计算机基础导论

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isbn号码:9787030072269
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具体描述

《算法的艺术与奥秘》 这是一本关于算法的深度探索之旅,它将带领读者穿越逻辑的迷宫,领略计算的精妙,揭示隐藏在数据结构背后的优雅与力量。 本书并非枯燥的理论堆砌,而是以一种引人入胜的方式,深入浅出地剖析了算法的设计、分析与优化。我们将从最基础的排序与查找算法出发,逐步深入到图论、动态规划、贪心算法、回溯算法等核心领域,并触及机器学习、图像处理等前沿应用中涉及的复杂算法。 第一部分:算法的基石——理解与构建 在这里,我们将从算法的本质开始,探讨如何清晰地描述一个计算过程,以及如何评估算法的效率。 算法的定义与表达: 什么是算法?它如何用伪代码、流程图等方式清晰表达?我们将通过生动的例子,理解算法的严谨性与可执行性。 复杂度分析:时间复杂度与空间复杂度: 为什么有些算法比其他算法快?我们将学习大O表示法,理解如何量化算法的运行时间和空间占用,为优化算法奠定基础。 基本排序算法: 从简单的冒泡排序、插入排序,到效率更高的选择排序、归并排序、快速排序,我们将逐一解析它们的实现原理、优缺点以及适用场景。你将看到,即使是最基本的排序,也蕴含着巧妙的设计思想。 基本查找算法: 顺序查找、二分查找,这两种看似简单的查找方式,在不同数据结构上的表现如何?我们将深入理解二分查找的效率,并探讨其应用范围。 第二部分:数据结构的翅膀——承载与组织 算法的效率离不开高效的数据结构。本部分将重点介绍各种经典数据结构,以及它们如何支持高效的算法操作。 线性数据结构: 数组、链表、栈、队列,它们各自的特点、优缺点是什么?如何利用它们实现高效的数据存取与管理? 树形数据结构: 二叉树、二叉搜索树、平衡二叉搜索树(AVL树、红黑树),它们如何组织数据,实现快速查找、插入和删除?我们将深入理解平衡二叉搜索树的维护机制,以及它们在实际应用中的重要性。 图结构: 图是什么?如何表示图?我们将学习图的遍历算法(深度优先搜索、广度优先搜索),以及它们在路径查找、连通性分析等问题中的应用。 哈希表: 如何实现近乎常数时间的查找?哈希表的原理、冲突解决方法以及应用场景将在这里得到详尽的解析。 第三部分:算法的智慧——策略与技巧 掌握了基础,我们将进一步探索更高级的算法设计策略,学会如何“聪明地”解决问题。 分治策略: 将复杂问题分解为更小的子问题,逐个击破。我们将通过归并排序、快速排序等例子,理解分治的强大力量。 动态规划: “以空间换时间”的典型代表。我们将学习如何识别动态规划问题,设计状态转移方程,并通过背包问题、最长公共子序列等经典案例,掌握动态规划的精髓。 贪心算法: 在每一步都做出局部最优选择,期望最终得到全局最优解。我们将探讨贪心算法的适用条件,并通过活动选择问题、霍夫曼编码等实例,理解其思想。 回溯算法: 探索所有可能的解决方案,并在不符合要求时“回溯”到之前的状态。我们将通过八皇后问题、数独求解等问题,学习回溯的剪枝技巧。 第四部分:算法的进阶与应用——现代计算的驱动力 我们将触及一些更高级的算法概念,并展示算法在各个领域的实际应用。 字符串匹配算法: KMP算法、Boyer-Moore算法,如何高效地在文本中查找字符串? 图算法进阶: 最短路径算法(Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法)、最小生成树算法(Prim算法、Kruskal算法),这些算法在网络路由、交通规划等领域发挥着关键作用。 近似算法与启发式算法: 对于NP-hard问题,如何设计有效的近似解决方案? 算法在现代科技中的应用: 从搜索引擎的排名算法,到社交网络的推荐系统,再到人工智能的机器学习模型,算法无处不在,深刻地改变着我们的生活。我们将简要介绍这些领域的算法原理。 《算法的艺术与奥秘》旨在培养读者独立思考、分析问题和设计解决方案的能力。通过对算法的深入学习,你将能够更好地理解计算机的运作原理,掌握解决复杂问题的有效方法,并在未来的学习与工作中,以更高效、更优雅的方式应对挑战。 无论你是计算机科学的初学者,还是希望提升自身技术能力的开发者,本书都将是你不可或缺的指引。让我们一起沉浸在算法的奇妙世界,发现其深邃的智慧与无限的可能性。

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读后感

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用户评价

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我不得不说,这本书的编排逻辑简直是教科书级别的典范,它构建了一个非常扎实的知识体系,让人读起来有一种层层递进的酣畅淋漓之感。它不像市面上很多同类书籍那样,将硬件和软件割裂开来,而是从最底层的物理结构开始,稳步向上构建起整个计算机系统的认知大厦。我尤其欣赏它在介绍操作系统原理那一章的处理手法。通常这部分内容会显得枯燥乏味,充斥着进程调度、内存管理这些令人望而生畏的词汇,但作者巧妙地融入了大量的图示和对比分析,清晰地勾勒出操作系统在协调硬件资源和用户程序之间的“中枢神经”作用。当我看到CPU如何像一个勤奋的工头一样,合理分配手头资源给不同的“工人”(程序)时,那种豁然开朗的感觉,是其他任何一本书都没给我的。而且,它在关键知识点上设置的“自检环节”也设计得非常到位,不只是简单的问答,而是要求读者用自己的话复述或者画出流程图来巩固理解,这极大地提高了我的阅读效率,避免了“读过就忘”的尴尬境地。这本书的深度和广度拿捏得恰到好处,既不流于表面,也避免了陷入不必要的学院派钻研,对于想快速建立全局观的人来说,简直是无价之宝。

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这本《计算机基础导论》的书,简直是为我这种对计算机世界一窍不通的“小白”量身定做的。我记得我拿到这本书的时候,心里其实是有点忐忑的,毕竟“计算机基础”听起来就很高深莫测,各种二进制、算法、硬件结构,光是想象我就头大了。但是这本书的行文风格非常平易近人,它没有一上来就抛出一堆复杂的术语和公式,反而像一个经验丰富的老师傅,带着你一步一步地走进这个奇妙的数字世界。作者似乎深谙初学者的心理,总是能用生活中的例子来类比那些抽象的概念。比如,讲到内存和存储的区别时,它竟然拿家里的厨房和储藏室做比喻,一下子就把我搞懂了什么是临时存储,什么是长期保存。最让我惊喜的是,它对计算机的“思维方式”——也就是逻辑和算法的介绍,写得相当生动有趣。我以前总觉得算法是程序员的专属秘密,但这本书用讲故事的方式,让我明白了程序设计背后的核心思想。读完之后,我虽然还不能自己写出一个复杂的程序,但至少走进了机房,面对那些复杂的设备和代码,心里不再是茫然一片,而是有了一种清晰的框架感,知道它们是怎么协同工作的。这对于我后续想要深入学习任何计算机相关领域,都是一个极好的基石。

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这本书的作者在内容的选择上,显示出一种对时代脉搏的精准把握,它既顾及了计算机的“古典美学”,又紧密贴合了当下的信息技术前沿。我注意到书中对“数据”这个核心概念的探讨非常深入。它没有止步于介绍数据是如何存储为0和1的,而是花了相当大的篇幅去讨论数据的表示、编码,以及数据在网络中传输的效率和安全性问题。这种宏观的视角,让我意识到计算机不仅仅是执行命令的机器,更是信息处理和价值传递的载体。特别是关于信息安全和隐私保护那一部分,写得非常具有警示意义。作者用详实的案例说明了在数字化时代,我们的每一次点击、每一次交易背后隐藏的风险,以及基础的安全协议是如何在幕后默默保护我们的。这不仅仅是一本技术书,更像是一本数字公民的必修课。我读完后,对网络上的各种“陷阱”有了更敏锐的直觉,也更加重视了基础的密码学常识。这种实用性和前瞻性的结合,使得这本书的价值远超一本单纯的入门教材,它更像是一份面向未来生活的指南。

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我之所以如此推崇这本书,还有一个很重要的原因是它成功地培养了我的“计算思维”模式,而不仅仅是知识的灌输。这本书的结构布局,仿佛在教导我们如何像计算机科学家一样去分解问题。它从一个宏大的概念(比如“信息”)出发,逐步分解到如何用最基础的逻辑单元(布尔代数)去实现它,最后再将这些单元组合成复杂的应用系统。这种自顶向下、层层剥茧的思维训练,渗透在每一章的讲解之中。读这本书的过程,其实是一个不断训练自己逻辑严密性和抽象思维能力的过程。作者在介绍早期计算理论时,会穿插一些历史轶事,例如图灵的贡献,这让枯燥的理论变得有血有肉,也让我们体会到人类智慧的伟大。这种将历史、哲学思考融入硬核技术讲解的方式,极大地丰富了阅读体验。它让我明白,计算机科学的本质,其实是关于如何将人类的思维过程,用一种严谨、可执行的符号系统表达出来的艺术。这本书给我带来的,远不止是知识点,而是一种看待和解决问题的全新视角。

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坦白说,我对技术类书籍的排版和插图一向要求苛刻,因为糟糕的视觉呈现能瞬间劝退读者。然而,《计算机基础导论》在这方面的表现堪称惊艳。它的版面设计非常清爽、留白得当,阅读起来毫无压迫感。最值得称赞的是那些定制的插图和流程图,它们的设计风格统一,色彩搭配和谐,目的性极强。很多复杂的数据流向和硬件组件的交互关系,原本需要花费大量精力去想象和梳理,但只需要看一眼书中的示意图,就能立刻明晰。例如,它用一个立体化的模型图来解释总线结构,比我之前在网上找的任何一张静态图都要直观得多。这种对“可视化学习”的重视,体现了作者和出版方的专业素养。对于一个视觉学习者来说,这种高质量的视觉辅助材料,无疑是加速理解和记忆的强大助力。这本书的纸张质量也很好,字迹清晰,装帧结实,即便是经常翻阅做笔记,也不容易出现磨损或掉页的现象,从物理体验上来说,这是一次非常愉快的阅读旅程。

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