信息學基礎(上)/中學信息技術<計算機>學科教材 (平裝) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:浙江大學齣版社

作者:本書編寫組編

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價格:19.5

裝幀:平裝

isbn號碼:9787308020510

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• 學科教育
• 科普
• 中小學教輔

圖書簡介：數據結構與算法精講 作者： 張文濤 齣版社： 電子工業齣版社 裝幀： 平裝 頁數： 約 580 頁 齣版日期： 2023 年 10 月 --- 內容提要 本書旨在為計算機科學、軟件工程及相關專業的學生和從業人員提供一套全麵、深入且極其實用的數據結構與算法學習指南。我們聚焦於現代計算思維的核心基石，通過嚴謹的理論闡述、豐富的實例分析和大量的代碼實踐，幫助讀者建立起高效解決復雜問題的能力。 本書內容覆蓋瞭經典數據結構（如數組、鏈錶、棧、隊列、樹、圖、堆、哈希錶）的底層原理、實現細節以及在實際應用中的優化策略。更重要的是，本書將大量的篇幅投入到對核心算法思想的剖析上，包括但不限於排序（快速排序、歸並排序、堆排序等）、搜索（深度優先、廣度優先）、圖論算法（最短路徑、最小生成樹）以及高級算法設計範式（分治法、動態規劃、貪心算法）。 本書的特色在於其“理論與實踐緊密結閤”的編排方式。每種數據結構或算法的介紹，都伴隨著清晰的復雜度分析（時間復雜度和空間復雜度），並輔以高質量的僞代碼和標準編程語言（主要以 C++ 和 Python 為例）的實現代碼。我們不僅展示“如何實現”，更深入探討“為何如此實現”以及“在何種場景下最優”。 目標讀者 計算機科學與技術、軟件工程等相關專業的本科生和研究生： 作為教材或重要的參考資料，為後續學習操作係統、數據庫、編譯原理、人工智能等高級課程打下堅實基礎。 初級和中級軟件開發工程師： 希望係統性迴顧和鞏固基礎，提升代碼質量和解決性能瓶頸的能力。 準備技術麵試的求職者： 提供瞭大量麵試高頻考點（如 LeetCode 難題的思路解析），是高效備戰算法筆試和麵試的利器。 對底層計算原理感興趣的自學者： 結構清晰，循序漸進，適閤獨立學習並建立堅實的計算思維框架。 章節結構與核心內容詳述 本書共分為七大部分，邏輯清晰地引導讀者從基礎概念邁嚮復雜算法設計。 第一部分：基礎迴顧與性能度量 本部分首先迴顧瞭必要的數學基礎，重點介紹大 O 記法、Θ 記法、Ω 記法等漸近分析工具，這是後續所有算法分析的基礎。詳細闡述瞭時間復雜度和空間復雜度的計算方法，並通過具體實例對比綫性、對數、多項式和指數增長的性能差異。 第二部分：綫性結構精通 深入剖析瞭最基本也是應用最廣泛的綫性數據結構： 1. 數組與動態數組： 內存連續性的優勢與局限。 2. 鏈錶（單嚮、雙嚮、循環）： 插入和刪除操作的優勢，以及隨機訪問的劣勢。特彆討論瞭內存碎片化對鏈錶性能的影響。 3. 棧（Stack）： 基於數組和鏈錶的實現，重點講解其在錶達式求值（中綴轉後綴）、函數調用棧（遞歸/非遞歸實現）中的應用。 4. 隊列（Queue）： 標準隊列、循環隊列的實現，以及雙端隊列（Deque）在滑動窗口最大值問題中的應用。 第三部分：非綫性結構：樹與堆 這是理解層次化數據組織的關鍵部分。 1. 樹（Tree）： 詳細介紹二叉樹、滿二叉樹、完全二叉樹的概念。重點解析二叉搜索樹 (BST) 的結構與基本操作（插入、刪除、查找）。 2. 平衡樹原理： 引入AVL 樹和紅黑樹的基本思想，解釋它們如何通過鏇轉操作保證 $O(log n)$ 的最壞情況時間復雜度。對紅黑樹的五條性質和維護機製進行詳盡的圖示說明。 3. 堆（Heap）： 介紹最大堆和最小堆的結構，堆化（Heapify）過程的實現。重點講解堆排序的穩定性分析，以及優先隊列（Priority Queue）在事件模擬和圖算法中的核心作用。 4. B 樹與 B+ 樹： 簡要介紹它們在數據庫和文件係統中的重要性，強調多路查找的優勢。 第四部分：高級查找與映射結構 本部分關注如何實現高效的數據查找和關聯存儲。 1. 散列錶（哈希錶）： 深入探討哈希函數的構造方法（如乘法法、除法法），以及如何解決衝突（開放尋址法與鏈地址法）。分析不同裝載因子下的平均查找性能。 2. 樹型查找結構優化： 詳細介紹 Trie 樹（前綴樹）在字符串搜索和自動補全中的高效應用，並對比其與哈希錶的優劣。 第五部分：圖論基礎與應用 圖結構是建模復雜關係網絡的基礎。 1. 圖的錶示： 鄰接矩陣與鄰接錶的對比及其適用場景。 2. 圖的遍曆： 深度優先搜索 (DFS) 和廣度優先搜索 (BFS) 的實現，以及它們在連通性判斷、拓撲排序中的應用。 3. 最短路徑算法： 詳述 Dijkstra 算法（處理非負權邊）和 Bellman-Ford 算法（處理負權邊和負權環檢測）。 4. 最小生成樹： 詳細講解 Prim 算法和 Kruskal 算法的貪心策略與實現過程，並分析其時間復雜度。 第六部分：算法設計範式精要 本書的核心價值之一在於係統地傳授高級算法設計思想。 1. 遞歸與分治法： 深入分析歸並排序和快速排序的遞歸結構，理解分治法的通用性。 2. 貪心算法： 闡述貪心選擇性質和最優子結構，通過活動安排、最小零錢找零等經典問題展示其應用邊界。 3. 動態規劃 (DP)： 這是最需要深入理解的部分。通過背包問題（0/1 和完全背包）、最長公共子序列、矩陣鏈乘法等經典案例，係統講解狀態定義、狀態轉移方程的構建，以及如何區分 DP 與純粹的遞歸/分治。 第七部分：高級主題與性能優化（選讀） 本部分簡要介紹前沿或特定領域的高級結構，供有誌於深入研究的讀者參考： 1. 並查集（Disjoint Set Union）： 路徑壓縮和按秩閤並的優化技術，及其在 Kruskal 算法和連通分量問題中的高效應用。 2. 復雜度理論初步： 簡要介紹 P、NP、NPC 問題的概念，幫助讀者理解計算的邊界。 實踐導嚮與代碼質量 本書代碼示例均經過嚴格測試，力求簡潔、高效、易於理解。我們不僅提供瞭算法實現，更關注算法分析： 空間換時間的權衡：例如，使用哈希錶換取平均 $O(1)$ 查找時間。 在綫/離綫處理的考量：根據數據是否預先可知來選擇閤適的算法結構。 常數因子的影響：強調雖然大 O 記法決定瞭增長趨勢，但在實際工程中，常數因子優化也至關重要。 通過閱讀本書，讀者將能夠熟練運用結構化思維，將現實問題抽象為標準的數據結構模型，並選擇或設計齣具有最優性能的算法解決方案，這對於構建任何大規模、高性能的軟件係統都是不可或缺的技能。

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這本《信息學基礎（上）》給我的感覺，是作者真正站在瞭信息時代初學者的角度來打磨內容。它仿佛一位經驗豐富的導師，知道初學者最容易在哪裏卡殼，最需要什麼樣的輔助工具。在解釋復雜概念時，它提供的比喻和類比簡直是神來之筆，既貼近生活，又精準到位，成功地跨越瞭技術門檻。例如，它對“指令集”的解釋，就非常巧妙地用到瞭日常生活中不同語言的“命令”來進行類比，一下子就讓“機器語言”的執行邏輯變得可感知。我特彆注意到，教材中對於“編程思想”的鋪陳，沒有急於求成地展示代碼，而是先從“分解問題”和“流程化思維”入手，這纔是信息學真正的核心。書本的裝幀質量也很好，紙張適中，字跡清晰，即便長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。總的來說，這是一本內容厚重卻閱讀體驗輕鬆，注重底層邏輯構建而非浮華錶麵的傑齣教材，非常值得推薦給所有希望係統學習計算機基礎的人。

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我是在準備給孩子找一套真正能打好計算機基礎的讀物時，偶然發現瞭這本《信息學基礎（上）》。坦率地說，市麵上很多信息技術教材要麼過於側重軟件操作的“即時技能”，要麼就是把理論講得過於枯燥和高深，真正能靜下心來係統講解“為什麼”的書籍不多。然而，這本書卻在這兩者之間找到瞭一個絕佳的平衡點。我尤其注意到它對“算法”和“程序設計思維”的早期引入，雖然是“上冊”，但已經開始培養讀者結構化思考的能力，而不是簡單地停留在“如何使用某個軟件”的層麵。書中的排版設計很有現代感，大段的文字被有效地切割成瞭易於閱讀的小塊，關鍵術語都用粗體或不同的顔色做瞭強調，閱讀體驗相當流暢。我翻閱瞭關於“信息安全”的那一章，講解得非常到位，不僅介紹瞭常見的威脅，更重要的是引導學生樹立正確的網絡素養和自我保護意識，這在當今時代顯得尤為重要。它不隻是教你如何操作計算機，更是在塑造一個具備信息素養的現代公民，這一點讓我對這套教材肅然起敬。

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這本《信息學基礎（上）/中學信息技術<計算機>學科教材》的封麵設計得非常樸實，藍白相間的色調讓人感覺既專業又穩重，很符閤教材的定位。我拿到書的時候，首先翻閱瞭一下目錄，感覺編排的邏輯性很強，從最基礎的計算機硬件結構，到軟件係統的概念，再到信息與數據的處理，層層遞進，非常適閤初次接觸信息技術的中學生。書中的插圖和圖示都非常清晰，尤其是一些關於二進製和數據存儲的解釋，用生動的例子和對比圖來呈現，使得原本抽象的概念變得直觀易懂。比如，書中對於“位”和“字節”的講解，沒有直接堆砌定義，而是通過生活中的例子來類比，讓我這個非專業齣身的成年人都能很快領會其精髓。文字部分的處理也顯得非常用心，語言平實又不失嚴謹，沒有過多使用晦澀難懂的術語，即便是自學，也不會感到吃力。尤其欣賞它在基礎知識點講解後的“拓展閱讀”和“小測驗”，這些小設計有效地鞏固瞭所學內容，並引導讀者主動思考，為後續更深入的學習打下瞭堅實的基礎。整體來看，這是一本非常紮實、注重基礎和邏輯構建的入門教材。

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對於一個渴求係統性知識體係的讀者來說，這本教材的結構安排簡直是一份驚喜。它不像某些速成的學習資料，隻羅列零散的知識點，而是構建瞭一個清晰的知識金字塔。從最底層的物理層麵（硬件組成），嚮上搭建到邏輯層麵（操作係統原理的初探），再到應用層麵（數據處理的基本邏輯）。每一章節之間的銜接都非常自然，像是精心鋪設的階梯，你每嚮上走一步，都能清晰地看到前一步的知識是如何支撐起當前理解的。我特彆喜歡它對曆史脈絡的穿插介紹，比如談到馮·諾依曼結構時，會簡要提及它誕生的背景和意義，這使得知識不再是冰冷的規則，而是人類智慧演進的結果。這種宏觀的視角，對於激發讀者的求知欲和理解力的深度非常有幫助。雖然是中學教材，但其對概念的闡述深度和廣度，即便是非教學用途的成人讀者，也能從中汲取到許多係統性的認知框架，讓人有一種“茅塞頓開”的感覺。

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這本書的語言風格，我用一個詞來形容就是“循序漸進，毫不拖泥帶水”。它非常注重效率和準確性，沒有過多的空泛的贊美或不必要的抒情，每一個句子似乎都在為傳遞核心信息服務。對於像“布爾代數”這樣需要精確定義的知識點，作者的處理方式極為嚴謹，通過清晰的真值錶和邏輯運算的示例，確保讀者對這些基礎邏輯的理解無懈可擊。同時，書中還巧妙地穿插瞭一些“曆史小故事”或“應用場景速覽”，這些內容恰到好處地緩解瞭技術講解可能帶來的枯燥感，就像在一段嚴謹的樂章中加入瞭一段輕快的變奏。最讓我感到踏實的是，它似乎非常重視對“批判性思維”的培養，例如在介紹不同數據存儲媒介的優缺點時，它引導讀者思考在不同情境下應如何權衡和選擇，而不是簡單地接受“哪個更好”的結論。這種引導讀者自己去判斷、去選擇的方式，是優秀教材的標誌。

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