大学计算机基础实验教程

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出版者:
作者:励龙昌
出品人:
页数:182
译者:
出版时间:2007-9
价格:20.00元
装帧:
isbn号码:9787313049025
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机基础
  • 大学教材
  • 实验教程
  • 高等教育
  • 计算机科学
  • 信息技术
  • 实践教学
  • 编程入门
  • 数据结构
  • 算法基础
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具体描述

编程思想与实践:软件开发的核心逻辑 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角,探索现代软件开发背后的核心思想、设计原则与实践技巧。我们不局限于某一门特定的编程语言或应用领域,而是着重于那些支撑起高效、健壮和可维护系统的底层思维框架。 第一部分:构建坚实的基础——算法与数据结构的抽象思维 本部分将彻底解构计算机科学中最基础也最重要的两大支柱:算法和数据结构。我们首先探讨算法分析的严谨性,深入讲解渐近复杂度理论(大O、Ω、Θ),不仅仅是记住公式,更重要的是理解如何在实际场景中对算法性能做出量化评估。随后的章节将系统梳理经典数据结构的实现原理与应用场景。 线性结构的高级应用: 链表、栈和队列的变体,例如循环链表、双端队列,以及它们在操作系统调度和编译器解析中的作用。 树形结构的深度挖掘: 不仅限于二叉搜索树(BST),我们将花费大量篇幅解析平衡树(AVL树、红黑树)的旋转与再平衡机制,阐述它们如何保证对数时间复杂度的查询效率。同时,会探讨B树和B+树在数据库索引结构中的核心地位。 图论基础与实际建模: 从基础的图的遍历(DFS、BFS)出发,深入到最短路径算法(Dijkstra、Floyd-Warshall),以及最小生成树(Prim、Kruskal)。我们强调如何将现实世界中的网络、依赖关系抽象为图模型,并利用图算法解决实际问题。 高级排序与搜索: 剖析快速排序、归并排序等分治策略的精髓,探讨外部排序的必要性,并介绍散列表(哈希表)在常数时间平均性能背后的冲突解决机制(链式法、开放寻址法)。 第二部分:面向对象设计的精髓与设计模式的运用 现代软件开发高度依赖于抽象和模块化。本部分将带领读者超越简单的类与对象定义,进入面向对象设计的深层哲学。 SOLID原则的内化: 详细解析单一职责原则(SRP)、开放/封闭原则(OCP)、里氏替换原则(LSP)、接口隔离原则(ISP)和依赖倒置原则(DIP)。每一项原则都将通过实际的“坏代码”重构案例,展示其在提升代码灵活性和可扩展性方面的巨大价值。 设计模式的分类与解析: 本书将设计模式划分为创建型、结构型和行为型三大类,并逐一深入讲解。 创建型: 重点分析工厂方法(Factory Method)、抽象工厂(Abstract Factory)与单例(Singleton)模式在框架初始化和资源管理中的作用。 结构型: 详述适配器(Adapter)、装饰器(Decorator)如何实现接口的兼容性与功能的动态叠加,以及代理(Proxy)模式在性能优化和安全控制上的应用。 行为型: 深入理解观察者(Observer)模式在事件驱动架构中的核心地位,以及策略(Strategy)模式如何实现算法的即插即用。 领域驱动设计(DDD)的初步概念: 介绍如何通过限界上下文(Bounded Context)和实体(Entity)、值对象(Value Object)的划分,使软件结构更好地映射业务领域。 第三部分:系统化编程与工程实践 软件的成功不仅在于代码的优雅,更在于其生命周期管理和系统层面的稳健性。 并发编程与并行处理: 深入探讨多线程、多进程的调度机制,分析竞态条件(Race Condition)的成因。重点讲解同步原语(互斥锁、信号量、条件变量)的正确使用,以及如何避免死锁和活锁。同时,介绍现代异步编程模型(如Futures/Promises)在I/O密集型应用中的优势。 内存管理与性能调优: 剖析高级语言背后的垃圾回收(GC)机制(标记-清除、分代回收),以及开发者如何通过对象分配策略和避免内存泄漏来优化程序运行时的性能。我们将讨论栈与堆的差异,以及指针操作的底层逻辑(不局限于特定语言)。 软件测试的范式: 系统地介绍单元测试(JUnit/PyTest等框架的原理)、集成测试和端到端测试的策略。重点阐述测试驱动开发(TDD)的流程,以及如何编写可测试的代码(高内聚、低耦合)。 版本控制的高级技巧: 不仅仅停留在`commit`和`push`,本书将讲解`rebase`与`merge`的历史管理差异,分支策略(如Git Flow),以及如何利用标签和Cherry-pick进行精确的版本回溯与修复。 第四部分:数据持久化与信息检索 现代应用离不开对数据的存储和高效访问。 关系型数据库的原理: 深入SQL语言背后的关系代数,解析事务的ACID特性(原子性、一致性、隔离性、持久性)。讨论索引(B+树)如何加速查询,以及锁机制在并发事务控制中的作用。 NoSQL数据库的适用性: 对比键值存储、文档数据库、列族数据库和图数据库的适用场景,理解它们在牺牲部分一致性换取高可用性和扩展性时的权衡。 缓存策略: 分析本地缓存与分布式缓存(如Redis)的实现原理,探讨缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿等问题及对应的解决方案(如布隆过滤器)。 本书的最终目标是培养读者一种“工程思维”:从需求分析到架构设计,从代码实现到系统部署,始终以最高的标准审视代码的质量、效率与可维护性,为未来成为一名优秀的软件工程师奠定坚实的理论与实践基础。

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读后感

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用户评价

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坦白说,我入手这本书时是带着一丝怀疑的,因为市面上同类教材汗牛充栋,能真正做到“实用”的凤毛麟角。然而,这本书完全颠覆了我的预期。它的核心价值在于其极强的实操性,它不是让你坐在那里冥想理论,而是直接把你拉到操作台前。每一个实验环节的设计都紧密围绕着教学大纲的核心目标,步骤清晰到几乎不需要老师过多指导也能独立完成。更难能可贵的是,它并没有将所有细节都塞给你,而是留出了必要的“空白”让你自己去探索和调试,这种“留白”的教学艺术,有效避免了读者产生“照着做”的机械感。我甚至将书中的一些基础模块代码复用到了我自己的小项目中,这充分证明了其代码质量和结构的健壮性。如果你是那种“动手能力比动嘴皮子更重要”的学习者,那么这本书绝对是你的不二之选。

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这本书的配套资源生态系统令人印象深刻。仅仅一本纸质书是远远不够的,但这本书的作者似乎深知这一点。随书附带的在线资源库非常丰富,不仅提供了所有实验的代码源码,还有一些额外的辅助材料,比如针对特定操作系统的配置指南,以及一些被认为是“进阶”内容的补充说明文档。更棒的是,社区反馈机制运行良好,对于读者在实验中遇到的疑难杂症,总能找到官方或热心读者的有效解答。这使得学习过程中的“卡点”问题能够迅速得到解决,极大地提高了学习效率,避免了因一个小小的问题而卡壳数天的情况。这种“软硬件”结合的学习支持,无疑将这本书的价值提升了一个档次,让它不仅仅是一本教材,更是一个持续学习和成长的平台。

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这套教程的深度和广度拿捏得相当到位,它不像有些入门书籍那样浅尝辄止,也不像某些高阶读物那样晦涩难懂,恰好卡在了最需要的那一个黄金点上。对于那些想系统性构建计算机科学知识体系的读者来说,它的逻辑结构简直是教科书级别的示范。每一章的知识点层层递进,前一章的内容无缝衔接后一章的深化,构建了一个坚固的知识阶梯。我特别喜欢它在章节末尾设置的“思考与拓展”部分,这些问题往往需要读者跳出书本的框架,进行独立的设计和推理,极大地锻炼了我的分析和解决问题的能力。虽然有些挑战性的练习题我花了很长时间才攻克,但那种最终豁然开朗的感觉,是任何轻松阅读都无法替代的成就感。这本书真正做到了“授人以渔”,教会你如何思考,而不仅仅是告诉你答案。

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这本书的排版真是让我眼前一亮,装帧设计得非常考究,封面简洁大气,内页纸张质感也相当不错,阅读体验一流。书中的图文搭配非常和谐,每一个概念的阐述都辅以清晰直观的插图和流程图,这对于理解复杂的计算机原理至关重要。我尤其欣赏作者在细节上的打磨,比如一些专业术语的首次出现都会有详细的脚注解释,这对于初学者来说简直是福音。而且,书中的实例选择非常贴近实际应用,无论是基础的数据结构还是稍微深入一点的算法分析,都能在现实世界中找到对应的场景,让人感觉学到的知识是“活的”,而不是干巴巴的理论。不过,我发现有些章节的案例代码如果能提供更丰富的注释,相信会帮助更多像我一样有一定基础但仍需指引的读者更快上手。总的来说,这是一本在视觉和内容呈现上都下了大功夫的精品教材,让人在学习过程中感到愉悦。

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我对这本书的语言风格评价很高,它摒弃了那种高高在上、拒人于千里之外的学术腔调,而是用一种非常平易近人、甚至带着一丝幽默感的笔触来讲解晦涩的计算机概念。阅读起来感觉就像是有一位经验丰富、耐心十足的导师在你身边低声细语地为你讲解。例如,在解释内存管理和指针运算时,作者使用的比喻和类比简直绝妙,一下子就把抽象的二进制世界具象化了。我发现,由于叙述轻松流畅,我阅读的疲劳感比阅读其他专业书籍要低得多,这使得我能保持更长时间的专注力。当然,在处理一些关键性的、需要严谨定义的术语时,它也保持了必要的精准,做到了既不失趣味性,又确保了学术上的准确性,这种平衡感是极难把握的。

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