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出版者:

作者:Doyle, Barbara

出品人:

页数:832

译者:

出版时间:2007-8

价格:$ 165.95

装帧:

isbn号码:9781423901464

丛书系列:

图书标签:

• C#
• NET
• 编程
• 开发
• 软件开发
• 教程
• 入门
• 算法
• 数据结构
• 面向对象
• Windows应用

深入探索编程世界的基石：一本关于计算机科学基础与前沿技术的导读 本书旨在为所有对计算机科学充满好奇、渴望掌握编程核心技能的读者提供一份全面而深入的入门指南。我们聚焦于构建坚实的理论基础，并辅以实践驱动的案例分析，确保读者不仅能“写出”代码，更能“理解”代码背后的逻辑与原理。本书的叙事结构将引导读者从最基础的计算模型出发，逐步攀登至现代软件工程的复杂前沿。 第一部分：计算的本质与逻辑的构建 本部分是构建一切编程思维的基石。我们不直接陷入任何特定语言的语法细节，而是探讨计算本身的运作方式。 第一章：信息的数字化与抽象 本章首先追溯了信息论的基础，探讨了数据如何从连续的物理世界转化为离散的、可计算的二进制形式。我们将详细解析比特、字节以及它们在高层抽象中扮演的角色。重点在于理解冯·诺依曼架构的原理，剖析中央处理器（CPU）、内存（RAM）和输入/输出（I/O）系统如何协同工作，形成现代计算机运行的基础模型。在此基础上，我们将介绍布尔代数在硬件逻辑门层面的实际应用，从而揭示所有高级功能是如何建立在简单的逻辑“是”与“否”之上的。 第二章：算法思维与问题分解 算法是程序的灵魂。本章专注于培养读者的“算法思维”。我们将系统性地介绍问题分解技术，即如何将一个庞大、复杂的任务拆解为一系列可管理、可执行的子步骤。内容涵盖经典算法设计范式，如分治法（Divide and Conquer）、贪心算法（Greedy Algorithms）和动态规划（Dynamic Programming）的初步概念介绍。我们通过大量的图示和伪代码示例，阐释每种范式的适用场景与效率考量，但不涉及任何特定编程语言的语法实现，确保讨论的普适性。 第三章：数据结构的原理与效率度量 程序处理数据的方式直接决定了其性能。本章深入探讨基础数据结构的内在机制。我们将详细解析线性结构（如栈与队列的LIFO/FIFO原则、链表的内存布局）与非线性结构（如树、图的拓扑排序、遍历策略）的设计哲学。重点将放在时间复杂度和空间复杂度的分析上，利用大O表示法（Big O Notation）建立一套客观评估数据结构性能的通用标准。读者将学会何时选择数组、何时选择动态列表，以及如何理解索引查找与遍历操作之间的性能权衡。 第二部分：软件工程的基石实践 在理解了计算的底层逻辑后，本部分将引导读者进入现代软件开发所需的实践框架。 第四章：控制流与程序流程的精妙控制 本章专注于如何通过控制结构来指导程序的执行路径。我们探讨顺序、选择（条件判断）和重复（循环）这三大基本控制流的组合应用。更进一步，我们将讨论递归的概念，将其视为一种强大的、优雅的自我引用流程控制手段，并分析递归与迭代在解决特定问题时的优劣势对比。此外，我们还将涉及异常处理机制的基础，即如何在程序预期行为中断时，优雅地恢复或终止执行，确保程序的健壮性。 第五章：内存管理与程序状态 理解程序如何在计算机内存中“居住”是高性能编程的关键。本章将剖析内存的层次结构，从CPU缓存到主内存，再到磁盘存储。我们将详细区分堆（Heap）与栈（Stack）的工作原理、生命周期管理及其在变量存储上的差异。对于编译型与解释型语言在内存分配和释放上的哲学差异，也将进行深入的对比分析。本章致力于让读者对“变量的生命周期”有一个清晰的、物理层面的认知。 第六章：模块化设计与信息隐藏 大型系统的可维护性依赖于良好的设计。本章侧重于模块化编程的理念，即如何将功能划分为独立、可复用、易于测试的单元。我们将介绍接口（Interface）和抽象（Abstraction）的概念，探讨如何通过定义清晰的契约来隔离系统的内部实现细节，从而实现信息隐藏。这不仅是代码组织的方式，更是一种管理复杂性的思维模式。 第三部分：超越基础：现代计算的视角 本部分将视野扩展到构建当代复杂系统所必须掌握的高级概念。 第七章：并发性与并行性导论 随着多核处理器的普及，理解如何同时执行多个任务至关重要。本章清晰地区分了并发（Concurrency）与并行（Parallelism）的本质区别。我们将介绍线程（Threads）、进程（Processes）的基本模型，并讨论同步机制，如锁（Locks）、互斥量（Mutexes）和信号量（Semaphores）在协调共享资源访问中的作用。此外，我们将探讨并发编程中常见的陷阱，如死锁（Deadlock）与竞态条件（Race Conditions）的识别与规避策略。 第八章：面向对象的范式与设计原则 本章系统阐述面向对象编程（OOP）的核心思想。我们将详细解析封装、继承和多态这三大支柱，并探讨如何利用它们来构建灵活、可扩展的代码结构。在深入讨论完这些基本概念后，我们将过渡到更高级的SOLID设计原则——单一职责、开放/封闭、里氏替换、接口隔离和依赖反转。这些原则是衡量代码设计质量的关键标尺。 第九章：系统级交互与数据持久化基础 现代应用程序很少是孤立的。本章将探讨程序如何与外部世界进行有效通信。我们将介绍网络通信的基础协议栈（如TCP/IP的简要概述），理解客户端-服务器模型的运作方式。在数据持久化方面，本章会对比关系型数据库的基本查询逻辑（不涉及具体SQL语法，而是概念）与非关系型存储在结构和应用场景上的差异，帮助读者建立对数据存储生命周期的整体认识。 第十章：面向未来的计算趋势 作为结语，本章展望了当前技术领域的热点与未来方向。我们将探讨函数式编程（Functional Programming）范式对传统命令式编程的补充和影响，特别是其在保证代码无副作用（Side-Effect Free）方面的优势。此外，还将简要介绍编译器与解释器在代码执行过程中的核心区别，以及性能调优的通用思路——如何从高层设计缺陷入手而非仅仅是微观代码优化来提升系统效率。 通过对以上十大主题的细致梳理与深入探讨，本书旨在为读者打造一个全面、稳固的计算科学知识体系，使其具备在任何特定编程语言的约束之外，进行高效、高质量软件设计和实现的能力。

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