具体描述
本书旨在使读者掌握计算机专业英语术语, 培养和提高读者阅读和笔译专业英语文献资料的能力, 并通过课堂英语交流, 提高学生英语口语能力。
本书素材取自国外最近几年计算机科学各个领域的最新教材、专著、论文和计算机网络信息,内容新颖、覆盖面广、系统性强、可读性好。为了方便教学，本书附有部分参考译文, 以及取材所用的参考文献。
本书可以作为高等院校计算机专业的专业英语教材, 也可供计算机专业人员及其他有兴趣的读者学习参考。
深入探索计算科学的理论基石与前沿应用 图书名称：《计算理论导论：从图灵机到复杂性前沿》 图书简介 本书旨在为读者构建一个坚实、系统的计算科学理论基础，内容涵盖了形式化语言、自动机理论、可计算性理论以及计算复杂性理论的核心概念、经典模型与最新进展。本书的编写目标是使读者不仅理解“如何”进行计算，更深刻地洞察“何为”计算，以及计算的内在极限与潜力所在。 --- 第一部分：形式化语言与自动机理论（The Formal Foundation） 本部分是理解计算模型的基础。我们从最基本的符号、字符串和形式语言的结构出发，逐步引入描述不同计算能力的机器模型。 第一章：形式语言的精确描述 本章详尽阐述了形式语言的层次结构。我们将从文法的概念入手，详细介绍Chomsky层级，特别是无上下文文法（Context-Free Grammars, CFG）在程序语言语法分析中的关键作用。我们将通过大量的实例，展示如何使用乔姆斯基范式（Chomsky Normal Form, CNF）简化文法，并引入描述语言特性的Pumping Lemma（泵引理），这是证明语言非正则性或非上下文无关性的重要工具。 第二章：有限自动机（Finite Automata） 有限自动机是描述最简单计算能力的模型。我们将区分确定性有限自动机（DFA）和非确定性有限自动机（NFA），并严格证明两者在识别能力上是等价的。本章深入探讨了DFA的最小化过程，即如何通过Myhill-Nerode定理找到识别同一语言的最小状态机。此外，我们将讨论有限自动机在文本搜索、协议验证和电路设计中的实际应用。 第三章：下推自动机（Pushdown Automata, PDA） 为了识别更复杂的、包含嵌套和平衡结构（如括号匹配、程序块结构）的语言，我们需要引入存储能力的设备——栈。本章详细介绍了PDA的结构、运行机制，并严格证明了上下文无关语言（Context-Free Languages, CFLs）与PDA识别能力之间的精确对应关系。我们将分析二义性文法（Ambiguous Grammars）的概念，以及如何通过构建规范（Canonical）PDA来处理结构更复杂的CFG。 --- 第二部分：可计算性理论（The Limits of Computation） 在掌握了不同计算模型的识别能力后，我们转向更根本的问题：哪些问题是计算机可以解决的？哪些是永远无法解决的？ 第四章：图灵机：通用计算模型的建立 图灵机（Turing Machine, TM）被公认为对“算法”或“有效计算”最精确的数学模型。本章不仅详细描述了图灵机的组件、操作和变体（如多磁带TM、非确定性TM），更重要的是，它将Church-Turing论题——这一计算科学的基石——作为讨论的起点。我们将通过构造图灵机模型来解决算术运算、字符串处理等基础问题。 第五章：可判定性与不可判定性（Decidability and Undecidability） 这是计算理论最引人入胜的部分。我们将引入停机问题（The Halting Problem），并使用对角线论证法，无可辩驳地证明其不可判定性。基于此基础，本章系统性地探讨了其他核心不可判定问题，如：通用语言 $A_{TM}$ 的不可判定性、空语言问题、等价性问题以及Rice定理的普适性。我们还将介绍归约（Reducibility）的概念，这是证明一个问题不可判定性的关键技术。 第六章：递归函数与λ演算（Recursive Functions and Lambda Calculus） 为了从不同的数学视角来佐证图灵机的能力，本章将介绍递归函数（Recursive Functions）的定义及其与图灵机的等价性。随后，我们将深入λ演算（Lambda Calculus）的世界。λ演算作为函数式编程的理论基础，展示了计算的另一种纯粹形式。我们将分析应用、抽象、α-、β-、η-等价，并证明Church-Turing论题在这些模型间依然成立。 --- 第三部分：计算复杂性理论（The Efficiency of Computation） 即使一个问题是可判定的，如果其解决所需的资源（时间或空间）随着输入规模呈指数增长，那么它在实践中仍然是“不可解的”。本部分关注计算的效率。 第七章：时间复杂度和P与NP 本章将计算复杂性理论的核心概念——时间复杂度——形式化，引入大O符号的严格定义和时间层级（Time Hierarchies）。核心内容聚焦于P类（多项式时间可解）和NP类（多项式时间可验证）。我们将详细分析确定的（Deterministic）和非确定的（Non-deterministic）图灵机，并探讨时间限制的图灵机模型。 第八章：NP-完全性（NP-Completeness） 本章是复杂性理论的中心论题。我们将详细介绍Karp的21个经典NP-完全问题，并提供如何使用多项式时间归约（Polynomial-Time Reduction）来证明一个问题是NP-完全的完整方法论。重点分析可满足性问题（SAT）和Cook-Levin定理，这是第一个被证明为NP-完全的问题。本章将激励读者思考P是否等于NP这一悬而未决的世纪难题。 第九章：空间复杂性与更广阔的图景 超越时间限制，本章探讨空间复杂性。我们引入PSPACE和EXPTIME等复杂性类，并讨论Savitch定理如何揭示非确定性在空间复杂度上的局限性。我们将分析线性有界自动机（LBA）及其识别的上下文相关语言（Context-Sensitive Languages）。最后，本章将对当前复杂性理论的前沿领域进行概述，包括交互式证明系统（IP）、随机化复杂性类（如BPP），以及量子计算对复杂性边界的潜在冲击。 --- 本书特色： 严谨性与直观性的平衡： 所有核心概念都辅以严格的数学证明，同时配有丰富的图示和计算实例，帮助读者建立直观理解。 历史脉络清晰： 追溯了从冯·诺依曼到现代计算理论家们如何一步步建立起这门学科的完整思路。 面向前沿研究： 最后一章为高阶学习者提供了进入算法设计、形式化验证和量子信息等交叉领域所需的理论工具箱。 本书适合计算机科学、数学、电子工程等专业的本科高年级学生、研究生，以及所有希望系统掌握计算理论核心的专业人士。掌握本书内容，将使读者具备分析任何计算问题的理论边界和资源消耗的能力。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有