大学计算机基础

大学计算机基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学
作者:王利君
出品人:
页数:314
译者:
出版时间:2007-8
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787302156734
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机基础
  • 大学教材
  • 高等教育
  • 计算机科学
  • 信息技术
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  • 计算机原理
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具体描述

本书是为高等学校非计算机专业学生开设的第一门计算机课程编写的教材,主要内容包括计算机与信息技术、计算机操作系统、办公自动化技术、网络基础与Internet应用、多媒体技术、信息安全、数据库设计基础、算法与数据结构、程序设计基础及软件工程基础等内容。

本书以基本知识讲解和基本技能训练为主线,突出基本技能的掌握,内容新颖,图文并茂,层次清楚。通过本书的学习,使学生掌握计算机软硬件技术以及多媒体技术、网络技术、数据库技术、信息安全技术和软件设计技术的基本概念和原理,具备办公信息处理的能力。

本书还编写了配套教材《大学计算机基础上机实训与习题解答》,以帮助学生有效地掌握书本知识,使每个学生都能熟练地使用计算机。

《前沿算法与数据结构精讲》图书简介 本书聚焦于计算机科学领域的核心脉络——算法与数据结构,旨在为有志于深入理解和应用复杂计算理论的读者提供一套系统、前沿且极具实践指导意义的教程。 我们深知,算法是驱动现代信息技术进步的根本动力,而数据结构则是承载这些动力的骨架。本书的编写摒弃了传统教材中常见的理论堆砌和浅尝辄止的介绍方式,而是采用了一种深度剖析、实践驱动的编写哲学,力求将抽象的数学概念转化为读者手中可控、可优化的工具。 本书的受众定位清晰:具备一定编程基础,渴望迈向软件工程师、数据科学家、算法工程师等高级技术岗位,并对计算效率和系统性能有极致追求的读者。 第一部分:基础的再定义——高效数据结构深度解析 本部分将对经典数据结构进行一次彻底的“解构与重塑”,强调其背后的数学原理、性能瓶颈分析以及在现代计算环境下的优化策略。 第1章:数组与链表的边界拓展 我们不仅会复习基础的动态数组(如`ArrayList`的底层实现机制)和单/双向链表,更会深入探讨跳表(Skip List)的构建原理。跳表作为一种概率性数据结构,如何在O(log n)的时间复杂度内实现高效查找、插入和删除,同时保持较低的实现复杂度,将是本章的重点。我们将详细分析其随机数生成对性能的影响,并对比其与平衡二叉搜索树在特定场景下的优劣。 第2章:树结构的深度探索与非平衡的挑战 平衡二叉搜索树(如AVL树和红黑树)的理论是重中之重。我们不仅仅停留在插入和旋转的流程描述,而是深入剖析旋转操作的数学推导,确保读者理解为什么特定旋转序列能够保证树的高度始终维持在对数级别。此外,本章还将引入B树和B+树,详细阐述它们如何针对磁盘I/O进行优化,揭示它们在数据库系统中的核心地位。对于特定应用,例如文件系统中的目录结构,我们将引入Trie树(前缀树)及其在字符串匹配和自动补全中的极致效率。 第3章:堆与优先级的精妙控制 堆(Heap)是解决Top K问题、实现高效调度和优先级的关键。本书将细致讲解二项堆(Binomial Heap)和斐波那契堆(Fibonacci Heap)的合并与减小键操作。特别是斐波那契堆,我们将对其摊还分析(Amortized Analysis)进行严谨的数学论证,解释其在Dijkstra算法等场景下能够实现更优的渐近时间复杂度。 第4章:图论的实用主义:从遍历到流 图结构是处理网络、路径和依赖关系的基石。本部分不仅涵盖深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS),更会投入大量篇幅讲解拓扑排序在项目依赖管理中的应用。针对网络流问题,我们将详细解析Ford-Fulkerson算法及其基于增广路径的实现,并介绍Edmonds-Karp算法,讨论如何高效地寻找最大流,以及其在资源分配和匹配问题中的实际应用案例。 第二部分:算法的艺术——效率与复杂性的权衡 本部分从根本上探讨计算效率的度量标准,并系统介绍解决实际问题的核心算法范式。 第5章:复杂性理论与计算模型 在深入任何算法之前,理解“什么可以高效解决,什么不能”至关重要。本章将引入时间复杂度与空间复杂度的精确定义,并详细讲解大O、Omega和Theta符号的严格应用。我们将划分P、NP、NP-完全等复杂度类别,并以旅行商问题(TSP)和布尔可满足性问题(SAT)为例,阐述NP-完全问题的本质挑战以及当前近似算法的研究前沿。 第6章:分治、贪心与动态规划的哲学 这三种范式是算法设计的核心思维工具。 分治法: 除了经典的快速排序和归并排序,我们将分析Strassen矩阵乘法,探讨如何通过分治策略突破传统乘法的O(n³)界限。 贪心算法: 我们将通过霍夫曼编码的构建过程,展示贪心选择如何导向全局最优解,并探讨贪心算法适用的严格条件。 动态规划(DP): DP是本书的难点和重点之一。我们将从最优子结构和重叠子问题的定义出发,系统讲解背包问题(0/1、有界和无界)、最长公共子序列等经典模型。更重要的是,我们将引入状态压缩DP和树形DP,展示如何用DP解决更复杂的图和树上的优化问题。 第7章:字符串处理的利器——模式匹配 高效的字符串搜索是文本处理、生物信息学和网络安全的基础。本章将彻底剖析KMP算法的前缀函数(或称失败函数)的构造逻辑,并对比Boyer-Moore算法在实际应用中(特别是面向人类阅读的长文本)所展现出的卓越性能。对于更高级的需求,我们将介绍Rabin-Karp算法中的滚动哈希技术,及其在多模式匹配中的潜在应用。 第8章:搜索与优化算法的现代视角 本章将超越基础的DFS/BFS,聚焦于在海量搜索空间中快速定位最优解的方法。 A搜索: 详细解析启发式函数(Heuristic Function)的设计原则,讨论可接受性(Admissibility)和单调性(Consistency)如何保证A算法的效率和正确性,并结合路径规划实例进行演示。 回溯法与剪枝: 回溯法在组合优化问题中的应用,特别是如何通过界限函数(Bounding Function)进行有效剪枝,以避免不必要的深度搜索,从而将指数级问题转化为可行时间内的求解。 第三部分:计算的极限与前沿实践 本部分将带领读者接触到算法设计中更具挑战性的领域,并关注现代硬件对算法实现的影响。 第9章:概率算法与随机化 并非所有问题都能找到确定性的高效解法。本章将介绍蒙特卡洛算法(如素性测试中的Miller-Rabin)和拉斯维加斯算法(如随机化快速排序)。我们将探讨如何在牺牲绝对正确性的前提下,换取极高的效率,以及如何通过多次独立试验来控制误差的概率。 第10章:并行计算与分布式数据结构 在多核CPU和大规模集群已成为常态的今天,算法必须具备并行化的潜力。本章将初步介绍MapReduce范式与并行排序算法的基本思想。我们将讨论如何将数据结构(如哈希表)在分布式环境中进行有效划分和同步,以最小化通信开销,保证高吞吐量和最终一致性。 结语:从理解到创造 本书的最终目标是培养读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。书中的每一个算法都配有详细的伪代码和针对性的性能分析,并穿插了大量“陷阱警示”,指出初学者在实现过程中最容易犯的错误。我们相信,通过本书的系统学习,读者将能够自信地评估现有算法的适用性,并有能力设计出针对特定场景的定制化高效解决方案。 掌握算法与数据结构,即是掌握了计算思维的精髓。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书真是让人眼前一亮,内容组织得非常清晰有条理。初次接触计算机基础知识的读者,完全不用担心看不懂那些复杂的概念。作者似乎深谙教学之道,把抽象的理论知识点都用贴近生活的例子来解释,比如讲到数据存储的时候,会用家里的储物柜来做比喻,一下子就把“字节”和“位”之间的关系讲明白了。而且,书中的图示设计得也非常用心,不是那种干巴巴的流程图,而是色彩鲜明、逻辑性很强的示意图,即便是对图形敏感的学习者也能迅速抓住重点。我特别喜欢它对硬件组成部分的讲解,不仅仅罗列了CPU、内存这些核心部件,还深入剖析了它们之间是如何协同工作的,这对于想对电脑有一个整体认识的读者来说,无疑是极大的帮助。全书的语言风格是那种平易近人的学术探讨,既保证了专业性,又不会让人望而却步,读起来感觉就像是有一位耐心、博学的导师在身边一步步引导,让人对计算机科学的初探充满了信心和乐趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得极其精妙,完全没有基础类书籍常有的那种枯燥感。作者似乎非常注重知识点的内在联系,总能找到一个巧妙的过渡,将原本看似不相关的两个领域连接起来。例如,在讲完二进制表示法后,立刻就衔接到计算机的运算机制,这种“承上启下”的处理方式,使得知识的积累过程非常自然,读起来毫无断裂感。我特别留意了书中关于软件与操作系统的部分,它没有陷入操作系统的底层细节的泥沼,而是聚焦于用户层面的交互逻辑和资源管理的核心思想,这对于非技术专业的读者来说,是理解“软件如何控制硬件”的关键一步。语言风格上,它带着一种略微幽默的学者口吻,偶尔穿插一些历史轶事或发明背后的趣闻,让原本严肃的科技史也变得生动有趣,成功地将学习的枯燥转化成了探索的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

说实话,这本书的深度和广度都超出了我原本对“基础”这个词的预期。我本来以为只是简单介绍一下操作系统和网络协议,没想到它竟然能对编程思维的培养也做了相当深入的探讨。特别是关于算法入门的部分,作者没有直接扔下一堆晦涩难懂的伪代码,而是从解决实际问题的角度出发,循序渐进地引导读者构建逻辑框架。我印象最深的是关于“递归”概念的讲解,它用了一个非常巧妙的“俄罗斯套娃”模型来类比,那种豁然开朗的感觉,比我之前看过的任何教材都要深刻。更难能可贵的是,它对信息安全和隐私保护的章节也处理得非常到位,这在如今这个数字化时代是至关重要的知识点,但很多基础教材常常一带而过。这本书不仅教会了我们“如何使用”计算机,更教会了我们“如何思考”计算机,这才是真正有价值的“基础”。

评分☆☆☆☆☆

这份教材在细节处理上的匠心独运,让我印象深刻。尤其是在网络基础知识的讲解上,作者没有满足于罗列TCP/IP协议栈的层次,而是通过模拟一次“信息从A点到B点”的全过程,将数据包的封装、路由器的转发、三次握手等复杂过程可视化呈现。这种“情景代入式”的教学法,极大地降低了理解网络通信的难度。此外,这本书对于术语的定义极其严谨,每一个专业词汇的出现都伴随着清晰的定义和首次出现的页码提示,这对于需要精确定位的读者非常友好。它的练习题设计也很有意思,不像传统教材那样只有简单的选择题和填空题,而是包含了一些需要综合运用多个知识点才能解决的开放性思考题,这有效地激发了读者的批判性思维能力,迫使我们不仅仅是记住知识点,更要去思考如何应用这些知识点去分析问题。总体而言,这是一部兼具理论深度和实践指导意义的优秀入门读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计本身就透露出一种沉稳可靠的气质,拿到手里很有分量感。内容上,它最让我欣赏的一点是其极强的实用性和前瞻性相结合。很多老旧的教材还在强调早已被淘汰的技术,但这本书明显是紧跟时代步伐的,对云计算和大数据的一些初步概念都有所涉及,虽然只是点到为止,但足以让初学者对未来的技术趋势有一个初步的感知。排版方面,它充分利用了页边距和字体变化来区分正文、注释和拓展阅读,阅读体验非常流畅,眼睛不容易疲劳。当我查阅特定概念时,书后的索引做得非常详尽,几乎能立刻定位到相关内容,这对于需要快速复习或查漏补缺的学习者来说,简直是神助攻。它不是一本读完就束之高阁的工具书,更像是一本可以伴随学习者在初级阶段持续翻阅的参考宝典,内容组织结构的高度模块化使得碎片化阅读也变得高效起来。

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