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出版者:西安交通大学出版社

作者:叶林

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-01-01

价格:22.0

装帧:

isbn号码:9787560512259

丛书系列:

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• 计算机等级考试
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计算机科学与技术前沿探索：从基础理论到应用实践 本书旨在为计算机科学与技术领域的学习者、研究人员和从业者提供一个全面而深入的知识框架，涵盖了从核心理论基础到尖端技术应用的多个维度。本书不侧重于特定考试的短期应试技巧，而是致力于构建坚实的理论根基和广阔的实践视野，以应对信息技术日新月异的挑战。 --- 第一部分：计算的基石与核心原理 本部分深入探讨了计算机科学的数学和逻辑基础，为后续复杂的学习奠定坚实的基础。 第一章：离散数学与形式逻辑 本章详述了支撑现代计算的数学分支。我们首先回顾集合论、关系与函数，重点阐述它们在数据结构和算法设计中的应用。随后，深入探讨图论，包括图的遍历算法（如Dijkstra、Floyd-Warshall）、最小生成树的构造（Prim、Kruskal），以及网络流理论的基础。逻辑部分着重于命题逻辑和谓词逻辑的推理规则，并引入布尔代数在线路设计和电路优化中的关键作用。此外，本章还将介绍计数原理、概率论在算法分析中的初步应用，以及关于可计算性理论的初步探讨。 第二章：数据结构与高级算法设计 本章超越了基础数组和链表的范畴，聚焦于高效组织和处理复杂数据的结构。详细分析了树形结构，包括AVL树、红黑树等自平衡二叉搜索树的内部机制、旋转操作与维护，并扩展到B树、B+树在数据库索引中的应用。散列表（Hash Table）的性能分析，包括冲突解决策略（开放寻址法与链地址法）及其对平均和最坏情况时间复杂度的影响是重点。我们还系统研究了堆结构（二叉堆、斐波那契堆）及其在优先队列中的实现。 在算法设计方面，本章系统梳理了经典的算法范式：分治法、贪心算法、动态规划。动态规划部分将通过实例深入剖析状态转移方程的建立，例如背包问题、最长公共子序列等经典问题。此外，本章还将介绍高级图算法，如最大流/最小割算法（Ford-Fulkerson及其改进），以及计算几何基础算法（如凸包）。 第三章：计算机体系结构与组织 本章旨在剖析计算机系统的物理实现和底层工作机制。从冯·诺依曼结构出发，详细介绍指令集架构（ISA）的设计原则，包括RISC与CISC的哲学差异。重点剖析CPU的工作流程，包括指令的取指、译码、执行和写回过程，流水线技术（Pipeline）的原理、延迟与吞吐量的权衡，以及分支预测策略。存储系统是本章的另一核心，深入探讨存储器层次结构（寄存器、高速缓存、主存、辅助存储），缓存一致性协议（如MESI），以及虚拟内存的管理机制（分页、分段、TLB的工作原理）。最后，将介绍多核处理器的并行性挑战与互连网络拓扑。 --- 第二部分：软件的构建与系统实现 本部分关注如何将理论转化为可执行的、健壮的软件系统。 第四章：操作系统原理与高级并发 本章深入解析操作系统的核心职能。进程与线程的管理机制是重点，包括上下文切换的开销、进程间通信（IPC）的多种方式。内存管理部分细致讲解虚拟内存的实现细节，如页面置换算法（FIFO、LRU、OPT）的优劣对比，以及内存保护机制。文件系统部分涵盖了不同类型文件系统（如Ext4、NTFS）的结构、磁盘调度算法，以及数据一致性的保证。 并发与同步是操作系统的难点与重点。本章详述了并发控制的原语，包括信号量、互斥锁、管程的理论与实践。深入分析并发访问共享资源的典型问题（如生产者-消费者、读者-写者问题），并探讨死锁的检测、预防与避免策略。 第五章：编译原理与程序语言理论 本章系统地介绍了高级编程语言到机器代码的翻译过程。从词法分析（正则表达式与有限自动机）开始，到语法分析（LL(1)、LR(1)分析器的构造与应用），构建语言的抽象语法树（AST）。语义分析阶段，重点讨论类型检查、属性文法以及中间代码的生成（如三地址码）。优化阶段，将涵盖机器无关优化（如常量折叠、死代码消除）和面向特定硬件的优化技术。最后，简要介绍解释器与即时编译（JIT）的基本原理。 第六章：数据库系统与高级查询优化 本章超越了SQL基础，聚焦于大规模数据管理的理论与工程实践。关系代数与元组演算作为理论基础，是理解SQL语义的关键。事务管理部分深入探讨ACID特性，以及并发控制协议（两阶段封锁2PL、时间戳协议）的机制及其局限性。性能优化是核心，详细分析索引结构（B+树、哈希索引）的选择与维护，以及查询优化器的工作流程，包括查询分解、代数优化和基于成本的执行计划生成。此外，本章还将引入NoSQL数据库的基本模型（如键值存储、文档数据库）及其适用场景。 --- 第三部分：网络、安全与前沿技术 本部分关注信息如何在系统间传输、如何保障信息安全，以及当前技术热点。 第七章：计算机网络与分布式系统 本章从协议栈的角度全面审视网络通信。详细分析TCP/IP协议栈的每一层：从物理层和数据链路层的介质访问控制（MAC）到网络层的IP寻址、路由选择算法（RIP, OSPF, BGP）。传输层重点剖析TCP的拥塞控制机制（如慢启动、拥塞避免）和UDP的无连接特性。应用层则侧重于HTTP/2、DNS的工作原理。 分布式系统部分探讨了现代大规模应用面临的挑战：一致性模型（最终一致性、强一致性）、容错机制、分布式事务处理（如Two-Phase Commit 2PC）。分布式协调服务（如Paxos/Raft算法）的原理和实现是本章的深度内容。 第八章：信息安全与密码学基础 本章介绍信息安全的基本概念和防御技术。从经典密码学理论出发，详细分析对称加密（AES）和非对称加密（RSA、ECC）的数学基础、工作流程和安全性分析。哈希函数在数据完整性验证和数字签名中的应用是重点。本章还将介绍公钥基础设施（PKI）和证书管理，以及常见的网络攻击类型（如DDoS、注入攻击）和相应的防御措施，包括防火墙、入侵检测系统（IDS）的设计思想。 第九章：机器学习与数据科学基础 本章为理解当前AI热潮提供必要的数学和算法支撑。重点介绍监督学习、无监督学习和强化学习的基本框架。在线性回归和逻辑回归中，深入探讨损失函数（Cost Function）和梯度下降算法的优化过程。模型评估方面，细致讲解了交叉验证、偏差-方差的权衡、以及评估指标（精确率、召回率、F1分数）。针对神经网络，本章将构建基础的多层感知机（MLP），解释反向传播（Backpropagation）的数学推导和实现细节。 --- 本书的特点： 本书的编写遵循从抽象到具体、从理论到实践的逻辑顺序。每一章节都旨在提供一个深厚的理论背景，辅以精选的工程案例和伪代码示例，以确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。它鼓励读者进行深入的思考和推导，而非简单地记忆结论，从而培养独立解决复杂技术问题的能力。本教程适合希望全面提升自身技术栈深度，并为未来研究或高级职位做准备的读者。

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坦率地说，这本书带给我的心理建设作用是巨大的。在备考的焦虑期，面对堆积如山的资料，往往让人无从下手，感到力不从心。然而，这本教程的结构清晰、目标明确，仿佛一个可靠的向导，每走一步都有清晰的路标指引。它没有过度渲染考试的难度，而是通过科学的分解，将一个庞大的目标拆解成了一个个可以实现的小任务。我发现，仅仅是按照书中的章节顺序，一步一个脚印地完成学习计划，我的信心就有了显著的提升。它不仅仅是一本知识的载体，更像是一个经过精心设计的“学习流程优化器”。我甚至开始期待下一个章节的学习，因为我知道，只要跟着这本书的节奏走，通过考试就只是时间问题。这种由内而外散发的确定感和掌控感，是任何其他资料都无法比拟的宝贵财富。

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当我开始深入研读这本书时，最令我惊喜的是它对最新考试大纲的把握程度，简直是分秒不差。我对比了官方发布的最新要求，发现这本书几乎是同步更新的，这在市面上很多教材中是很难得的，很多出版社的书籍往往滞后于考试改革的步伐。更厉害的是，它在讲解那些高频考点时，融入了大量的“陷阱识别”技巧。作者似乎深谙命题人的“套路”，提前把那些容易让人失分的细节都用醒目的方式标注出来，并提供了绕过这些陷阱的实用方法。比如在数据结构那一章，对于递归和迭代的转换问题，这本书提供了一套非常直观的思维导图，我以前一直很头疼的循环边界问题，通过这套图示一下子就清晰明了了。这本书的语言风格非常接地气，没有太多晦涩难懂的专业术语堆砌，即便是初学者也能快速进入状态，这极大地提升了我的学习信心，让我觉得那些看似高不可攀的计算机知识也不是那么遥不可及了。

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这本书的封面设计得非常醒目，色彩搭配既专业又不失活力，让人一看就知道是针对考试的实战手册。我当时在书店里一眼就被它吸引了，因为它不像其他同类书籍那样死板。翻开内页，首先感受到的是排版的精良，字体大小适中，段落间距合理，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。内容组织上，它似乎采用了一种非常高效的学习路径规划，从基础概念的梳理开始，逐步过渡到复杂的应用技巧，逻辑衔接得非常自然流畅。尤其值得称赞的是，它对历年真题的解析部分，那种细致入微的分析简直就是教科书级别的示范，每一个知识点都给出了多角度的解读，让人不仅知其然，更能知其所以然。我感觉这本书的设计初衷就是为了最大化考生的短期冲刺效率，它没有用太多冗余的理论去填充篇幅，而是直奔主题，直击考点，这对于时间紧迫的考生来说，简直是雪中送炭。它更像是一位经验丰富的老教师，在你面前耐心拆解每一道难关，确保你每一步都走得扎实而有方向感。

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从整体阅读体验来看，这本书的辅助材料设计得非常巧妙。它没有将所有内容塞进主教材里，而是巧妙地运用了二维码链接，指向一些在线资源，比如配套的练习题库和不定时更新的考点微调通知。这种线上线下的结合模式，让这本书保持了“生命力”。我特别喜欢它在每个章节末尾设置的“自测问答环节”，这些问题都不是简单的选择题，而是需要读者动手编写或口述逻辑的开放性问题，有效地检验了我们是否真正掌握了知识的精髓，而不是死记硬背。此外，装帧的质量也值得称赞，纸张厚实，不易洇墨，即便是经常翻阅和做笔记，也不会很快出现破损。对于一套需要高强度使用的考试用书来说，这种耐用性也是一种隐形的加分项，体现了出版方的专业和用心。

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这本书的实操性是我最为看重的一点。很多教程只停留在理论层面，讲完概念后，读者就得自己去面对复杂的编程环境和调试过程。但这本书在这方面做得非常到位，它似乎内置了一个“虚拟实验平台”。对于每一个核心算法或编程练习，它都附带了详细的步骤截图和代码块，甚至连编译环境的选择和常见错误的提示都考虑进去了。我按照书上的步骤敲打代码时，几乎没有遇到过环境配置上的麻烦。更让我佩服的是，它不仅仅给出了标准答案，还针对性地提供了“优化解法”和“效率对比分析”。这种深入到性能层面的探讨，使得这本书的价值远超一本简单的应试指南，它正在塑造我未来解决实际问题的能力。读完这本书，我感觉自己不仅仅是准备应试，更是在学习一种严谨的工程思维，这才是高水平培训的真正价值所在。

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