大学计算机程序设计基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:261

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出版时间:2009-5

价格:25.00元

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isbn号码:9787302194361

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• 吉林大学
• C
• 编程
• C语言
• 程序设计
• 计算机基础
• 大学教材
• 入门
• 算法
• 数据结构
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• 计算机科学
• 高等教育

计算机科学与技术导论：从零构建数字思维 第一部分：计算的基石与历史回响 第一章：数字世界的黎明——计算的历史脉络 本章将带领读者穿越时空，探索计算思想的起源与演进。我们将不再聚焦于特定编程语言的语法，而是深入理解“计算”这一概念本身是如何从抽象的逻辑演化为可操作的机器指令。 古代的萌芽： 从算盘到莱布尼茨的步进计算器，探讨机械辅助计算如何解放人类的双手。重点分析巴贝奇差分机与分析机的理论意义，即使它们未能完全实现，也奠定了现代计算机的架构基础。 布尔代数的哲学与逻辑： 深入探讨乔治·布尔如何将逻辑判断转化为数学运算。这不仅仅是关于“真”与“假”的简单二元性，更是理解现代所有数字电路和程序控制流的底层逻辑。 图灵的远见： 聚焦于阿兰·图灵对“可计算性”的定义。什么是图灵机？它如何抽象地描述了任何现代计算机能做的事情？理解停机问题，即明确计算的边界和局限性。 电子时代的开启： 简述ENIAC、EDSAC等早期电子计算机的结构特点，它们如何从真空管走向晶体管，标志着计算速度的指数级增长。 第二章：信息的本质与数据表示 本章旨在揭示我们每日使用的所有数据——文本、图像、声音——在计算机内部是如何被抽象和量化的。 二进制的世界观： 为什么计算机只使用0和1？详细解释位（bit）和字节（byte）的概念，以及它们如何构成信息的基本单位。 编码的艺术： 探讨字符编码的历史演变。从ASCII的局限性到Unicode的全球化视野，理解字符集如何映射到二进制序列，确保不同语言的文本都能被准确存储和显示。 数值的精确与近似： 深入研究整数和浮点数的存储方式。重点分析IEEE 754标准对实数（浮点数）的表示，以及这种表示方式带来的精度损失和舍入误差，这是进行科学计算时必须正视的问题。 非数值数据的数字化： 简要介绍图像（像素、位深、色彩模型如RGB）和声音（采样率、量化）是如何被离散化并转换为数字信号的。 第二部分：硬件的骨架与操作系统的灵魂 第三章：计算机的物理架构——冯·诺依曼模型的解构 本章专注于计算机硬件的宏观组织结构，理解“程序”是如何被加载并执行的。 核心组件的协同工作： 详细剖析中央处理器（CPU）、主存储器（RAM/ROM）、输入/输出（I/O）设备之间的关系。 CPU的内部机制： 讲解运算器（ALU）、控制器和寄存器的作用。分析指令周期——取指、译码、执行、写回——这是所有程序运行的微观循环。 内存的层级结构： 解释为什么我们需要高速缓存（Cache L1/L2/L3）。从寄存器到主存再到硬盘，理解存储速度与容量之间的权衡（内存金字塔）。 总线系统： 数据如何在CPU、内存和I/O设备之间传输？分析地址总线、数据总线和控制总线的结构与功能。 第四章：操作系统的核心职能 本章探讨操作系统（OS）作为硬件与应用程序之间桥梁的角色，重点关注其资源管理功能。 进程与线程管理： 什么是进程？它与线程有何本质区别？探讨操作系统的调度算法（如时间片轮转、优先级调度），理解多任务环境是如何实现的。 内存的虚拟化： 深入分析虚拟内存的概念。为什么程序可以“看到”比实际物理内存更大的空间？讨论分页和分段机制如何实现内存保护和高效利用。 文件系统与数据持久化： 探讨文件系统（如FAT, NTFS, ext4）的结构，理解目录树的组织方式，以及如何实现数据的安全存储和快速检索。 系统调用与接口： 操作系统如何向应用程序提供受控的硬件访问权限，解释系统调用的重要性。 第三部分：算法思维与问题解决的逻辑框架 第五章：算法的抽象表达与设计范式 本章聚焦于“如何思考解决问题”，而不是“如何用特定语言编写代码”。 算法的定义与特性： 明确算法的五个基本特性（确定性、可行性、输入、输出、有限性）。 效率的度量： 引入时间复杂度和空间复杂度的概念。重点讲解大O表示法（$O(n), O(n^2), O(log n)$）的含义，理解其在评估算法优劣时的关键作用。 经典算法设计思想： 介绍几种核心的设计范式，例如： 分治法： 如何将复杂问题分解为独立子问题（例如，排序中的归并思想的理论基础）。 贪心算法： 在每一步都做出局部最优选择的思路，以及其适用范围和局限性。 回溯法： 如何通过系统地搜索所有可能解来解决组合优化问题（如八皇后问题的逻辑推导）。 第六章：数据结构的组织原理 本章探讨如何组织数据以便于算法高效地访问和操作。 线性数据结构的深度剖析： 数组与链表： 比较它们在随机访问和动态插入/删除操作上的性能差异。 栈与队列： 它们作为抽象数据类型（ADT）在系统调用和任务缓冲中的应用模型。 非线性结构的探究： 树形结构： 重点分析二叉树的遍历方法（前序、中序、后序）的逻辑差异。引入二叉搜索树（BST）的结构优势及其在查找中的效率。 图论基础： 将现实世界的问题（如网络连接、路线规划）抽象为图结构。介绍图的表示方法（邻接矩阵与邻接表）及其在计算中的意义。 第四部分：网络、安全与未来的展望 第七章：现代通信的网络基础 本章概述计算机网络的基本原理，理解数据如何在全球范围内流动。 网络的分层模型： 介绍TCP/IP协议簇（或OSI参考模型）的概念，理解不同层次（如物理层、网络层、应用层）各自承担的职责。 IP地址与路由： 理解IP地址的分配与子网划分的逻辑，以及数据包如何通过路由器被导向正确的目的地。 TCP/UDP的差异： 对比面向连接的TCP（可靠性保障机制，如三次握手）和无连接的UDP（速度优先）的应用场景。 万维网的底层逻辑： 简要介绍HTTP协议的基本请求/响应机制，这是所有Web应用的基础。 第八章：计算的伦理、安全与前沿趋势 本章引导读者思考技术对社会的影响，以及如何保护数字资产。 信息安全基础： 介绍加密与解密的数学原理（非对称加密与对称加密的宏观概念）。讨论认证、授权和访问控制的基本安全策略。 计算伦理与隐私权： 探讨大数据时代下个人数据收集的边界、算法偏见（Bias）的潜在危害，以及作为未来技术决策者应有的责任感。 展望未来： 简要介绍量子计算的基本概念——与经典计算在信息存储（量子比特）上的根本区别，以及它可能带来的计算能力飞跃。探讨人工智能和机器学习在数据处理和模式识别中的作用，它们如何改变了传统算法的应用方式。 本书旨在提供一个广阔的、结构化的计算机科学全景图，强调计算思维、底层逻辑和系统架构，为读者建立一个坚实的理论基础，以应对未来任何具体的编程挑战。

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这本书最让我印象深刻的是它对于“面向对象”编程思想的阐述。在此之前，我接触的编程范式更多的是过程式的，虽然也能实现功能，但总觉得代码的组织结构比较混乱，难以维护和扩展。这本书从“类”和“对象”的概念入手，详细解释了继承、多态、封装等面向对象的核心原则。它通过大量的实际案例，比如模拟一个图书馆管理系统，或者设计一个简单的游戏角色，来展示如何利用面向对象的方式来组织代码，使得程序结构更加清晰、模块化程度更高，并且易于复用和扩展。我特别喜欢它在讲解多态性时，用不同类型的动物发出不同叫声的例子，这个生动的比喻让我一下子就理解了“一个接口，多种实现”的精髓。通过学习，我发现面向对象编程不仅仅是一种技术，更是一种思考问题和解决问题的方式，它能够帮助我写出更健壮、更易于维护和协作的软件。

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这本书在软件工程的入门介绍上做得相当出色。它不仅仅局限于教授编程语言本身，还涉及到了软件开发的一些基础流程和规范。比如，书中对于版本控制系统的介绍，让我明白了团队协作开发时，如何有效地管理代码的修改历史，避免冲突，并且能够轻松地回溯到之前的版本。此外，它还简要介绍了软件测试的重要性，以及单元测试、集成测试等基本概念，虽然篇幅不多，但足以让我意识到在开发过程中，保证代码质量是多么重要。在项目开发的方法论方面，也提及了一些敏捷开发的基本思想，虽然没有深入探讨，但已经为我打开了认识软件开发这一更广阔领域的窗口。这本书让我明白，写出能够运行的代码只是编程的第一步，如何写出高质量、易于维护、团队协作的软件，才是真正成为一名优秀程序员的关键。它为我后续深入学习软件工程打下了坚实的基础。

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这本书的优点在于它能够以一种非常系统且全面的方式，将计算机程序设计的核心概念一一梳理清楚。它不仅仅是罗列语法规则，更注重于培养读者解决问题的逻辑思维能力。在讲解数据结构的部分，作者并没有仅仅停留在数组和链表的层面，而是深入剖析了各种数据结构的优劣势以及适用场景，并且通过图示化的方式，将链表、栈、队列等抽象概念可视化，让读者能够清晰地看到它们是如何组织数据的，以及在不同操作下的行为表现。这对于我理解算法的效率和选择合适的数据结构来优化程序性能至关重要。此外，书中对于算法的介绍也很有深度，从简单的排序和查找算法，到稍微复杂一些的递归和回溯思想，都给出了清晰的伪代码和详细的解释。我特别喜欢的是它在讲解每个算法时，都会分析其时间复杂度和空间复杂度，这让我明白了一个程序的好坏不仅仅在于能否正确运行，还在于它的效率。通过这本书的学习，我感觉自己不再是那个只会敲代码的“码农”，而是能够开始思考如何设计出更优雅、更高效的程序。

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这本书在我大学计算机入门课程中扮演了不可或缺的角色。起初，我对编程一无所知，屏幕上闪烁的各种符号和命令就像是外星语，让我望而却步。但这本书的讲解方式非常平易近人，它没有一开始就抛出晦涩难懂的概念，而是从最基础的“为什么需要编程”以及“计算机是如何工作的”这类问题入手，用生动形象的比喻，将抽象的计算机原理变得易于理解。比如，在解释变量的时候，作者用“盒子”的比喻，将数据存储的概念具象化，让我立刻就能抓住核心。然后，它循序渐进地引入了基本的语法结构，如顺序、选择和循环。每一部分的讲解都配有大量的代码示例，而且这些示例都非常贴合实际生活中的场景，不像很多教材那样充斥着一些脱离实际的“经典”问题。比如，它会教我们如何编写一个小程序来计算考试平均分，或者如何用代码模拟一个简单的猜数字游戏，这些都让我觉得编程不再是枯燥的技术，而是可以解决实际问题的工具，极大地激发了我学习的兴趣。更重要的是，书中对于错误处理和调试的讲解也十分到位，让我不再惧怕程序出错，而是学会了如何一步步找到问题并解决它，这对于初学者来说是至关重要的技能。

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坦白说，在阅读这本书之前，我对于“算法”和“数据结构”这些概念感到非常困惑，总觉得它们是高高在上的理论，离实际编程很远。但这本书用一种极其友好的方式，将这些原本枯燥的概念变得生动有趣。它没有一开始就直接给出复杂的算法定义，而是从生活中的例子出发，比如排队买票、整理书架等，来引出数据结构和算法的概念。然后，它会巧妙地将这些概念与编程语言的特性结合起来，让我看到，原来我每天写的代码背后，都蕴含着如此精妙的逻辑和设计。书中关于“抽象”和“封装”的讲解也给我留下了深刻的印象，让我明白编程不仅仅是写一行行代码，更是如何将复杂的系统分解成可管理的小模块，并通过接口进行交互。我尤其赞赏的是，书中在介绍完每个概念后，都会提供一些思考题和实践项目，这些项目难度适中，能够帮助我巩固所学知识，并将理论付诸实践。完成这些项目后，我获得的成就感是巨大的，也让我更加自信地面对后续的学习。

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自己学校编的书...不好太吐槽。不过用这书，还不如用谭浩强...

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