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出版者:人民邮电

作者:于久威

出品人:

页数:82

译者:

出版时间:2007-11

价格:15.00元

装帧:

isbn号码:9787115168689

丛书系列:

图书标签:

• 电脑基础
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• 办公软件
• 操作系统
• 网络基础
• 硬件知识
• 软件应用
• 数字技能
• 初学者指南

编程的基石：深入理解数据结构与算法 本书不是关于如何操作个人电脑的入门指南，它是一本聚焦于计算机科学核心，深入剖析数据组织方式与问题解决逻辑的专业书籍。 本书旨在为有志于从事软件开发、系统架构设计，或对计算理论有浓厚兴趣的读者提供一个坚实的基础。我们不会涉及操作系统安装、文件管理或是特定应用软件的使用技巧，而是将全部篇幅投入到那些支撑起所有现代计算系统的抽象概念与严谨实践之中。 第一部分：数据的内在秩序——数据结构精要 本部分将带您领略数据如何在计算机内存中被高效地组织起来，以支持快速的存取和操作。我们将从最基础的单元开始，逐步构建起复杂的结构。 章节 1：数组与链表的对比分析与应用场景 我们将详细探讨静态数组的内存布局、固定大小的限制及其带来的常量时间访问优势（$O(1)$）。随后，我们会深入动态数组（如C++中的`std::vector`或Java中的`ArrayList`）的底层实现机制，重点分析其“扩容”操作的时间复杂度。与此形成鲜明对比的是链表，包括单向链表、双向链表和循环链表。我们将对它们的插入、删除操作进行细致的性能剖析，并探讨在何种业务场景下（例如，需要频繁进行首尾操作的队列实现）链表是比数组更优的选择。 章节 2：栈（Stack）与队列（Queue）：受限操作的强大工具 本章聚焦于两种最基本的抽象数据类型（ADT）。栈，基于“后进先出”（LIFO）的原则，我们将通过实际代码演示如何用数组或链表实现栈，并重点分析其在函数调用栈（Call Stack）、表达式求值（如逆波兰表示法转换）和递归场景中的核心作用。队列，遵循“先进先出”（FIFO）的原则，我们将探索标准队列、循环队列（Circular Queue）的优势，以及在任务调度、缓冲区管理等并发环境下的重要性。 章节 3：树形结构：构建层次化信息的高效模型 树是表示层次关系和分层数据（如文件系统、组织结构）的理想结构。本章首先介绍树的基本术语（根、叶子、深度、高度）。核心内容聚焦于二叉树，特别是二叉搜索树（BST）的遍历方法（前序、中序、后序）及其时间复杂度分析。随后，我们将引入平衡二叉树的概念，详细剖析AVL 树和红黑树的旋转操作与维护平衡的算法，理解它们如何确保最坏情况下的对数时间复杂度 $O(log n)$。最后，我们会简要介绍堆（Heap）——一种特殊的完全二叉树，作为优先队列的基础。 章节 4：图论基础：连接世界的复杂网络 图结构是描述复杂关系网络的基石。本章将定义图的组成要素（顶点与边），区分有向图与无向图、带权图与非带权图。我们将重点讲解图的两种主要存储方式：邻接矩阵（Adjacency Matrix）和邻接表（Adjacency List），并对比它们在空间占用和遍历效率上的差异。 章节 5：哈希表（Hash Table）：追求极致的平均查找速度 本章是关于如何在平均线性时间内完成查找、插入和删除操作的关键。我们将深入探讨哈希函数的设计原则、冲突处理机制（如链地址法和开放寻址法，包括线性探测、二次探测和双重哈希）。理解负载因子（Load Factor）对性能的影响，以及如何通过调整表的大小来优化性能，是本章的重中之重。 第二部分：效率的艺术——算法设计与分析 本部分将探讨解决特定计算问题的系统化方法，并学习如何科学地评估这些方法的优劣。 章节 6：算法效率的量化标准：大 O 符号详解 在不涉及任何特定计算机硬件性能的前提下，我们如何客观地衡量一个算法的效率？本章将详尽解释渐进分析的概念，重点讲解大 O 符号（$O$）、大 $Omega$ 符号（$Omega$）和大 $Theta$ 符号（$Theta$）的数学定义。我们将通过实例区分 $O(n^2)$、 $O(n log n)$ 和 $O(2^n)$ 之间的巨大性能鸿沟，帮助读者建立正确的性能预期。 章节 7：排序算法的全面比较与实践 排序是计算机科学中最经典的问题之一。我们将实现和分析多种排序算法： 简单排序： 冒泡排序、选择排序、插入排序的 $O(n^2)$ 性能剖析。 高效排序： 深入讲解归并排序（Merge Sort）和快速排序（Quick Sort）的“分治法”思想，计算它们平均和最坏情况下的时间复杂度。 非比较排序： 针对特定数据范围，探讨计数排序（Counting Sort）和基数排序（Radix Sort）的线性时间复杂度优势。 章节 8：搜索算法：在信息海洋中定位目标 本章聚焦于如何在有序或无序的数据集中找到特定元素。我们将分析线性搜索的局限性，并详细讲解二分搜索（Binary Search）的迭代与递归实现，强调其依赖于数据有序性的前提。随后，我们会转向图的搜索，详细阐述广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）的机制、适用场景及其在遍历连通分量中的应用。 章节 9：高级算法设计范式 本章介绍解决复杂问题的通用策略： 贪心算法（Greedy Algorithms）： 探讨其局部最优解是否能导向全局最优解的条件（例如，霍夫曼编码、活动安排问题）。 动态规划（Dynamic Programming, DP）： 强调其“最优子结构”和“重叠子问题”的特征。通过经典的斐波那契数列计算、背包问题（0/1 Knapsack）和最长公共子序列的实例，系统地演示如何使用备忘录（Memoization）或自底向上（Tabulation）的方法来避免重复计算，从而将指数级复杂度降为多项式时间。 章节 10：图算法的深度挖掘 在本章，我们将利用前述的图结构知识，解决实际的路径和连通性问题： 最短路径问题： 详细实现和分析 Dijkstra 算法（适用于非负权图）和Bellman-Ford 算法（可处理负权边，并能检测负权环）。 最小生成树（MST）： 讲解Prim 算法和Kruskal 算法的原理，它们如何利用图的结构找到用最少总权重连接所有顶点的边集。 本书面向读者： 本书假定读者具备基础的程序设计语言知识（如C/C++、Java或Python的语法结构），理解变量、循环和函数等基本编程概念。本书的内容完全专注于计算科学的理论核心和算法实现细节，不会涉及操作系统原理、网络协议、数据库管理、图形用户界面（GUI）开发、特定硬件的驱动编程或任何关于个人电脑硬件配置与软件安装的指导内容。它是一本为构建高效、可扩展的软件系统而设计的理论基石。

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坦白说，这本书的实用性是我最看重的一点，而且它完全没有让我失望。在处理日常系统维护问题上，它简直就是我的“救命稻草”。我特别喜欢其中关于“常见故障排除”那一章节的编排。它不像其他工具书那样只是简单地罗列错误代码，而是采用了“场景化”的叙事方式。比如，当你遇到“电脑启动缓慢”时，它会引导你去检查启动项、硬盘碎片整理，甚至还提到了如何通过系统日志来初步判断问题根源。这种贴近生活的案例分析，远比抽象的理论知识来得更有价值。我曾因为一个顽固的驱动程序问题困扰了很久，试过各种网络论坛上的方法都无效。最后翻到这本书的“驱动程序管理与冲突解决”部分，按照它提供的系统化排查步骤，我最终定位并解决了问题。这种亲手解决难题的成就感，是任何技术文章都无法比拟的。这本书不仅仅是教你使用电脑，它更像是培养你成为一个能够独立解决电脑问题的“准工程师”。它教会了我思考的逻辑，而不是死记硬背的步骤。

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这本书的语言风格相当的…怎么说呢，带着一种老派的严谨和一丝不苟的幽默感。它在阐述技术概念时，那种对精确性的追求令人印象深刻。比如，在讲解数据存储介质的物理原理时，它对磁头臂的运动轨迹、光盘刻录的深度差异，都有着近乎于科普纪录片的详尽描述。这种深度在入门级读物中是极其罕见的。然而，这种严谨并没有让阅读过程变得沉闷。作者偶尔会冒出一两句带着自嘲意味的评论，比如形容早期的DOS界面是“一个只有黑白两色的极简主义艺术品”，让人在严肃的学习氛围中会心一笑。我特别欣赏它对软件生态的宏观介绍，它没有局限于某一个特定的操作系统版本，而是试图构建一个跨平台的思维框架。它谈论了开源软件的哲学，也探讨了商业软件的限制与优势，这种批判性思维的引入，使得这本书的视野超越了单纯的“操作指南”，而上升到了对信息技术文化背景的认知层面。这种兼顾深度与广度的平衡感，让我觉得物超所值。

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这本书的封面设计得相当吸引人，那种蓝白相间的色调，配上简洁的字体，让人一眼就能感受到它所传达的专业与可靠。我之所以选择它，是因为我完全是个电脑新手，对硬件、软件，乃至网络连接这些名词都感到头疼。我原本以为这本书会是那种晦涩难懂的技术手册，充满了复杂的术语和令人望而生畏的流程图。然而，翻开第一页我就松了一口气。作者的笔触非常平易近人，仿佛是一位经验丰富的邻家大哥在手把手地教导你。他没有直接跳入操作系统的安装过程，而是从最基础的“电脑是什么”开始讲起，用非常形象的比喻解释了CPU、内存和硬盘这些核心部件的功能。比如，他把CPU比作“大脑”，把内存比作“临时工作台”，生动又贴切。我尤其欣赏它在讲解软件安装时那种细致入微的态度，每一步都配有清晰的步骤说明和截图示例，即便是像我这样连鼠标右键都用不熟练的人，也能顺利完成操作。读完前几章，我已经不再对“文件系统”感到恐惧，甚至开始对如何优化我的电脑性能产生了一点兴趣。这本书的结构安排非常合理，像是一个精心设计的学习路径图，引导着读者一步步建立起扎实的电脑基础知识体系，绝对是为零基础学习者量身打造的良品。

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这本书的叙事节奏把握得相当精准，绝非那种干巴巴的说明书式写作。它更像是一本结合了历史回顾与实用指南的综合性读物。在介绍图形用户界面（GUI）的发展历程时，作者穿插了许多关于早年计算机操作系统的轶事，这让枯燥的学习过程变得饶有趣味。比如，它深入探讨了早期命令行界面（CLI）的严谨性与后来的图形化操作的直观性之间的权衡，让我对我们现在习以为常的桌面操作有了更深层次的理解。更值得称赞的是，书中对网络协议的讲解，它没有停留在TCP/IP模型的抽象层面，而是通过一个虚拟的“信息快递员”模型，将数据包的封装、路由和解包过程描绘得栩栩如生。我过去总是在看一些网络安全类的书籍时被这些内容劝退，但这本书真的做到了化繁为简，让这些复杂的网络逻辑变得可以被“感知”和“想象”。读完这部分，我甚至敢于自己动手去配置一个简单的家庭局域网了，这在以前是完全不敢想象的飞跃。它成功地将“为什么”和“怎么做”完美地结合在一起，让知识的吸收不再是被动的记忆，而是一种主动的探索。

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这本书的排版和图示设计堪称典范，这对于初学者来说至关重要。许多技术书籍往往因为排版混乱、图文分离而让人阅读体验极差，但这本书显然在这方面投入了大量的精力。每一个复杂的操作步骤，其对应的截图都经过了精心的裁剪和标注，重点区域用醒目的色彩框出，避免了初学者在海量界面元素中迷失方向。而且，它在引入新概念时，总会提供一个“速查小贴士”的侧边栏，用最精炼的语言总结刚刚学到的关键点。这对于我这种需要反复回顾才能加深记忆的学习者来说，简直是福音。我常常在阅读完一章后，直接翻到后面的附录去快速复习这些小贴士，效率比重新阅读全文要高得多。此外，书中对快捷键的整理也极为系统，它没有把所有快捷键堆砌在一个列表里，而是将它们融入到具体的应用场景描述中，让学习者知道“为什么”要记住这个快捷键，而不是机械地去背诵“Ctrl+C是复制”。这种“情境化”的学习设计，极大地提升了我对电脑操作的熟练度和肌肉记忆的形成速度。

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