本书主要分为四个部分：第1-3章的基本思路为由计算到计算思维，由符号化、计算化到自动化，进而讲解到什么是程序，程序的构造性及程序构造的基本手段；第4-6章进一步讲解程序是如何被执行的，由机器级程序的执行讲解到复杂环境下程序的执行，进而讲解到不同层面下的程序编写—程序设计问题；第7-9章介绍什么是算法，如何用算法进行问题求解，进一步以两类典型的算法来阐述为什么要研究算法和怎样研究算法；第10-13章的基本思路是在具有了前面的计算思维后，使学生进一步具有较为全面的信息素养。