具体描述
《程序设计基础》是为从来没有接触过程序设计的读者编写的“零起点”入门教材。全书共分8章，第1章主要介绍程序设计的概念和程序运行的环境，第2章介绍了基本的数据类型、运算符与表达式，第3章介绍面向过程程序的顺序、分支选择和循环三种控制结构，第4章至第7章分别介绍了数组、指针的概念，结构体和其他数据类型，函数及其调用，内容涵盖了C++面向过程程序设计内容，与C语言教材完全兼容。第8章是体现《程序设计基础》特色的一章，分别介绍了“小型通讯录查询系统”和“学生成绩管理系统”的设计过程并附有完整代码，作为最后的“课程实践”还提供了两个控制台工程样例。
《程序设计基础》还为授课教师提供精心设计的配套电子课件、全部例题源代码、自测练习题答案和部分题目的源代码，可在清华大学出版社网站上下载。
《程序设计基础》可作为高等院校涉及程序设计的相关专业程序设计课程的教材，也可作为工程技术人员的参考用书和有志于程序设计的社会青年的自学用书。
《信息时代的数字逻辑与系统构建》 图书简介 在当今这个由数据和算法驱动的时代，理解信息如何被编码、处理和转化为实际应用，是每一个跨领域专业人士的必备素养。本书《信息时代的数字逻辑与系统构建》并非侧重于基础的程序语法或特定语言的实现细节，而是将目光投向更宏大、更底层的视角：数字世界的基石——逻辑推理的严谨性与复杂系统的工程化设计思维。 本书旨在为读者构建一个坚实的理论框架，使他们能够从“如何使用工具”的层面，跃升至“如何设计和优化工具”的层面。我们深知，技术日新月异，但驱动一切的底层逻辑和工程原则却是永恒的。 --- 第一部分：数字世界的基石——布尔代数与离散数学的重构 本部分深入探讨了支撑现代计算的数学基础，强调其在工程决策中的应用价值，而非仅仅停留在理论推导。 第一章：逻辑的严密性：从亚里士多德到图灵的飞跃 我们首先回顾了形式逻辑的演变，重点解析了如何将自然语言中的模糊概念转化为精确的布尔代数表达式。本章详细剖析了谓词逻辑（Predicate Logic）在描述复杂系统约束条件中的强大能力。我们将通过大量实际案例，展示如何利用德摩根定律、吸收律等基本规则，对冗余或矛盾的系统需求进行简化和澄清。这里，我们探讨的不是如何编写`if-else`语句，而是如何从根本上消除程序逻辑中的潜在冲突点。 第二章：集合论与关系代数：数据结构的抽象蓝图 本章将集合论提升到关系数据库设计和图论分析的高度。我们详细阐述了关系代数（Relational Algebra）的运算（如自然连接、除法运算）如何直接映射到高效的数据查询策略。读者将学习如何通过严谨的集合操作来定义数据间的依赖关系，这对于构建健壮的数据模型至关重要，远超简单的面向对象设计。 第三章：数制系统与编码：信息的不变性与高效性 本书不会罗列所有进制的转换方法，而是聚焦于补码系统和浮点数标准（IEEE 754）的深层机制。我们探讨了为什么采用这些特定的编码方式，以及它们在硬件实现层面带来的性能优势和潜在的精度陷阱。理解溢出和舍入误差的本质，是进行高性能数值计算和嵌入式系统设计的前提。 --- 第二部分：计算的蓝图——电路、架构与状态机 本部分将理论逻辑转化为物理和虚拟的执行结构，关注信息流的控制与管理。 第四章：组合逻辑与时序逻辑：从门到寄存器的蜕变 本章详细解析了组合逻辑电路（如加法器、多路复用器）的设计方法，重点在于使用卡诺图（Karnaugh Maps）和Quine-McCluskey算法进行最小化，以降低硬件成本和功耗。随后，我们深入时序逻辑，讲解锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop）的工作原理，并以此为基础构建有限状态机（FSM）。FSM的设计是控制流、协议解析和简单处理器控制单元的核心。 第五章：计算机体系结构初探：冯·诺依曼的遗产与现代挑战 本章提供一个宏观的系统视角，描述了CPU、内存层次结构（缓存、主存）和I/O子系统如何协同工作。我们着重分析指令集架构（ISA）的设计哲学，对比RISC与CISC的权衡，并探讨流水线（Pipelining）技术如何通过时间并行性提升吞吐量。理解这些架构限制，有助于开发者编写出更“亲近”硬件的代码。 第六章：内存管理与虚拟化：抽象的艺术 本章深入探讨了操作系统如何通过分页（Paging）和分段（Segmentation）机制，为应用程序提供一个一致且安全的执行环境。我们将详细解析地址转换过程，并讨论TLB（快表）对性能的影响。这部分内容旨在揭示程序运行时内存访问背后的复杂调度机制，而非仅仅是变量声明。 --- 第三部分：系统的复杂性管理与工程实践 本部分从宏观层面探讨如何设计和维护大型、长生命周期的信息系统。 第七章：算法的效率度量：时间与空间的复杂性分析 本章超越了特定算法的实现，专注于渐近分析（Asymptotic Analysis），即大O表示法在真实世界中的指导意义。我们系统地分析了常见数据结构操作的复杂度，并探讨了NP-完全性等计算复杂性理论，帮助读者识别哪些问题在计算上本质上是困难的，从而指导技术选型，避免在不可解问题上投入无效资源。 第八章：并发、并行与同步机制：驯服多核的野兽 在多核处理器成为常态的今天，并发编程的正确性至关重要。本章深入研究竞争条件（Race Conditions）、死锁（Deadlock）的成因，并对比互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）和条件变量（Condition Variables）等同步原语的使用场景和底层实现。我们关注的是如何利用这些机制来保证数据一致性，而非如何调用特定的API。 第九章：系统可靠性与容错设计：构建韧性系统 本章聚焦于工程实践的最高境界：如何设计一个在故障面前能够持续运行的系统。我们讨论了容错（Fault Tolerance）的基本策略，如冗余（Redundancy）、检查和恢复（Check and Recovery）机制。内容涵盖了事务的ACID特性在分布式环境下的挑战（如CAP定理的权衡），以及如何通过日志记录和快照技术保证系统状态的完整性。 --- 结语：从构建到理解 《信息时代的数字逻辑与系统构建》是一本面向未来架构师、系统工程师和高级开发人员的参考书。它要求读者跳出具体的编程范式，回归到信息处理的本质——如何用最少的资源，以最可靠的方式，实现复杂的逻辑目标。本书的内容侧重于原理、结构和权衡，为读者提供在技术快速迭代周期中保持领先的思维工具。掌握这些底层逻辑，才能真正驾驭信息时代最前沿的技术浪潮。
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