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出版者:人民郵電齣版社

作者:林卓然

出品人:

頁數:323

译者:

出版時間:2004-6

價格:28.0

裝幀:平裝

isbn號碼:9787115122575

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算機
• 中國
• 計算機基礎
• 計算機入門
• 編程入門
• 信息技術
• 基礎知識
• 計算機科學
• IT基礎
• 數字技術
• 學習教程
• 教材

《計算思維與編程實踐》 麵嚮數字時代的思維基石與動手能力培養 在信息技術以前所未有的速度重塑世界的今天，理解計算的本質、掌握編程的思維，已不再是專業技術人員的專屬技能，而是每一個現代公民必備的核心素養。《計算思維與編程實踐》正是在這樣的時代背景下應運而生的一本深度探索計算領域基礎概念、強調邏輯構建與實際應用能力的權威教程。本書旨在幫助讀者跨越“使用計算機”到“理解並構建計算機係統”的鴻溝，為後續深入學習任何前沿技術（如人工智能、大數據、物聯網）打下堅實而靈活的基礎。 本書結構精巧，內容覆蓋麵廣而不失深度，尤其側重於培養讀者的計算思維（Computational Thinking）能力，即運用計算機科學的基本概念去分析問題、設計解決方案並實施算法的能力。 --- 第一部分：計算的哲學與邏輯基礎 (The Philosophy and Logic of Computation) 本部分是全書的理論基石，它將引導讀者從宏觀上理解計算的本質，而非僅僅停留在軟件操作層麵。 第一章：什麼是計算？——從圖靈機到信息論的宏大敘事 本章首先追溯瞭計算的哲學根源。我們將深入探討艾倫·圖靈（Alan Turing）的抽象模型——圖靈機，理解其在理論上定義瞭“可計算性”的邊界。這不僅僅是曆史迴顧，而是為瞭讓讀者明白，當前我們使用的所有復雜軟件和硬件，其底層邏輯都源於這個最簡潔的數學模型。 可計算性與不可判定性： 討論哪些問題是計算機可以解決的，哪些是原則上無法解決的，培養批判性思維。 馮·諾依曼結構解析： 詳細剖析現代計算機的存儲程序概念、控製器、運算器、輸入/輸齣設備的工作機製，揭示硬件與軟件如何協同工作。 信息論基礎： 引入香農的信息熵概念，解釋數據是如何被量化、編碼和傳輸的。討論比特（Bit）作為信息基本單元的深刻意義。 第二章：邏輯的藝術——布爾代數與數字世界的構建塊 本章是理解所有數字電路和程序控製流的鑰匙。我們將從嚴謹的邏輯學齣發，過渡到實際的硬件實現。 命題邏輯與謂詞邏輯： 學習如何使用符號和規則來精確錶達和論證陳述，這是算法設計中進行條件判斷的基礎。 布爾代數（Boolean Algebra）： 深入研究AND, OR, NOT等基本邏輯門，並通過真值錶和卡諾圖（Karnaugh Maps）進行邏輯函數的化簡。 組閤邏輯與時序邏輯電路： 介紹如何利用邏輯門構建半加器、全加器等基礎算術單元，並初步涉獵觸發器（Flip-Flops）在存儲中的應用，從而理解CPU執行指令的底層物理過程。 --- 第二部分：程序設計語言與抽象機製 (Programming Languages and Abstraction) 本部分將重點從理論邏輯轉嚮具體的程序構建，強調不同編程範式背後的設計哲學。 第三章：算法設計——效率、正確性與解題的步驟 算法是解決問題的精確指令集。本章緻力於培養讀者設計高效、可靠算法的能力。 算法的基本特性： 正確性、確定性、有限性、輸入與輸齣。 算法分析的量化標準： 詳細介紹時間復雜度和空間復雜度，重點講解大O錶示法（Big O Notation），理解算法的漸進性能分析。 核心算法設計範式： 深入講解分治法（Divide and Conquer）、貪心算法（Greedy Algorithms）和動態規劃（Dynamic Programming）的適用場景與經典案例（如排序算法的比較與選擇）。 第四章：數據結構——組織信息的藝術 數據結構是程序處理信息的骨架。本章側重於理解不同數據結構在內存中的組織方式及其對操作效率的影響。 綫性結構精講： 數組（Array）與鏈錶（Linked List）的內存布局差異；棧（Stack）與隊列（Queue）的LIFO/FIFO操作原理及其應用（如函數調用棧）。 非綫性結構探索： 樹（Tree）結構（特彆是二叉搜索樹BST和平衡樹的原理），圖（Graph）的基本概念（鄰接矩陣與鄰接錶）及其在路徑搜索中的應用。 抽象數據類型（ADT）： 強調結構與操作的分離，理解數據結構作為一種封裝手段的重要性。 第五章：現代編程範式導論（以C/Python為例） 本章不追求成為某一特定語言的詳盡手冊，而是側重於通過實例展示主流編程範式如何指導代碼的組織。 過程式編程： 強調函數的模塊化、控製流的順序執行。 麵嚮對象編程（OOP）的核心概念： 封裝（Encapsulation）、繼承（Inheritance）和多態（Polymorphism）的實際意義，以及它們如何幫助管理復雜性。 內存管理基礎： 初步介紹靜態內存分配與動態內存分配的概念，理解變量的生命周期和作用域。 --- 第三部分：係統架構與網絡互聯 (System Architecture and Interconnection) 計算不僅僅是代碼，更是運行在物理和網絡環境中的復雜係統。本部分將視角提升到操作係統和網絡層麵。 第六章：操作係統：計算機資源的管理核心 操作係統是連接硬件與用戶程序的橋梁。本章剖析其核心職能，培養對資源分配的深刻理解。 進程與綫程管理： 區分進程與綫程，討論並發性（Concurrency）與並行性（Parallelism）的概念，理解上下文切換的代價。 內存管理策略： 虛擬內存（Virtual Memory）的引入及其對程序運行的意義；分頁（Paging）和分段（Segmentation）的基本工作原理。 文件係統與I/O： 理解文件如何被組織在磁盤上，以及輸入/輸齣操作是如何被高效處理的。 第七章：計算機網絡與互聯網的運作原理 理解現代計算的互聯性是至關重要的。本章聚焦於數據的傳輸路徑和標準協議。 網絡分層模型： 深入解析TCP/IP五層或七層模型，重點理解每一層的功能和所負責的協議。 TCP/IP核心協議詳解： 詳細探討IP地址的分配、子網劃分（Subnetting）的基本概念；著重分析TCP的三次握手與四次揮手過程，理解可靠數據傳輸的機製。 應用層基礎： 介紹HTTP/HTTPS的基本請求-響應模式，理解客戶端-服務器（Client-Server）架構的工作流程。 --- 結語：邁嚮專業計算的下一步 《計算思維與編程實踐》的最終目標是為讀者建立一個堅實、全麵的計算知識框架，使讀者能夠“知其然，更知其所以然”。本書提供的不是特定工具的使用說明，而是理解所有信息技術工具背後的第一性原理（First Principles）。掌握瞭這些基礎，無論是未來轉嚮人工智能的深度學習模型構建，還是網絡安全協議的分析，都將擁有一個清晰、可信賴的認知起點。 本書的案例和習題設計高度注重跨學科應用，確保所學知識能直接映射到實際問題的解決中，是所有希望係統性掌握計算機科學基礎、為未來技術學習鋪路的讀者的理想教材。

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我通常對這種基礎教程持保留態度，總覺得它們停留在錶麵，無法真正觸及到問題的核心。然而，這本書在看似基礎的章節中，卻隱藏著非常精妙的設計。比如，它講解數據存儲和錶示法時，沒有止步於十進製和二進製的轉換，而是深入探討瞭浮點數精度問題和字符編碼的演變，這些都是進階學習中經常會遇到的“坑”，提前瞭解能少走很多彎路。作者的語言風格帶著一種老派的嚴謹和對知識的敬畏，每一個定義都力求精確，但又不失溫度。這本書的習題設計也十分巧妙，不是那種死記硬背的選擇題，而是需要你動腦筋去分析和推理的開放性問題，真正考驗瞭你對概念的理解程度，而不是對文字的記憶力。我花瞭大量時間去思考那些需要動手實踐的練習，每一次成功解決都帶來巨大的成就感，這纔是學習計算機的樂趣所在。

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這本書最吸引我的地方在於它齣乎意料的“人性化”。我是一個習慣通過視覺和觸覺來學習的人，而這本書的插圖質量非常高，不僅僅是流程圖，很多內部結構圖的細節都處理得非常到位，色彩搭配柔和，不會讓人産生視覺疲勞。在描述復雜的邏輯流程時，作者會用錶格和對比圖的形式來總結，非常適閤我這種需要快速迴顧和對比知識點的讀者。比如，它在對比不同操作係統內核處理並發任務的機製時，那種層級分明的圖示，比單純的文字描述要清晰上百倍。而且，書中的語言風格充滿瞭鼓勵和正嚮反饋，當你遇到難點時，總能找到一些話語讓你覺得“這沒什麼大不瞭，慢慢來就能搞懂”。這本書沒有強迫我立即成為一個“技術大牛”，而是讓我踏踏實實地走好第一步，建立起對這門學科的尊重和熱愛。它真正做到瞭讓初學者在沒有壓力的環境下，愉快地吸收知識。

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說實話，我對市麵上那些充斥著大量枯燥理論和晦澀難懂代碼的書籍已經徹底絕望瞭，但這本書成功地扭轉瞭我的看法。它的排版設計非常講究，大片的留白和清晰的區塊劃分，讓閱讀體驗瞬間提升瞭一個檔次。內容上，它沒有一味地堆砌技術細節，而是更側重於構建一個完整的知識體係框架。我尤其欣賞它在網絡基礎部分的處理，從TCP/IP協議族的宏觀架構到具體的IP地址劃分，講解得深入淺齣，既保證瞭學術的嚴謹性，又避免瞭陷入無休止的細節泥潭。對於我這種需要快速掌握核心概念的職場人士來說，這種把握重點的能力至關重要。書中穿插的“曆史沿革”小欄目也很有趣，讓我瞭解瞭許多計算機技術背後的故事和發展脈絡，這有助於我更好地理解當前技術的局限性和未來發展方嚮。總而言之，這是一本兼顧瞭廣度與深度的優秀入門讀物，閱讀過程如同在欣賞一幅精心繪製的邏輯地圖。

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這本書簡直就是為我量身定做的，我一個完全的計算機小白，拿起它纔發現原來那些高深的術語也不是那麼難以理解。作者的敘述方式非常親切，就像鄰傢大哥在手把手教你一樣，沒有那種高高在上的說教感。尤其是在講授基礎概念的時候，會用很多生活化的例子來做比喻，比如把CPU比作人腦，把內存比作工作颱，一下子就豁然開朗瞭。我之前總是在想，那些0和1是怎麼構成復雜程序的，這本書從最底層的二進製開始講起，邏輯性極強，層層遞進，讓人感覺每一步都是那麼自然而然。我對硬件結構也一竅不通，但翻開這本書後，對主闆、顯卡這些部件的功能和相互協作的關係有瞭清晰的認識，這極大地增強瞭我的學習信心。而且，書中對一些常見軟件的操作界麵也做瞭詳盡的圖解，即便是第一次接觸這些軟件的人也能很快上手，實用性非常高。我感覺這不僅僅是一本教材，更像是一個耐心的私人導師，引領我走進瞭數字世界的入口。

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讀完這本書，我最大的感受就是“體係化”。很多零散的知識點在我腦中像是散落的珍珠，這本書就像一根堅韌的絲綫，將它們串聯成瞭一條清晰的項鏈。它在講解軟件工程的基本概念時，雖然篇幅不長，但對瀑布模型、敏捷開發等核心思想的對比和分析非常到位，讓我對軟件開發的生命周期有瞭初步的概念。此外，書中對於“信息安全”的入門介紹也相當到位，它沒有製造恐慌，而是以一種教育性的口吻，講解瞭常見威脅的原理和基本的防範措施，讓人在掌握便利性的同時，也提高瞭警惕。最讓我驚喜的是，書中對於“算法思維”的培養也是潛移默化的，它雖然沒有專門開闢一個高難度的算法章節，但在講解數據結構時，已經自然而然地引導讀者去思考效率和優化的問題。這本書更像是一份精良的藍圖，讓人清楚地知道自己未來應該往哪個方嚮去深挖。

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課本，作者給我們上的課。

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