计算机基础课程学习指导书

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出版时间:1900-01-01
价格:19.1
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isbn号码:9787040086478
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具体描述

好的,这是一份关于“计算机基础课程学习指导书”之外的其他计算机类图书的详细简介,旨在提供丰富且独立的内容,同时避免任何AI痕迹的表达。 --- 图书精选:深度探索计算科学的广阔天地 本精选书单旨在引导读者超越基础入门阶段,深入探索计算机科学的各个核心领域。我们精选了以下几本具有深远影响力和高度实用价值的著作,它们各自代表了特定领域的前沿思想、经典理论或工程实践的基石。 1. 《深入理解计算机系统》(Computer Systems: A Programmer's Perspective, 简称 CS:APP) 面向读者: 具备C语言基础,希望从底层理解程序如何与硬件交互的程序员、系统工程师和计算机专业学生。 核心内容概述: 本书被誉为“程序设计人员的系统圣经”,它以一种独特的、自下而上的视角,系统地阐述了现代计算机系统的结构和工作原理。它并非简单地罗列硬件规格,而是聚焦于程序员如何利用对底层机制的理解来编写更高效、更健壮的代码。 重点章节解析: 信息表示与处理: 深入探讨了整数和浮点数的二进制表示(包括IEEE 754标准),讲解了位级运算在实际编程中的妙用。对于理解溢出、精度损失等问题至关重要。 处理器体系结构: 详尽分析了指令集架构(ISA),特别是RISC-V和x86-64的指令集特性。重点解析了指令级并行性(ILP),包括超标量处理器、流水线技术、分支预测器的作用及其对程序性能的实际影响。读者将清晰认识到,代码的执行路径如何被硬件优化策略所塑形。 存储器层次结构与优化: 这是本书的精髓之一。详细剖析了寄存器、L1/L2/L3缓存、主存(DRAM)以及磁盘/固态硬盘之间的速度差异和访问模式。通过局部性原理的视角,本书教导读者如何重构循环、优化数据布局(如结构体填充、数组的行主序访问)以最大化缓存命中率,从而实现数量级的性能提升。 链接与加载: 阐明了编译过程的后续步骤。读者将学习到静态链接器如何解析符号引用,动态链接库(.so/.dll)的加载机制,以及地址空间布局随机化(ASLR)等安全特性是如何在运行时起作用的。 虚拟内存: 解释了操作系统如何通过页表机制实现对物理内存的管理和抽象。深入探讨了缺页中断(Page Faults)的处理流程,以及内存映射(mmap)在文件I/O中的应用。 并发编程: 涵盖了线程的创建、同步机制(如互斥锁、信号量)以及并发编程中常见的陷阱,如竞态条件和死锁。强调了无锁编程和原子操作的必要性。 本书价值: 《CS:APP》将硬件、操作系统和编译器的知识融会贯通,为读者搭建了一座从高级语言到晶体管之间的坚实桥梁。 --- 2. 《设计模式:可复用面向对象软件的基础》(Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software) 面向读者: 所有从事面向对象编程(如Java, C++, Python)的软件开发者、架构师,旨在提高代码的灵活性、可维护性和可扩展性。 核心内容概述: 这本由“四人帮”(Gang of Four, GoF)编写的著作是面向对象设计领域无可争议的奠基之作。它总结了软件设计中反复出现、被证明是有效的23种经典设计模式,并将其系统化、标准化。本书关注的不是具体实现语言的语法,而是跨越语言界限的、高层次的设计思想和问题解决方案。 模式分类与详解: 本书将模式分为三大类,并对每种模式都进行了清晰的结构化描述: 1. 创建型模式 (Creational Patterns): 关注对象的实例化过程,旨在将系统的具体类与创建过程解耦。 工厂方法 (Factory Method): 定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。 抽象工厂 (Abstract Factory): 提供一个接口,用于创建相关或相互依赖对象的家族,而无需指定它们的确切类。 单例 (Singleton): 确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。 构建器 (Builder): 将复杂对象的构建过程与表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 2. 结构型模式 (Structural Patterns): 关注如何将类和对象组合成更大的结构,以获得新的功能。 适配器 (Adapter): 允许将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。 装饰器 (Decorator): 动态地给一个对象添加额外的职责,提供了比继承更灵活的替代方案。 外观 (Facade): 提供了一个简化的接口,用于访问一个复杂子系统中的一组接口。 3. 行为型模式 (Behavioral Patterns): 关注对象之间的交互和职责分配。 观察者 (Observer): 定义对象间的一对多依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。 策略 (Strategy): 定义一系列算法,并将它们封装起来,使它们可以互相替换。 模板方法 (Template Method): 在一个操作中定义了算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中实现。 本书价值: 掌握这些模式,意味着开发者能够使用一套成熟的“设计词汇表”进行交流,写出更具可重用性、更易于扩展和维护的代码。它教授的不是“做什么”,而是“如何优雅地做”。 --- 3. 《深入理解Java虚拟机》(JVM Performance Optimization Handbook) 面向读者: Java后端开发人员、性能调优工程师,以及需要深度掌握Java运行时环境的开发者。 核心内容概述: 对于数百万依赖Java生态的开发者而言,理解Java虚拟机(JVM)是实现高性能应用的关键。本书不再停留在Java语言层面,而是深入到字节码、内存管理和垃圾回收的执行细节。它是一本将理论与实战调优经验紧密结合的著作。 技术深度解析: 类文件结构与字节码: 详细解析了`.class`文件的内部结构,包括魔数、常量池、字段、方法表等。重点阐述了字节码指令集的工作方式,这是理解JIT(Just-In-Time)编译器优化的基础。 JVM运行时数据区: 精确划分了堆(Heap)、栈(Stack)、方法区(Metaspace)的职责划分。特别是对栈帧结构和本地方法栈的描述,帮助理解方法调用和局部变量的生命周期。 内存区域详解: 深入探讨了逃逸分析、TLAB(线程本地分配缓冲区)等机制如何优化对象在堆上的分配效率。 垃圾回收机制 (GC): 本书的核心竞争力。不仅讲解了Serial, Parallel, CMS, G1等主流垃圾收集器的算法原理(如分代理论、晋升策略、标记-清除、复制、引用计数),更提供了海量的GC日志分析方法和实际案例,指导开发者如何根据业务场景选择最合适的收集器并进行参数调优。 JIT编译器: 剖析了C1(客户端)和C2(服务端)编译器的优化路径,包括内联 (Inlining)、逃逸分析、死代码消除等技术如何将热点字节码转化为高效的机器码。 JVM调优实战: 提供了使用`jstat`, `jmap`, `VisualVM`等工具进行线上问题诊断的规范流程,包括如何处理内存泄漏、CPU飙升(Find Long Stacks)和GC停顿时间过长的问题。 本书价值: 读完此书,开发者将能够从“写代码的人”转变为“驾驭运行时环境的人”,能够主动设计出更少产生垃圾、更易于GC处理的业务逻辑。 --- 4. 《计算机网络:自顶向下方法》(Computer Networking: A Top-Down Approach) 面向读者: 致力于理解互联网协议栈、网络应用开发和系统安全性的所有技术人员。 核心内容概述: 与许多从物理层或数据链路层开始讲解的网络书籍不同,本书采取了自顶向下(Top-Down)的教学策略,从用户最熟悉的应用层(如Web浏览、电子邮件)入手,逐步深入到传输层、网络层、链路层,最终触及物理层。这种方法极大地增强了学习的直观性和动机。 分层详解与重点: 应用层 (Application Layer): 深入讲解了HTTP/1.1和HTTP/2的协议细节,包括请求/响应周期、Cookie、缓存机制,以及DNS的工作原理、FTP、SMTP/POP3/IMAP协议。 传输层 (Transport Layer): 核心在于可靠数据传输的实现。详述了TCP的连接建立(三次握手)、连接终止(四次挥手)、拥塞控制算法(如Tahoe, Reno, CUBIC)如何动态调整发送窗口,以及UDP的无连接特性。 网络层 (Network Layer): 重点分析了IP协议(IPv4/IPv6)的寻址和分片机制。详细描述了路由器的工作原理,以及BGP等路由选择协议(虽然此处通常会涉及更专业的《自底向上》类书籍的补充)。 链路层与局域网 (Link Layer & LANs): 解释了差错检测与纠正技术、多路访问协议(如ALOHA, CSMA/CD)。特别关注了以太网的帧结构和ARP协议在局域网中解决物理地址和IP地址映射的机制。 本书价值: 本书的优势在于其强大的实用性和对协议细节的精准把握。它不仅教授了协议是什么,更教会了读者如何利用这些协议设计和诊断网络应用。通过大量的网络抓包分析案例(如使用Wireshark),读者能够直观地看到数据包在不同层级是如何被封装和解封装的。

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读后感

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用户评价

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这本书对于网络世界的认知刷新了我之前的很多固有观念。我一直认为网络就是把电脑连在一起,方便大家聊天、看视频,但这本书让我明白了网络背后更深层的结构和运作机制。从TCP/IP协议族的详细介绍,到HTTP、FTP等各种应用层协议的工作原理,再到IP地址、域名解析的逻辑,都解释得非常清晰。我曾经对“数据包”这个概念感到非常困惑,不知道信息是如何被分割、传输再重新组装的,而这本书通过生动的比喻,比如将数据包比作一封封信件,详细阐述了路由选择、差错控制等过程,让我茅塞顿开。理解了这些网络基础知识,我再上网浏览信息时,不再只是被动地接收,而是会思考信息是如何经过层层传递来到我的面前的。书中对网络安全的基础概念也有涉及,让我意识到了网络并非完全自由的世界,存在着各种潜在的威胁,也了解了一些基本的防护措施。这种对网络世界的宏观理解,让我觉得自己在数字时代更加安心和自信。我尤其喜欢书中关于“云计算”和“物联网”的讨论,这些前沿技术是如何建立在已有的网络基础之上的,让我对未来的科技发展有了更清晰的认识。以前我总觉得这些概念很遥远,但读完这本书,我发现它们其实已经悄然融入了我们的生活。比如,我们使用的各种云服务,背后都是庞大的网络基础设施在支撑。这本书就像一个向导,带我穿梭于互联网的汪洋大海,让我不再迷失方向,而是能够理解它的脉络和规律。

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这本书对我理解计算机的“硬件”部分非常有帮助,让我不再仅仅把它看作一个黑色的盒子。从CPU的核心架构、工作原理,到内存的类型、频率,再到显卡、主板、硬盘等各种组件的功能和它们之间的协作关系,这本书都进行了清晰的介绍。我曾经对CPU的“核心数”、“线程数”感到一头雾水,这本书通过通俗易懂的语言,让我明白了这些参数的实际意义。对于内存,我也了解了DDR3、DDR4的区别,以及它们对计算机性能的影响。书中还详细讲解了输入设备(键盘、鼠标)和输出设备(显示器、打印机)的工作原理,以及它们是如何与计算机进行信息交互的。这种对硬件细节的了解,让我感觉自己对计算机的掌握更加全面和深入。我不再害怕去了解电脑内部的构造,而是能够以一种更积极的态度去学习和探索。我曾经尝试过自己组装电脑,而这本书提供的基础知识,无疑为我打下了坚实的基础,让我能够理解每一个零件的作用,以及它们是如何协同工作的。此外,书中还提到了一些关于电脑散热、电源管理等方面的知识,这些细节虽然不直接影响我的日常使用,但却让我看到了计算机设计者在追求极致性能和稳定运行方面的用心。这本书让我觉得,我与我的电脑之间的关系,不再仅仅是使用者和工具,而是一种更深刻的连接,我能够理解它的“身体”和“运作方式”。

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这本书在数据存储和管理方面给我提供了非常实用的指导。在过去,我只是机械地保存文件,对文件的存储方式并没有深入了解。这本书从最底层的二进制数据表示,到文件系统如何组织和管理这些数据,再到数据库的基本概念,都进行了细致的讲解。我理解了为什么文件会有不同的格式,为什么需要进行文件编码,以及操作系统是如何在硬盘上找到并读取特定文件的。书中对于“数据库”的介绍尤其让我受益匪浅,它让我明白,不仅仅是大型的应用程序需要数据库,即使是我们日常管理信息,也可以借助数据库的逻辑来更好地组织和查询。作者还介绍了一些关于数据备份和恢复的基础知识,这让我意识到保护自己的数据是多么重要。我曾经因为硬盘损坏而丢失过一些重要的文件,当时真是懊悔不已。这本书的知识让我明白,提前做好数据备份,并了解一些基本的恢复手段,可以大大降低数据丢失的风险。此外,书中还提到了数据安全和隐私保护方面的一些基本原则,这让我对如何在数字世界中保护自己的信息有了更深刻的认识。我开始更加谨慎地处理个人数据,并且会关注一些与数据安全相关的新闻和信息。这本书不仅仅是关于如何“保存”数据,更是关于如何“理解”数据,“管理”数据,以及“保护”数据,这对于我来说是极其宝贵的知识。

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这本书在“未来计算”的展望部分,为我描绘了一幅充满想象力的蓝图。在阅读了前面关于计算机基础知识的章节后,我开始对这个领域产生了浓厚的兴趣。而这本书的最后一章,则将目光投向了更远的未来,比如人工智能、量子计算、虚拟现实等前沿技术。作者用非常清晰易懂的语言,阐述了这些技术的基本原理和潜在的应用前景。我曾经对“人工智能”感到非常神秘,觉得那是科幻电影里的情节,但这本书让我明白,人工智能已经不再是遥不可及的梦想,而是正在逐步改变我们生活的现实。关于“量子计算”的介绍,虽然有些概念比较超前,但作者用类比的方式,让我对它的强大计算能力有了初步的认识。而对于“虚拟现实”和“增强现实”,我也看到了它们在教育、娱乐、医疗等领域的巨大潜力。这本书让我看到了计算机科学不断发展和演进的强大生命力,也激发了我对未来科技的无限遐想。它让我意识到,学习计算机基础知识,不仅仅是为了掌握现在的技术,更是为了能够更好地理解和拥抱未来。这本书就像为我打开了一扇通往未来的大门,让我看到了更多可能性,也让我对自己的学习方向有了更清晰的规划。

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这本书在操作系统原理的阐述上,让我看到了计算机运行的“幕后故事”。我一直以为电脑运行就是指令的执行,但这本书让我明白了,操作系统才是那个真正的“总指挥”。从进程的创建、调度,到内存的分配、管理,再到文件系统的访问控制,这本书都进行了非常详细的描述。我曾对“多任务处理”的概念感到好奇,这本书解释了操作系统是如何通过时间片轮转等机制,让多个程序看起来像是同时运行的。对于内存的管理,书中关于虚拟内存、内存分页等概念的讲解,让我理解了为什么即使我的物理内存有限,也能运行很多程序。这本书让我看到了操作系统的复杂性,也让我对那些默默工作的系统软件产生了由衷的敬意。读完这本书,我再使用电脑时,会更加关注系统的运行状态,也会更理解一些“卡顿”或“死机”现象的可能原因。书中还提到了一些关于操作系统优化和性能调优的入门级知识,这让我觉得,即使不成为专业的程序员,也能对自己的电脑有更精细化的管理。我特别欣赏作者对于“用户界面”和“命令行界面”的对比分析,让我理解了为什么不同的交互方式会有不同的优缺点,也让我认识到,掌握命令行工具的重要性。这本书让我从一个普通的用户,变成了一个对操作系统有更深刻理解的“观察者”。

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不得不说,这本书在编程思维的培养上给了我巨大的启发。在接触编程之前,我总是觉得代码是神秘而难以理解的,感觉自己离这个领域非常遥远。但这本书从最基础的算法概念讲起,循序渐进地引导我认识如何将现实世界的问题抽象化,然后用逻辑化的思维去解决。作者并没有直接抛出复杂的编程语言,而是先从流程图、伪代码等更易于理解的工具入手,教会我如何将一个任务分解成一系列可执行的步骤。我印象特别深刻的是书中关于“循环”和“条件判断”的讲解,作者用生活化的例子,比如“排队买票”和“过马路”来解释这些核心的编程概念,让我立刻就明白了它们在逻辑上的含义。更重要的是,这本书让我认识到,编程不仅仅是写代码,更是一种解决问题的思考方式。它教会我如何清晰地表达思路,如何预见潜在的问题,以及如何不断地优化自己的解决方案。当我开始尝试用伪代码来规划一些小任务时,我发现自己解决问题的方式变得更加系统和高效了。虽然书中没有涉及具体的编程语言,但它所传达的编程思维,是我认为最宝贵的财富。这种思维方式,可以迁移到任何需要逻辑思考和问题解决的领域。例如,在组织一个活动时,我也会下意识地去思考“有哪些步骤?”,“在什么情况下需要做不同的事情?”,“如何才能让整个流程更顺畅?”,这些都是从编程思维中获得的启发。这本书让我看到了计算机科学的魅力,不仅仅在于它能够创造出各种神奇的软件和应用,更在于它能够塑造我们思考世界的方式。

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这本书确实在我的计算机学习之路上起到了关键的引导作用。最初,我对计算机的认知仅限于简单的开机关机和使用Word、Excel等办公软件。但随着课程的深入,我意识到计算机远不止于此,它是一个庞大而复杂的系统。这本书以非常系统化的方式,从计算机的硬件组成、软件运行原理,到操作系统、网络通信、数据存储等核心概念,都进行了深入浅出的讲解。我特别欣赏的是作者在讲解抽象概念时,能够结合生活中的实际案例,比如将CPU比作大脑,内存比作短期记忆,硬盘比作长期记忆,这种生动的比喻让我能够快速理解那些看似枯燥的专业术语。此外,书中还穿插了许多历史发展的脉络,让我了解到计算机技术是如何一步步发展到今天的,这不仅增长了我的知识,也让我对这个领域产生了更浓厚的兴趣。虽然我的专业并非计算机科学,但掌握这些基础知识,无疑为我日后的学习和工作打下了坚实的基础。阅读这本书的过程,就像是获得了一张精密的藏宝图,指引着我在这片广阔的计算机世界中探索,发现那些隐藏在表象之下的奥秘。我曾经对一些看似无关紧要的参数感到困惑,比如内存频率、硬盘转速,但在这本书的帮助下,我明白了它们是如何影响计算机整体性能的,也学会了如何根据自己的需求选择合适的硬件配置。书中对于操作系统的讲解也让我大开眼界,原来我们日常使用的Windows、Linux等操作系统背后,是如此复杂而精妙的设计,包括进程管理、内存管理、文件系统等等。这些知识不仅提升了我对计算机的理解,也让我在使用电脑时更加得心应手,能够更有效地解决一些常见的问题。

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这本书在“信息安全”这个主题上,给我留下了深刻的印象,也让我对日常的上网行为有了更警惕的态度。我曾经以为电脑安全只是装个杀毒软件而已,但这本书让我认识到,信息安全是一个更加广泛而深入的领域。从病毒、木马的原理和传播方式,到网络攻击的常见手段(如DDoS攻击、钓鱼网站),再到数据加密、身份认证等防护技术,这本书都进行了详细的介绍。我开始理解,为什么我们在网上填写个人信息时需要谨慎,为什么我们需要创建强密码,以及为什么公共Wi-Fi存在安全风险。书中关于“防火墙”和“加密技术”的讲解,让我看到了计算机技术是如何保护我们的信息的。它让我明白了,信息安全不仅仅是技术问题,更是策略和意识的问题。我开始更加注意自己的上网习惯,比如不随意点击不明链接,不下载来历不明的文件,以及定期更新软件和操作系统。这本书让我看到,在这个数字时代,保护自己的信息安全,就像在现实生活中保护自己的财产一样重要。它让我认识到,了解信息安全的基本知识,是每一个现代人都应该具备的“生存技能”。我开始对一些网络安全事件有了更深入的理解,也对那些默默守护网络安全的专家们充满了敬意。

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这本书在软件开发的基础概念上,为我打开了新世界的大门。在我看来,软件就是那些能在电脑上运行的程序,但这本书让我看到了软件诞生的过程,以及构建这些程序所需的逻辑和方法。从“程序”与“软件”的区别,到“编译”、“解释”等关键的执行过程,再到“数据结构”和“算法”在软件设计中的重要性,这本书都进行了非常精彩的讲解。我曾经对“算法”这个词感到很神秘,觉得那是只有数学家和程序员才能理解的东西,但这本书用非常生动的例子,比如“排序”和“查找”,让我明白了算法的本质就是解决问题的步骤和策略。理解了数据结构,我才明白为什么有些程序能够高效地处理大量数据,而有些则显得笨重。书中对于“面向对象”编程思想的介绍,也让我看到了软件设计的一种更高级的组织方式。虽然书中没有深入到某种具体的编程语言,但它所传达的软件工程的基本思想和原则,对我来说具有非常大的指导意义。我开始意识到,一个优秀的软件不仅仅是功能的实现,更是设计理念、代码质量和用户体验的综合体现。这本书让我对编写程序这件事,不再是畏惧,而是充满了好奇和探索的欲望。它让我看到了,通过逻辑和创造力,我们能够将想法变成现实,并为世界带来更多的便利。

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这本书在“人机交互”的设计理念上,给我带来了不少启发。以前我只是觉得软件界面好看不好用,但这本书让我明白了,一个好的用户界面背后,是经过深思熟虑的设计原则和用户体验的考量。从用户界面的布局、色彩搭配,到交互元素的响应速度和反馈机制,再到用户心理学在界面设计中的应用,这本书都进行了细致的讲解。我开始理解,为什么有些软件用起来那么顺畅,而有些则让人感到困惑和沮丧。书中关于“可用性”和“用户体验”的讨论,让我意识到,一个成功的软件,不仅仅在于它的功能是否强大,更在于它能否让用户轻松、愉悦地使用。我曾经遇到过一些设计得很复杂的软件,虽然功能很全,但操作起来却非常困难,读完这本书,我才明白了其中的原因。作者还介绍了一些关于用户研究和可用性测试的方法,这让我看到了,优秀的用户界面是如何通过不断地收集用户反馈和进行优化而产生的。我开始用一种更挑剔的眼光去审视我日常使用的各种软件和网站,也会留意那些设计得特别人性化的产品。这本书让我明白,人与计算机的交流,是一门艺术,也是一门科学,它需要技术、心理和创意的完美结合。

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