The Science of Programming (Texts and Monographs in Computer Science) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K

作者:David Gries

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1991-12

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9783540964803

丛书系列:

图书标签:

计算机科学
编程理论
算法
数据结构
形式化方法
程序设计
计算理论
离散数学
软件工程
程序验证

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具体描述

《程序科学：计算机科学中的理论基础》本书深入探讨了程序设计这一核心计算机科学领域的根本性原理，旨在为读者构建一个坚实的理论框架，以理解和构建高效、可靠且易于维护的软件系统。它并非仅仅罗列编程语言的语法或特定技术的应用，而是回归到程序本质，揭示其背后的数学逻辑和形式化方法。核心内容概述：本书从多个维度剖析了程序科学的精髓。首先，它详细介绍了形式化方法在程序设计中的应用。这包括使用逻辑和数学语言来精确描述程序的行为、属性以及验证程序的正确性。读者将学习到如何运用形式化方法来定义程序的语义，理解不同计算模型的表达能力，以及如何通过严格的数学推理来证明程序的性质，例如终止性、正确性以及安全性。其次，本书重点阐述了程序验证的理论与实践。这部分内容涵盖了各种静态和动态的验证技术，从简单的断言检查到复杂的模型检测和定理证明。读者将了解到如何利用这些技术来发现潜在的程序错误，从而提高软件的可靠性。例如，将介绍如何使用不变量来推理循环的正确性，以及如何利用类型系统来捕获编译时的错误。再者，本书深入探讨了计算模型。它会介绍不同的计算模型，如图灵机、Lambda演算、递归函数等，并分析它们之间的等价性，以此来理解计算的边界和能力。通过理解这些抽象模型，读者能够更深刻地把握算法的本质，以及不同编程范式（如函数式编程、逻辑式编程）的理论基础。此外，本书还将讨论程序构造的原理。这包括对程序分解、组合以及模块化设计的理论指导。读者将学习到如何根据问题的特性，设计出结构清晰、易于理解和修改的程序。例如，将介绍如何利用代数数据类型和模式匹配来优雅地处理复杂的数据结构，以及如何通过递归和归纳法来设计高效的算法。最后，本书还会涉及并发与并行计算的理论基础。在多核处理器日益普及的今天，理解并发和并行程序的行为至关重要。本书将从理论层面解析并发问题的挑战，如死锁、竞态条件等，并介绍形式化的方法来分析和设计并发程序，确保其正确性和效率。本书特色：理论深度与严谨性：本书以数学和逻辑为基石，提供对程序设计的深刻理论洞察，而非浅尝辄止的表面介绍。广泛的适用性：其理论框架适用于几乎所有编程语言和计算环境，为读者提供一套通用的分析和设计工具。强调正确性与可靠性：贯穿全书的重点在于如何构建能够被证明是正确的程序，以及如何通过形式化方法来提高软件的可靠性。为深入研究奠定基础：本书是理解更高级的计算机科学主题，如软件工程、人工智能、形式化方法等领域的基础。目标读者：本书适合计算机科学专业的本科生、研究生，以及任何希望深入理解程序设计底层原理的程序员、研究人员和技术爱好者。它对于那些渴望超越“如何编程”而理解“为何如此编程”的读者尤为有益。通过学习本书，读者将能够更自信地应对复杂的编程挑战，设计出更优秀、更可靠的软件。