Foundations of Computer Science

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出版者:Cengage Learning EMEA
作者:Behrouz A. Forouzan
出品人:
页数:624
译者:
出版时间:2007-12-5
价格:USD 161.95
装帧:Paperback
isbn号码:9781844807000
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

Based on the ACM model curriculum guidelines, this easy-to-read and easy-to-navigate text covers all the fundamentals of computer science required for first year students embarking on a computing degree. Divided into five parts ? computer and data, computer hardware, computer software, data organization and with an introduction to some of the more advanced topics ? Foundations of Computer Science gives students a bird?s eye view of the subject. Each chapter includes key terms, summaries, review questions, multiple-choice questions, and exercises to enhance learning, while introducing tools such as UML, structure chart and pseudocode, which students will need in order to succeed in later courses. The text is also supported by numerous figures, examples, exercises, selected solutions and a test bank, all designed to ease and aid the learning process. Updated to cover the latest technologies and changes to course requirements, this second edition features new and updated coverage of: Artificial Intelligence, Computer Ethics and Crimes, Networking, LINUX, and Security.

踏寻计算的基石:探索数字世界的底层逻辑 这本书并非是您眼前那本《Foundations of Computer Science》的姊妹篇,它将带领您踏上一条截然不同的求知之旅,深入探寻那些塑造了我们所熟知的数字世界的根本原理,但又不直接触及您手中那本书的特定内容。我们将一同剖析计算的本质,审视那些让代码得以运行、数据得以处理、信息得以传递的底层机制。 我们的旅程始于信息的度量与表达。我们将从最基础的概念出发,探讨信息是如何被量化和编码的。从比特(bit)的二元世界,到字节(byte)的组合,再到更复杂的编码方案,我们将了解不同数据类型(如整数、浮点数、字符)如何在计算机内部被表示。这不仅仅是关于数字转换,更是关于理解如何将现实世界的多样性压缩成计算机可以理解和操作的形式,例如,我们会深入研究ASCII和Unicode编码如何让计算机识别并显示不同语言的文字,以及它们在早期互联网发展中的关键作用。 接着,我们将潜入逻辑的殿堂,那里是所有计算思维的基石。我们将从布尔代数的基本运算(AND, OR, NOT)出发,逐步构建出复杂的逻辑门电路,理解它们如何作为构建任何数字设备的核心组件。我们将探讨组合逻辑和时序逻辑的区别,以及它们分别在构建运算单元和存储单元中的应用。例如,我们会解析简单的加法器和触发器的工作原理,勾勒出计算机算术逻辑单元(ALU)和寄存器的雏形,理解它们如何协同工作来执行基本的计算任务。 随之,我们将目光投向算法的艺术。算法是解决问题的具体步骤,是计算机能够执行任务的蓝图。我们将从简单的搜索和排序算法入手,例如线性搜索的效率局限性,以及二分搜索在有序数据集上的优越性。我们将探讨插入排序、选择排序的直观实现,以及冒泡排序在概念上的简单性。随后,我们将触及更高效的算法,如快速排序和归并排序,理解它们背后的分治策略和复杂度分析。我们将深入理解“大O”表示法,它如何帮助我们量化算法的性能,并做出最优选择。 我们还将审视数据结构的多样性。数据结构是组织和存储数据的方式,直接影响着算法的效率。我们将从最基本的线性结构开始,例如数组的随机访问优势和链表的动态插入删除能力。我们将探索栈(stack)和队列(queue)的“后进先出”与“先进先出”原则,以及它们在函数调用栈和任务调度中的应用。然后,我们将进入非线性结构的世界,如树(tree)的层级组织,理解二叉查找树的查找效率,以及堆(heap)在优先队列实现中的作用。我们还会简要介绍图(graph)的连接性表示,以及它们在网络分析和路径查找中的重要性。 紧接着,我们将对计算模型的抽象进行探索。我们将从图灵机(Turing Machine)这一理论模型出发,理解它作为通用计算设备的极限能力。我们将探讨有限自动机(Finite Automata)在识别模式中的作用,以及它们在编译器和文本处理中的实际应用。我们将了解上下文无关文法(Context-Free Grammars)如何描述编程语言的语法结构,以及它在解析器设计中的关键作用。这些模型虽然抽象,却是理解现代计算机工作原理的理论基础。 最后,我们将触及计算的边界与可能性。我们将探讨计算复杂性理论,了解P类问题和NP类问题的区别,以及它们对解决现实世界难题的影响。我们将思考什么是可计算的,什么又是不可计算的,例如停机问题(Halting Problem)的不可解性。我们将简要展望计算的未来,思考量子计算、并行计算等新兴领域可能带来的变革,它们将如何突破现有计算能力的限制。 这本书将为您打开一扇窗,让您看到在您手中那本《Foundations of Computer Science》背后,更广泛、更基础的计算哲学和工程智慧。它不是对任何特定书籍内容的模仿或替代,而是对计算科学领域那些恒久不变的普适性原理的致敬和探索,旨在为您提供一个更广阔的视角,去理解我们身处的数字世界是如何被构建和驱动的。

作者简介

Behrouz Forouzan,毕业于加州大学艾尔温分校,现在是迪安那大学教授,从事计算机信息系统专业的课程设置。此外,他还是多家公司的系统开发咨询顾问。除本书外,Forouzan还著有多部成功的编程与网络方面的书,包括《TCP/IP Protocol Suite》和《Local Area Network》等。

Firouz Mosharraf,美国Rio Hondo学院工程系教授。

目录信息

读后感

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如书名,这是一本“导论”级别的书。豆瓣上原书第二版看过的读者比较多,第三版没有太多评论。首先,这本书兼顾了CS各个方面的广度。从计算机硬件结构到操作系统,从网络传输协议、网络安全到数据结构、数据结构、程序语言、算法⋯⋯因此对于新手来说,是一本比较不错的入...

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有兴趣的可以一起来探讨群279624197 、、、评论越来越长了。。。评论越来越长了。。。评论越来越长了。。。评论越来。越长了。。。评论越来越。长了。。。评论越。来越长了。。。评论越来越长了。。。。评论越来。越长了。。。评论越来越长。了。。。评论越啊来越长了。。。评...  

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这本书的定位从名字中的”导论“就可以看出,是一本计算机科学方面的入门教材。这本书从二进制原理,到计算机软硬件的构成、最基础的算法知识,再到最后的计算机科学前沿概念。为初识计算机的入门者们徐徐描绘了一幅计算机世界的“地形图”。 说来惭愧,作为一名计算机相关专业...  

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大一的时候上过导论课,但那时候因为刚上大学,只顾得玩,最后突击啥也没记住,记得最后考了71分,哈哈。 读研后,在图书馆看到导论这本书,突然想起那时候的糗事。抱着弥补下的心态,就借回来看看。(出来混,早晚要还的,大学时候好好看下导论,也不至于读研后...  

用户评价

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我一直对计算机科学的基础理论充满了好奇,终于下定决心找一本权威的书籍来系统学习。在众多选择中,《Foundations of Computer Science》凭借其沉甸甸的书名和良好的口碑,成功吸引了我的目光。拿到书的那一刻,我并没有立刻打开,而是先仔细端详了一下它的封面,那简洁而又充满智慧的设计,仿佛预示着即将展开一段令人着迷的知识探索之旅。翻开扉页,扑面而来的是一种严谨而又亲切的学术气息,让我对接下来的阅读充满了期待。我并非计算机科学的科班出身,但这本书的引言部分便清晰地阐述了计算机科学的核心概念和研究范畴,用一种非常易于理解的方式,为我打下了坚实的认知基础。我尤其欣赏作者在开篇时所展现出的对这门学科的热情,以及他们希望通过这本书向读者传递的深刻理解。

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我发现《Foundations of Computer Science》在引导读者进行问题分解和抽象化方面,做得尤为出色。当面对一个复杂的计算问题时,书中往往会先将其分解成更小的、易于管理的部分,然后分别对这些部分进行分析和求解。更重要的是,作者擅长从具体的问题中提炼出共性的、抽象化的规律。例如,在讲解数据结构时,会从不同的应用场景出发,分析解决这些场景需要满足的条件,然后抽象出链表、栈、队列等基本数据结构。这种从具体到抽象,再从抽象到具体的循序渐进的过程,不仅让我理解了各种数据结构的本质,也让我学会了如何将现实世界的问题映射到抽象的计算模型中,为后续的算法设计打下了基础。

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在阅读《Foundations of Computer Science》的过程中,我被作者严谨的数学证明和清晰的逻辑推理深深吸引。这本书对于理解算法的正确性和效率,提供了坚实的理论基础。我曾尝试阅读过一些只注重代码实现和实践操作的书籍,但总觉得缺少了底层理论的支撑,对很多问题的“为什么”知其然不知其所以然。而这本书,则毫不避讳地深入到数学证明的细节,例如通过数学归纳法来证明算法的正确性,或者利用渐进符号分析算法的时间和空间复杂度。虽然在某些数学证明部分,我需要花费更多的时间去理解,但这正是我所追求的学习体验——不满足于表面的答案,而是要探究事物发生的根本原因。这种对理论深度和严谨性的追求,让我对计算机科学的理解提升到了一个新的高度。

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《Foundations of Computer Science》这本书的一个显著特点是,它能够帮助读者建立起一种“计算思维”。这种思维方式不仅仅是掌握编程语言,更是如何用计算机的逻辑去思考和解决问题。书中关于计算的本质、算法的可行性、以及问题的计算复杂性等讨论,都极大地拓宽了我对“计算”的理解。我开始意识到,很多看似简单的日常问题,都可以用计算的视角去分析和优化。例如,在规划行程时,我能够自觉地联想到路径搜索算法的原理,尝试寻找最优的路线。这种将理论知识内化为思维方式的能力,是这本书带给我的最宝贵的收获之一,它让我能够以一种更具系统性和效率的方式来面对生活中的挑战。

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《Foundations of Computer Science》这本书对我的思维方式产生了积极的影响,特别是在培养严谨性和精确性方面。作者在讲解每一个概念时,都力求定义清晰,不含糊其辞。例如,在讨论算法的“正确性”时,作者会精确地定义输入与输出之间的关系,并详细阐述如何通过形式化的方法来证明这一点。这种对细节的关注,让我意识到在计算机科学领域,任何微小的偏差都可能导致整个系统的崩溃。因此,在学习过程中,我也开始更加注重自己的思考过程是否严谨,表达是否精确。这种思维习惯的培养,不仅有助于我更准确地理解计算机科学的知识,也对我在其他学习和生活领域,如何清晰地表达和分析问题,起到了重要的引导作用。

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《Foundations of Computer Science》给我最大的惊喜在于,它不仅仅是一本技术书籍,更是一次思想的启迪。书中关于计算的局限性,以及P vs NP等未解决问题的讨论,让我对计算机科学的深度和广度有了全新的认识。我开始思考,并非所有问题都能被计算机高效地解决,而理解这些局限性,正是推动计算机科学不断前进的关键。作者在结尾部分也鼓励读者继续探索和研究,这种对未知领域的探索精神,深深地感染了我。我感觉自己不仅仅是在学习现有的知识,更是在站在巨人的肩膀上,思考未来计算机科学可能的发展方向。这本书为我的学术生涯注入了新的活力和动力。

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《Foundations of Computer Science》这本书给我带来的最深刻体验之一,便是它在抽象概念具体化方面的出色表现。很多计算机科学的理论,例如形式语言、自动机理论,初听起来都显得相当抽象和晦涩。然而,这本书的作者运用了大量生动形象的比喻和实例,将这些看似遥不可及的概念,变得触手可及。我记得在学习有限状态机时,作者将其类比为自动售货机的工作流程,从投币、选择商品到最终出货,每一个环节都对应着一个状态和转移。这样的类比,不仅让我迅速理解了有限状态机的核心思想,更重要的是,它让我开始思考如何在现实世界中识别和应用类似的模型。这种将抽象理论与具体实践相结合的教学方法,极大地降低了学习门槛,也让我在学习过程中体会到了知识的趣味性。

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我在阅读《Foundations of Computer Science》时,经常会被书中对于不同计算模型之间关系的探讨所吸引。作者并没有局限于单一的计算模型,而是深入介绍了图灵机、有限自动机、以及Lambda演算等多种模型,并详细阐述了它们之间的等价性以及各自的优势。这种广阔的视野,让我对计算的本质有了更深刻的理解。我认识到,尽管存在着不同的形式化描述,但它们都指向了同一类“可计算”的问题。这不仅让我对计算机科学的理论边界有了清晰的认识,也帮助我理解了为什么各种不同类型的计算机能够执行如此广泛的任务。这种对计算模型之间深刻联系的探索,是我在其他计算机书籍中很少见的。

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对于《Foundations of Computer Science》这本书,我首先想分享的是它在构建逻辑思维方面的卓越能力。在阅读的过程中,我发现作者非常注重引导读者理解“为什么”和“如何”解决问题,而不仅仅是罗列概念和算法。例如,在讲解某些算法的设计思路时,作者会先提出一个具体的问题场景,然后逐步分析该场景的特点,再引导读者思考能够满足这些特点的解决方案,最终引出最优的算法。这种循序渐进的讲解方式,极大地激发了我独立思考的潜力。我曾经在尝试解决一些实际编程问题时,常常会陷入思维定势,而这本书提供的分析框架,帮助我学会了如何从更宏观、更具结构性的角度去审视问题,从而找到更有效率的解决路径。这种能力的提升,远远超出了单纯掌握计算机知识的范畴,对我日后的学习和工作都将产生深远的影响。

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我必须提及《Foundations of Computer Science》在梳理和组织知识结构上的精妙之处。这本书并非简单地将各个知识点堆砌在一起,而是构建了一个清晰、逻辑严谨的知识体系。作者仿佛一位技艺精湛的建筑师,将计算机科学的基石一块一块地垒砌起来,并确保每一块都牢固可靠,相互支撑。从最基础的集合论、逻辑学,到图论、算法分析,再到计算模型和复杂性理论,每一个章节的衔接都自然流畅,层层递进。我能够清晰地看到不同概念之间的内在联系,理解它们是如何相互作用,共同构建起整个计算机科学的宏伟大厦。这种系统的学习体验,让我对这门学科的理解不再是零散的点状知识,而是形成了一个完整的、有机的整体,这对于建立深刻的认知至关重要。

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