编程猫:孩子们写的编程入门书

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出版者:电子工业出版社
作者:编程猫教研团队
出品人:
页数:152
译者:
出版时间:2018-6
价格:59
装帧:平装
isbn号码:9787121341496
丛书系列:
图书标签:
  • 编程
  • 好书,值得一读
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具体描述

STEAM教育是流行于欧美的一种极具创意、面向少儿的教育方式。STEAM5个字母分别代表科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Art)、数学(Mathematics)。在编程猫,孩子们以编程为入口,借助科技的力量,用全新的角度关注问题、解决问题。针对零基础的9~12岁的儿童群体,以编程猫图形化编程平台及其IP设定作为载体,循序渐进地指导读者入门编程学习。同时通过同龄人的编程作品展示,传递给学习者以下理念:要想了解世界就必须亲自来打造它,编程也可以像搭积木一样简单有趣。

《深入理解计算机科学:从硬件到软件的完整图景》 内容简介 本书旨在为所有渴望系统性掌握计算机科学核心原理的读者提供一份全面而深入的指南。我们跳脱出特定编程语言的局限,着眼于计算机科学的底层逻辑和宏观架构,构建一个从物理硬件到抽象软件的完整知识体系。本书内容翔实,论证严谨,适合作为计算机专业学生的进阶教材,也适合希望对信息技术领域进行深度探索的专业人士和爱好者。 第一部分:计算机系统的基石——硬件与底层原理 本部分将带领读者深入探究计算机系统的物理基础。我们将从最基础的电子学原理讲起,过渡到逻辑门的设计与组合,解释如何通过布尔代数构建出复杂的功能单元。 1.1 信号、电路与数字逻辑 详细解析二进制系统在计算机中的核心地位,阐述信号的表示、传输与存储。深入探讨组合逻辑电路(如加法器、译码器、多路选择器)和时序逻辑电路(如触发器、寄存器、计数器)的设计与工作原理。我们将用大量的实例和图示来清晰地描绘这些基础单元如何构筑起计算机的运算核心。 1.2 中央处理器(CPU)的架构与执行 本章聚焦于计算机的大脑——CPU。我们将剖析冯·诺依曼架构的精髓,详细介绍指令集架构(ISA)的设计哲学。重点讲解流水线技术、超标量处理、分支预测等现代CPU优化策略,以及它们如何极大地提升计算效率。此外,还将探讨寄存器、程序计数器(PC)和指令寄存器(IR)在指令获取、解码和执行周期中的协同作用。 1.3 存储层次结构与内存管理 理解存储系统的速度瓶颈是优化程序性能的关键。本章系统阐述了SRAM和DRAM的工作机制,以及它们在高速缓存(Cache)和主内存中的应用。我们将深入探讨缓存的映射方式(直接映射、全关联、组关联)、写策略,以及替换算法(如LRU)。随后,本书将转向虚拟内存的概念,解释分页和分段机制如何为操作系统提供内存隔离和地址转换的能力,并探讨TLB(转换后援缓冲器)的作用。 1.4 I/O系统与数据传输 本部分涵盖了计算机如何与外部世界交互。内容包括中断机制的工作流程、直接内存访问(DMA)的原理,以及不同I/O设备(如磁盘、网络接口)的通信协议。我们将分析串行与并行数据传输的差异,并简要介绍存储设备的物理特性,如机械硬盘(HDD)与固态硬盘(SSD)的性能对比。 第二部分:软件的骨架——操作系统与系统编程 在理解了硬件如何运作之后,本部分将探讨操作系统这一“中介层”如何管理和抽象化硬件资源,为上层应用提供稳定、高效的运行环境。 2.1 进程与线程管理 核心讨论进程的概念、进程控制块(PCB)的结构,以及进程间通信(IPC)的各种机制(如管道、消息队列、共享内存、信号量)。随后,我们将详细分析线程的创建、同步与互斥,深入探讨多线程编程中的竞态条件和死锁问题,并介绍解决这些并发问题的经典算法(如互斥锁、信号量、管程)。 2.2 内存管理的高级主题 本章深入研究操作系统的内存分配策略,如首次适应、最佳适应和首次适应的改进版本。重点剖析虚拟内存的分页机制,包括缺页中断的处理过程。同时,本书还将讨论操作系统的内存回收机制和内存碎片问题。 2.3 文件系统设计与实现 文件系统是用户与持久化数据交互的桥梁。我们将探讨不同类型的文件系统结构(如FAT、NTFS、Ext4),分析目录结构的设计,并讲解文件分配方法(如连续分配、链式分配、索引分配)。重点还会放在日志(Journaling)机制上,它如何保证文件系统在系统崩溃后的数据一致性和恢复能力。 2.4 调度算法与性能优化 操作系统调度器是决定系统响应速度的关键。本书详细对比了批处理、分时、实时系统中的常见调度算法,如先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、优先级调度和轮转(Round Robin)调度。同时,还会讨论多核处理器下的调度策略和负载均衡问题。 第三部分:逻辑的构建——算法、数据结构与计算理论 本部分将从更抽象的数学和逻辑层面,探讨解决问题的通用方法论——算法与数据结构,并展望计算能力的理论边界。 3.1 核心数据结构与抽象 全面回顾并深入分析线性结构(栈、队列、链表)和非线性结构(树、图)。对二叉搜索树、平衡树(AVL树、红黑树)、堆(Heap)的内部平衡机制和时间复杂度进行细致的推导和比较。此外,还将重点介绍图论基础及其在现实问题中的应用,如最短路径算法(Dijkstra, Floyd-Warshall)和最小生成树算法(Prim, Kruskal)。 3.2 高效算法设计与分析 本章专注于算法设计范式。我们将系统讲解分治法(如快速排序、归并排序)、贪心算法、动态规划(通过背包问题、最长公共子序列等经典案例深化理解)。书中将严格运用大O、Ω和Θ符号对算法的渐近时间复杂度和空间复杂度进行严谨的分析,并探讨NP完全性问题和近似算法的意义。 3.3 自动机理论与可计算性 为了理解计算的本质,我们需要回归到理论的源头。本部分介绍形式语言与自动机理论的基础,从有限自动机(DFA/NFA)到下推自动机。我们将详细解析图灵机模型,阐述它作为通用计算模型的意义。通过停机问题的讨论,读者将清晰地认识到哪些问题是算法可解的,哪些问题在计算上是不可判定的。 3.4 编译原理与程序执行 从高级语言到机器指令的转换过程是理解软件执行机制的关键。本部分将概述编译器的各个阶段:词法分析、语法分析(LL/LR分析法)、语义分析、中间代码生成和代码优化。重点讲解抽象语法树(AST)在整个流程中的作用,帮助读者理解高级语言特性是如何被映射到机器指令集的。 第四部分:连接世界的语言——网络通信与分布式系统 现代计算离不开网络。本部分将剖析数据如何在全球范围内高效、可靠地传输,以及如何构建出超越单机限制的分布式系统。 4.1 网络协议栈:TCP/IP模型 本书将基于TCP/IP五层模型,逐层深入解析核心协议。从物理层和数据链路层的介质访问控制(MAC地址、以太网),到网络层的IP寻址、路由选择(静态与动态路由协议如RIP/OSPF),再到传输层的TCP(三次握手、慢启动、拥塞控制)和UDP的特性对比。 4.2 应用层协议与安全 详细讲解HTTP/HTTPS的工作流程、RESTful架构的原则,以及DNS系统的解析过程。网络安全部分将介绍加密学的基本概念,包括对称加密(AES)和非对称加密(RSA)的原理,以及TLS/SSL握手过程,确保数据在传输过程中的机密性和完整性。 4.3 分布式系统的挑战与设计 构建可靠的分布式系统需要解决一致性、可用性和分区容错性(CAP理论)。本章将介绍分布式事务、两阶段提交(2PC)的局限性,并深入探讨主流的一致性模型(如顺序一致性、因果一致性)。我们将分析一致性哈希、Gossip协议以及分布式锁的实现方法,为读者理解现代大规模服务的架构打下坚实基础。 总结 《深入理解计算机科学:从硬件到软件的完整图景》不仅是一本技术手册,更是一份探索计算本质的思维导图。通过对硬件架构、操作系统原理、核心算法理论以及网络通信的全面覆盖,本书致力于培养读者从底层逻辑出发,进行系统性思考和设计的能力,帮助读者真正掌握信息时代的构建工具。

作者简介

本书由编程猫教研团队编著。除了来自清华、北大等国内高校的学子,编程猫教研团队成员中有 70%来自海外高校,并且拥有相关STEAM教育经验。另外,编程猫的一线工程师也参与课程研发和教材编写工作,为其贡献专业意见。他们当中有人曾在Google、Apple等顶级科技公司进行项目开发,有人在BAT等科技巨头积累多年经验。从教学大纲的制订到教学系统软件的研发,都有他们的身影。

目录信息

第1 章 Hello,编程猫 / 001
1.1 编程语言是什么 / 002
1.2 图形化编程探秘 / 003
1.3 编程猫Kitten 图形化编程平台 / 005
1.4 编程试练:编程猫星际航行 / 015
本章结语 / 028
第2 章 外观与动作 / 031
2.1 引言 / 032
2.2 编程试练:蓝雀飞行练习 / 033
2.3 外观与动作积木一览 / 037
训练师时刻 / 046
本章结语 / 050
第3 章 广播与协作 / 053
3.1 引言 / 054
3.2 编程试练:小小魔术师 / 055
训练师时刻 / 064
本章结语 / 068
第4 章 控制与运算 / 071
4.1 引言 / 072
4.2 编程试练:猜数字游戏 / 073
训练师时刻 / 083
本章结语 / 086
第5 章 声音与绘图 / 089
5.1 引言 / 090
5.2 编程试练:美妙音乐盒 / 093
训练师时刻 / 104
本章结语 / 109
第6 章 数据与变量 / 111
6.1 引言 / 112
6.2 项目演练:击打飞电鼠 / 112
训练师时刻 / 119
本章结语 / 122
第7 章 克隆与分裂 / 125
7.1 引言 / 126
7.2 项目演练:太空之旅 / 126
训练师时刻 / 134
本章结语 / 138
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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说实话,我收到这本书的时候,还带着一丝怀疑的态度——“孩子们写的编程入门书”,这个标题本身就很有噱头。但翻开之后,我发现这不仅仅是一个噱头,它背后是真正理解了“同伴教育”的力量。这本书的语调非常亲切、不端架子,仿佛是一个比你稍大一点、已经掌握了秘密的朋友在悄悄告诉你诀窍。它没有那种居高临下的说教感,而是充满了鼓励和“你一定可以”的积极信号。我特别喜欢它在介绍新概念时使用的那些类比,非常贴近孩子们的日常经验世界,完全避开了成人世界里那些复杂的术语陷阱。这种“去专业化”的表达方式,极大地降低了初学者的心理门槛。它成功地将编程从一项“高冷”的技能,转化为一种人人都可以参与的创意活动。

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这本书的编排逻辑简直是教科书级别的优秀范例,我甚至觉得很多成年人的入门教材都该参考一下这种清晰度。它循序渐进的过程设计得非常巧妙,每完成一个小节的学习,都会有一个即时的小成就感来驱动你进入下一个阶段。我本来以为“循环”和“条件判断”这种听起来就让人头大的概念,会被包装得像洪水猛兽一样,结果呢?作者们似乎深谙儿童心理学,用一系列生活化的例子——比如“如果下雨,就带伞;否则,就带墨镜”——瞬间就把枯燥的逻辑关系变得生动起来。而且,这本书的排版节奏感把握得极佳,不会让读者感到信息过载。大段的文字被巧妙地拆分成了易于消化的“知识点卡片”,旁边配有简洁明了的示意图。这让阅读体验非常流畅,完全没有传统技术书籍那种压迫感,更像是在一本有趣的互动杂志上翻阅。

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我必须称赞一下这本书在视觉设计上传达出的那种“开放性”和“无限可能”。它不是那种一页页堆砌代码示例的书。相反,每一章的结束或者关键节点的过渡,都会有一个小小的“挑战”或者“创意激发点”,引导读者跳出书本的限制,去想象自己还能用刚刚学到的知识做什么更酷的事情。这种引导非常高级,它没有规定“你必须做出什么”,而是激发“你可以做出任何你想做的”。这种强调个体创造力和自主探索的基调,贯穿始终。它不像是一份严格的说明书,更像是一本充满灵感的创意手册。读完它,孩子们不会觉得自己只是学会了一套操作流程,而是感觉自己手里多了一套全新的、可以用来建造想象世界的工具箱。这是一本真正关注“人”的潜能而非仅仅是“技术”本身的书。

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天哪,这本书简直是给那些对编程一窍不通的小家伙们打开了一扇奇妙的大门!我不得不说,我本来还担心内容会过于枯燥或者技术性太强,毕竟是给孩子看的嘛。结果完全出乎意料,它用一种近乎讲故事的方式,把那些抽象的编程概念掰开了揉碎了,变成了孩子们能理解的、甚至可以说是“好玩”的积木。我观察我侄女在使用这本书的时候,她不是在“学习”,而是在“创造”。那种眼睛里闪烁着光芒的样子,完全沉浸在解决一个个小谜题的过程中,真的太治愈了。书里的插图色彩鲜明,布局设计得非常人性化,就算是对文字阅读兴趣不大的孩子,光是看着那些图形和步骤指导,也能大致摸到门道。最让我欣赏的是,它没有直接灌输复杂的代码语法,而是更侧重于培养一种“计算思维”,教会孩子如何像程序员一样思考问题,分解任务。这比单纯记住几条命令有用多了,这是受益终身的思维工具。

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这本书最大的亮点,我认为在于它对“调试”(Debugging)环节的处理上。很多入门教程在教完基础语法后,就会让读者自己去面对那些一团乱麻的错误信息,这往往是劝退新手的关键时刻。但这本书的做法是,它把“犯错”这件事正面化、常态化了。它会用幽默的笔触告诉你:“看,你的小猫咪卡住了,我们一起来找找是哪根绳子打结了?” 这种轻松的态度,让孩子不再害怕代码报错,而是将其视为解谜过程的一部分。它教给孩子的不是如何避免错误,而是如何系统地、有条不紊地去追踪和修复错误。这种解决问题的流程和心态的培养,我认为比学习具体的代码块要宝贵得多。它在潜移默化中建立起一种科学的、不轻易放弃的探索精神。

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不错,比较卡通,适合孩子看

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一上架就买来给孩子了,之前接触过编程猫的课程,知道书中的知识点是孩子们编写的,女儿看了之后也会自己在电脑上实际操作一遍,很实用的

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不错,比较卡通,适合孩子看

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有趣的入门书,里面的动漫人物好可爱,学习过程感觉挺有意思

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非常好的一本少儿编程书,适合零基础的孩子,简单易懂

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