计算机222-第3部分
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焕⑽笔兰扑慊谝蝗恕F浯危珻oncrete是Continuous(连续)加上discrete(离散)。不管连续数学还是离散数学,只要是能与我们研究的内容挂上钩的都是有用的数学!
2、理论与实际的结合计算机科学技术研究的范畴与学习方法
前面主要是从数学角度来看的。从计算机角度来看,理论计算机科学目前主要的研究领域包括:可计算性理论,算法设计与复杂性分析,密码学与信息安全,分布式计算理论,并行计算理论,网络理论,生物信息计算,计算几何学,程序语言理论等等。这些领域互相交叉,而且新的课题在不断提出,所以很难理出一个头绪来。想搞搞这方面的工作,推荐看中国计算机学会的一系列书籍,至少代表了我国的权威。下面随便举一些例子。
由于应用需求的推动,密码学现在成为研究的热点。密码学建立在数论(尤其是计算数论),代数,信息论,概率论和随机过程的基础上,有时也用到图论和组合学等。很多人以为密码学就是加密解密,而加密就是用一个函数把数据打乱。这样的理解太浅显了。
现代密码学至少包含以下层次的内容:
第一,密码学的基础。例如,分解一个大数真的很困难吗?能否有一般的工具证明协议正确?
第二,密码学的基本课题。例如,比以前更好的单向函数,签名协议等。
第三,密码学的高级问题。例如,零知识证明的长度,秘密分享的方法。
第四,密码学的新应用。例如,数字现金,叛徒追踪等。
密码学方面值得推荐的有一本《应用密码学》还有就是平时多看看年会的论文集,感觉这种材料实用性比较强,会提高很快。
在分布式系统中,也有很多重要的理论问题。例如,进程之间的同步,互斥协议。一个经典的结果是:在通信信道不可靠时,没有确定型算法能实现进程间协同。所以,改进TCP三次握手几乎没有意义。例如时序问题。常用的一种序是因果序,但因果序直到不久前才有一个理论上的结果。。。。例如,死锁没有实用的方法能完美地对付。例如;。。。。。。操作系统研究过就自己去举吧!
如果计算机只有理论,那么它不过是数学的一个分支,而不成为一门独立的科学。事实上,在理论之外,计算机科学还有更广阔的天空。
我一直认为,4年根本不够学习计算机的基础知识,因为面太宽了,要是真学的话,我想至少8年的学习能使你具有一定的科学素养。。。。。。
这方面我想先说说我们系在各校普遍开设的《计算机基础》。在高等学校开设《计算机基础课程》是我国高教司明文规定的各专业必修课程要求。主要内容是使学生初步掌握计算机的发展历史,学会简单的使用操作系统,文字处理,表格处理功能和初步的网络应用功能。但是在计算机科学系教授此门课程的目标决不能与此一致。在计算机系课程中目标应是:让学生较为全面的了解计算机学科的发展,清晰的把握计算机学科研究的方向,发展的前沿即每一个课程在整个学科体系中所处的地位。搞清各学科的学习目的,学习内容,应用领域。使学生在学科学习初期就对整个学科有一个整体的认识,以做到在今后的学习中清楚要学什么,怎么学。计算机基本应用技能的位置应当放在第二位或更靠后,因为这一点对于本系的学生应当有这个摸索能力。这一点很重要。推荐给大家一本书:机械工业出版社的《计算机文化》(New Perspective of puter Science),看了这本书我才深刻的体会到自己还是个计算机科学初学者,才比较透彻的了解了什么是计算机科学。科学出版社的《计算科学导论》(赵致琢先生的著作)可以说是在高校计算机教育改革上作了很多的尝试,也是这方面我受益很大的一本书。
一个一流计算机系的优秀学生决不该仅仅是一个编程高手,但他一定首先是一个编程高手。我上大学的时候,第一门专业课是C语言程序设计,念计算机的人从某种角度讲相当一部分人是靠写程序吃饭的。在我们北京工业大学实验学院计算机系里一直有这样的争论(时至今日CSDN上也有),关于第一程序设计语言该用哪一种。我个人认为,用哪种语言属于末节,关键在养成良好的编程习惯。当年老师对我们说,打好基础后学一门新语言只要一个星期。现在我觉得根本不用一个星期,前提是先把基础打好。不要再犹豫了,学了再说,等你抉择好了,别人已经会了几门语言了。
'1'专谈计算机系统的学习
汇编语言和微机原理是两门特烦人的课。你的数学/理论基础再好,也占不到什么便宜。这两门课之间的次序也好比先有鸡还是先有蛋,无论你先学哪门,都会牵扯另一门课里的东西。所以,只能静下来慢慢琢磨。这就是典型的工程课,不需要太多的聪明和顿悟,却需要水滴石穿的渐悟。有关这两门课的书,计算机书店里不难找到。弄几本最新的,对照着看吧。组成原理推荐《计算机组成与结构》清华大学王爱英教授写的。汇编语言大家拿8086/8088入个门,之后一定要学80x86汇编语言。实用价值大,不落后,结构又好,写写高效病毒,高级语言里嵌一点汇编,进行底层开发,总也离不开他,推荐清华大学沈美明的《IBM…PC汇编语言程序设计》。有些人说不想了解计算机体系结构,也不想制造计算机,所以诸如计算机原理,汇编语言,接口之类的课觉得没必要学,这样合理吗?显然不合理,这些东西迟早得掌握,肯定得接触,而且,这是计算机专业与其他专业学生相比的少有的几项优势。做项目的时候,了解这些是非常重要的,不可能说,仅仅为了技术而技术,只懂技术的人最多做一个编码工人,而永远不可能全面地了解整个系统的设计,而编码工人是越老越不值钱。关于组成原理还有个讲授的问题,在我学这门课程时老师讲授时把CPU工作原理誉微程序设计这一块略掉了,理由是我们国家搞CPU技术不如别的国家,搞了这么长时间好不容易出了个龙芯比Intel的还差个十万八千里,所以建议我们不要学了。我看这在各校也未见得不是个问题吧!若真是如他所说,那中国的计算机科学哪个方向都可以停了,软硬件,应用,有几项搞得过美国,搞不过别人就不搞了,那我们坐在这里干什么?教学的观念需要转变的。我们学校现在有一个学弟就专攻CPU设计,平时交流不少,发现他能够将软件的设计思想应用到芯片设计上,我看真的是不错的,比起那些望而生畏的恐怕要强上百倍。
模拟电路这个学科,如今不仅计算机系学生搞不定,电子系学生也多半害怕。如果你真想软硬件通吃,那么建议你先看看邱关源的〃电路原理〃,也许此后再看模拟电路底气会足些。教材:康华光的〃电子技术基础〃(高等教育出版社)还是不错的(我校电子系在用)。有兴趣也可以参考童诗白的书。
数字电路比模拟电路要好懂得多。推荐大家看一看北京工业大学刘英娴教授写的《数字逻辑》。业绩人士都说这本书很有参考价值(机械工业出版社的)。原因很明了,实用价值高,能听听她讲授的课程更是有一种〃享受科学〃的感觉。清华大学阎石的书也算一本好教材,遗憾的一点是集成电路讲少了些。真有兴趣,看一看大规模数字系统设计吧(北航那本用的还比较多)。
计算机系统结构该怎么教,国际上还在争论。国内能找到的较好教材为Stallings的《puter Organization and Architecture:Designing for Performance》(清华影印本)。国际上最流行的则是《puter architecture: aquantitative approach》; by Patterson & Hennessy。
'2'一些其他的专业课程
操作系统可以选用《操作系统的内核设计与实现》和《现代操作系统》两书之一。这两部都可以算经典。我们当时理论方面学习采用的是清华大学出版社《操作系统》,张尧学教授写的那本。可以说理论涉及的比较全,在有就是他的实验指导书,操作系统这门学科同程序设计结合得很紧密,不自己试着做些什么恐怕很难搞通。我想作为实践类的参考首推的是这本:《4。4BSD操作系统设计与实现》作为开源文化很重要的一个分支的BSD操作系统家族做得非常出色,其中现在若干出色的分支系统(例如FreeBSD;NetBSD;OpenBSD;DragonflyBSD)都与4。4BSD有着难解的渊源。而4。4BSD的开发者亲自撰写的这本理论设计与实现便是一本绝佳的参考。另外在有一些辅助材料的基础上研究*nix的源代码也是深入操作系统设计与实现的一条绝佳之路。(感谢CSDN网友ffgg的建议;我将《Windows操作系统原理》这本书去掉,现在看来这本书的确不能算是一个十分优秀的作品)
如果先把形式语言学好了,则编译原理中的前端我看只要学四个算法:最容易实现的递归下降;最好的自顶向下算法LL(k);最好的自底向上算法LR(k);LR(1)的简化SLR(也许还有另一简化LALR)。后端完全属于工程性质,自然又是another story。 推荐教材:Kenneth C。Louden写的《piler Construction Principles and Practice》即是《编译原理及实践》(机械工业出版社的译本)
学数据库要提醒大家的是,会用VFP,VB; Power builder不等于懂数据库。(这世界上自以为懂数据库的人太多了!)数据库设计既是科学又是艺术,数据库实现则是典型的工程。所以从某种意义上讲,数据库是最典型的一门计算机课程理工结合,互相渗透。另外推荐大家学完软件工程学后再翻过来看看数据库技术,又会是一番新感觉。至少对一些基本概念与描述方法会有很深的体会,比如说数据字典,E…R图之类的。推荐教材:Abraham Silberschatz等著的 〃Database System Concepts〃。作为知识的完整性,还推荐大家看一看机械工业出版社的《数据仓库》译本。
计算机网络的标准教材还是来自Tanenbaum的《puter Networks》(清华大学有译本)。还有就是推荐谢希仁的《计算机网络教程》(人民邮电出版社)问题讲得比较清楚,参考文献也比较权威。不过,网络也属于Hardcore System,所以光看书是不够的。建议多读RFC,ietf/rfc。html里可以按编号下载RFC文档。从IP的读起。等到能掌握10种左右常用协议,就没有几个人敢小看你了。再做的工作我看放在网络设计上就比较好了。
数据结构的重要性就不言而喻了,学完数据结构你会对你的编程思想进行一番革命性的洗礼,会对如何建立一个合理高效的算法有一个清楚的认识。对于算法的建立我想大家应当注意以下几点:
当遇到一个算法问题时;首先要知道自己以前有没有处理过这种问题。如果见过;那么你一般会顺利地做出来;如果没见过;那么考虑以下问题:
1。 问题是否是建立在某种已知的熟悉的数据结构(例如;二叉树)上?如果不是;则要自己设计数据结构。
2。 问题所要求编写的算法属于以下哪种类型?(建立数据结构;修改数据结构;遍历;查找;排序。。。)
3。 分析问题所要求编写的算法的数学�