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isbn号码:9787900049315

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编程思想的基石：计算机科学导论与算法解析 图书简介 本书旨在为初学者和希望系统梳理计算机科学核心概念的读者提供一份详尽而深入的指南。我们不关注任何特定软件版本的操作技巧，而是将焦点置于支撑整个数字世界的底层逻辑与原理。本书是理解计算机如何思考、如何高效解决问题的“思维工具箱”。 第一部分：计算的本质与历史脉络 本部分将带您追溯计算机科学的哲学根源。我们从图灵的计算模型出发，深入探讨什么是“可计算性”，以及判定一个问题是否能被计算机解决的理论边界。 从抽象到实体： 讨论冯·诺依曼架构的革命性意义，详细解析CPU、内存（RAM与ROM）、输入/输出设备（I/O）的交互机制。我们不会停留在硬件表象，而是深入到指令集架构（ISA）的层次，理解机器语言与汇编语言如何直接与硬件对话。 数字世界的语言： 逻辑门、布尔代数和真值表是构建一切数字系统的基石。本章会详细讲解AND、OR、NOT、XOR等基本逻辑运算如何组合成更复杂的电路，如加法器和触发器，从而实现数据存储和算术运算。 信息论基础： 探讨香农的信息论，量化信息的概念，理解比特（bit）的真正含义，以及如何通过编码（如ASCII、Unicode）将现实世界的概念转化为机器可识别的数字序列。这部分强调的是数据表示的效率与准确性。 第二部分：程序设计范式与结构化思维 本书坚定地认为，优秀的程序员首先是优秀的逻辑构建者。本部分侧重于不同编程范式的哲学差异及其应用场景。 过程式编程的严谨： 聚焦于函数调用栈、变量作用域和控制流（顺序、选择、循环）的精确管理。通过经典的算法实例（如冒泡排序、快速傅里叶变换的理论雏形），展示如何将复杂问题分解为一系列清晰的、可执行的步骤。 面向对象设计的精髓（理论层面）： 探讨封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）这三大支柱的本质目的——提高代码的可维护性、复用性和模型的贴近性。我们分析抽象类、接口与设计模式（如工厂模式、单例模式）在大型系统架构中的必要性，而非简单罗列语法。 函数式编程的优雅： 介绍纯函数、不可变性（Immutability）和高阶函数。重点阐述为什么避免副作用对于构建并发和并行系统至关重要，以及函数式思维如何简化复杂的数据转换流程。 第三部分：算法设计与分析的艺术 算法是计算机科学的灵魂。本部分是本书的核心，致力于教授读者如何衡量一个解决方案的“好坏”。 复杂度分析的量化： 深入讲解大O、大Omega和Theta记法，掌握如何分析时间复杂度和空间复杂度。通过对递归关系的求解（如主定理），读者将能够准确预估程序在输入规模扩大后的性能表现。 核心数据结构的深度剖析： 我们不仅介绍数组和链表，更着重分析树（二叉搜索树、平衡树如AVL和红黑树的平衡机制）、图（深度优先搜索DFS、广度优先搜索BFS、最短路径算法如Dijkstra和Floyd-Warshall）以及哈希表（冲突解决策略、负载因子对性能的影响）。对于每种结构，都将探讨其在内存中的布局和操作的理论成本。 解决问题的策略： 系统介绍解决复杂问题的标准方法论： 分治法（Divide and Conquer）： 如归并排序的理论优势。 动态规划（Dynamic Programming）： 阐述最优子结构和重叠子问题，通过矩阵链乘法、背包问题等经典案例，揭示如何使用备忘录（Memoization）或自底向上（Tabulation）避免重复计算。 贪心算法： 探讨其适用范围和局限性，以及何时能保证得到全局最优解。 第四部分：操作系统与系统资源管理 理解操作系统的工作原理，是确保应用程序性能和稳定性的前提。 进程与线程的生命周期： 详细解析进程的创建、就绪、运行、阻塞和终止状态转换。对比进程与线程在资源共享和上下文切换上的开销差异。 并发与同步的挑战： 聚焦于解决竞态条件（Race Condition）的机制。深入探讨互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）和管程（Monitor）的工作原理，分析死锁的四个必要条件及其预防、避免和检测策略。 内存管理： 剖析虚拟内存的概念，分页（Paging）与分段（Segmentation）的优劣对比。重点讲解页面置换算法（如FIFO、LRU、OPT）对系统性能的影响，以及缺页中断（Page Fault）的发生与处理流程。 第五部分：网络通信与分布式计算的原理 本部分侧重于信息如何在异构系统间可靠、高效地传输。 网络分层模型： 详细解析TCP/IP协议栈的五层（或七层）模型。重点分析每一层（物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层）的职责、主要协议（如ARP, IP, ICMP, TCP, UDP）及其头部结构。 可靠传输的实现： 深入剖析TCP的连接建立（三次握手）、数据传输、流量控制（滑动窗口）和拥塞控制（慢启动、竞争窗口）的复杂机制，理解这些机制如何平衡网络的利用率与稳定性。 分布式系统的基本挑战： 引入一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partition Tolerance）的CAP理论。探讨拜占庭将军问题及其在现实分布式系统中的意义，为理解现代云服务架构打下理论基础。 本书的编写风格严谨、注重理论推导和逻辑清晰，旨在培养读者对计算科学的深刻洞察力，而非提供即插即用的操作手册。掌握这些基础原理，将使您能够迅速适应任何新的编程语言或技术栈的变革。

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这本书的叙事风格非常具有个人魅力，作者的笔触中透露出一种对数字艺术和网页构建的纯粹热爱，完全没有那种枯燥的学院派气息。读起来感觉非常舒服，像是在听一位资深前辈在分享他的“独门秘籍”。特别是当涉及到创意实现的部分时，比如如何用动画来引导用户视线，或者如何通过色彩搭配来烘托主题氛围，作者的描述充满了画面感和感染力。我特别喜欢其中关于“视觉节奏感”的探讨，他把网页设计比作音乐的编排，强调动静结合的重要性。虽然我学习的是技术层面，但这本书成功地让我意识到，技术只是实现创意的工具，真正的核心在于“设计思维”。这种理论与实践紧密结合的写作方式，使得即便是初学者，也能在学习操作的同时，潜移默化地提升自己的审美层次。我常常会因为一个精妙的过渡效果描述，而激动地想要立刻打开电脑去尝试，这种激发学习热情的动力，是很多技术书籍所缺乏的。

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深入阅读之后，我发现作者在软件功能介绍上，展现出一种近乎偏执的细致。很多工具书往往只介绍核心功能，对于那些隐藏在菜单深处的“小技巧”一带而过，但这本书完全不是这样。它花了大篇幅来讲解那些能极大提升工作效率的快捷键组合，以及如何配置个性化的工作环境，这一点对于追求效率的专业人士来说，简直是福音。我记得有一章专门讲了如何优化网页资源的加载速度，当时的互联网环境和现在完全不同，带宽是稀缺资源。作者没有停留在告诉我们“要压缩图片”，而是深入讲解了位图和矢量图在不同场景下的最佳应用策略，甚至提到了早期网页中的“间谍图”（Spacer GIFs）的妙用，这体现了作者对那个时代技术限制下最优解的深刻理解。阅读过程中，我时不时地会停下来，对照着自己的软件界面进行操作验证，发现书中的描述与软件的实际反馈几乎是零误差的，这极大地增强了我的信心。它不仅仅是一本操作手册，更像是一本“高手修炼指南”，充满了实战经验的结晶。

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从收藏价值的角度来看，这本书也占有一席之地。它无疑是那个特定历史时期——互联网技术从萌芽走向成熟的关键转折点——的一份重要文献。它记录了一种曾经的主流工作流程和技术栈，即便今天的开发者不再直接使用这些特定的软件版本，但理解这种“组合拳”的协作模式，对于理解整个前端技术栈的发展脉络至关重要。它就像一部老电影的幕后花絮，让你知道早期的特效是如何在有限的条件下被“魔术般”地创造出来的。我将它摆在我书架上最显眼的位置，它提醒着我，每一次技术的飞跃，都建立在过去无数工程师的辛勤探索和巧妙融合之上。这本书的价值，已经超越了单纯的软件教程，它承载了一种关于“构建数字世界”的集体记忆和工匠精神，是对那个充满创造力时代的致敬。

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我购买这本书的动机非常纯粹，就是想系统地学习一下如何将设计稿转化为具有交互性的网页，并且能加入一些酷炫的动画效果。坦白讲，我之前对这些软件都是零散地接触过一些基础知识，缺乏一个全局的视角。这本书的目录结构安排得非常巧妙，它不像那种教科书式的“是什么、为什么”，而是直接带你进入“怎么做”的实战环节。我尤其欣赏它在案例选择上的独到眼光，那些案例都不是那种空泛的“Hello World”级别，而是模拟了当时一些非常流行的网站布局和功能模块。比如，它对如何利用当时最新的网页技术实现一个响应式的产品展示页的讲解，步骤细致到连图层命名规范都有提及，这对于培养良好的开发习惯至关重要。虽然现在看来，某些技术细节可能已经被新的标准取代，但理解其背后的设计思路和逻辑推演过程，对于任何一个想深入理解前端工作流的人来说，都是宝贵的财富。这本书仿佛是一位经验丰富的老设计师，坐在你旁边，手把手地教你如何“玩转”这些工具，那种循序渐进的引导，让人感觉每完成一个小节，自己的能力就在稳步提升。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面那充满未来感的流线型图案，配合上略带磨砂质感的纸张，一下子就抓住了我的眼球。我原本只是想在书店随便翻翻，看看最近有没有什么关于网页设计的新动向，没想到被它这“动感”十足的封面给吸引住了。拿到手里，分量适中，那种扎实的感觉让人觉得内容一定很充实。内页的印刷质量也无可挑剔，色彩还原度很高，特别是那些代码高亮的部分，清晰锐利，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。不过，说实话，当我看到“梦幻组合”这几个字时，心里其实是存着一丝疑虑的。如今的技术迭代速度之快，这“组合”的定义会不会已经过时了？我希望它能像它的名字一样，给我带来一种穿越时空的技术美感，而不是一堆堆冰冷、过时的指令集。这本书的排版风格是偏向于实用主义的，章节之间的过渡处理得非常流畅，大量的插图和流程图穿插其中，这一点深得我心，毕竟对于复杂的软件操作而言，视觉化的引导远胜于纯文字的堆砌。总而言之，初印象是专业、有活力，带着一股九十年代末期互联网黄金时代的激情。

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