Combinatorial And Computational Mathematics

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☆☆☆☆☆
出版者:Morgan & Claypool
作者:Nanda, S./ Rajasekhar, G. P. (EDT)
出品人:
页数:280
译者:
出版时间:
价格:$98.00
装帧:HRD
isbn号码:9788173195983
丛书系列:
图书标签:
  • 组合数学
  • 计算数学
  • 离散数学
  • 算法
  • 图论
  • 编码理论
  • 博弈论
  • 优化
  • 数学建模
  • 计算机科学
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具体描述

好的,以下是一本名为《Modern Discrete Structures and Their Applications》的图书简介,此书内容不涉及《Combinatorial And Computational Mathematics》中的组合数学与计算数学部分。 --- 《Modern Discrete Structures and Their Applications》 图书简介 概述 《Modern Discrete Structures and Their Applications》是一本深入探讨现代离散结构及其在当代科学、工程和技术领域中广泛应用的权威著作。本书旨在为读者提供坚实的理论基础,并清晰展示这些结构如何转化为解决实际问题的强大工具。它聚焦于离散数学中那些对计算机科学、数据科学、网络理论和复杂系统建模至关重要的核心概念,同时避免深入探讨组合计数和计算复杂性理论等传统组合与计算数学的深入分支。本书的重点在于结构本身的性质、它们之间的相互关系,以及如何利用现代代数、逻辑和图论的视角来理解和构建信息系统。 核心内容与结构 本书分为五个主要部分,循序渐进地构建起对离散结构世界的理解: 第一部分:基础逻辑与代数结构 本部分奠定了理解所有后续结构的基础。我们从命题逻辑与一阶逻辑的严格定义入手,探讨证明理论的原理,重点关注可判定性、完备性和紧致性。随后的章节转向抽象代数基础,但侧重于那些在离散结构中扮演关键角色的部分。这包括群论的基本概念——特别是置换群和作用,它们在对称性分析中的应用,以及环与域的初步介绍,着重于有限域(Galois Fields)在编码理论和密码学中的直接应用。本书对这些代数结构的介绍是面向应用的,避免了过于深入的同调代数或群表示论的抽象讨论。 第二部分:图论与网络分析 图论是离散结构的核心组成部分,本部分对其进行了全面而现代的审视。我们从图的基本概念、连通性、路径与环开始,但迅速转向图的结构性质,如平面图、对偶图以及拓扑不变量。重点章节深入探讨了网络流理论,包括最大流/最小割问题及其在资源分配中的应用,同时涵盖了网络中心性度量(如度中心性、介数中心性、接近中心性)在社会网络分析和信息传播模型中的实际意义。此外,本书详细讨论了频谱图理论的初步知识,即利用邻接矩阵和拉普拉斯矩阵的特征值来揭示图的全局结构特性,这在聚类和社区检测中至关重要。 第三部分:离散概率与随机过程 理解现代信息系统的随机性至关重要。本部分侧重于离散概率空间的定义和性质,并深入分析了马尔可夫链。我们详细讨论了离散时间马尔可夫链(DTMC)的状态空间、转移概率矩阵,并侧重于稳态分布的计算和吸收态分析。这些工具被直接应用于建模排队系统、随机游走问题以及离散时间系统的稳定性分析。本书的重点在于如何使用这些结构来模拟和预测离散事件系统的行为,而不是深入探讨连续时间随机过程的测度论基础。 第四部分:代数结构在编码与信息论中的应用 本部分专注于离散代数工具如何构建健壮的信息传输系统。本书详述了线性分组码的构造,特别是汉明码和循环码(如BCH码的初步概念),重点在于理解校验矩阵和伴随式的代数原理,以及它们如何实现错误检测与纠正。此外,我们探讨了有限域如何支撑有限域上的向量空间,这是理解现代错误修正码和密码系统(如椭圆曲线密码学中涉及的有限域运算)的基础。本章提供了详细的代数计算示例,但侧重于编码方案的实现逻辑而非信息论的香农极限理论。 第五部分:离散优化与结构化搜索 本部分探讨如何利用离散结构来解决复杂的优化问题,侧重于图上的优化算法及其背后的结构原理。我们详细分析了最短路径问题(Dijkstra、Floyd-Warshall)和最小生成树(Prim、Kruskal)的算法原理,着重于它们的贪婪选择性质和在网络设计中的应用。此外,本书讨论了匹配理论,特别是最大基匹配和完美匹配在资源分配问题中的应用。对于约束满足问题(CSP),本书侧重于回溯法和前向检查等搜索策略的结构化设计,而非复杂的组合优化理论(如整数规划的深入松弛方法)。 读者对象与特点 本书面向拥有微积分和线性代数基础的计算机科学、数据科学、电气工程、应用数学及相关专业的本科高年级学生和研究生。它也适合希望系统性地回顾并深化对现代离散结构及其在计算应用中作用的专业人士。 本书的特点在于其高度的结构化和实践导向。每个理论概念都紧密联系到一个具体的应用场景,通过丰富的图示、详细的算法伪代码和精心设计的练习题,帮助读者将抽象的离散知识转化为解决现实问题的能力。本书力求清晰、严谨,同时保持对初学者的友好性,是理解现代信息科学背后数学骨架的理想读物。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书在“计算”这一维度上的处理,是我个人认为最值得称赞,但也最需要读者具备一定基础的部分。它并没有将计算数学仅仅视为“应用”的附属品,而是将其作为分析组合结构本身不可或缺的一部分。作者对于算法效率的讨论,不是蜻蜓点水式地提一下“多项式时间”或“指数增长”,而是深入探讨了精确的渐近分析、对数函数的应用,以及如何通过巧妙的重新组织数据结构来优化搜索和枚举过程。例如,书中对某些特定图结构上的遍历算法的讨论,不仅给出了算法步骤,更重要的是,它量化了不同分支策略对时间复杂度的实际影响,这对于希望将理论知识转化为高效代码的工程师来说,是极其宝贵的财富。然而,这种深度也意味着它对读者的背景知识提出了更高的要求。如果读者对于基础的算法设计范式(如贪心、分治、动态规划)只有模糊的认识,那么在理解作者如何针对特定组合问题“定制”最高效的算法时,会感到非常吃力。它更多地是展示了“怎样才能达到最优”,而不是“如何从零开始设计一个合理的算法”。因此,我建议任何想从这本书中汲取最大价值的读者,务必先对经典算法与数据结构有一个扎实且深入的理解,否则,书中的计算分析部分很可能会成为压倒骆驼的最后一根稻草,让本该感到兴奋的计算优化过程,变成一场令人望而却步的数学迷宫探险。

评分☆☆☆☆☆

从出版质量和排版细节来看,这本书无疑是一流的。纸张的质感厚实而又不失韧性,墨水的颜色深沉,使得公式和文本的对比度极佳,长时间阅读眼睛不易疲劳。尤其是那些复杂的数学表达式,采用了业界顶尖的排版系统,即使是多层嵌套的积分符号或复杂的下标,也清晰可辨,没有出现任何字符重叠或者格式错乱的情况。这在涉及大量公式和复杂矩阵的领域来说,是一个巨大的加分项。唯一让我略感不便的是,书中的习题部分,虽然数量庞大,覆盖面极广,但它们大多集中在书的最后,缺乏在相关章节后立即出现。这意味着,当你在阅读完一个定理或者一种方法论后,你必须翻到书的最后部分去寻找对应的练习题来巩固。这种设计虽然保持了主体章节的阅读流畅性,避免了被大量的练习题打断,但对于即时反馈的学习习惯来说,无疑是一种挑战。读者需要强迫自己记住当前正在学习的内容,然后专门抽出时间进行回顾和练习,这中间的间隔时间可能会导致部分细节在记忆中迅速淡化。如果能采纳一些现代教材的布局,将一些关键的、不需要深度推导的巩固性练习题放在章节末尾的小方框内,而将那些需要大量篇幅的、更具挑战性的设计问题保留在全书末尾,可能会更好地服务于不同层次的学习者。

评分☆☆☆☆☆

语言风格方面,这本书的作者显然是一位追求极致精确性的学者。他使用的术语是教科书级别的,每一个限定词、每一个量词的摆放都经过了深思熟虑,确保在逻辑上无懈可击。这种严谨性在证明的准确性上体现得淋漓尽致,你几乎不用担心在某个微小的步骤上出现逻辑上的跳跃或者模糊不清的表达。然而,这种高度的精确性也带来了阅读上的“冷感”。书中几乎没有引入任何故事性、历史背景或者直观的类比来软化那些硬邦邦的数学概念。例如,当讲解到鸽巢原理的推广形式时,作者只是冷静地给出了一系列的数学符号定义和证明,没有提及“为什么我们会在现实中需要这种强大的分类工具”,也没有一个生活化的场景来帮助读者形象地理解“至少有一个篮子里有超过平均数量的球”这种抽象概念。这使得对于我这样更依赖图像思维和背景理解来吸收新知识的人来说,阅读过程变得有些枯燥和费力。我感觉自己像是在跟一台超级计算机对话,它输出的永远是最优化的、信息密度最高的逻辑序列,但缺乏那种人与人之间交流时特有的温度和引导。想要深入理解,只能依靠自己不断地在脑海中绘制图表,将那些抽象的符号“翻译”成可感知的概念,这无疑增加了理解的认知负荷。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节编排逻辑,乍一看似乎是按照标准的数学领域划分,先是代数结构的基础介绍,然后是数论中的一些高级应用,最后才触及到计算模型。但深入阅读后,我发现这种线性的组织方式在实际的知识串联上存在一些小小的障碍。比如,作者在很早的章节中引入了一个关于生成函数的强大工具,用它来优雅地解决了某个组合计数问题,那种震撼感是毋庸置疑的。然而,当我们读到关于动态规划的章节时,你会发现那个生成函数的强大威力似乎被束之高阁了,取而代之的是更偏向于迭代和状态转移的传统解法。这让我的思维在两个强大的数学范式之间来回切换,寻找它们之间潜在的、更深层次的联系,而书中似乎并没有明确指出:“看,生成函数在这里可以看作是描述你当前DP状态转移的‘母函数’。” 这种略显割裂的结构,使得全书更像是一系列精妙的“专题论文合集”,而非一部统一的、引导性的教材。它提供了大量的经典案例和技巧的展示,从排列组合的精巧构造到概率论在算法分析中的应用,每一个例子都像是一件独立的艺术品,细节打磨得非常到位,但缺乏一个将这些艺术品串联起来的宏大叙事线索。我花了很多时间去自己构建这些联系,这既是学习的乐趣,也是对编者在结构设计上略感遗憾的地方——如果能有一条更加清晰的、贯穿始终的主线来统摄这些看似分散的数学工具,那么这本书的教学价值会得到质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的封面设计着实抓人眼球,那种深邃的蓝色背景,配上银色的衬线字体,散发出一种古典而又严谨的气息,让人一看就知道这不是一本泛泛而谈的流行读物,而是直指核心的学术重镇。我最初翻开它,是冲着那些关于离散结构和算法效率的承诺去的,期待能找到一套系统性的、能把我从基础概念顺利过渡到高级理论的阶梯。然而,阅读体验却像是在攀登一座陡峭的山峰,虽然沿途的风景——那些精心构造的定理和证明——美不胜收,但对于初涉此道的读者而言,缺乏足够多的“脚手架”和“向导注释”。作者似乎默认了读者已经对图论、集合论以及基本的计算复杂性理论了如指掌,直接切入了证明的深水区。比如在讨论NP完全性的时候,关于约化步骤的论证如同行云流水,严密无懈可击,但如果一个人只是想了解“为什么这个特定问题会被认为如此难以解决”,这本书提供的解释可能过于技术化,让人感觉像是直接被扔进了高等数学的演讲厅,而不是一个友好的研讨会。我得承认,对于那些已经有扎实基础的同行来说,这种直截了当的叙述方式无疑是高效的,它省略了许多他们早已熟知的铺垫,直奔真理的核心。但对我而言,每一次深入阅读都像是一场智力上的马拉松,需要不断地停下来,翻阅附录或者查阅外部资料来确认那些被轻描淡写带过的基础概念。总而言之,它是一部为专家准备的精美工具箱,但对于那些渴望通过自学掌握这门艺术的后来者来说,可能需要额外的耐心和额外的参考书相伴。

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