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出版者:重庆大学出版社

作者:谭世语

出品人:

页数:361

译者:

出版时间:2002-8

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787562425564

丛书系列:

图书标签:

• FORTRAN
• 程序设计
• 科学计算
• 数值分析
• 编程入门
• 计算机科学
• 工程计算
• 算法
• 经典教材
• 高等教育

编程语言的演进与现代应用：一部探讨计算机科学核心概念的著作 本书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探讨计算机科学领域中一些关键且持续演变的编程范式、语言设计哲学以及它们在当代软件工程中的实际应用。我们不会聚焦于特定的、已有的编程语言手册或语法细节，而是着眼于抽象层面的概念、结构化思维的培养以及解决复杂问题的理论基础。 全书内容围绕以下几个核心模块展开，旨在构建一个坚实的理论框架，帮助读者理解软件系统的本质： 第一部分：计算模型与抽象层级 本部分深入探讨了计算机科学的基石——计算模型。我们从理论计算模型（如图灵机、Lambda演算）的抽象概念出发，解析它们如何定义了“可计算性”的边界。 算法的严谨性与复杂性分析： 我们详细讨论了算法设计中涉及的数学严谨性，特别是时间复杂度和空间复杂度的精确度量。内容涵盖了从基本排序算法到图论、动态规划等高级算法设计范式的分析方法。重点不在于展示特定语言的代码实现，而在于如何用数学语言来描述和证明算法的效率。 数据结构的抽象构建： 本章聚焦于数据结构背后的逻辑结构，例如如何通过集合论和抽象代数来定义链表、树形结构和图的通用属性。我们探讨了抽象数据类型（ADT）的概念，强调其与底层物理实现的分离，培养读者对“数据结构应该做什么”而非“数据结构如何实现”的思考。 编译原理与执行环境： 考察程序从源代码到可执行机器码的整个转化过程。内容涉及词法分析、语法分析（如上下文无关文法）、语义分析以及代码生成的高级阶段。分析的重点在于编译器的设计哲学和中间表示（IR）的设计，而非特定目标机器的代码生成细节。我们探讨了静态分析和动态分析在现代编译器优化中的作用。 第二部分：编程范式与设计哲学 软件开发范式的多样性是计算机科学魅力的体现。本部分将系统地解构主流的编程范式，对比其在解决不同类型问题时的优势与局限。 结构化编程的奠基： 追溯早期结构化编程思想的起源，分析其如何通过限制控制流（如避免`GOTO`）来提高程序的可维护性和可预测性。讨论结构化编程与模块化设计的内在联系。 面向对象设计的深层结构： 本章不仅仅描述类和继承，而是深入探究面向对象范式背后的多态性、封装性和继承性的理论基础，特别是它们如何通过 Liskov 替换原则等契约模型来保证软件的正确性。我们探讨了设计模式（如工厂、观察者模式）作为应对常见架构挑战的通用解决方案模板，而不是具体的代码实现。 函数式编程的数学基础： 详细介绍高阶函数、不可变性（Immutability）和副作用控制在函数式编程中的核心地位。我们使用纯粹的数学表达式来模拟函数组合，探讨柯里化、函子（Functor）等概念如何帮助构建高可靠性的并行和并发系统。 逻辑式编程与约束求解： 介绍基于规则和事实的编程范式，探讨演绎推理在软件逻辑构建中的潜力，重点关注其在知识表示和自动化推理系统中的理论架构。 第三部分：系统级编程与并行计算 随着硬件架构的日益复杂，理解程序如何在底层硬件上高效运行变得至关重要。 内存管理与虚拟化： 剖析操作系统如何通过分页和分段机制实现虚拟内存，以及垃圾回收（GC）算法（如标记-清除、复制收集）背后的权衡与设计目标。重点分析内存访问局部性和缓存一致性对程序性能的影响。 并发与同步机制的理论： 本章探讨并发编程中固有的挑战，如死锁、竞态条件和活锁。我们分析了经典的同步原语（如信号量、互斥锁、条件变量）的数学模型及其在避免并发错误中的应用，强调正确性证明而非特定线程库的使用。 分布式系统的基本原则： 介绍分布式计算中的一致性模型（如强一致性、最终一致性）和容错机制。探讨 CAP 定理和 Paxos 算法等基础理论框架如何指导构建高可用、可扩展的系统架构。 第四部分：软件工程的理论方法论 本部分超越了单一程序的代码层面，着眼于软件系统的生命周期管理和质量保证。 形式化方法与程序验证： 介绍如何使用逻辑规范（如时序逻辑）来精确描述软件需求，并使用模型检验或定理证明技术来数学性地验证程序满足其规范。这部分内容侧重于软件的可靠性证明技术。 软件架构模式的通用性： 分析诸如微服务、管道与过滤器、事件驱动等架构模式的本质优势和适用场景。我们关注的是这些模式如何解决系统规模化和演化中的组织与耦合问题，而非具体的框架实现。 本书的读者对象是那些希望深入理解编程语言设计哲学、计算理论基础，并寻求构建健壮、高效、可维护的复杂软件系统的专业人士和高级学生。它提供的是“为什么”和“如何思考”的知识，而非某个特定工具箱的使用手册。

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这本书的结构编排给我留下了深刻的印象。它似乎遵循着一种从易到难、从基础到进阶的学习路径。我推测，开篇部分会详细介绍 FORTRAN 的基本概念，例如程序的结构、关键字、标识符等，然后逐渐过渡到更复杂的语法特性，例如过程（Procedures）的定义和调用，包括子程序（Subroutines）和函数（Functions），以及它们之间的数据传递机制。书中对于参数传递的详细解释，尤其是传值（Pass by Value）和传址（Pass by Reference）的区别，对于理解程序的行为至关重要。我非常期待书中在讲解模块（Modules）和派生类型（Derived Types）时，如何展示 FORTRAN 如何支持更高级的数据抽象和封装。这对于编写大型、复杂的 FORTRAN 项目非常有帮助。另外，本书对错误处理和调试的介绍也引起了我的兴趣。我希望它能提供一些实用的调试技巧和工具使用方法，帮助我快速定位和解决程序中的 bug。对于任何一门编程语言的学习来说，掌握有效的调试能力都是至关重要的。书中对于 FORTRAN 语言的标准化和不同版本（如 FORTRAN 77, FORTRAN 90, FORTRAN 2003 等）的演进和差异性，也可能是一个重要的关注点。了解这些历史背景和技术发展，能够帮助我更好地理解 FORTRAN 的发展脉络及其在不同时代的应用。

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我关注这本书的另一个重要原因是它可能提供的深入实践指导。除了理论知识，我更看重能够通过实际操作来巩固所学。这本书是否提供了足够多的、具有代表性的代码示例？这些示例是否涵盖了 FORTRAN 在不同领域的应用场景？例如，是否包含了如何使用 FORTRAN 进行数据分析、科学模拟，甚至是图形处理的示例？我希望这本书能够不仅仅是语法手册，更能成为一本“如何用 FORTRAN 解决问题”的指南。特别地，我对书中关于文件 I/O 的详细讲解抱有很高的期望。如何有效地读写各种格式的文件，如何进行二进制文件的操作，以及如何处理可能出现的异常情况，这些都是实际编程中经常遇到的问题。我希望这本书能够提供清晰的步骤和最佳实践。另外，书中对 FORTRAN 编译器和开发环境的介绍，以及如何进行代码编译、链接和执行，也是我非常感兴趣的部分。了解这些基础的开发流程，能够帮助我更顺利地入门 FORTRAN 编程。我还会关注书中是否提供了关于如何优化 FORTRAN 代码以提高性能的技巧，例如循环优化、内存管理等方面。对于科学计算领域来说，程序的执行效率往往是决定项目成败的关键因素之一。

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我特别欣赏这本书在讲解 FORTRAN 语言时所展现出的严谨性和系统性。它不像市面上许多教程那样，只是罗列一些语法规则，而是深入剖析了每一条语句的含义、作用以及与其他语句之间的相互关系。例如，在介绍循环结构时，书中不仅解释了 DO 循环的基本用法，还详细讲解了嵌套循环的控制、循环中的变量更新以及 EXIT 和 CYCLE 等语句如何影响循环的执行流程。这种深入的讲解方式，让我能够真正理解 FORTRAN 的运行机制，而不是简单地“照猫画虎”。书中对于变量的作用域和生命周期的阐述也相当清晰，这对于避免程序中出现意想不到的错误非常有帮助。此外，本书在介绍数组时，不仅讲解了如何声明和访问一维、多维数组，还深入探讨了数组作为函数参数传递的方式，以及如何利用数组切片（Array Slicing）来简化对数组子集的访问。这些技巧对于编写简洁高效的 FORTRAN 代码至关重要。我尤其赞赏书中在解释复杂概念时，能够提供多个不同角度的例子，并辅以详尽的文字说明，这使得即便是非常晦涩的知识点，也变得易于理解。这本书的学习曲线似乎设计得相当平缓，循序渐进，让你在掌握基本概念后，能够逐步深入到更复杂的编程技术。

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翻开这本书，首先映入眼帘的是一系列关于FORTRAN基础语法的详细介绍。从变量的声明、数据类型的定义（整数、实数、复数等），到各种运算符的优先级和结合性，都进行了非常细致的阐述。我特别注意到书中对于FORTRAN语句的格式要求，例如第一列是否需要留空，以及行号的重要性，这些细节往往是初学者容易忽略但又至关重要的部分。接着，本书深入讲解了控制流程语句，包括IF-THEN-ELSE结构、GO TO语句（虽然在现代编程中不提倡，但在理解FORTRAN的历史演变和某些特定场景下仍然有其意义），以及各种形式的DO循环（例如DO WHILE、DO END DO等）。作者通过大量的代码示例，清晰地展示了这些语句的用法和逻辑。我发现书中在讲解数组时，对于多维数组的处理尤为详细，包括数组的初始化、下标访问以及在循环中的应用。这对于需要进行矩阵运算或处理大量数据的科学计算来说，是至关重要的。此外，本书还花了相当篇幅介绍子程序（Subroutine）和函数（Function）的概念，以及它们与主程序之间的数据传递方式，包括传值和传址。这部分内容对于编写模块化、可重用代码至关重要。我个人最感兴趣的是书中关于文件输入输出的部分，特别是如何读写顺序文件和随机存取文件。这对于将FORTRAN程序与外部数据源进行交互至关重要，例如从文件中读取实验数据，或者将计算结果写入文件。本书在这方面的讲解非常系统，提供了多种不同的处理方式，并对比了它们的优缺点。

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这本书在讲解FORTRAN语言特性时，似乎格外注重其在科学计算领域的应用。我印象深刻的是书中关于数值计算的章节，详细介绍了各种数学函数库的使用，例如三角函数、指数函数、对数函数等，以及一些更高级的数值方法，如线性方程组的求解、矩阵求逆、特征值计算等。作者通过具体的FORTRAN代码示例，展示了如何利用FORTRAN高效地实现这些计算。我尤其关注书中关于浮点数精度和舍入误差的讨论，这对于需要进行高精度计算的科学研究者来说是至关重要的。书中似乎也提到了如何优化FORTRAN代码以提高执行效率，例如通过循环展开、并行计算（如果FORTRAN版本支持的话）等技术。这对于处理大规模的计算任务非常有帮助。此外，书中还可能涉及到了FORTRAN在特定领域的应用，例如有限元分析、流体力学模拟、天气预报模型等。如果书中能够提供一些实际的案例研究，展示FORTRAN如何被应用于解决这些复杂的科学和工程问题，那么这本书的价值将大大提升。我个人一直对高性能计算非常感兴趣，希望这本书能够为我理解FORTRAN在这一领域的贡献提供一些 insights。书中对FORTRAN一些经典的算法实现，例如数值积分、插值等，的介绍也让我非常期待，因为这些都是科学计算中非常基础且重要的工具。

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这本书的语言风格和阐述方式对我来说至关重要。我希望它能够清晰、准确，并且易于理解。虽然 FORTRAN 是一门相对老牌的编程语言，但学习它的过程应该是有趣且富有启发性的。我希望作者能够用一种引人入胜的方式来介绍 FORTRAN 的特性，而不是枯燥乏味的理论堆砌。例如，在讲解一个复杂的概念时，是否能够用类比的方式来帮助理解？是否能够提供一些历史故事或趣闻轶事，来增加学习的趣味性？我特别期待书中对于 FORTRAN 语言设计哲学和演进历程的探讨。了解一门语言是如何发展起来的，它的优点和缺点是如何被发现和改进的，能够帮助我更深刻地理解这门语言的精髓。此外，我关注本书的排版和图表设计。清晰的章节划分、有条理的内容组织、以及恰当的插图和代码高亮，都能极大地提升阅读体验。我希望这本书能够提供一个良好的视觉引导，让我在学习过程中感到舒适和高效。一本优秀的编程书籍，不仅要有扎实的知识内容，还要有优秀的呈现方式，这样才能真正吸引读者并激发他们的学习热情。

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我个人对于 FORTRAN 语言的理解，很大程度上取决于这本书能否提供足够清晰的解释和丰富的实践机会。我非常看重书中对于 FORTRAN 语法规则的细致讲解，例如变量的声明、数据类型的选择、运算符的优先级和结合性，以及控制流程语句（如 IF-THEN-ELSE, DO 循环, WHILE 循环等）的正确使用。我希望书中能提供大量的代码示例，并且这些示例能够从简单到复杂，逐步引导我掌握 FORTRAN 的编程技巧。尤其是在讲解数组（Arrays）时，我期待书中能够详细介绍一维、多维数组的声明、初始化、访问方式，以及如何利用数组进行高效的计算。如果书中能涉及数组切片（Array Slicing）等高级特性，那将非常有益。此外，我对 FORTRAN 的过程（Procedures）的概念非常感兴趣，包括子程序（Subroutines）和函数（Functions）的定义、参数传递方式（传值、传址）、以及如何通过调用这些过程来组织和管理代码。我希望书中能提供清晰的示例来展示这些概念。同样重要的，是书中对于文件输入/输出（File I/O）的讲解，我希望它能详细介绍如何读写各种格式的文件，如何进行格式化和非格式化输入输出，以及如何处理可能出现的错误。一本优秀的 FORTRAN 教材，应该能够帮助我从零开始，逐步建立起对这门语言的系统性认识，并最终能够独立编写出解决实际问题的 FORTRAN 程序。

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对于我来说，一本关于 FORTRAN 的书籍，最重要的价值在于它能否帮助我理解这门语言的强大之处以及它在计算机科学发展史上的重要地位。我希望这本书不仅仅停留在语法层面，更能深入探讨 FORTRAN 的设计理念，以及它是如何成为早期科学计算领域的基石的。例如，书中是否会提及 FORTRAN 在高性能计算、数值分析、以及人工智能早期发展中的贡献？它如何支持了那些重大的科学发现和工程突破？我特别好奇书中是否会介绍一些经典的 FORTRAN 程序或算法，以及它们是如何被实现的。了解这些历史性的代码，能够让我对 FORTRAN 的应用有一个更直观的认识。此外，我希望这本书能够探讨 FORTRAN 在现代计算环境中的角色。虽然有很多新的编程语言出现，但 FORTRAN 在某些特定领域，例如高性能科学计算，依然有着不可替代的地位。这本书是否会解释为什么 FORTRAN 在这些领域仍然是首选？它有哪些现代语言难以匹敌的优势？了解这些，能够帮助我更好地理解 FORTRAN 的价值和潜力。我还会关注书中是否会涉及到 FORTRAN 与其他语言的交互，例如如何调用 C 或 C++ 的库，或者如何将 FORTRAN 代码集成到更复杂的软件系统中。

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这本书在我看来，应该是一部严谨的、面向专业人士的 FORTRAN 编程指南。我期待它能够提供非常详细和深入的讲解，涵盖 FORTRAN 语言的方方面面，从最基础的语法结构，到更高级的特性，再到实际应用中的技巧和最佳实践。例如，书中是否会对 FORTRAN 的数据类型进行全面而细致的阐述，包括整数、实数、复数、逻辑值以及字符数据的存储方式、运算规则和精度问题？我希望它能深入讲解 FORTRAN 的过程（Procedures），包括子程序（Subroutines）和函数（Functions）的定义、参数传递机制（传值、传址、关键字参数等）、局部变量和全局变量的作用域，以及如何实现过程的递归调用。对于数组（Arrays）的处理，我期待书中能够详细讲解一维、多维数组的声明、初始化、下标访问、数组切片（Array Slicing）、以及数组作为参数传递的方式。这对于进行科学计算中的矩阵运算至关重要。此外，本书对输入/输出（I/O）的讲解也应该非常详尽，包括顺序文件、记录式文件和随机存取文件的读写操作，格式化输入输出的各种选项，以及错误处理机制。我希望这本书能提供足够多的、高质量的代码示例，并且这些示例能够覆盖 FORTRAN 在不同应用领域的实际场景，例如数值分析、科学仿真、工程计算等。

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这本书的封面设计相当朴实，没有花哨的图片或引人注目的标题字体，反而让我对内容本身产生了更多的好奇。我一直对早期计算机语言的逻辑和结构感到着迷，而FORTRAN无疑是其中的重要一环。拿到这本书，我首先被其厚度所震慑，但随之而来的是一种期待——这本书是否能够深入浅出地剖析FORTRAN的方方面面，从最基础的语法结构，到更复杂的程序流程控制，再到可能涉及到的数值计算和科学工程应用。我的职业生涯中，虽然接触过多种现代编程语言，但总觉得对早期语言的理解不够透彻，这本书或许能填补我这方面的知识空白。我特别想知道，书中是如何将FORTRAN的语句组织起来，形成解决实际问题的方案的。例如，循环语句的嵌套、条件判断的逻辑优先级，以及数据类型的管理，这些都是编程的基础，也是衡量一门语言设计是否精巧的重要标准。这本书的排版看起来清晰，字体大小适中，虽然我还没有开始阅读，但从第一印象来看，它应该是一本严谨的学术著作，而非是浅尝辄止的入门读物。我希望它能提供足够的理论深度，同时辅以清晰的例子，帮助我理解FORTRAN语言的精髓，并能够真正运用它来解决一些我长期以来困扰我的计算问题。这本书的作者背景也引起了我的关注，如果作者在FORTRAN领域有深厚的积淀，那么这本书的内容质量应该是有保障的。我尤其期待书中能够提及FORTRAN在历史上的地位以及它对后世编程语言发展的影响，这对我理解计算机科学的演进非常有价值。

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