工程实习与训练

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出版者:上海科学技术文献出版社
作者:吴小竹
出品人:
页数:336
译者:
出版时间:2006-8
价格:25.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787543929883
丛书系列:
图书标签:
  • 大学教材
  • 工程实习
  • 工程训练
  • 实践教学
  • 高等教育
  • 职业发展
  • 技能提升
  • 工程实践
  • 大学生
  • 实习报告
  • 毕业设计
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具体描述

工程实习与训练(高等学校教材),ISBN:9787543929883,作者:吴小竹、朱震

好的,这是一本关于《高级数据结构与算法设计》的图书简介,完全不涉及《工程实习与训练》的内容,旨在深入探讨计算机科学的核心理论与实践应用。 --- 《高级数据结构与算法设计》 核心思想与目标读者 本书旨在为计算机科学、软件工程及相关领域的学生、研究人员和专业开发者提供一套全面、深入且具有前瞻性的知识体系,专注于高级数据结构、复杂算法设计、性能优化及理论分析。我们不再停留于基础的链表、栈、队列或排序算法的表面介绍,而是直接切入现代计算领域面临的挑战:如何在高维空间中高效存储和检索数据?如何设计出在最坏情况下仍能保持最优性能的算法?如何利用并行计算和分布式架构来解决超大规模问题? 本书的核心目标是培养读者从理论高度审视问题、从底层原理设计方案的能力。通过严谨的数学分析和精妙的算法构造,读者将能够构建出比通用库函数更高效、更适应特定业务场景的复杂数据结构和算法系统。 第一部分:深度剖析经典与现代数据结构 本部分将对传统数据结构进行一次彻底的“解剖”,并引入在特定领域表现卓越的现代结构。 第1章:平衡搜索树的进阶理论与实践 本章超越了基础的AVL和红黑树,重点探讨B+树在数据库索引中的核心作用,分析其磁盘I/O优化机制。我们将深入研究2-3-4树的结构特性,并详细推导大小调整方案(Size-Balanced Trees)在动态集合维护中的效率优势。此外,我们还会引入跳跃表(Skip List)的概率分析,探讨其在并发环境下的优势,并提供C++和Java中实现并发跳跃表的完整代码示例。 第2章:空间数据结构与多维索引 面对地理信息系统(GIS)、计算机图形学和大规模数据分析的需求,标准的一维结构已无法胜任。本章聚焦于K-D树(K-Dimensional Tree)和R树(Rectangle Tree)。我们将详细分析K-D树的近邻搜索(Nearest Neighbor Search)的复杂度,并阐述如何通过R树的改进策略(如子树分裂机制、空间填充曲线排序)来有效应对矩形重叠问题。对于处理流数据或动态空间查询,我们还将介绍基于四叉树(Quadtree)和八叉树(Octree)的动态维护算法。 第3章:哈希结构的终极优化 本章将哈希从简单的查找工具提升到高性能系统设计的关键组件。除了基础的开放寻址法和链地址法,重点将放在一致性哈希(Consistent Hashing)的设计原理,这是分布式缓存和负载均衡系统的基石。我们将推导Voldemort和Dynamo等知名系统中如何使用环形哈希来最小化数据迁移成本。此外,我们还会探讨完美哈希(Perfect Hashing)的应用场景,以及如何利用Cuckoo Hashing在保证O(1)最坏情况查找时间的同时,提高空间利用率。 第二部分:复杂算法设计范式与分析 本部分是本书的核心,专注于高阶算法思维的培养,涵盖了从优化到近似计算的多个层面。 第4章:动态规划的深度拓展与状态压缩 本章超越了背包问题和最长公共子序列的初级应用。我们深入探讨环路依赖下的动态规划(如旅行商问题的高效剪枝),以及如何利用状态压缩技术(Bitmask DP)解决NP困难问题的特定实例。关键在于如何识别子问题的最优子结构,并用数学归纳法严格证明DP解的正确性与最优性。 第5章:图论的非传统应用与流网络优化 在图算法部分,我们将跳过Dijkstra和Floyd-Warshall的基础介绍,直接聚焦于最大流/最小割的高级变体。重点分析Push-Relabel算法及其并行化策略,探讨其在资源分配和网络可靠性分析中的实际应用。同时,我们还将介绍匹配理论(Matching Theory),特别是匈牙利算法在二分图匹配中的效率与扩展到一般图的挑战。 第6章:近似算法与NP难问题求解策略 面对大量计算上不可解的问题,本章介绍了构建可接受近似解的科学方法。我们将详细讲解近似比(Approximation Ratio)的定义与计算,并深入剖析线性规划松弛(Linear Programming Relaxation)在近似算法设计中的作用,特别是针对Set Cover和Max-Cut问题的经典近似算法构造。 第三部分:高性能计算与算法实现 数据结构和算法的真正价值在于高效的落地。本部分关注如何将理论转化为实际的高性能代码。 第7章:并行与并发算法设计 现代计算环境要求算法具备并行处理能力。本章探讨分治策略的并行化(如并行排序和矩阵乘法)。我们将介绍Bloom Filters在分布式系统中的应用,以及Lock-Free数据结构的构建原理,特别是如何使用原子操作(CAS)来实现高性能的无锁栈和队列,避免传统锁机制带来的死锁和上下文切换开销。 第8章:算法的内存层级优化与缓存效率 性能瓶颈往往不在于CPU周期,而在于内存访问延迟。本章引入外存算法(External Memory Algorithms)的概念,重点分析缓存感知(Cache-Oblivious)的设计原则,即算法的设计无需明确知道底层缓存的大小和行宽,但仍能自然地利用缓存局部性。我们将分析Tiled Matrix Multiplication的性能提升机制,并讨论如何调整数据布局以最大化L1/L2缓存命中率。 第9章:算法性能的严格评估与基准测试 本章强调科学验证。我们将教授如何使用渐进分析(Asymptotic Analysis)之外的工具来评估算法,包括常数因子优化的意义。内容将涵盖迹线分析(Amdahl's Law)在评估并行加速潜力时的应用,以及如何使用专业的基准测试工具(如Google Benchmark)来隔离和度量不同算法分支的实际性能开销,确保代码的性能优化是基于实证而非臆测。 结语 《高级数据结构与算法设计》不仅仅是一本工具书,它是一扇通往计算思维深处的门户。掌握这些高级技术,读者将能够自信地应对从超大规模系统设计到前沿科学计算中的核心性能挑战,真正实现“以算法驱动工程”。

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这本书对“严谨性”和“规范性”的反复强调,给我留下了极其深刻的印象,并且让我认识到,这才是工程领域最核心的素养之一。在很多非工程领域,我们可能更注重灵感和创意,但在工程世界里,任何一个微小的疏忽都可能导致灾难性的后果。书中详细阐述了各种工程标准、质量控制体系以及风险评估方法,并用大量实例说明了遵守这些规范的重要性。例如,在讲述桥梁设计时,作者详细解释了材料的力学性能参数的选取、荷载的计算方式、以及风力、地震等环境因素的考虑,并强调了每一个计算步骤都必须经过反复核验。这种对细节的极致追求,让我看到了工程师的责任感和专业性。书中所倡导的“流程化思维”也让我受益匪浅,它教会我如何将一个复杂的工程任务分解成一系列可管理的步骤,并对每个步骤的输入、输出、预期结果以及潜在风险进行清晰的定义。这种结构化的思考方式,不仅有助于提高工作效率,更能有效地避免错误,确保工程项目的顺利进行。它让我明白,工程的魅力不仅在于其解决问题的能力,更在于其背后那份对精确和可靠的不懈追求。

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《工程实习与训练》在激发读者对工程创新的热情方面,做得尤为出色。它不仅仅是教授现有的工程技术,更是在引导读者去思考如何改进和创造。书中有一部分专门讨论了“工程伦理”和“可持续发展”的话题,这让我意识到,优秀的工程师不仅要掌握技术,还要具备社会责任感和长远眼光。作者们通过分析一些在技术发展过程中出现的负面案例,比如环境污染、资源枯竭等问题,强调了在工程实践中必须考虑环境和社会影响。他们鼓励读者在设计和实施工程项目时,积极寻求更加环保、高效和可持续的解决方案。此外,书中还介绍了一些前沿的工程技术和未来的发展趋势,例如人工智能在工程设计中的应用、3D打印技术的革新、以及新能源领域的突破等等。这些内容让我对工程的未来充满了无限的遐想,也激发了我学习更多新知识、掌握新技能的动力。它让我明白,工程是一个不断发展和创新的领域,而作为一名未来的工程师,必须保持终身学习的态度,才能跟上时代的步伐,为社会创造更大的价值。

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《工程实习与训练》在培养读者的“系统思维”方面,给我带来了全新的视角。工程问题往往不是孤立存在的,它们涉及到多个相互关联的子系统,并且会受到外部环境的影响。这本书通过对复杂工程项目的分析,教会我如何将一个大的问题分解成更小的、可管理的部分,并理解这些部分之间的相互关系。例如,在设计一个机器人时,作者会分别讲解机械结构、电子控制、软件编程等各个模块,但更重要的是,会强调这些模块如何协同工作,才能最终实现机器人的功能。书中对“接口设计”和“集成测试”的重视,也让我认识到,在工程实践中,如何让不同的部分有效地连接和协同工作,是至关重要的。它让我明白,一个优秀的工程设计,不仅要关注每个部分的独立性能,更要关注整体系统的性能表现。这种“全局观”的培养,对于解决现实世界中那些错综复杂的工程问题,具有不可估量的价值。

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初拿到《工程实习与训练》这本厚实的书,我最直观的感受便是它沉甸甸的分量,仿佛承载着无数工程实践的智慧与经验。我并不是科班出身,之前接触工程领域更多是通过新闻报道和一些科普读物。因此,当我翻开这本书时,内心是既期待又有些许忐忑的。期待的是,能借此了解那些在现实世界中搭建高楼、制造精密仪器、解决复杂问题的工程师们究竟是如何思考和操作的;忐忑的是,书中那些专业的术语和晦涩的理论,是否会让我这个“门外汉”望而却步。然而,随着阅读的深入,我发现这本书的设计者显然考虑到了不同背景读者的需求。它并非一股脑地堆砌枯燥的公式和定理,而是通过大量生动的案例、详实的步骤分解,以及对每一个环节背后原理的深入浅出的阐释,将原本抽象的工程概念变得触手可及。我尤其喜欢其中关于“问题导向”的学习方法,它强调在实际操作中发现问题,然后在理论的指导下寻求解决方案,这种循序渐进、学以致用的过程,让我深切体会到工程学的魅力所在。它让我明白,工程不仅仅是纸面上的计算,更是对现实世界的改造和对未知领域的探索,而每一次成功的实践,都离不开严谨的思考、扎实的训练以及对细节的极致追求。

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这本书给我留下的最深刻印象,莫过于它对“试错”这一工程过程中不可或缺的环节所给予的充分尊重和科学解读。很多时候,我们对工程的认知往往停留在成功的“成品”上,而忽略了背后无数次失败的尝试和反复的调整。然而,《工程实习与训练》却直言不讳地揭示了这一点,它通过一些经典工程事故的案例分析,以及新产品研发过程中遇到的各种挑战,向读者展示了“失败”并非终点,而是通往成功的必经之路。作者们并没有回避那些令人沮丧的失败,而是细致地剖析了失败的原因,并从中提炼出宝贵的经验教训。这种坦诚的态度,极大地缓解了我对于犯错的恐惧感。我开始理解,在工程实践中,每一次的“失败”都是一次数据收集、一次模型优化、一次对潜在风险的预警。书中所倡导的“迭代式改进”和“最小可行产品”的理念,更是让我看到了工程创新的一种高效模式。它鼓励我们在早期阶段就大胆尝试,通过快速反馈来不断完善设计,而不是等到一切都“完美”之后才推向市场,那样往往会错失良机,或者成本过高。这种对失败的辩证认知,不仅体现在技术层面,也渗透到工程管理和团队协作的方方面面,让我受益匪浅。

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阅读《工程实习与训练》的过程,仿佛经历了一场身临其境的工程实践之旅,即使我身处书桌前,也能感受到那些机械运转的震动和电子脉冲的跳跃。书中的图表设计非常出色,那些详细的结构示意图、流程图以及数据分析图,都极大地帮助我理解了复杂的工程原理。我尤其欣赏作者在介绍某个工程技术时,会追溯其历史发展脉络,并将其置于更宏大的技术背景下进行解读。例如,在讲述某个材料科学的进步时,作者会回顾人类历史上对金属、塑料等材料的探索过程,以及这些材料的发现如何深刻地改变了工业生产和社会生活。这种纵深感的挖掘,让我不单单是学习了“是什么”,更能理解“为什么”。此外,书中穿插的工程师访谈和行业专家观点,为我打开了另一个观察工程世界的视角。他们分享的职业生涯规划、技术发展趋势预测以及对未来工程的畅想,都充满了启发性。我不再觉得工程只是冰冷的技术,而是充满了人文关怀和对社会进步的贡献。这本书让我意识到,成为一名优秀的工程师,不仅需要扎实的专业知识,还需要广阔的视野、持续的学习能力以及对社会责任的担当。

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《工程实习与训练》在培养读者的“沟通协作”能力方面,也提供了不少有价值的启示。工程项目往往需要多人协作才能完成,而有效的沟通是团队成功的关键。《工程实习与训练》在讲解项目时,不仅仅关注技术层面的实现,还穿插了不少关于团队沟通、项目管理和文档记录的内容。例如,在描述一个大型工程项目时,作者会详细说明项目经理如何协调不同部门的工作,工程师之间如何进行技术交流,以及如何撰写规范的项目报告。书中强调的“清晰准确的表达”和“有效的反馈机制”,对于提升团队的协作效率至关重要。它让我明白,即使拥有再精湛的技术,如果无法有效地与他人沟通和协作,也难以实现大的工程目标。这种对“软技能”的重视,让我认识到,成为一名优秀的工程师,除了专业技能,还需要具备良好的沟通能力、团队合作精神和领导能力。这本书让我从一个更全面的角度去理解工程的本质,也为我未来的职业发展指明了方向。

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《工程实习与训练》在内容编排上,给我一种“由浅入深,由点到面”的递进感,让我在循序渐进中掌握知识。它并没有一开始就抛出过于高深的理论,而是从一些基础的工程概念和操作规范入手,例如如何正确使用测量工具,如何进行基本的电路连接,以及如何规范地记录实验数据。这些看似简单的内容,却构成了工程实践的基石,书中对这些基础知识的强调,恰恰体现了作者的严谨和对学生负责的态度。随着阅读的深入,书中开始引入一些更复杂的工程项目,比如如何设计一个简单的机械臂,如何构建一个基础的通信系统,以及如何进行初步的结构强度分析。在这些项目的讲解中,作者并没有直接给出“答案”,而是引导读者思考“问题”,然后逐步分析,给出解决问题的思路和方法。这种“授人以渔”的教学模式,让我真正体会到了学习的主动性和创造性。我不再是被动地接受知识,而是主动地去探索、去思考、去实践。书中的案例选择也相当广泛,涵盖了机械、电子、材料、软件等多个工程领域,这让我能够对不同学科的工程实践有一个初步的了解,也为我未来进一步的专业选择提供了参考。

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这本书带给我的,不仅仅是工程技术的知识,更是一种严谨、务实、创新的思维方式。我曾以为工程就是枯燥的计算和繁琐的操作,但《工程实习与训练》彻底改变了我的看法。它让我看到了工程师的智慧、耐心和创造力,也看到了工程项目是如何一步步从构思变为现实的。书中的案例覆盖了日常生活中的方方面面,从我们使用的手机、交通工具,到我们居住的房屋、使用的能源,无不体现着工程的伟大力量。它让我开始用一种全新的眼光去审视周围的世界,去思考这些事物是如何被创造和改进的。这种思维方式的转变,让我对工程领域产生了浓厚的兴趣,也激发了我想要成为一名能够用技术改变世界的工程师的梦想。这本书就像一位经验丰富的导师,用它深厚的学识和耐心的指导,为我打开了通往工程世界的大门,让我看到了一个充满无限可能性的未来。

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从读者的角度来看,这本书最大的价值在于它能够有效地弥合理论知识与实际应用之间的鸿沟。很多工程专业的学生在学习过程中,会发现理论知识虽然扎实,但在实际动手操作时却常常感到无从下手。这本书正是针对这一痛点,提供了大量详实的实操指导。书中对每一个实验或项目,都进行了细致的步骤分解,并配以清晰的图示和操作提示。更重要的是,它不仅仅停留在“怎么做”,而是深入解释了“为什么这样做”,让读者在掌握操作技巧的同时,也能理解其背后的原理。这种“理论与实践相结合”的学习方式,让我深刻地体会到了知识的真正意义。例如,在讲解某个传感器的工作原理时,书中不仅会给出详细的电路图和参数,还会通过一个具体的应用场景,展示这个传感器是如何在实际工作中发挥作用的。这种“学以致用”的感觉,极大地增强了我学习的积极性和自信心。它让我明白,工程技术并非高不可攀,而是可以通过系统性的学习和反复的实践来掌握的。

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