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出版者:中国人事出版社

作者:史健

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2002-11-1

价格:28.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787801399137

丛书系列:

图书标签:

• 公务员考试
• 计算机基础
• 基础知识
• 考试用书
• 教材
• 职业资格
• 提升技能
• 信息技术
• 入门
• 备考

远航之钥：当代大学生编程思维与实践指南 第一部分：思维的基石——计算机科学核心概念的重塑 本书旨在为当代大学生提供一套全面、深入且富有前瞻性的计算机科学入门框架。我们超越了传统教材中对枯燥概念的简单罗列，转而聚焦于“思维”的构建——如何像计算机科学家一样思考问题、分析问题和解决问题。 第一章：二进制世界的诗意与逻辑 本章将带读者领略信息世界的本质。我们不满足于“0和1”的表象，而是深入探讨数字逻辑如何构建起复杂的计算体系。从布尔代数的基本运算律，到逻辑门（AND, OR, NOT, XOR）的设计与组合，我们详细解析了这些微小的开关如何驱动整个数字世界。重点内容包括： 1. 编码系统深度解析： 不仅介绍ASCII和Unicode，更深入探究定点数和浮点数的存储与精度问题（IEEE 754标准详解），使读者深刻理解数据表示的局限性与优化策略。 2. 信息的度量与压缩： 熵（Entropy）的概念引入，解释信息论在数据压缩（如霍夫曼编码的原理推导）中的核心作用，培养对信息价值的敏感度。 3. 数制转换的直觉理解： 通过构建模拟硬件的思维实验，使读者能够快速地在二进制、八进制、十进制和十六进制之间进行高效切换，而非依赖死记硬背的公式。 第二章：算法的艺术——从效率到优雅 算法是计算的灵魂。本章致力于培养读者对算法设计范式的系统性理解，并掌握评估其性能的科学方法。 1. 复杂度分析的严谨性： 详细剖析大O、Ω、Θ符号的数学定义与应用场景。通过对递归、迭代、分治等不同结构代码的实际运行时间对比，建立对时间复杂度和空间复杂度的直觉判断。 2. 经典排序与搜索的深度比较： 冒泡、插入、选择排序被作为基础引入，但重点聚焦于快速排序（Quicksort）和归并排序（Mergesort）的递归机制、枢轴选择策略及稳定性分析。二分查找（Binary Search）的边界条件处理被细致讲解。 3. 高级算法范式入门： 动态规划（DP）的重叠子问题与最优子结构识别方法；贪心算法的适用性边界；回溯法在约束满足问题（如八皇后问题）中的应用实例。 4. 图论基础与应用： 深度解析图的表示方法（邻接矩阵与邻接表）。重点介绍广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）在迷宫求解、拓扑排序中的应用，并简要介绍Dijkstra最短路径算法的核心思想。 第二部：软件的骨架——数据结构的实践与优化 数据结构是组织和管理数据的蓝图。本部分强调理论与高效实现之间的桥梁作用。 第三章：线性结构的精妙布局 1. 数组与链表的辩证关系： 对比静态数组和动态数组（如C++中的`std::vector`或Java中的`ArrayList`）在内存分配、随机访问和插入/删除操作上的性能差异。深入探讨单向链表、双向链表和循环链表的适用场景。 2. 栈与队列的抽象封装： 以实际应用（如函数调用栈、表达式求值、任务调度）来阐释后进先出（LIFO）和先进先出（FIFO）原则的工程价值。重点讲解如何用数组或链表高效实现栈和队列。 第四章：非线性结构的层次与关联 1. 树结构的世界： 详细讲解二叉树（Binary Tree）的遍历方式（前序、中序、后序）。深入剖析二叉搜索树（BST）的查找效率，并引入平衡树的概念——红黑树（Red-Black Tree）和AVL树的维护机制，确保最坏情况下的对数时间复杂度。 2. 堆（Heap）的应用： 优先队列（Priority Queue）的实现原理，及其在K个最大/最小元素查找问题中的高效性。 3. 哈希表的魔法： 深入探讨哈希函数的设计原则（均匀性、雪崩效应）。重点分析解决哈希冲突的方法：链式法与开放定址法（线性探测、二次探测、双重哈希），及其对负载因子（Load Factor）的敏感性。 第三部：计算的引擎——系统底层与交互 本部分将视角从纯粹的软件逻辑转向计算机系统如何执行这些逻辑。 第五章：内存的层次结构与管理 理解程序如何与硬件交互，是编写高性能代码的前提。 1. 内存的物理与虚拟： 解释RAM、缓存（Cache L1/L2/L3）和二级存储（硬盘/SSD）之间的速度与容量的权衡。引入虚拟内存的概念，及其如何通过分页（Paging）机制实现进程的隔离与内存的抽象管理。 2. 程序执行流程透视： 从源代码到可执行文件的编译、链接过程的概述。解释堆（Heap）和栈（Stack）在程序运行时内存区域的划分与区别，以及指针和引用在内存寻址中的作用。 第六章：操作系统与并发基础 1. 进程与线程的区分： 明确进程的独立性与线程的共享性。重点分析上下文切换（Context Switching）的开销，以及多线程编程带来的数据竞争问题。 2. 并发控制的挑战： 引入互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）和条件变量（Condition Variable）等同步原语，指导读者如何在多核环境下安全地访问共享资源，避免死锁（Deadlock）和活锁（Livelock）。 第七章：网络通信的协议栈 构建现代应用离不开网络。本章侧重于底层协议的理解。 1. TCP/IP模型详解： 详细剖析TCP（可靠性、三次握手、四次挥手）和UDP（速度优先）的设计哲学及其在不同应用场景下的选择依据。 2. HTTP协议的演进： 从请求/响应机制，到状态码的含义，再到HTTPS中SSL/TLS握手的基本流程，为理解Web服务架构打下坚实基础。 结语：面向未来的计算素养 本书的终极目标是培养读者终身受益的计算素养。我们强调的不是掌握某一种特定语言的语法细节，而是对问题分解、抽象建模、效率评估和系统协作能力的持续打磨。掌握这些基础，方能在未来面对任何新兴技术浪潮时，都能迅速构建起坚固的认知框架。

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