Fundamental Structures of Computer Science

Fundamental Structures of Computer Science pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Addison-Wesley
作者:Wulf
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1980-12
价格:USD 42.66
装帧:Hardcover
isbn号码:9780201087253
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机
  • 计算机科学
  • 数据结构
  • 算法
  • 编程
  • 离散数学
  • 理论计算机科学
  • 计算机基础
  • 计算理论
  • 形式语言
  • 自动机理论
想要找书就要到 图书目录大全
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

《计算机科学基础结构》:深入理解计算世界的底层逻辑 导言:探索计算的基石 在浩瀚的计算机科学领域中,理解其“基础结构”是构建任何高级应用和理论的先决条件。本书《计算机科学基础结构》(Fundamental Structures of Computer Science)旨在为读者提供一个全面而深入的视角,剖析支撑现代计算系统的核心概念、逻辑框架和数学原理。我们不关注特定编程语言的语法细节,也不局限于某一特定软件的实现技巧,而是致力于揭示那些跨越时间、技术迭代而保持不变的计算本质。 本书的结构设计旨在引导读者从抽象的数学思维过渡到具体的系统构建,确保读者不仅“知道”某个概念如何工作,更“理解”其为何如此设计,以及在不同约束条件下应如何优化。 --- 第一部分:离散数学与逻辑基础 (Discrete Mathematics and Logical Foundations) 计算的语言是精确的,其骨架建立在严格的数学逻辑之上。本部分将为读者夯实理论基础,这是理解算法效率和系统正确性的关键。 第一章:集合论与关系代数 (Set Theory and Relation Algebra) 本章从集合的公理化定义出发,深入探讨集合运算在信息组织中的应用。重点讨论偏序集、等价关系及其在数据分类和抽象模型构建中的作用。我们将详细分析笛卡尔积、函数(映射)的性质,特别是单射、满射和双射,它们是数据转换和信息编码的数学基础。 第二章:命题逻辑与一阶逻辑 (Propositional and First-Order Logic) 逻辑是推理的艺术,也是硬件电路和软件规范的基础。本章系统介绍命题演算的真值表、析取范式和合取范式,并探讨其可满足性问题(SAT)。随后,我们将引入一阶逻辑,包括量词(全称量词与存在量词)、谓词和模型理论。理解如何将自然语言需求转化为严格的逻辑公式,是验证系统正确性的关键步骤。 第三章:图论:结构与连通性 (Graph Theory: Structure and Connectivity) 图论是描述网络、数据依赖关系和流程控制的强大工具。本章涵盖图的基本术语(顶点、边、度),并深入研究特定类型的图结构,如平面图、有向无环图(DAG)和树。重点分析图的遍历算法(DFS, BFS),最小生成树(MST)的构造,以及网络流(如最大流/最小割定理)在资源分配问题中的应用。 第四章:组合学与计数原理 (Combinatorics and Counting Principles) 精确的计数是分析复杂系统状态空间规模的唯一途径。本章复习排列组合的基本公式,并引入鸽巢原理(Pigeonhole Principle)和生成函数。生成函数作为一种强大的工具,被用来解决递归关系的求解和特定组合问题的建模。对概率论的初步介绍也将在此章节中展开,为后续分析算法的期望性能打下基础。 --- 第二部分:计算模型与可计算性 (Models of Computation and Computability) 在探究“如何计算”之前,我们必须首先界定“什么可以被计算”。本部分聚焦于抽象的计算模型,这是理论计算机科学的核心。 第五章:有限自动机与正则语言 (Finite Automata and Regular Languages) 本章从最简单的计算模型——有限自动机(DFA/NFA)开始,介绍它们如何识别正则语言。我们将探讨正则表达式作为正则语言的另一种描述方式,并深入分析泵引理(Pumping Lemma for Regular Languages),用以证明某些语言的非正则性。这为理解状态机的局限性奠定了基础。 第六章:下推自动机与上下文无关文法 (Pushdown Automata and Context-Free Grammars) 为了处理更复杂的结构,如程序语言的嵌套和括号匹配,我们需要引入栈的概念。本章详细阐述下推自动机(PDA)及其识别的上下文无关语言(CFL)。我们将重点分析上下文无关文法(CFG)在描述编程语言语法结构中的核心作用,并讨论消除二义性文法和乔姆斯基范式(CNF)的必要性。 第七章:图灵机:通用计算模型 (The Turing Machine: The Universal Model) 图灵机是迄今为止最强大的、被广泛接受的通用计算模型。本章将精确定义图灵机的构成、操作和停机问题。我们不仅讨论其理论意义,还会证明其等价性:任何可计算的过程都可以由图灵机模拟。停机问题的不停机性证明,是理解计算本质局限性的里程碑。 第八章:可计算性与不可判定性 (Computability and Undecidability) 基于图灵机模型,本章系统探讨了哪些问题是可解的,哪些是不可解的。除了著名的停机问题,还将分析其他不可判定问题,如Rice's Theorem,以及归约(Reduction)的概念——如何将一个已知难题转化为另一个问题的解法。 --- 第三部分:计算复杂性理论 (Computational Complexity Theory) 如果一个问题是可计算的,那么它是否可以在合理的时间内解决?复杂性理论回答了这个问题,是衡量算法“效率”的理论框架。 第九章:时间与空间复杂度度量 (Time and Space Complexity Measures) 本章引入渐近分析(大O、Ω、Θ记法),并定义时间复杂度和空间复杂度。重点讨论如何通过图灵机运行时间的界限来分类问题。 第十章:P类与NP类问题 (The Classes P and NP) P类(可以在多项式时间内解决的问题)和NP类(可以在多项式时间内验证解的问题)是复杂性理论的核心。本章深入剖析非确定性图灵机(NTM)在定义NP类中的作用,并详细解释什么是NP完全问题(NPC)。 第十一章:NP完全性证明的技术 (Techniques for Proving NP-Completeness) 掌握NP完全性归约(Karp Reduction)是复杂性分析的关键技能。本章通过实例,如3-SAT、顶点覆盖、旅行商问题(TSP)的决策版本,系统演示如何将一个已知NPC问题归约到待考察的问题上,从而证明后者的困难程度。 第十二章:复杂性层次与超越P/NP (Complexity Hierarchies and Beyond P/NP) 本章将讨论更广阔的复杂性分类,如指数时间(EXP)、PSPACE,以及交互式证明系统(IP)。最后,本书将以对P vs NP问题的深入探讨作结,强调其对密码学、优化理论和科学发现的深远影响,引导读者思考当前计算能力的理论边界。 --- 结语:从结构到应用 《计算机科学基础结构》的构建目标是清晰的:提供一个坚不可摧的理论基础。掌握了这些结构,读者将能够以更深刻的视角审视算法设计、系统架构、形式化验证乃至人工智能的基础逻辑。本书不提供速成秘籍,而是要求读者付出努力去理解计算世界的底层“建筑蓝图”,从而具备在任何新的计算范式中快速定位核心问题的能力。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

不得不说,这本书在细节的处理上,达到了令人称道的境界。作者在阐述每一个技术点时,都力求准确和严谨,并且会追溯到最源头的理论依据。我特别欣赏他在讲解数据库原理时,对ACID特性的详细解释,以及对不同事务隔离级别的比较。这些看似微小的细节,却构成了整个计算机科学体系的基石。我感觉自己不仅仅是在学习知识,更是在与一位严谨的学者对话,他用他对知识的极致追求,感染着我。这种对细节的关注,也让我在实际编程中,能够更加审慎和细致,从而避免许多不必要的错误。这本书让我明白了,真正的卓越,往往蕴藏在对细节的打磨之中。

评分

读完这本书的某个章节,我仿佛醍醐灌顶,对某个曾经困扰我的概念豁然开朗。作者在解释编译原理时,用一种非常巧妙的方式,将词法分析、语法分析、语义分析等一系列复杂的过程,分解成了一系列逻辑清晰的步骤,并且配以易于理解的伪代码示例。我之前阅读过一些关于编译器的资料,但总感觉隔靴搔痒,难以抓住核心。而这本书,却像一把钥匙,直接打开了我认知的大门。我甚至开始尝试自己去模拟一些简单的编译过程,感受那种将高级语言转化为机器指令的奇妙转化。这种学习上的突破,让我对作者的专业能力和教学功底深感敬佩。这本书不仅提供了知识,更重要的是,它教会了我如何去思考,如何去理解计算机科学的深层逻辑。

评分

这本书的语言风格让我感到非常亲切,作者并没有采用过于生僻的学术术语,而是用一种平易近人的方式来阐述那些看似深奥的计算机科学概念。初读之下,我便被作者那种对知识的严谨态度和对读者的尊重所打动。他似乎能够预见到读者在学习过程中可能会遇到的困惑,并在关键的地方给予及时的引导和解释,就像一位经验丰富的向导,在我迷茫时提供清晰的指引。每一个章节的过渡都显得尤为自然,前后逻辑严密,使得整个学习过程如同行云流水一般。我特别欣赏作者在解释一些复杂算法时所采用的类比,这些生动形象的比喻,瞬间化解了抽象的难点,让我在脑海中构建起清晰的图景。读着读着,我甚至觉得自己仿佛置身于一个充满智慧的对话之中,作者在孜孜不倦地分享他的见解,而我则在全神贯注地吸收和思考。这种沉浸式的阅读体验,让我对计算机科学的热情如同被点燃的火焰,越烧越旺。

评分

这本书在逻辑结构的安排上,堪称完美。作者循序渐进,从最基础的计算机组成原理,到更复杂的网络协议和操作系统设计,每一个主题都层层递进,相互关联。我惊喜地发现,在学习了前面的基础知识后,后续章节的理解变得异常轻松。作者仿佛早已预料到学习的难点,并在前面为我们打下了坚实的基础。我尤其喜欢他在讲解数据结构时,对每一种结构的优缺点以及适用场景的详细对比。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,让我能够更灵活地运用这些知识,并根据实际情况做出最优选择。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本思维训练的指南,它教会我如何系统地思考问题,并构建起一个完整的知识体系。

评分

这本书带给我的,远不止于技术知识本身,它更是一种思维方式的启迪。作者在字里行间,流露出对计算机科学深沉的热爱和对未来的洞察。他不仅仅是在传授我们“是什么”,更在引导我们思考“为什么”和“如何”。我记得在章节末尾,他会提出一些开放性的问题,鼓励读者去思考计算机科学未来的发展方向,以及我们作为开发者所肩负的责任。这种超越技术本身的思考,让我对计算机科学有了更广阔的视野。我感觉自己不仅仅是在学习一门技术,更是在参与一场关于人类未来发展的思想实验。这本书让我对计算机科学的认识,从“工具”层面升华到了“思想”层面。

评分

这本书的封面设计有一种沉稳而又不失现代感的韵味,深邃的蓝色调搭配银色的书名,仿佛在诉说着计算机科学的浩瀚与精妙。拿到手里,纸张的触感温润厚实,散发着淡淡的油墨香,这是一种久违的阅读体验,让我在快节奏的数字时代里找到了一丝宁静。我尤其喜欢封面上那种抽象的网格状图案,它隐喻着计算机世界的底层逻辑,每一个节点、每一条连接都承载着无数的可能性。翻开书页,清晰的排版和精美的插图立即吸引了我的目光,那些复杂的概念被具象化的图形所解读,使得学习过程不再枯燥乏味。我迫不及待地想深入其中,去探索那些构成我们数字世界的基石,去理解那些驱动着现代科技发展的核心原理。这本书的厚度也恰到好处,既包含了足够深入的理论,又不会让人望而却步,仿佛是一位循循善诱的老师,引领着我一步步揭开计算机科学的面纱。我坚信,这本书将是我在计算机科学领域学习道路上不可或缺的伴侣,它不仅是知识的宝库,更是一种对智慧的启迪。

评分

这本书的叙述方式有一种独特的魅力,它不是那种一味堆砌事实的教科书,而更像是一场引人入胜的智力冒险。作者在引导读者思考时,总是会抛出一些发人深省的问题,鼓励读者主动去探索和发现。我记得在讨论图论的时候,作者并没有直接给出所有结论,而是通过几个精心设计的谜题,引导我们去思考图的遍历算法,以及这些算法在实际问题中的应用,比如最短路径问题。这种“授人以渔”的教学方法,让我真正成为了学习的主体,而不是被动地接受信息。我发现自己对计算机科学的兴趣,不再仅仅是对知识的渴求,更是一种对解决问题的乐趣的探索。这本书让我体会到了学习的快乐,以及智慧碰撞产生的火花。

评分

从内容深度和广度来看,这本书无疑是一部力作。它并没有止步于对基本概念的简单介绍,而是深入剖析了计算机科学的核心结构,触及了许多鲜为人知却又至关重要的细节。我惊讶于作者对于每一个主题的深入挖掘,他仿佛是一位考古学家,在计算机科学的广阔土壤中发掘出最珍贵的宝藏。书中对于数据结构和算法的论述,更是让我耳目一新,那些教科书上略过的微妙之处,在这里被一一呈现,并且附带了详细的分析和推导。我尤其被作者在解释时间复杂度和空间复杂度时所使用的图示所吸引,这些精巧的图表,用最直观的方式展现了算法的效率,让我对如何优化代码有了更深刻的理解。这本书就像一座知识的殿堂,每一层都蕴藏着更深邃的奥秘,等待着我去探索和领悟。我敢说,任何对计算机科学有志于深入研究的人,都无法绕过这本书所提供的宝贵见解。

评分

这本书给我带来的最显著的改变,是对编程的理解发生了质的飞跃。在阅读这本书之前,我可能更多地是将编程视为一种“写代码”的技能,而现在,我开始将其视为一种“构建系统”的艺术。作者在讲解软件设计模式时,用非常生动的方式,展示了这些模式如何在实际项目中帮助我们写出更清晰、更易于维护的代码。我甚至开始尝试在自己的项目中,主动去运用这些设计模式,并从中体会到了它们带来的巨大好处。这本书让我明白了,计算机科学的本质,在于如何高效、可靠地解决问题,而不仅仅是掌握几门编程语言。它让我对“工程师”这个角色有了更深刻的理解,并激励我去追求更高的专业水准。

评分

这本书给我的最深刻印象之一,是它在理论与实践之间的绝妙平衡。作者在讲解抽象概念的同时,并没有忽略它们在实际应用中的重要性。他巧妙地将枯燥的理论与生动的案例相结合,让读者能够直观地理解这些概念是如何在现实世界中发挥作用的。我尤其欣赏他在讨论操作系统原理时,引用了许多典型的应用场景,例如进程调度和内存管理,并详细解释了其背后的逻辑。这使得我不再仅仅将这些知识视为书本上的文字,而是能够感受到它们与我们日常使用的计算机息息相关。这种将理论“落地”的能力,是这本书最大的亮点之一。它不仅满足了我对计算机科学的求知欲,更激发了我将这些知识付诸实践的渴望。我开始思考,如何在自己的编程实践中,更好地应用这些基础结构。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有