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页数:273

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出版时间:2008-5

价格:28.00元

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isbn号码:9787508453965

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好的，以下是一份为一本名为《大学计算机基础》的图书量身定制的、详细的、不包含该书内容的图书简介。 --- 编程世界的星辰大海：软件工程与高级算法导论 作者： 张伟、李明 教授 出版社： 启明科技出版社 ISBN： 978-7-5083-6890-1 字数： 约 80 万字（正文） 开本： 16 开 装帧： 精装典藏版 --- 导言：从“会用”到“创造”的飞跃 在信息技术日新月异的今天，计算思维已成为新时代的底层能力。然而，仅仅掌握基础的办公软件操作、理解计算机硬件的基本原理，已不足以应对未来复杂多变的工程挑战。本书《编程世界的星辰大海：软件工程与高级算法导论》，旨在为有志于深入计算机科学殿堂、致力于软件架构设计和算法优化的高年级本科生、研究生以及一线工程师提供一套系统化、工程化、前沿化的知识体系。 本书的定位，是作为一本超越入门基础的进阶读物。它不再关注“什么是CPU”、“如何使用Word”等基础概念，而是直指现代软件开发的核心——高效的系统设计与卓越的计算性能。我们相信，真正的计算机专家，不仅要理解“为什么”，更要精通“如何做”，并且能够“做得更好”。 --- 第一部分：现代软件工程的基石与实践（Software Engineering: From Concept to Deployment） 本部分深入探讨了从需求分析到系统交付的全生命周期管理，强调在大型、分布式、高并发环境下，如何构建可维护、可扩展、健壮的软件系统。 第一章：敏捷开发范式与DevOps的深度整合 本章超越了传统的瀑布模型，重点剖析了Scrum、Kanban等敏捷框架在不同规模项目中的适应性。我们详细介绍了持续集成/持续部署（CI/CD）流水线的自动化策略，包括使用Jenkins、GitLab CI等工具链的实战配置。特别探讨了“基础设施即代码”（IaC）理念，并结合Terraform和Ansible，演示了环境的自动化部署与管理。 第二章：软件架构设计模式的演进 本章是本书的重点之一，它系统梳理了从单体架构到微服务架构的演进路径。我们深入剖析了六边形架构（端口与适配器）、整洁架构（Clean Architecture）的原则，并对比了事件驱动架构（EDA）与服务间通信（如RESTful API、gRPC、消息队列）的优劣。书中提供了大量真实的案例分析，指导读者如何根据业务复杂度选择合适的架构风格。 第三章：质量保证与测试策略的工程化 软件质量是工程的生命线。本章详细阐述了测试金字塔模型的现代应用，强调单元测试、集成测试和端到端测试的比例分配。更进一步，我们探讨了故障注入测试（Chaos Engineering）的理念，以及如何利用模拟真实故障场景来验证系统的韧性。对于性能测试，我们不仅介绍JMeter等工具，更侧重于定义合理的SLO/SLA指标体系。 第四章：设计模式的深度应用与反模式识别 本书在设计模式的讲解上，采取了“超越GoF”的视角。我们不仅复习了经典的设计模式（如工厂、观察者、策略），更聚焦于并发编程模式（如生产者-消费者、线程池管理）和分布式系统设计模式（如熔断器、限流器、重试机制）。此外，我们用了专门的章节来剖析常见的“反模式”（Anti-Patterns），帮助读者识别并避免在代码和架构中埋下隐患。 --- 第二部分：高级算法与计算复杂度理论的工程化视角（Advanced Algorithms and Computational Complexity） 本部分将理论算法与实际工程需求相结合，探讨在处理海量数据时，如何通过优化算法来取得数量级的性能提升。 第五章：数据结构的高效实现与优化 本章侧重于超越数组和链表的基础结构，深入讲解了红黑树、B+树在数据库索引中的实际应用原理。我们详细分析了跳跃表（Skip List）的结构优势，并探讨了Trie树在搜索引擎和自动补全中的优化技巧。重点在于分析这些数据结构在特定场景下的时间/空间复杂度，并给出C++/Java语言下的高性能参考实现。 第六章：图算法在现代网络分析中的应用 从社交网络分析到路由优化，图算法是现代计算的基石。本章系统回顾了Dijkstra、Floyd-Warshall算法，并重点介绍了最小生成树（MST）在资源分配中的应用。更重要的是，我们探讨了大规模图存储和查询的挑战，引入了Graph Embeddings和图神经网络（GNN）的初步概念，展现了算法的前沿发展方向。 第七章：动态规划与贪心算法的工程取舍 动态规划（DP）是优化问题的利器，但其实现往往复杂。本章通过背包问题、最长公共子序列等经典案例，阐述了DP的状态转移方程的构建逻辑。同时，我们讨论了DP与记忆化搜索之间的性能权衡。在贪心算法部分，则强调如何证明贪心选择的正确性，并识别出哪些问题不适合使用贪心策略。 第八章：计算复杂性理论与NP问题的工程应对 理解问题的本质复杂度至关重要。本章讲解了P、NP、NP-Complete等核心概念，使读者能够对一个问题的可解性有一个清晰的认知。对于NP难问题，我们不再追求精确解，而是转向近似算法和启发式搜索（如遗传算法、模拟退火）。本章内容为读者在面对“不可能完成的任务”时，提供切实可行的工程化解决方案。 --- 第三部分：高性能计算与分布式系统中的算法优化（High-Performance & Distributed Computing） 面对TB级数据和毫秒级延迟的要求，如何利用并行化和分布式特性榨干硬件的每一分性能？ 第九章：并行计算模型与同步机制 本章聚焦于多核CPU和GPU的并行计算。我们详细解释了OpenMP、MPI的基本编程模型，重点讨论了数据依赖性、缓存一致性等底层问题。在同步机制上，我们深入分析了锁（Mutex, Semaphore）、无锁数据结构（Lock-Free）的实现原理，并介绍了Java的`volatile`关键字和`Atomic`包在实现高性能并发控制中的作用。 第九章：分布式系统中的一致性与容错 在分布式环境中，CAP理论是无法回避的指导原则。本章详细剖析了Paxos和Raft一致性协议的机制，强调它们如何在网络分区下保证数据一致性。此外，我们探讨了两阶段提交（2PC）的局限性，并介绍了Saga模式在长事务处理中的应用，确保系统在高可用性下的数据正确性。 第十章：内存管理与垃圾回收（GC）的底层机制 理解内存模型是实现高性能程序的关键。本章深入探讨了虚拟内存、缓存行（Cache Line）对程序性能的影响。针对Java和Go等语言，我们详细分析了分代回收、CMS、G1等高级垃圾回收算法的内部工作原理，并提供了调整GC参数以适应特定应用场景的实战技巧。 --- 结语：构建未来的系统架构师 《编程世界的星辰大海：软件工程与高级算法导论》不是一本教你编写简单脚本的工具书，而是一本助你理解计算本质、掌握系统构建艺术的理论与实践手册。通过本书的学习，读者将从一个“计算机使用者”转变为一个能够设计复杂系统、优化核心算法的“软件架构师”。我们希望，这本书能成为您职业生涯中，通往更深层次计算科学领域的坚实阶梯。 ---

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这本书最大的特点，在我看来，是它对“计算本质”的探讨，而不是对某个特定工具的介绍。我之前看过几本号称“入门”的计算机书，结果发现它们几乎就是某个编程语言的语法手册，学完后除了会写几行代码，对计算机的整体架构一无所知。而《大学计算机基础》完全避开了这种陷阱。它花了大篇幅去解释冯·诺依曼架构的精妙之处，以及为什么这种架构至今仍是主流，这种对“为什么”的深挖，远比“怎么做”更有价值。例如，当它谈到程序设计语言时，它没有偏袒任何一种语言，而是将高级语言如何通过编译器/解释器转化为机器码的过程讲得非常透彻，这让我明白为什么不同语言在处理特定任务时会有性能上的差异。这种层层剥茧的讲解方式，让你对“程序运行”这件事的理解，从一个黑箱操作，变成了一个清晰可见的流水线作业。对于那些希望真正理解计算机科学内核的读者而言，这本书提供了绝佳的理论支撑。

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这本《大学计算机基础》的教材，拿到手的时候，我其实是带着一点点忐忑的。毕竟，计算机这个领域更新迭代太快了，很多书上的知识点可能还没捂热就过时了。不过，翻开目录才发现，作者显然深谙此道，他们没有过多纠缠于那些转瞬即逝的技术细节，而是非常扎实地构建了一个宏观的知识框架。比如，在讲到数据表示和存储的时候，它没有陷入二进制的死胡同，而是巧妙地引入了信息论的基本概念，让我明白了“信息”本身是如何被量化的。接着，在操作系统那一章，它没有简单罗列Windows或Linux的各种命令，而是深入讲解了进程管理、内存分配这些底层逻辑，那种感觉就像是拿到了一把万能钥匙，突然明白了应用程序背后那个庞大而有序的世界是如何运转的。我对其中关于算法与数据结构的阐述印象尤其深刻，作者选择了经典的几种结构进行剖析，重点不在于让你背诵代码，而是让你理解“效率”这个核心概念的意义。读完这部分，我才真正体会到，好的程序设计不仅仅是实现功能，更是关于如何用更少的资源解决问题。总的来说，这本书的视角非常开阔，它教的不是“如何使用”软件，而是“软件是如何工作”的底层哲学。

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我是在准备一次跨学科项目时，急需快速补齐计算机基础知识的。时间紧、任务重，所以我对教材的要求非常苛刻：必须高效、重点突出。这本《大学计算机基础》在这一点上表现得堪称完美。它的章节划分逻辑极其清晰，可以进行模块化学习。我发现我可以跳过一些过于深入的理论推导（比如某些硬件组成细节），直接聚焦于软件工程和信息安全这两个我最关心的部分。在信息安全那一章，作者的叙述风格非常务实，没有使用危言耸听的语言，而是冷静地分析了加密技术（如公钥/私钥）的原理和应用场景，以及常见的Web攻击手段，这对于非安全专业的学生来说，提供了非常实用的安全意识教育。最让我欣赏的是，它强调了计算思维的培养。书中的每一个例题和案例分析，都在潜移默化地引导读者跳出线性思维，学会拆解问题、抽象模型。虽然是“基础”教材，但它所建立的思维模型，我相信能支撑我未来在更高级的专业领域继续深造，它打下的地基非常稳固。

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坦白说，我拿到这本书时，对“基础”二字是持怀疑态度的，总觉得这种教材难免流于表面。但是，在深入阅读后，我发现这种“基础”是建立在扎实的数理逻辑之上的，它绝不是肤浅的入门读物。其中关于离散数学在计算机应用中的介绍，虽然简短，但点出了逻辑运算和集合论在构建所有数字世界中的基石地位。最让我感到惊喜的是，作者在介绍软硬件接口时，非常细腻地描绘了驱动程序和系统调用是如何桥接应用层与物理硬件的鸿沟。这种对“边界”的清晰界定，极大地帮助我理解了多层架构的复杂性和隔离性。这本书的行文风格偏向于严谨的学术论述，但又通过巧妙的例子来平衡了阅读的疲劳感。它不是一本让你读完就能立刻上手写出商业软件的书，但它是一本能让你在面对任何新技术挑战时，都能迅速找到理论立足点的“内功心法”。如果说有什么不足，可能就是某些特定领域（比如前沿的AI算法实现）的篇幅略显保守，但考虑到其“基础”定位，这种取舍是完全可以理解和接受的。

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说实话，我本来以为这本《大学计算机基础》会是一本枯燥乏味、充满术语堆砌的“天书”，毕竟我不是计算机专业出身，对那些复杂的概念天生就有一种畏惧感。然而，阅读体验出乎意料地流畅和亲切。编辑的排版功不可没，大量的图示和类比简直是救星。比如，讲解网络协议栈时，作者用了构建邮政系统来打比方，一下子就把OSI七层模型那种抽象的概念具象化了。我尤其喜欢它在介绍数据库基础时采用的视角——它没有直接抛出SQL语句，而是先探讨了“如何组织信息才能方便检索和修改”这一人类需求，然后才引出关系模型。这种“需求驱动”的讲解方式，极大地降低了学习门槛。在某些章节，作者还会穿插一些历史小故事，比如图灵机的故事，这些穿插的小插曲不仅没有打断阅读节奏，反而增添了人文色彩，让我觉得计算机科学并非一块冰冷的铁板，而是一门不断演进的学科。这本书更像是一位经验丰富的老师，他知道什么时候该放慢速度，什么时候该用生动的例子帮你跨越难关。

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