计算机公共基础

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出版者:高等教育出版社
作者:童欣
出品人:
页数:340
译者:
出版时间:2006-8
价格:25.10元
装帧:平装
isbn号码:9787040199338
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机基础
  • 公共课
  • 计算机公共基础
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  • 计算机科学
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具体描述

《计算机公共基础(第2版)》配有大量的操作练习,重在强调学生操作技能的培养,内容涵盖了全国计算机等级考试的要求,使学生能够了解计算机基本组成、掌握办公软件使用和网页制作的基本技能,对学生综合素质的提高起着重要的作用。

《数据结构与算法解析》 简介: 本书旨在为计算机科学与技术专业的学生及相关领域的从业者提供一套系统、深入的数据结构与算法学习资源。在信息爆炸的时代,理解和掌握高效处理数据的方法是构建高性能软件系统的基石。《数据结构与算法解析》从最基础的逻辑结构出发,逐步深入到复杂的抽象数据类型和高级算法设计范式,力求在理论深度与工程实践之间架起一座坚实的桥梁。 第一部分:基础构建——数据结构的核心概念 本部分着重于奠定坚实的数据结构基础。我们首先回顾离散数学中与计算密切相关的基础知识,如集合论、关系与函数,为后续算法的严谨分析打下理论基础。 1. 线性结构的回顾与深化: 数组与链表: 不仅讨论静态数组和动态数组的内存布局与性能特点,还将深入分析单向链表、双向链表及循环链表的实现细节,重点对比它们在插入、删除和随机访问操作上的时间复杂度差异。特别地,我们将探讨内存碎片化对链表性能的潜在影响。 栈与队列的抽象: 采用不同的底层结构(如数组或链表)实现栈和队列,分析其在函数调用、表达式求值、广度优先搜索等经典场景中的应用。高级主题将涵盖双端队列(Deque)及其在滑动窗口问题中的应用。 序列与字符串处理: 详细阐述字符串的存储方式,并引入KMP(Knuth-Morris-Pratt)和Boyer-Moore等高效字符串匹配算法的原理及代码实现,强调如何通过预处理避免不必要的字符比较。 2. 非线性结构的高效利用: 树结构精讲: 从最基础的树的定义开始,逐步深入二叉树的遍历方法(前序、中序、后序的递归与非递归实现)。重点分析二叉搜索树(BST)的平均与最坏情况下的性能,并引出平衡树的概念。 平衡树的艺术: 详尽介绍AVL树和红黑树的旋转操作和维护平衡的机制。红黑树作为Java `TreeMap`和C++ `std::map`的底层实现之一,其复杂的插入和删除逻辑将被拆解,使读者能透彻理解其$O(log n)$性能保证的来源。 堆与优先队列: 阐述二叉堆(最大堆/最小堆)的结构特性,重点分析其如何高效地支持`insert`和`extractMin/Max`操作。在此基础上,我们将讲解如何利用堆实现Top K问题和Dijkstra算法。 图论基础与表示: 图作为最通用的数据结构之一,需要详尽的介绍。我们将系统探讨邻接矩阵和邻接表的优劣,并分析在不同场景下(稀疏图与稠密图)应选择哪种存储方式。 第二部分:算法设计与分析的精髓 本部分聚焦于算法设计范式和复杂度分析。对算法的正确性、效率和资源消耗进行量化评估是软件工程师的核心能力。 1. 算法分析的基石: 渐近分析与大O符号: 严格定义$O, Omega, Theta$符号,并结合实际代码片段演示如何推导时间复杂度和空间复杂度。区分最好、最坏和平均情况的分析方法。 递归与主定理: 深入讲解递归关系式,并熟练运用主定理快速求解分治算法的复杂度,例如归并排序和矩阵乘法。 2. 经典排序算法的深度比较: 我们不仅会实现冒泡、插入、选择排序,更重要的是深入分析快速排序和归并排序的原理。 快速排序的优化: 探讨分区(Partition)策略的选择(如随机化选择枢轴)如何有效避免最坏情况的出现。 外部排序概念: 简要介绍当数据量超过内存限制时,如何采用多路归并等技术进行排序。 3. 核心算法设计范式: 分治法(Divide and Conquer): 以归并排序和Strassen矩阵乘法为例,展示如何“分而治之,各个击破”。 贪心算法(Greedy Algorithms): 阐述贪心选择性质和最优子结构,通过霍夫曼编码、活动选择问题等经典案例说明贪心策略的适用边界。 动态规划(Dynamic Programming, DP): 这是算法设计中最具挑战性的部分。我们将通过“背包问题”、“最长公共子序列”、“矩阵链乘法”等问题,系统讲解DP的两个核心要素——最优子结构和重叠子问题,以及自底向上(Bottom-Up)和自顶向下带备忘录(Memoization)的实现方法。 第三部分:高级主题与应用 本部分拓展到图算法的广度,以及解决复杂计算问题的特定技术。 1. 图遍历与最短路径: 深度优先搜索(DFS)与广度优先搜索(BFS): 详细对比两者的机制及其在连通性判断、拓扑排序中的应用。 最短路径算法: 详述Dijkstra算法(处理非负权边)的原理和实现,以及Bellman-Ford算法(处理含负权边)的工作机制,并解释如何利用它们检测负权环。 最小生成树(MST): 深入解析Prim算法和Kruskal算法,对比它们在不同图结构下的效率表现。 2. 搜索与回溯法: 回溯法(Backtracking): 讲解八皇后问题、数独求解等NP问题中,回溯法如何通过剪枝技术有效地进行状态空间搜索。 分支限界法(Branch and Bound): 作为回溯法的优化,介绍其如何使用界限函数来提前排除不必要的搜索分支,尤其在旅行商问题(TSP)中的应用。 3. 复杂度理论前沿速览: 本章不追求深度证明,但旨在让读者了解计算复杂性理论的基本框架: P类问题与NP类问题: 理解可判定性和可验证性的概念。 NP-完全性: 介绍归约(Reduction)的概念,理解为什么找到多项式时间解是极具挑战性的。 学习目标: 完成本书的学习后,读者将不仅能够熟练地在C++、Java或Python等主流语言中实现各种数据结构,更重要的是,能够对一个给定的计算问题,选择最合适的数据结构和算法范式,并能对其性能进行精确的理论分析和量化评估,从而设计出高效、健壮的软件系统。本书是面向未来高级软件开发和算法竞赛的坚实跳板。

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读后感

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用户评价

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这本书的封面设计让我眼前一亮,简洁而不失专业感。当我拿到《计算机公共基础》这本书的时候,首先吸引我的是它沉甸甸的份量,这不禁让我对接下来的阅读充满了期待。作为一名对计算机领域充满好奇但又缺乏系统性知识的学习者,我一直在寻找一本能够为我打下坚实基础的入门读物。市面上充斥着各种关于编程语言、软件开发、网络技术的书籍,但它们往往过于聚焦于某个特定领域,而我更需要的是一个宏观的、能够串联起整个计算机世界知识体系的框架。这本书的名字——《计算机公共基础》,正是我所寻找的“公共基础”,它暗示着它将涵盖计算机科学中最核心、最普遍的概念,无论我未来选择哪个细分领域深入研究,这些基础知识都将是不可或缺的基石。翻开扉页,作者的序言同样给我留下了深刻的印象,他用通俗易懂的语言阐述了计算机技术在现代社会中的重要性,以及学习计算机基础知识对于个人发展和职业规划的意义,这番话极大地激发了我深入探索的动力。我特别喜欢作者在序言中提到的“授人以鱼不如授人以渔”的理念,这让我相信这本书不仅仅是知识的堆砌,更是学习方法和思维方式的引导。

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《计算机公共基础》在内容的深度和广度上都给我留下了深刻的印象。它并非一本浅尝辄止的科普读物,而是在关键概念上进行了深入的剖析。例如,在讲解“存储器”时,它不仅区分了RAM和ROM的区别,还进一步阐述了它们在计算机工作流程中的具体作用,以及为什么需要不同类型的存储器。同样,在“中央处理器(CPU)”的章节,作者详细介绍了CPU的构成,包括算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)和寄存器,并解释了指令周期的概念,让我对计算机的大脑有了更具体的认识。让我尤为惊喜的是,这本书还涉及了一些关于“信息安全”的初步概念,虽然篇幅不长,但它点出了信息安全在当今数字时代的重要性,并简要介绍了常见的安全威胁和防护措施。这种前瞻性的内容设置,让我意识到计算机基础知识的学习不仅仅是为了理解“是什么”,更是为了理解“为什么”以及“如何保护”。它为我打开了更广阔的视野,让我开始思考计算机技术背后的原理以及它对社会的影响。

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迫不及待地翻阅了《计算机公共基础》的目录,它清晰地划分了计算机科学的各个重要模块,从最底层的硬件组成到抽象的软件原理,再到网络通信和数据处理,每一章节的标题都精准地概括了该部分的核心内容。我注意到,目录的编排逻辑非常顺畅,似乎是从宏观到微观,或者从基础到应用,层层递进,这对于初学者来说至关重要,可以避免一开始就陷入过于复杂的概念而产生畏难情绪。我特别关注了其中关于“计算机组成原理”的部分,这对我来说是一个全新的领域,我希望了解计算机内部是如何工作的,CPU、内存、硬盘之间是如何协同运作的。同时,“操作系统”和“数据结构与算法”这两个章节也引起了我的极大兴趣,我知道这两个方面是计算机科学的核心,它们直接影响着程序的效率和性能,是我未来深入学习的关键。这本书的目录结构给我的第一印象是:它是一张通往计算机世界的完整地图,指引着我每一个前进的方向。我甚至开始想象,当我看懂了这些目录中的每一个概念,我将对计算机拥有一个多么全新的认识。

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《计算机公共基础》在知识的组织和呈现方式上也别具匠心。书中每一章节的结构都十分清晰,通常会先引出核心概念,然后进行详细解释,再通过相关的例子和图表进行辅助说明,最后可能还会有一个小结或者思考题,帮助读者回顾和巩固。我尤其欣赏书中大量的图示和表格,它们将抽象的计算机原理可视化,例如CPU的工作流程图,数据在内存中的存储示意图,以及网络通信协议栈的层次结构图。这些视觉化的元素极大地帮助了我理解那些原本可能难以想象的内部机制。此外,书中还采用了“关键术语高亮”的设计,方便我快速定位和记忆重要的概念。我发现在阅读过程中,我越来越倾向于去翻阅那些图表和示意图,它们就像是知识的导航器,指引着我理解复杂的概念。这本书的排版设计也十分舒适,字号适中,行距合理,长时间阅读也不会感到疲劳。

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在阅读《计算机公共基础》的过程中,我发现作者在解释每一个概念时都非常注重循序渐进,并且经常会引用生动的比喻和生活中的例子。例如,在讲解“二进制”这个基本概念时,作者并没有直接给出晦涩难懂的数学公式,而是将其比作电灯的开关——开和关两种状态,非常直观地说明了二进制的本质。这种“化繁为简”的讲解方式让我茅塞顿开,很多以前觉得难以理解的计算机术语,在作者的妙语连珠之下,变得清晰明了。我尤其赞赏作者在讲解“计算机网络”时,将复杂的网络协议比作邮政系统,每一层协议都扮演着不同的角色,负责不同的任务,从寄信、分拣到最终投递,整个过程被描绘得有条不紊。这种类比不仅降低了学习的门槛,更重要的是帮助我建立起了一种“系统性思维”,让我能够从整体上把握计算机的运作机制,而不是仅仅停留在孤立的知识点上。这本书的语言风格也十分亲切,没有过多的学术术语堆砌,读起来毫无压力,仿佛在与一位经验丰富的老师进行面对面的交流,他耐心地解答你每一个疑惑。

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让我感到非常满意的是,《计算机公共基础》在案例分析和实践指导方面也做得相当出色。它并没有仅仅停留在理论的讲解,而是通过大量的实例来巩固和应用所学的知识。例如,在讲解“文件系统”时,书中提供了一个模拟文件存储和检索的场景,让读者可以直观地理解文件是如何被组织和管理的。我还特别喜欢书中关于“软件开发生命周期”的介绍,它清晰地展示了从需求分析、设计、编码、测试到部署和维护的整个过程,并配合了相应的图示和流程图,让整个过程变得非常清晰。书中还穿插了一些简单的编程示例,虽然不是以某种特定语言为主,但它演示了逻辑思维在解决问题中的应用,例如如何通过简单的步骤来完成一个计算任务。这种理论与实践相结合的方式,极大地提升了我的学习兴趣和理解效率,让我感觉自己不再是被动地接受知识,而是主动地参与到学习和探索的过程中。

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这本书最大的亮点之一在于它对“抽象化”这一计算机科学核心思想的深刻阐释。作者通过一系列巧妙的讲解,让我逐渐理解了计算机如何通过抽象来管理复杂性。例如,在讲解“操作系统”时,它并没有直接深入到内核的细节,而是先抽象出了“进程”和“线程”的概念,将硬件资源的复杂管理“封装”起来,为上层应用提供了一个相对简单的接口。同样,在讲解“网络协议”时,它也引入了分层的概念,每一层都负责特定的功能,并与相邻层进行交互,大大降低了理解网络通信的难度。这种抽象化的思维方式贯穿于整本书,让我不仅学会了理解计算机的运作原理,更重要的是掌握了一种解决复杂问题的通用方法。我开始意识到,在计算机科学中,如何有效地进行抽象是至关重要的,它能够帮助我们处理海量的数据和复杂的逻辑。

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《计算机公共基础》在讲解“数据结构”和“算法”这两个核心章节时,展现出了其内容的深度和严谨性。作者并没有回避这些相对抽象的数学和逻辑概念,而是通过清晰的定义、直观的示例以及对效率的分析,让这些概念变得易于理解。例如,在讲解“链表”时,它不仅解释了节点之间的连接方式,还对比了链表与数组在插入和删除操作上的效率差异,并给出了相应的图示。对于“排序算法”,书中详细介绍了冒泡排序、选择排序、插入排序以及更高效的快速排序和归并排序,并且会分析它们的时间复杂度和空间复杂度。我发现,通过这些讲解,我开始能够理解为什么选择不同的数据结构和算法会对程序的性能产生如此大的影响,也开始培养了一种对效率的敏感性。这本书让我看到了计算机科学的“美”——一种逻辑上的优美和效率上的极致追求。

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这本书在内容更新和前沿性方面也给我留下了深刻印象。尽管它是一本“基础”读物,但作者并没有停止在过时的概念上,而是尽可能地融入了当前计算机领域的一些发展趋势。例如,在提到“数据库”时,书中简要介绍了关系型数据库的基本原理,但也提及了NoSQL数据库的概念,以及它们在应对大数据和分布式场景下的优势。在“云计算”的部分,虽然篇幅不多,但它点出了云计算的核心理念,以及它对传统IT架构带来的变革。我尤其关注了书中关于“人工智能”的初步介绍,它解释了什么是机器学习,以及其基本的工作流程,这让我对这个备受瞩目的领域有了初步的了解。这种在基础知识中融入前沿性的做法,让这本书不仅具有扎实的基础,更能激发读者对未来技术发展的兴趣和思考。

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总的来说,《计算机公共基础》是一本我非常推荐的书籍,它为我提供了一个全面而深入的计算机科学入门。它不仅教会了我计算机的“是什么”和“怎么工作”,更重要的是培养了我理解和学习新技术的“方法论”和“思维模式”。这本书的优点在于其清晰的逻辑结构、生动的讲解方式、丰富的实例支持以及对核心概念的深刻剖析。通过阅读这本书,我感觉自己仿佛获得了一把打开计算机世界大门的钥匙,让我能够更自信、更有方向地去探索这个日新月异的领域。我确信,这本书所奠定的坚实基础,将是我未来在计算机科学道路上不断前进的宝贵财富。它让我从一个对计算机“一无所知”的旁观者,变成了一个开始理解并渴望深入学习的参与者。

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