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科目

大学计算机科学

提示

本课程按典型的计算机科学学位路线展开,从第一个程序一直到机器学习。先学编程基础和离散数学,再逐步深入:面向对象设计、数据结构与算法、计算机体系结构、操作系统、数据库和网络。后面的部分包括算法设计、计算理论与编译原理、软件工程,以及人工智能与机器学习。

有两个习惯比任何一门语言都重要。第一,每周都要写代码、运行代码:看懂答案和自己写出来不是一回事。第二,分析代价。大学的答案要说明运行时间如何随输入规模增长,也就是 Big-O,还要说明算法为什么正确,而不只是在一个测试上能运行。

离散数学看起来和编程无关,其实不然。数学归纳法正是证明递归函数正确的方法,而图论就藏在地图、网络和编译器背后。

  • 1

    编程基础

    • 1.1 What this course is, and how to use it
    • 1.1 值、类型以及输入/输出。
    • 1.2 选择与条件语句
    • 1.3 迭代
    • 1.4 函数
    • 1.5 集合论
    • 1.6 文件与错误
    • 1.7 分解、测试与调试
  • 2

    离散数学

    • 2.1 逻辑与证明
    • 2.2 集合、函数与关系
    • 2.3 归纳与递归
    • 2.4 计数与组合学
    • 2.5 图与树
    • 2.6 离散概率
  • 3

    计算机系统基础

    • 3.1 二进制与数据编码
    • 3.2 逻辑门与数字构建模块
    • 3.3 处理器与内存概述
    • 3.4 机器指令
    • 3.5 操作系统接口
    • 3.6 编译与执行路径
  • 4

    面向对象编程

    • 4.1 对象与类
    • 4.2 封装
    • 4.3 组合与继承
    • 4.4 接口与多态
    • 4.5 异常与错误处理
    • 4.6 测试与设计质量
  • 5

    数据结构与算法

    • 5.1 渐近分析
    • 5.2 列表、栈与队列
    • 5.3 哈希
    • 5.4 树与堆
    • 5.5 图与遍历
    • 5.6 排序
    • 5.7 搜索
  • 6

    计算机体系结构

    • 6.1 指令集架构
    • 6.2 数据通路与控制
    • 6.3 流水线技术
    • 6.4 存储层次结构
    • 6.5 输入/输出
    • 6.6 并行性与性能
  • 7

    操作系统

    • 7.1 进程与线程
    • 7.2 调度
    • 7.3 同步
    • 7.4 虚拟内存
    • 7.5 文件系统
    • 7.6 保护与安全
  • 8

    数据库

    • 8.1 关系建模
    • 8.2 关系代数与SQL
    • 8.3 规范化
    • 8.4 索引与查询计划
    • 8.5 事务与并发
    • 8.6 安全与数据治理
  • 9

    计算机网络

    • 9.1 分层与体系结构
    • 9.2 链路层与IP
    • 9.3 路由
    • 9.4 传输层(TCP/UDP)
    • 9.5 应用协议
    • 9.6 网络安全
    • 9.7 分布式系统基础
  • 10

    算法设计与分析

    • 10.1 递推关系与分析工具⟦number⟧
    • 10.2 分治法
    • 10.3 贪心算法
    • 10.4 动态规划
    • 10.5 图优化
    • 10.6 归约与NP完全性
  • 11

    计算理论与编译器⟦number⟧

    • 11.1 自动机与正则语言
    • 11.2 上下文无关文法与解析理论
    • 11.3 可计算性
    • 11.4 词法分析
    • 11.5 语法分析⟦number⟧
    • 11.6 语义分析与代码生成
  • 12

    软件工程

    • 12.1 需求工程
    • 12.2 体系结构与设计
    • 12.3 人机交互与无障碍设计
    • 12.4 版本控制与团队协作
    • 12.5 测试与持续集成
    • 12.6 安全与职业伦理
    • 12.7 团队项目
  • 13

    人工智能与机器学习

    • 13.1 搜索
    • 13.2 知识与推理
    • 13.3 概率模型
    • 13.4 回归与分类
    • 13.5 优化与学习
    • 13.6 评估与泄露
    • 13.7 公平性与局限性

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