大學計算機應用基礎上機實驗指導:Windows 2000版

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isbn號碼:9787313031167
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  • 計算機應用基礎
  • Windows 2000
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  • 信息技術
  • 教材
  • 實驗指導
  • Windows操作係統
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具體描述

深入探究現代數據結構與算法設計 內容簡介 本書是一部全麵、深入探討當代數據結構與算法設計理論與實踐的權威著作。全書緊密圍繞計算機科學的核心——數據如何組織、操作以及高效解決復雜計算問題展開,旨在為讀者構建堅實的理論基礎和卓越的工程實現能力。 第一部分:基礎理論與核心結構 本書伊始,首先對算法分析的基礎方法進行瞭詳盡闡述,包括時間復雜度和空間復雜度的精確度量、漸近記號(大O、Ω、Θ)的嚴格定義與應用,以及最壞、最好和平均情況分析的細緻區分。我們引入瞭遞歸關係式的求解方法,特彆是主定理(Master Theorem)在分析分治算法時的強大應用。 隨後,章節深入講解瞭綫性數據結構的精髓。從基礎的數組(Array)和鏈錶(Linked List)的內存布局與操作效率對比開始,逐步過渡到棧(Stack)與隊列(Queue)的抽象數據類型(ADT)的嚴格定義。對於鏈錶,本書不僅覆蓋瞭單嚮、雙嚮鏈錶,還詳細分析瞭循環鏈錶的實現技巧及其在特定場景下的優勢。特彆地,我們用大量的實例展示瞭棧在錶達式求值(中綴轉後綴/前綴)和遞歸調用的底層機製模擬中的關鍵作用。 第二部分:非綫性結構的精妙世界 非綫性結構是本書的重點之一,它展示瞭組織復雜關係數據的優雅方式。 樹(Tree)結構的章節從基礎的有序樹、無序樹概念齣發,詳細剖析瞭二叉樹的遍曆算法(前序、中序、後序、層序),並提供瞭這些算法在遞歸與非遞歸實現上的完整代碼示例。隨後,本書著重講解瞭平衡搜索樹的構建與維護: 1. AVL 樹: 嚴格遵循平衡因子的定義,詳細演示瞭單鏇和雙鏇操作(LL, RR, LR, RL)的鏇轉細節與恢復平衡的步驟。 2. 紅黑樹(Red-Black Tree): 作為工程實踐中最常用的自平衡結構,本書對其五個關鍵性質進行瞭細緻的解讀,並深入分析瞭插入和刪除操作如何通過顔色調整和鏇轉來維持局部和全局的平衡性,這部分內容對於理解高級內存管理和數據庫索引至關重要。 堆(Heap)結構被獨立成章,清晰區分瞭最大堆和最小堆的構建過程(自底嚮上的heapify),並詳述瞭堆在優先隊列(Priority Queue)實現中的高效性。基於堆,本書提供瞭堆排序(Heap Sort)的完整算法流程,並將其性能與快速排序、歸並排序進行瞭對比。 圖論(Graph)部分內容廣博而精深。從圖的基本錶示法(鄰接矩陣與鄰接錶)的選擇依據開始,係統講解瞭圖的遍曆算法:廣度優先搜索(BFS)與深度優先搜索(DFS)。書中不僅提供瞭純粹的遍曆代碼,更側重於它們在實際問題中的應用,如迷宮求解、連通分量識彆等。 在高級圖算法方麵,本書重點突破瞭以下核心內容: 最短路徑問題: 詳細比較瞭Dijkstra 算法(處理非負權邊)和 Bellman-Ford 算法(處理含負權邊但不含負權環路的情況),並對負權環路的檢測機製進行瞭深入剖析。對於所有節點對的最短路徑,本書介紹瞭Floyd-Warshall 算法的動態規劃思想。 最小生成樹(MST): 提供瞭Prim 算法和Kruskal 算法的實現細節與性能分析,特彆是 Kruskal 算法中對並查集(Disjoint Set Union, DSU)結構的高效應用,包括路徑壓縮(Path Compression)和按秩閤並(Union by Rank)的優化技術。 拓撲排序: 解釋瞭該技術在依賴關係調度中的核心地位,並基於 DFS 或 Kahn 算法(基於入度)進行實現。 第三部分:高級算法設計範式 本部分是本書的升華,聚焦於解決復雜計算問題的通用設計方法論。 動態規劃(Dynamic Programming, DP): 本章強調 DP 的兩個核心特徵:最優子結構和重疊子問題。通過經典的例子,如背包問題(0/1 背包、完全背包)、最長公共子序列 (LCS)、矩陣鏈乘法,係統性地引導讀者從遞歸定義齣發,推導齣狀態轉移方程,並最終轉化為自底嚮上的迭代實現,以消除重復計算。 貪心算法(Greedy Algorithm): 闡述瞭貪心選擇性質和最優子結構的關係,並提供瞭其適用範圍的判斷標準。通過霍夫曼編碼、活動安排問題等經典案例,展示瞭貪心策略的簡潔高效性,同時也明確指齣瞭其局限性。 迴溯法與分支限界法: 這兩種搜索策略被用於處理組閤爆炸的搜索空間。迴溯法(如 N 皇後問題、數獨求解)通過係統地試探所有可能解並及時剪枝來尋找可行解;分支限界法則側重於在搜索過程中維護一個最優界限,放棄明顯不會導緻更優解的分支,特彆適用於旅行商問題(TSP)的近似求解。 第四部分:數據結構在工程中的應用與延伸 最後一部分將理論與現代計算環境相結閤。 散列錶(Hash Table): 詳細講解瞭哈希函數的構造原則(均勻性、低碰撞率),並對主要的衝突解決策略進行瞭深入比較:鏈式法(Separate Chaining)、開放尋址法(Open Addressing,包括綫性探測、二次探測和雙重哈希)的性能差異和內存開銷分析。 外部存儲數據結構: 鑒於現代數據量已遠超主存容量,本書專門開闢章節介紹B 樹及其變體 B+ 樹。詳細解釋瞭它們如何通過增加節點的分支因子(扇齣),以最小化磁盤 I/O 次數,這對於理解數據庫索引和文件係統的底層結構至關重要。 算法效率與計算理論: 本書最後簡要探討瞭可計算性理論(圖靈機模型),並介紹瞭P、NP、NP-完全等復雜性類彆的概念,為讀者理解“哪些問題可以高效解決”提供瞭理論框架。 本書的特點在於理論的嚴謹性與工程實現的緊密結閤。每一個核心算法都配備瞭清晰的僞代碼和麵嚮對象的設計思路,鼓勵讀者不僅僅是理解“是什麼”,更要掌握“如何實現”和“在什麼場景下應用”的工程智慧。

作者簡介

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讀後感

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這本書的教材設計風格,透露著一股濃濃的時代氣息,但這種“舊”恰恰構成瞭它獨特的教學價值。雖然現在主流已經是更新的操作係統版本,但Windows 2000作為一代經典,其穩定性和對計算基礎概念的封裝方式,依然具有極強的教學參考意義。我尤其喜歡它在介紹早期網絡配置(如撥號連接和簡單的局域網共享)時的詳盡描述。通過這些實驗,我能夠清晰地追溯到現代網絡架構的前身是如何構建起來的,這對於理解TCP/IP協議棧的實際應用場景非常有幫助。對於一個想深入瞭解操作係統演變曆程的學習者來說,這本書提供瞭一個絕佳的“曆史切片”。它沒有被最新的技術潮流所裹挾,而是沉下心來,夯實瞭計算機應用基礎中最本質、最核心的那一部分知識體係。

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對於我們工科學生而言,實驗報告的撰寫和規範性同樣重要,而這本實驗指導在這方麵也做得非常齣色,體現瞭很高的專業素養。每一章節的末尾,都會明確指齣本次實驗需要達成的目標和需要提交的報告內容結構。它不僅僅是教你怎麼點鼠標,更是在培養你的工程思維——如何清晰、有邏輯地記錄實驗過程、分析結果和得齣結論。書中提供的那些模闆式的記錄要求,對我們規範實驗文檔的格式起到瞭極好的引導作用。我記得有一次,我在進行磁盤碎片整理的實驗時,由於操作失誤導緻數據丟失瞭一小部分,書上關於“實驗數據備份與恢復”的附錄部分立刻派上瞭用場,讓我避免瞭一場災難。這種對完整實驗流程的把控,體現瞭編寫者對教學質量的嚴格要求,使得我們從一開始就養成瞭嚴謹的實驗態度。

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坦率地說,這本書的深度和廣度超齣瞭我最初的預期,尤其是在涉及到一些係統維護和網絡基礎概念的實驗環節。我本以為這隻是一本泛泛而談的入門手冊,但深入下去纔發現,它對Windows 2000核心功能的剖析相當到位。比如關於係統權限管理的那幾個實驗,教會瞭我如何正確地設置用戶組策略,理解安全級彆的劃分,這對於我們理解現代操作係統的安全架構至關重要。不僅僅是操作層麵的指導,它還適當地融入瞭一些底層原理的解釋,雖然篇幅不長,但足以讓我們明白“為什麼”要這麼做,而不是死記硬背操作流程。在我看來,這本指導書成功地搭建瞭一座理論與實踐之間的橋梁,讓我們在動手操作的過程中,潛移默化地吸收瞭許多計算機係統運行的底層邏輯知識。這種由淺入深、注重原理的教學方法,遠比單純的軟件使用說明要有價值得多。

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這本《大學計算機應用基礎》的實驗指導書,對於我們這些剛接觸計算機專業的學生來說,簡直就是一本救命稻草。我記得剛開始接觸Windows 2000那會兒,麵對那些陌生的界麵和層齣不窮的操作提示,我簡直手足無措。這本書的編排非常貼閤初學者的心智發展規律,它沒有一上來就拋齣那些高深的理論,而是從最基礎的桌麵操作、文件管理入手,一步一個腳印地帶領我們熟悉這個操作係統。書中的實驗步驟講解得極其細緻,每一個點擊、每一個輸入框的設置,都配有清晰的圖示和詳盡的文字說明,幾乎是手把手地教你完成任務。我尤其欣賞它在基礎模塊中穿插的那些“小技巧”部分,比如如何快速高效地進行文件批量重命名,或者如何自定義係統快捷方式,這些看似微不足道的內容,極大地提升瞭我們日常使用電腦的效率,讓我初次體會到掌握操作係統精髓的樂趣。這本書的實用性是毋庸置疑的,它真正做到瞭“學以緻用”,為後續更復雜的軟件學習打下瞭堅實的地基。

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我個人在使用過程中發現,這本書在資源整閤方麵做到瞭極緻,真正體現瞭“指導”的精髓,而非僅僅是操作手冊的堆砌。例如,書中不僅指導瞭如何在Windows 2000環境下進行基本的辦公軟件(如Word和Excel)的操作練習,還巧妙地引入瞭命令行(CMD)工具的使用,這極大地拓寬瞭我們的操作邊界。那些關於批處理腳本(Batch Scripting)的入門實驗,雖然現在看起來很簡單,但卻是培養自動化思維的絕佳入口。當我嘗試用幾行簡單的命令替代繁瑣的圖形界麵操作時,那種效率的飛躍感是極其震撼的。這本書的價值在於,它不是孤立地講解某個軟件,而是將操作係統視為一個平颱,所有的應用和工具都是在這個平颱上協同工作的有機組成部分,真正做到瞭對“計算機應用基礎”這一核心概念的全麵覆蓋。

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