及链表数据结构的应用上。

第3篇包括第10～12章，进一步深化面向对象设计和工程应用技术，具体教学内容可根据学时及教学大纲进行取舍，建议授课4～8学时，实验4学时，课外8学时。可以选讲部分内容作为学生分类分级教学的内容，学生通过查阅资料和分组实践完成比较大的综合性项目训练。第11章在第9章中类的简单介绍基础上，进一步介绍面向对象程序设计思想，对类的定义进行了深化，引入类的继承性、多态性，并对C++标准模板类STL做了简要概述。第12章介绍开发较大型软件项目的实用技术，包括多文件结构、条件编译指令、静态链接库等以及实用算法。

本书介绍的程序设计方法适用于任何通用的程序设计语言，主要帮助入门者学习程序设计的一般概念、原理和技术。不同的程序设计语言在语法细节、工具等方面各不相同，但是对于编写简单的代码、顺序结构等来说则差别很小。学习编程最好的办法就是尝试创建能够在现实中应用的程序。在本书中，读者会学习到如何解决数学问题、文本应用，以及一些应用广泛的算法，并通过实例应用逐渐加深对各个概念的理解。本书不涉及图形用户界面，但是会向用户展示图形界面效果，这些技术作为掌握编程基础之后的进阶学习内容。

本书由陈春丽主笔。本书的部分文字和案例来自校内出版的《C++程序设计讲义（2016版）》（陈春丽、肖奕、黄礼洁编写），其中第1、6~9、12章由陈春丽编写，第2、4、5、10章由陈春丽在肖奕编写的内容基础上作了更新及增补，第3、11章由陈春丽在黄礼洁编写的内容基础上作了更新及增补。本书有配套的MOOC视频、单元测试、上机机考测验等教学辅助资料，实现了程序设计公共基础课的机考过程化考核。由于实验开发环境不断升级与实验内容越来越丰富，作者会对相关内容进行调整和更新。

作者在编写本书的过程中得到中国地质大学(北京)信息工程学院院长郑新奇教授的大力支持和帮助，得到周长兵教授的技术指导；计算机基础教研室老师们对本书内容提出了许多很好的建议和意见，并共同完成了教学辅助资料；实验室老师们提供了实验平台和机考环境。作者在此一并表示感谢。

在本书中，当技术术语首次出现时，会以黑体突出显示，并注出英文，以便学生理解计算机程序设计语言中的技术术语。

本书适用于高校本科各专业的计算机公共基础课，可以作为第一门程序设计语言的入门教材。

限于作者的经验和水平，书中难免有疏漏和不妥之处，欢迎读者批评指正，并提出建议和意见，作者的邮箱是[email protected]。

中国地质大学（北京）信息工程学院计算机基础教研室陈春丽2019年10月