本书采用独到的跨学科方法讲授计算机科学和编程的入门知识，适用于各类理工科专业的大一学生。书中特别关注编程在科学和工程中的应用，涵盖材料科学、基因组学、天体物理和网络系统等不同领域的实例，在讲授编程方法的同时注重培养计算思维。本书采用Java编程语言，首先介绍编程基础知识、函数和面向对象编程，然后讨论高级主题，包括算法和数据结构、计算理论以及计算机体系结构。