本书着重在新工科背景下为所有工科计算机及非计算机专业的本科新生提供完整的计算机科学思维框架，以Python高级程序设计语言作为线索，简化计算机领域中的各个分支为模型，使用Python语言进行简易实现。 全书共8章，第1章从计算思维的角度概述计算机学科的整体脉络；第2章着重介绍计算机中对于数据和信息的编码原理；第3章对基础的Python语法做出介绍；第4章主要描述使用计算机解决问题的各类经典算法思想；第5章从底层出发介绍计算机的硬件系统和软件系统；第6章介绍计算机网络及网络安全；第7章介绍数据库系统；第8章对新时代下的计算机新技术——人工智能进行发散式介绍。本书还提供了大量应用实例，每章后均附有习题。 本书适用于高等院校工科专业本科一年级的相关课程，也可供教学工作人员设计本科实践课程时参考。