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出版者:华中师范大学出版社

作者:黄洪强

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价格:16.80

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isbn号码:9787562229735

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• 计算机应用基础
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• 信息技术
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编程思维与高效数据处理实战指南 本书面向渴望系统提升编程能力、精通现代数据处理技术的开发者、数据分析师及计算机专业学生。它并非停留在基础软件操作层面，而是深入探索如何利用编程语言构建健壮、高效的解决方案，重点聚焦于算法设计、数据结构优化以及复杂数据流的工程化处理。 --- 第一部分：核心编程范式与结构化思维的建立 本部分旨在为读者打下坚实的现代编程基础，超越简单的语法记忆，培养结构化的设计和解决问题的能力。 第一章：从问题定义到抽象模型构建 本章着重于软件工程的起点——需求分析与抽象。我们探讨如何将现实世界中模糊的业务需求转化为清晰、可执行的计算模型。 1.1 问题的分解与模块化设计： 介绍自顶向下和自底向上的设计方法。如何识别系统的关键功能单元，并定义清晰的接口契约，确保模块间的低耦合、高内聚。 1.2 状态管理与不变性原则： 深入分析在并发和复杂系统中，状态的生命周期管理至关重要。我们对比命令式编程中的可变状态与函数式编程中的不变性（Immutability）概念，讨论如何利用不变性来简化调试和提升多线程程序的安全性。 1.3 接口设计模式： 不仅仅是API的定义，更关乎如何设计易于理解、扩展和维护的交互点。我们将分析依赖反转原则（DIP）在接口设计中的应用，以及如何使用契约优先（Contract-First）的设计哲学。 第二章：高效数据结构的深入解析与应用 数据结构是算法的载体，本章将详细剖析各种高级数据结构，并探讨它们在特定应用场景下的性能优势。 2.1 树形结构的精细化操作： 重点讲解平衡二叉搜索树（如红黑树、AVL树）的插入、删除与自平衡机制，以及它们在数据库索引和内存管理中的实际作用。同时，对比B树和B+树在磁盘I/O优化上的设计差异。 2.2 图论基础及其在实际问题中的映射： 从图的表示（邻接矩阵与邻接表）开始，深入探讨最短路径算法（Dijkstra、Floyd-Warshall）、最小生成树（Prim、Kruskal）的实现细节与时间复杂度分析。重点展示图结构在社交网络分析、网络路由优化中的应用案例。 2.3 集合、映射的高级实现： 剖析哈希表（Hash Table）的内部工作原理，包括冲突解决策略（链地址法与开放寻址法）及其对平均查找时间的影响。同时，探讨跳跃表（Skip List）作为一种结合了链表和概率思想的高性能有序数据结构的应用潜力。 第三章：算法设计与性能优化策略 本章聚焦于提升代码的执行效率，从理论到实践掌握核心算法设计范式。 3.1 递归、迭代与动态规划的切换： 探讨如何识别可以应用动态规划（DP）的重叠子问题结构。详细分析背包问题、最长公共子序列等经典DP问题的状态定义、转移方程推导和空间优化技巧。 3.2 分治策略与主定理应用： 深入理解分治法的精髓，并利用“主定理”（Master Theorem）对分治算法（如快速排序、合并排序）的渐近时间复杂度进行精确估算。 3.3 贪心算法的适用性边界： 讲解贪心算法的设计思路，并通过霍夫曼编码等实例展示其效率。更重要的是，阐述如何证明一个贪心选择是全局最优的（贪心选择性质和最优子结构）。 --- 第二部分：现代数据流处理与工程实践 本部分将视角从单机算法提升到大规模数据处理的工程实践，侧重于I/O效率、并发控制与系统集成。 第四章：文件系统交互与高性能I/O 高效的数据处理离不开对底层输入/输出机制的理解。 4.1 缓冲I/O与零拷贝技术： 解释操作系统中的缓存机制如何影响程序性能。对比标准流（Standard I/O）与直接内存访问（DMA）的差异，并介绍如何利用零拷贝技术（Zero-Copy）最小化数据在用户空间和内核空间之间的冗余复制。 4.2 序列化与反序列化的工程选择： 对比JSON、XML、Protocol Buffers (Protobuf) 和 Apache Avro 等序列化格式的性能、体积和Schema演进能力。重点演示如何在高性能数据交换场景中正确应用二进制序列化。 4.3 日志系统设计与结构化记录： 探讨结构化日志的重要性，如何设计易于检索和分析的日志格式，并初步引入日志切分、压缩与归档的最佳实践。 第五章：并发、并行与异步编程模型 在多核处理器时代，掌握并发编程是编写高性能应用的关键。 5.1 线程同步原语的精细控制： 详细解析互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、读写锁（Read-Write Lock）的应用场景和潜在的死锁风险。强调如何使用无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）来提升特定场景下的并发吞吐量。 5.2 异步I/O与事件驱动架构： 介绍非阻塞I/O（Non-blocking I/O）模型，如Reactor模式。重点讲解如何利用`select`/`poll`/`epoll`或操作系统特定的API，实现高并发的网络服务，避免传统线程池的上下文切换开销。 5.3 协程与用户态调度： 探讨协程（Coroutines）的优势，即在用户空间内进行轻量级的任务切换。分析其在需要大量I/O等待的场景中，如何通过协作式多任务调度，实现比传统线程更优的资源利用率。 第六章：数据库交互与查询优化原理 本章超越基础的SQL增删改查，聚焦于如何与持久化存储系统进行高效交互。 6.1 关系型数据库的查询优化器解析： 剖析数据库如何基于成本模型（Cost Model）选择执行计划。理解索引（B-Tree, Hash, Full-Text）的选择性（Selectivity）及其对查询性能的决定性影响。 6.2 事务的ACID特性与隔离级别： 深入探讨并发事务中的隔离性是如何通过锁和多版本并发控制（MVCC）实现的。分析不同隔离级别（如Read Committed, Repeatable Read）在性能与数据一致性之间的权衡。 6.3 NoSQL数据模型的选择与反规范化策略： 对比文档型、键值型、列族型数据库的设计哲学。讲解在面向性能的场景下，如何进行合理的数据冗余（反规范化）以优化读取路径，以及如何设计高效的查询范式。 --- 结语：走向工程化的持续学习路径 本书最后强调，编程实践是一个持续迭代的过程。读者应将所学的数据结构与算法知识，内化为解决实际工程问题的工具箱，并始终关注性能瓶颈的定位、代码的可维护性以及系统的可扩展性。本书提供的知识框架，旨在帮助读者从“能用”的水平迈向“高效且健壮”的工程实现水平。

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我最欣赏这本书的地方，在于它没有将计算机技术“神化”或“神秘化”，而是用一种非常接地气、充满人文关怀的笔触来引导读者。对于很多年龄稍长的学习者，或者对技术有天然抗拒感的人来说，技术的“冰冷感”往往是最大的障碍。然而，这本书在讲述复杂概念时，总是能巧妙地穿插一些生活化的例子。比如，讲解文件系统的层级结构时，它会类比成我们整理家庭相册或图书馆藏书的方式。这种亲切的类比，极大地缓解了阅读的枯燥感。同时，它在介绍软件功能时，也十分注重用户体验的细节，比如如何通过自定义快捷键提升操作速度，如何利用辅助功能更好地操作设备。它不仅仅是在教你“做什么”，更是在教你“如何更舒适、更高效地做”，充满了对学习者体验的尊重。这本书读下来，感觉更像是一次愉快的“数字生活技能升级之旅”，而不是一场艰苦的应试训练。

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作为一名长期在设计领域工作，对图形处理软件有一定基础的用户，我原本以为这本书对我来说会有些过于基础，但阅读体验却让我感到惊喜。它在基础操作部分之外，对“效率工具的深度集成和协同工作”进行了深入的探讨。特别是关于办公软件之间的数据联动和文档版本控制的介绍，这对于需要跨部门协作的我来说非常实用。书中讨论了如何利用数据库思维来优化Excel数据管理，而不是仅仅停留在简单的表格输入。此外，它还涉及了一些现代办公趋势，比如云存储服务的工作原理及其在团队协作中的应用。这本书的高级章节展示了一种更宏观的视角：如何将零散的软件应用整合起来，形成一套高效的工作流。这种对“系统性思维”的培养，让我从一个工具的使用者，开始思考如何设计更优化的工作流程，这对于提升我的职业竞争力很有帮助。

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我是一位正在准备考取某些职业资格证书的在职人士，时间非常宝贵，对教材的效率要求极高。这本《计算机应用基础实践教程》在内容组织上体现出了极高的专业水准。它的结构清晰，模块化设计做得非常出色，我可以根据自己的学习目标快速定位到需要的章节。比如，如果我只需要强化Excel数据透视表的功能，我可以迅速翻到相关部分，书中的案例都是基于职场中真实出现的高频需求设计的，比如制作月度销售报告、成本分析等。这种高度的针对性和实用性，极大地节省了我的学习时间。它没有太多花哨的修饰，每一页内容都紧密围绕“如何解决实际问题”展开。对于我们这种需要在短时间内将知识转化为工作效率的人来说，这本书无疑是一个高效的“加速器”，真正做到了理论与实践的无缝对接，让我能立刻学以致用。

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这本《计算机应用基础实践教程》简直是为我这种零基础小白量身定做的！我一直对电脑操作感到头疼，总觉得那些专业术语云里雾里，打开软件就手足无措。可是这本书的编排方式，就像请了一位耐心的老教授手把手教你。它没有一上来就抛出枯燥的理论，而是从最基本的开机、文件管理这些日常操作讲起，每一个步骤都配有清晰的截图和详细的文字说明。我特别欣赏它那种“边做边学”的理念。比如讲到Word排版时，它不是简单地介绍菜单功能，而是设置了一个实际的文档制作任务，让你在完成任务的过程中自然而然地掌握了字体设置、段落对齐、插入图片等核心技能。实践性太强了，我跟着书上的步骤操作，很快就能感受到自己动手能力的提升。特别是对于那些初学者来说，这本书极大地降低了入门门槛，让我不再对计算机产生畏惧感，而是充满了探索的兴趣。感觉自己不再是被电脑“支配”的那一方，而是真正掌握了工具的使用权。

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这本书的深度和广度都超出了我的预期，它不仅仅停留在基础的“会用”层面，更在尝试构建一个完整的计算机应用知识体系。让我印象深刻的是关于网络基础和信息安全的那几个章节。以前我对网络总是一知半解，知道怎么上网，但对背后的原理一窍不通。这本书用非常形象的比喻和结构化的图表，解释了IP地址、域名解析这些概念，读起来竟然不再费劲。更重要的是，它非常注重培养读者的安全意识。它详细列举了常见的网络诈骗手段、如何设置强密码以及如何识别钓鱼网站。这些内容在当前这个信息爆炸的时代显得尤为重要，让我觉得自己不仅仅是在学习软件操作，更是在学习一种现代生活必备的自我保护技能。这种将应用技能与安全素养相结合的教学方式，使得这本书的价值远远超出了一个简单的操作指南，更像是一本全面的数字公民手册。

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