本科計算機專業(yè)學(xué)習(xí)經(jīng)驗

本科計算機專業(yè)學(xué)習(xí)經(jīng)驗

　　在進入大學(xué)之前，認(rèn)真閱讀一些前輩們的經(jīng)驗之談，可以讓自己的學(xué)習(xí)過程少走彎路。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的有關(guān)本科計算機專業(yè)學(xué)習(xí)經(jīng)驗，歡迎大家閱讀。

　　本科計算機專業(yè)學(xué)習(xí)經(jīng)驗

　　計算機科學(xué)與技術(shù)這一門科學(xué)深深的吸引著我們這些同學(xué)們，上計算機系已經(jīng)有近三年了，自己也做了一些思考,我一直認(rèn)為計算機科學(xué)與技術(shù)這門專業(yè)，在本科階段是不可能切分成計算機科學(xué)和計算機技術(shù)的，因為計算機科學(xué)需要相當(dāng)多的實踐，而實踐需要技術(shù);每一個人(包括非計算機專業(yè))，掌握簡單的計算機技術(shù)都很容易(包括程序設(shè)計)，但計算機專業(yè)的優(yōu)勢就在于，我們掌握許多其他專業(yè)并不“深究”的東西，例如，算法，體系結(jié)構(gòu)，等等。非計算機專業(yè)的人可以很容易地做一個芯片，寫一段程序，但他們做不出計算機專業(yè)能夠做出來的大型系統(tǒng)。今天我想專門談一談計算機科學(xué)，并將重點放在計算理論上。

　　計算機理論的一個核心問題——從數(shù)學(xué)談起：

　　記得當(dāng)年大一入學(xué)，每周六課時高等數(shù)學(xué)，天天作業(yè)不斷(那時是六日工作制)。頗有些同學(xué)驚呼走錯了門:咱們這到底念的是什么系?不錯，你沒走錯門，這就是計算機科學(xué)與技術(shù)系。我國計算機科學(xué)系里的傳統(tǒng)是培養(yǎng)做學(xué)術(shù)研究，尤其是理論研究的人(方向不見得有問題，但是做得不是那么盡如人意)。而計算機的理論研究，說到底了，如網(wǎng)絡(luò)安全，圖形圖像學(xué)，視頻音頻處理，哪個方向都與數(shù)學(xué)有著很大的關(guān)系，雖然也許是正統(tǒng)數(shù)學(xué)家眼里非主流的數(shù)學(xué)。這里我還想闡明我的一個觀點：我們都知道，數(shù)學(xué)是從實際生活當(dāng)中抽象出來的理論，人們之所以要將實際抽象成理論，目的就在于想用抽象出來的理論去更好的指導(dǎo)實踐，有些數(shù)學(xué)研究工作者喜歡用一些現(xiàn)存的理論知識去推導(dǎo)若干條推論，殊不知其一：問題考慮不全很可能是個錯誤的推論，其二：他的推論在現(xiàn)實生活中找不到原型，不能指導(dǎo)實踐。嚴(yán)格的說，我并不是一個理想主義者，政治課上學(xué)的理論聯(lián)系實際一直是指導(dǎo)我學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識的航標(biāo)(至少我認(rèn)為搞計算機科學(xué)與技術(shù)的應(yīng)當(dāng)本著這個方向)。

　　其實我們計算機系學(xué)數(shù)學(xué)光學(xué)高等數(shù)學(xué)是不夠的(典型的工科院校一般都開的是高等數(shù)學(xué))，我們應(yīng)該像數(shù)學(xué)系一樣學(xué)一下數(shù)學(xué)分析(清華計算機系開的好像就是數(shù)學(xué)分析)，數(shù)學(xué)分析這門科學(xué)，咱們學(xué)計算機的人對它有很復(fù)雜的感情。在于它是偏向于證明型的數(shù)學(xué)課程，這對我們培養(yǎng)良好的分析能力極有幫助。我的軟件工程學(xué)導(dǎo)師北工大數(shù)理學(xué)院的王儀華先生就曾經(jīng)教導(dǎo)過我們，數(shù)學(xué)系的學(xué)生到軟件企業(yè)中大多作軟件設(shè)計與分析工作，而計算機系的學(xué)生做程序員的居多，原因就在于數(shù)學(xué)系的學(xué)生分析推理能力，從所受訓(xùn)練的角度上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)在我們之上。當(dāng)年出現(xiàn)的怪現(xiàn)象是：計算機系學(xué)生的高中數(shù)學(xué)基礎(chǔ)在全校數(shù)一數(shù)二(希望沒有冒犯其它系的同學(xué))，教學(xué)課時數(shù)也僅次于數(shù)學(xué)系，但學(xué)完之后的效果卻不盡如人意。難道都是學(xué)生不努力嗎，我看未見得，方向錯了也說不一定，其中原因何在，發(fā)人深思。

　　我個人的淺見是：計算機系的學(xué)生，對數(shù)學(xué)的要求固然跟數(shù)學(xué)系不同，跟物理類差別則更大。通常非數(shù)學(xué)專業(yè)的所謂“高等數(shù)學(xué)”，無非是把數(shù)學(xué)分析中較困難的理論部分刪去，強調(diào)套用公式計算而已。而對計算機系來說，數(shù)學(xué)分析里用處最大的恰恰是被刪去的理論部分。說得難聽一點，對計算機系學(xué)生而言，追求算來算去的所謂“工程數(shù)學(xué)”已經(jīng)徹底地走進了誤區(qū)。記上一堆曲面積分的公式，難道就能算懂了數(shù)學(xué)?那倒不如現(xiàn)用現(xiàn)查，何必費事記呢?再不然直接用Mathematics或是Matalab好了。

　　我在系里最愛做的事情就是給學(xué)弟學(xué)妹們推薦參考書。中文的數(shù)學(xué)分析書，一般都認(rèn)為以北大張筑生老師的“數(shù)學(xué)分析新講”為最好。萬一你的數(shù)學(xué)實在太好，那就去看菲赫金哥爾茨的“微積分學(xué)教程”好了--但我認(rèn)為沒什么必要，畢竟你不想轉(zhuǎn)到數(shù)學(xué)系去。吉米多維奇的“數(shù)學(xué)分析習(xí)題集”也基本上是計算型的東東。書的名氣很大，倒不見得適合我們，還是那句話，重要的是數(shù)學(xué)思想的建立，生活在信息社會里我們求的是高效，計算這玩意還是留給計算機吧。不過現(xiàn)在多用的似乎是復(fù)旦大學(xué)的《數(shù)學(xué)分析》也是很好的教材。

　　中國的所謂高等代數(shù)，就等于線性代數(shù)加上一點多項式理論。我以為這有好的一面，因為可以讓學(xué)生較早感覺到代數(shù)是一種結(jié)構(gòu)，而非一堆矩陣翻來覆去。這里不得不提南京大學(xué)林成森，盛松柏兩位老師編的“高等代數(shù)”，感覺相當(dāng)舒服。此書相當(dāng)全面地包含了關(guān)于多項式和線性代數(shù)的基本初等結(jié)果，同時還提供了一些有用的又比較深刻的內(nèi)容，如Sturm序列，Shermon-Morrison公式，廣義逆矩陣等等?？梢哉f，作為本科生如能吃透此書，就可以算高手。國內(nèi)較好的高等代數(shù)教材還有清華計算機系用的那本，清華出版社出版，書店里多多，一看就知道。從抽象代數(shù)的觀點來看，高等代數(shù)里的結(jié)果不過是代數(shù)系統(tǒng)性質(zhì)的一些例子而已。莫宗堅先生的《代數(shù)學(xué)》里，對此進行了深刻的討論。然而莫先生的書實在深得很，作為本科生恐怕難以接受，不妨等到自己以后成熟了一些再讀。

　　正如上面所論述的，計算機系的學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)：知其然更要知其所以然。你學(xué)習(xí)的目的應(yīng)該是：將抽象的理論再應(yīng)用于實踐，不但要掌握題目的解題方法，更要掌握解題思想，對于定理的學(xué)習(xí)：不是簡單的應(yīng)用，而是掌握證明過程即掌握定理的由來，訓(xùn)練自己的推理能力。只有這樣才達到了學(xué)習(xí)這門科學(xué)的目的，同時也縮小了我們與數(shù)學(xué)系的同學(xué)之間思維上的差距。

　　概率論與數(shù)理統(tǒng)計這門課很重要，可惜大多數(shù)院校講授這門課都會少些東西。少了的東西現(xiàn)在看至少有隨機過程。到畢業(yè)還沒有聽說過Markov過程，此乃計算機系學(xué)生的恥辱。沒有隨機過程，你怎么分析網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)?怎么設(shè)計隨機化算法和協(xié)議?據(jù)說清華計算機系開有“隨機數(shù)學(xué)”，早就是必修課。另外，離散概率論對計算機系學(xué)生來說有特殊的重要性。而我們國家工程數(shù)學(xué)講的都是連續(xù)概率。現(xiàn)在，美國已經(jīng)有些學(xué)校開設(shè)了單純的“離散概率論”課程，干脆把連續(xù)概率刪去，把離散概率講深些。我們不一定要這么做，但應(yīng)該更加強調(diào)離散概率是沒有疑問的。這個工作我看還是盡早的做為好。

　　計算方法學(xué)(有些學(xué)校也稱為數(shù)學(xué)分析學(xué))是最后一門由數(shù)理學(xué)院給我們開的課。一般學(xué)生對這門課的重視程度有限，以為沒什么用。不就是照套公式嘛!其實，做圖形圖像可離不開它，密碼學(xué)搞深了也離不開它。而且，在很多科學(xué)工程中的應(yīng)用計算，都以數(shù)值的為主。這門課有兩個極端的講法：一個是古典的“數(shù)值分析”，完全講數(shù)學(xué)原理和算法;另一個是現(xiàn)在日趨流行的“科學(xué)與工程計算”，干脆教學(xué)生用軟件包編程。我個人認(rèn)為，計算機系的學(xué)生一定要認(rèn)識清楚我們計算機系的學(xué)生為什么要學(xué)這門課，我是很偏向于學(xué)好理論后用計算機實現(xiàn)的，最好使用C語言或C++編程實現(xiàn)。向這個方向努力的書籍還是挺多的，這里推薦大家高等教育出版社(CHEP)和施普林格出版社(Springer)聯(lián)合出版的《計算方法(Computational Methods)》,華中理工大學(xué)數(shù)學(xué)系寫的(現(xiàn)華中科技大學(xué))，這方面華科大做的工作在國內(nèi)應(yīng)算是比較多的，而個人認(rèn)為以這本最好，至少程序設(shè)計方面涉及了：任意數(shù)學(xué)函數(shù)的求值，方程求根，線性方程組求解，插值方法，數(shù)值積分，場微分方程數(shù)值求解。李慶揚的那本則理論性過強，與實際應(yīng)用結(jié)合得不太緊。

　　每個學(xué)校本系里都會開一門離散數(shù)學(xué)，涉及集合論，圖論，和抽象代數(shù)，數(shù)理邏輯。不過，這么多內(nèi)容擠在離散數(shù)學(xué)一門課里，是否時間太緊了點?另外，計算機系學(xué)生不懂組合和數(shù)論，也是巨大的缺陷。要做理論，不懂組合或者數(shù)論吃虧可就太大了。從理想的狀態(tài)來看，最好分開六門課：集合，邏輯,圖論，組合，代數(shù)，數(shù)論。這個當(dāng)然不現(xiàn)實，因為沒那么多課時。也許將來可以開三門課：集合與邏輯，圖論與組合，代數(shù)與數(shù)論。(這方面我們學(xué)校已經(jīng)著手開始做了)不管課怎么開，學(xué)生總一樣要學(xué)。下面分別談?wù)勆厦娴娜M內(nèi)容。

　　古典集合論，北師大出過一本《基礎(chǔ)集合論》不錯。 數(shù)理邏輯，中科院軟件所陸鐘萬教授的《面向計算機科學(xué)的數(shù)理邏輯》就不錯?，F(xiàn)在可以找到陸鐘萬教授的講課錄像，http://www.cas.ac.cn/html/Dir/2001/11/06/3391.htm自己去看看吧?？偟膩碚f，學(xué)集合/邏輯起手不難，普通高中生都能看懂。但越往后越感覺深不可測。

　　學(xué)完以上各書之后，如果你還有精力興趣進一步深究，那么可以試一下GTM系列中的《Introduction to Axiomatic Set Theory》和《A Course of Mathematical Logic》。這兩本都有世界圖書出版社的引進版。你如果能搞定這兩本，可以說在邏輯方面真正入了門，也就不用再浪費時間聽我瞎侃了。

　　據(jù)說全中國最多只有三十個人懂圖論。此言不虛。圖論這東東，技巧性太強，幾乎每個問題都有一個獨特的方法，讓人頭痛。不過這也正是它魅力所在：只要你有創(chuàng)造性，它就能給你成就感。我的導(dǎo)師說，圖論里面隨便揪一塊東西就可以寫篇論文。大家可以體會里面內(nèi)容之深廣了吧!國內(nèi)的圖論書中，王樹禾老師的“圖論及其算法”非常成功。一方面，其內(nèi)容在國內(nèi)教材里算非常全面的。另一方面，其對算法的強調(diào)非常適合計算機系(本來就是科大計算機系教材)。有了這本書為主，再參考幾本翻譯的，如Bondy & Murty的《圖論及其應(yīng)用》，人民郵電出版社翻譯的《圖論和電路網(wǎng)絡(luò)》等等，就馬馬虎虎，對本科生足夠了。再進一步，世界圖書引進有GTM系列的"Modern Graph Theory"。此書確實經(jīng)典!國內(nèi)好象還有一家出版了個翻譯版。不過，學(xué)到這個層次，還是讀原版好。搞定這本書，也標(biāo)志著圖論入了門。

　　離散數(shù)學(xué)方面我們北京工業(yè)大學(xué)實驗學(xué)院有個世界級的專家，叫邵學(xué)才，復(fù)旦大學(xué)概率論畢業(yè)的，教過高等數(shù)學(xué)，線性代數(shù)，概率論，最后轉(zhuǎn)向離散數(shù)學(xué)，出版著作無數(shù)，論文集新加坡有一本，堪稱經(jīng)典，大家想學(xué)離散數(shù)學(xué)的真諦不妨找來看看。這老師的課我專門去聽過，極為經(jīng)典。不過你要從他的不經(jīng)意的話中去挖掘精髓。在同他的交談當(dāng)中我又深刻地發(fā)現(xiàn)一個問題，雖說邵先生寫書無數(shù)，但依他自己的說法每本都差不多，我實在覺得詫異，他說主要是有大綱的限制，不便多寫。這就難怪了，很少聽說國外寫書還要依據(jù)個什么大綱(就算有，內(nèi)容也寬泛的多)，不敢越雷池半步，這樣不是看誰的都一樣了。外版的書好就好在這里，最新的科技成果里面都有論述，別的先不說，至少是“緊跟時代的理論知識”。

　　組合感覺沒有太適合的國產(chǎn)書。還是讀Graham和Knuth等人合著的經(jīng)典“具體數(shù)學(xué)”吧，西安電子科技大學(xué)出版社有翻譯版。 抽象代數(shù)，國內(nèi)經(jīng)典為莫宗堅先生的“代數(shù)學(xué)”。此書是北大數(shù)學(xué)系教材，深得好評。然而對本科生來說，此書未免太深?？梢韵葘W(xué)習(xí)一些其它的教材，然后再回頭來看“代數(shù)學(xué)”。國際上的經(jīng)典可就多了，GTM系列里就有一大堆。推薦一本談不上經(jīng)典，但卻最簡

　　單的，最容易學(xué)的：http://www.math.miami.edu/~ec/book/這本“Introduction to Linear and Abstract Algebra"非常通俗易懂，而且把抽象代數(shù)和線性代數(shù)結(jié)合起來，對初學(xué)者來說非常理想，我校比較牛的同學(xué)都有收藏。

　　數(shù)論方面，國內(nèi)有經(jīng)典而且以困難著稱的”初等數(shù)論“(潘氏兄弟著，北大版)。再追溯一點，還有更加經(jīng)典(可以算世界級)并且更加困難的”數(shù)論導(dǎo)引“(華羅庚先生的名著，科學(xué)版，九章書店重印，繁體的看起來可能比較困難)。把基礎(chǔ)的幾章搞定一個大概，對本科生來講足夠了。但這只是初等數(shù)論。本科畢業(yè)后要學(xué)計算數(shù)論，你必須看英文的書，如Bach的"Introduction to Algorithmic Number Theory"。

　　計算機科學(xué)理論的根本，在于算法。現(xiàn)在很多系里給本科生開設(shè)算法設(shè)計與分析，確實非常正確。環(huán)顧西方世界，大約沒有一個三流以上計算機系不把算法作為必修的。算法教材目前公認(rèn)以Corman等著的"Introduction to Algorithms"為最優(yōu)。對入門而言，這一本已經(jīng)足夠，不需要再參考其它書。

　　再說說形式語言與自動機。我看過北郵的教材，應(yīng)該說寫的還清楚。但是，有一點要強調(diào)：形式語言和自動機的作用主要在作為計算模型，而不是用來做編譯。事實上，編譯前端已經(jīng)是死領(lǐng)域，沒有任何open problems，北科大的班曉娟博士也曾經(jīng)說過，編譯的技術(shù)已相當(dāng)成熟。如果為了這個，我們完全沒必要去學(xué)形式語言--用用yacc什么的就完了。北郵的那本在國內(nèi)還算比較好，但是在深度上，在跟可計算性的聯(lián)系上都有較大的局限，現(xiàn)代感也不足。所以建議有興趣的同學(xué)去讀英文書，不過國內(nèi)似乎沒引進這方面的教材?？梢匀セ映霭婢W(wǎng)上看一看。入門以后，把形式語言與自動機中定義的模型，和數(shù)理邏輯中用遞歸函數(shù)定義的模型比較一番，可以說非常有趣?，F(xiàn)在才知道，什么叫“宮室之美，百官之富”!

　　計算機科學(xué)和數(shù)學(xué)的關(guān)系有點奇怪。二三十年以前，計算機科學(xué)基本上還是數(shù)學(xué)的一個分支。而現(xiàn)在，計算機科學(xué)擁有廣泛的研究領(lǐng)域和眾多的研究人員，在很多方面反過來推動數(shù)學(xué)發(fā)展，從某種意義上可以說是孩子長得比媽媽還高了。但不管怎么樣，這個孩子身上始終流著母親的血液。這血液是the mathematical underpinning of computer science(計算機科學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ))，也就是理論計算機科學(xué)。原來在東方大學(xué)城圖書館中曾經(jīng)看過一本七十年代的譯本(書皮都沒了，可我就愛關(guān)注這種書)，大概就叫《計算機數(shù)學(xué)》。那本書若是放在當(dāng)時來講決是一本好書，但現(xiàn)在看來，涵蓋的范圍還算廣，深度則差了許多，不過推薦大一的學(xué)生倒可以看一看，至少可以使你的計算數(shù)學(xué)入入門。

　　最常和理論計算機科學(xué)放在一起的一個詞是什么?答：離散數(shù)學(xué)。這兩者的關(guān)系是如此密切，以至于它們在不少場合下成為同義詞。(這一點在前面的那本書中也有體現(xiàn))傳統(tǒng)上，數(shù)學(xué)是以分析為中心的。數(shù)學(xué)系的同學(xué)要學(xué)習(xí)三四個學(xué)期的數(shù)學(xué)分析，然后是復(fù)變函數(shù)，實變函數(shù)，泛函數(shù)等等。實變和泛函被很多人認(rèn)為是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的入門。在物理，化學(xué)，工程上應(yīng)用的，也以分析為主。

　　隨著計算機科學(xué)的出現(xiàn)，一些以前不太受到重視的數(shù)學(xué)分支突然重要起來。人們發(fā)現(xiàn)，這些分支處理的數(shù)學(xué)對象與傳統(tǒng)的分析有明顯的區(qū)別：分析研究的問題解決方案是連續(xù)的，因而微分，積分成為基本的運算;而這些分支研究的對象是離散的，因而很少有機會進行此類的計算。人們從而稱這些分支為“離散數(shù)學(xué)”。“離散數(shù)學(xué)”的名字越來越響亮，最后導(dǎo)致以分析為中心的傳統(tǒng)數(shù)學(xué)分支被相對稱為“連續(xù)數(shù)學(xué)”。

　　離散數(shù)學(xué)經(jīng)過幾十年發(fā)展，基本上穩(wěn)定下來。一般認(rèn)為，離散數(shù)學(xué)包含以下學(xué)科：

　　1) 集合論，數(shù)理邏輯與元數(shù)學(xué)。這是整個數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)，也是計算機科學(xué)的基礎(chǔ)。

　　2) 圖論，算法圖論;組合數(shù)學(xué)，組合算法。計算機科學(xué)，尤其是理論計算機科學(xué)的核心是

　　算法，而大量的算法建立在圖和組合的基礎(chǔ)上。

　　3) 抽象代數(shù)。代數(shù)是無所不在的，本來在數(shù)學(xué)中就非常重要。在計算機科學(xué)中，人們驚訝地發(fā)現(xiàn)代數(shù)竟然有如此之多的應(yīng)用。

　　但是，理論計算機科學(xué)僅僅就是在數(shù)學(xué)的上面加上“離散”的帽子這么簡單嗎?一直到大約十幾年前，終于有一位大師告訴我們：不是。D.E.Knuth(他有多偉大，我想不用我廢話了)在Stanford開設(shè)了一門全新的課程Concrete Mathematics。 Concrete這個詞在這里有兩層含義：

　　首先：對abstract而言。Knuth認(rèn)為，傳統(tǒng)數(shù)學(xué)研究的對象過于抽象，導(dǎo)致對具體的問題關(guān)心不夠。他抱怨說，在研究中他需要的數(shù)學(xué)往往并不存在，所以他只能自己去創(chuàng)造一些數(shù)學(xué)。為了直接面向應(yīng)用的需要，他要提倡“具體”的數(shù)學(xué)。在這里我做一點簡單的解釋。例如在集合論中，數(shù)學(xué)家關(guān)心的都是最根本的問題--公理系統(tǒng)的各種性質(zhì)之類。而一些具體集合的性質(zhì)，各種常見集合，關(guān)系，映射都是什么樣的，數(shù)學(xué)家覺得并不重要。然而，在計算機科學(xué)中應(yīng)用的，恰恰就是這些具體的東西。Knuth能夠首先看到這一點，不愧為當(dāng)世計算機第一人。其次，Concrete是Continuous(連續(xù))加上discrete(離散)。不管連續(xù)數(shù)學(xué)還是離散數(shù)學(xué)，都是有用的數(shù)學(xué)!

　　理論與實際的結(jié)合——計算機科學(xué)研究的范疇

　　前面主要是從數(shù)學(xué)角度來看的。從計算機角度來看，理論計算機科學(xué)目前主要的研究領(lǐng)域包括：可計算性理論，算法設(shè)計與復(fù)雜性分析，密碼學(xué)與信息安全，分布式計算理論，并行計算理論，網(wǎng)絡(luò)理論，生物信息計算，計算幾何學(xué)，程序語言理論等等。這些領(lǐng)域互相交叉，而且新的課題在不斷提出，所以很難理出一個頭緒來。想搞搞這方面的工作，推薦看中國計算機學(xué)會的一系列書籍，至少代表了我國的權(quán)威。下面隨便舉一些例子。

　　由于應(yīng)用需求的推動，密碼學(xué)現(xiàn)在成為研究的熱點。密碼學(xué)建立在數(shù)論(尤其是計算數(shù)論)，代數(shù)，信息論，概率論和隨機過程的基礎(chǔ)上，有時也用到圖論和組合學(xué)等。很多人以為密碼學(xué)就是加密解密，而加密就是用一個函數(shù)把數(shù)據(jù)打亂。這樣的理解太淺顯了。

　　現(xiàn)代密碼學(xué)至少包含以下層次的內(nèi)容：

　　第一，密碼學(xué)的基礎(chǔ)。例如，分解一個大數(shù)真的很困難嗎?能否有一般的工具證明協(xié)議正確?

　　第二，密碼學(xué)的基本課題。例如，比以前更好的單向函數(shù)，簽名協(xié)議等。

　　第三，密碼學(xué)的高級問題。例如，零知識證明的長度，秘密分享的方法。

　　第四，密碼學(xué)的新應(yīng)用。例如，數(shù)字現(xiàn)金，叛徒追蹤等。

　　在分布式系統(tǒng)中，也有很多重要的理論問題。例如，進程之間的同步，互斥協(xié)議。一個經(jīng)典的結(jié)果是：在通信信道不可靠時，沒有確定型算法能實現(xiàn)進程間協(xié)同。所以，改進TCP三次握手幾乎沒有意義。例如時序問題。常用的一種序是因果序，但因果序直到不久前才有一個理論上的結(jié)果....例如，死鎖沒有實用的方法能完美地對付。例如,......操作系統(tǒng)研究過就自己去舉吧!

　　如果計算機只有理論，那么它不過是數(shù)學(xué)的一個分支，而不成為一門獨立的科學(xué)。事實上，在理論之外，計算機科學(xué)還有更廣闊的天空。

　　我一直認(rèn)為，4年根本不夠?qū)W習(xí)計算機的基礎(chǔ)知識，因為面太寬了......

　　這方面我想先說說我們系在各校普遍開設(shè)的《計算機基礎(chǔ)》。在高等學(xué)校開設(shè)《計算機基礎(chǔ)課程》是我國高教司明文規(guī)定的各專業(yè)必修課程要求。主要內(nèi)容是使學(xué)生初步掌握計算機的發(fā)展歷史，學(xué)會簡單的使用操作系統(tǒng)，文字處理，表格處理功能和初步的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能。但是在計算機科學(xué)系教授此門課程的目標(biāo)決不能與此一致。在計算機系課程中目標(biāo)應(yīng)是：讓學(xué)生較為全面的了解計算機學(xué)科的發(fā)展，清晰的把握計算機學(xué)科研究的方向，發(fā)展的前沿即每一個課程在整個學(xué)科體系中所處的地位。搞清各學(xué)科的學(xué)習(xí)目的，學(xué)習(xí)內(nèi)容，應(yīng)用領(lǐng)域。使學(xué)生在學(xué)科學(xué)習(xí)初期就對整個學(xué)科有一個整體的認(rèn)識，以做到在今后的學(xué)習(xí)中清楚要學(xué)什么，怎么學(xué)。計算機基本應(yīng)用技能的位置應(yīng)當(dāng)放在第二位或更靠后，因為這一點對于本系的學(xué)生應(yīng)當(dāng)有這個摸索能力。這一點很重要。推薦給大家一本書：機械工業(yè)出版社的《計算機文化》(New Perspective of Computer Science)，看了這本書我才深刻的體會到自己還是個計算機科學(xué)初學(xué)者，才比較透徹的了解了什么是計算機科學(xué)。另外在廈門大學(xué)趙致琢老師的著作《計算科學(xué)導(dǎo)論》當(dāng)中的很多經(jīng)典理論都是在同類書籍中很難找到的。看看他也許你才會明白一個最基本的問題：為什么計算機科學(xué)叫計算科學(xué)更為準(zhǔn)確。這本書在世界上也可成為精品級的著作。

　　一個一流計算機系的優(yōu)秀學(xué)生決不該僅僅是一個編程高手，但他一定首先是一個編程高手。我上大學(xué)的時候，第一門專業(yè)課是C語言程序設(shè)計，念計算機的人從某種角度講相當(dāng)一部分人是靠寫程序吃飯的。在我們北京工業(yè)大學(xué)實驗學(xué)院計算機系里一直有這樣的爭論(時至今日CSDN上也有)，關(guān)于第一程序設(shè)計語言該用哪一種。我個人認(rèn)為，用哪種語言屬于末節(jié)，關(guān)鍵在養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。當(dāng)年老師對我們說，打好基礎(chǔ)后學(xué)一門新語言只要一個星期?，F(xiàn)在我覺得根本不用一個星期，前提是先把基礎(chǔ)打好。不要再猶豫了，學(xué)了再說，等你抉擇好了，別人已經(jīng)會了幾門語言了。

　　匯編語言和微機原理是兩門特?zé)┤说恼n。你的數(shù)學(xué)/理論基礎(chǔ)再好，也占不到什么便宜。這兩門課之間的次序也好比先有雞還是先有蛋，無論你先學(xué)哪門，都會牽扯另一門課里的東西。所以，只能靜下來慢慢琢磨。這就是典型的工程課，不需要太多的聰明和頓悟，卻需要水滴石穿的漸悟。有關(guān)這兩門課的書，計算機書店里不難找到。弄幾本最新的，對照著看吧。組成原理推薦《計算機組成與結(jié)構(gòu)》清華大學(xué)王愛英教授寫的。匯編語言大家拿8086/8088入個門，之后一定要學(xué)80x86匯編語言。實用價值大，不落后，結(jié)構(gòu)又好，寫寫高效病毒，高級語言里嵌一點匯編，進行底層開發(fā)，總也離不開他，推薦清華大學(xué)沈美明的《IBM—PC匯編語言程序設(shè)計》。有些人說不想了解計算機體系結(jié)構(gòu)，也不想制造計算機，所以諸如計算機原理，匯編語言，接口之類的課覺得沒必要學(xué)，這樣合理嗎?顯然不合理，這些東西遲早得掌握，肯定得接觸，而且，這是計算機專業(yè)與其他專業(yè)學(xué)生相比的少有的幾項優(yōu)勢。做項目的時候，了解這些是非常重要的，不可能說，僅僅為了技術(shù)而技術(shù)，只懂技術(shù)的人最多做一個編碼工人，而永遠(yuǎn)不可能全面地了解整個系統(tǒng)的設(shè)計，而編碼工人是越老越不值錢。關(guān)于組成原理還有個講授的問題，在我學(xué)這門課程時老師講授時把CPU工作原理譽微程序設(shè)計這一塊略掉了，理由是我們國家搞CPU技術(shù)不如別的國家，搞了這么長時間好不容易出了個龍芯比Intel的還差個十萬八千里，所以建議我們不要學(xué)了。我看這在各校也未見得不是個問題吧!若真是如他所說，那中國的計算機科學(xué)哪個方向都可以停了，軟硬件，應(yīng)用，有幾項搞得過美國，搞不過別人就不搞了，那我們坐在這里干什么?教學(xué)的觀念需要轉(zhuǎn)變的。

　　模擬電路這東東，如今不僅計算機系學(xué)生搞不定，電子系學(xué)生也多半害怕。如果你真想軟硬件通吃，那么建議你先看看邱關(guān)源的“電路原理”，也許此后再看模擬電路底氣會足些。教材：康華光的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”(高等教育出版社)還是不錯的(我校電子系在用)。有興趣也可以參考童詩白的書。

　　數(shù)字電路比模擬電路要好懂得多。推薦大家看一看我們北工大劉英嫻教授寫的《數(shù)字邏輯》業(yè)績?nèi)耸慷颊f這本書很有參考價值(機械工業(yè)出版社的)。原因很明了，實用價值高，能聽聽她講授的課程更是有一種“享受科學(xué)”的感覺。清華大學(xué)閻石的書也算一本好教材，遺憾的一點是集成電路講少了些。真有興趣，看一看大規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計吧(北航那本用的還比較多)。

　　計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)該怎么教，國際上還在爭論。國內(nèi)能找到的較好教材為Stallings的"Computer Organization and Architectureesigning for Performance"(清華影印本)。國際上最流行的則是“Computer architecture: aquantitative approach", by Patterson & Hennessy。

　　操作系統(tǒng)可以隨便選用《操作系統(tǒng)的內(nèi)核設(shè)計與實現(xiàn)》和《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》兩書之一。這兩部都可以算經(jīng)典，唯一缺點就是理論上不夠嚴(yán)格。不過這領(lǐng)域?qū)儆贖ardcore System,所以在理論上馬虎一點也情有可原。想看理論方面的就推薦清華大學(xué)出版社《操作系統(tǒng)》吧，高教司司長張堯?qū)W寫的，我們教材用的是那本。 另外推薦一本《Windows操作系統(tǒng)原理》機械工業(yè)出版社的，這本書是我國操作系統(tǒng)專家在微軟零距離考察半年，寫作歷時一年多寫成的，教操作系統(tǒng)的專家除了清華大學(xué)的張堯?qū)W(現(xiàn)高教司司長)幾乎所有人都參加了。Bill Gates親自寫序。里面不但結(jié)合windows2000,xp詳述操作系統(tǒng)的內(nèi)核，而且后面講了一些windows編程基礎(chǔ)，有外版書的味道，而且上面一些內(nèi)容可以說在國內(nèi)外只有那本書才有對windows內(nèi)核細(xì)致入微的介紹，

　　如果先把形式語言學(xué)好了，則編譯原理中的前端我看只要學(xué)四個算法：最容易實現(xiàn)的遞歸下降;最好的自頂向下算法LL(k);最好的自底向上算法LR(k);LR(1)的簡化SLR(也許還有另一簡化LALR)。后端完全屬于工程性質(zhì)，自然又是another story。

　　推薦教材：Kenneth C.Louden寫的“Compiler Construction Principles and Practice”即是《編譯原理及實踐》(機械工業(yè)出版社的譯本)

　　學(xué)數(shù)據(jù)庫要提醒大家的是，會用VFP，VB, Power builder不等于懂?dāng)?shù)據(jù)庫。(這世界上自以為懂?dāng)?shù)據(jù)庫的人太多了!)數(shù)據(jù)庫設(shè)計既是科學(xué)又是藝術(shù)，數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)則是典型的工程。所以從某種意義上講，數(shù)據(jù)庫是最典型的一門計算機課程——理工結(jié)合，互相滲透。另外推薦大家學(xué)完軟件工程學(xué)后再翻過來看看數(shù)據(jù)庫技術(shù)，又會是一番新感覺。推薦教材：Abraham Silberschatz等著的 "Database System Concepts".作為知識的完整性，還推薦大家看一看機械工業(yè)出版社的《數(shù)據(jù)倉庫》譯本。

　　計算機網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)教材還是來自Tanenbaum的《Computer Networks》(清華大學(xué)有譯本)。還有就是推薦謝希仁的《計算機網(wǎng)絡(luò)教程》(人民郵電出版社)問題講得比較清楚，參考文獻也比較權(quán)威。不過，網(wǎng)絡(luò)也屬于Hardcore System，所以光看書是不夠的。建議多讀RFC，http://www.ietf.org/rfc.htm里可以按編號下載RFC文檔。從IP的讀起。等到能掌握10種左右常用協(xié)議，就沒有幾個人敢小看你了。再做的工作我看放在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計上就比較好了。

　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性就不言而喻了，學(xué)完數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)你會對你的編程思想進行一番革命性的洗禮，會對如何建立一個合理高效的算法有一個清楚的認(rèn)識。對于算法的建立我想大家應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：

　　當(dāng)遇到一個算法問題時,首先要知道自己以前有沒有處理過這種問題.如果見過,那么你一般會順利地做出來;如果沒見過,那么考慮以下問題:

　　1. 問題是否是建立在某種已知的熟悉的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如,二叉樹)上?如果不是,則要自己設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　　2. 問題所要求編寫的算法屬于以下哪種類型?(建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),遍歷,查找,排序...)

　　3. 分析問題所要求編寫的算法的數(shù)學(xué)性質(zhì).是否具備遞歸特征?(對于遞歸程序設(shè)計,只要設(shè)計出合理的參數(shù)表以及遞歸結(jié)束的條件,則基本上大功告成.)

　　4. 繼續(xù)分析問題的數(shù)學(xué)本質(zhì).根據(jù)你以前的編程經(jīng)驗,設(shè)想一種可能是可行的解決辦法,并證明這種解決辦法的正確性.如果題目對算法有時空方面的要求,證明你的設(shè)想滿足其要求.一般的,時間效率和空間效率難以兼得.有時必須通過建立輔助存儲的方法來節(jié)省時間.

　　5. 通過一段時間的分析,你對解決這個問題已經(jīng)有了自己的一些思路.或者說,你已經(jīng)可以用自然語言把你的算法簡單描述出來.繼續(xù)驗證其正確性,努力發(fā)現(xiàn)其中的錯誤并找出解決辦法.在必要的時候(發(fā)現(xiàn)了無法解決的矛盾),推翻自己的思路,從頭開始構(gòu)思.

　　6. 確認(rèn)你的思路可行以后,開始編寫程序.在編寫代碼的過程中,盡可能把各種問題考慮得詳細(xì),周密.程序應(yīng)該具有良好的結(jié)構(gòu),并且在關(guān)鍵的地方配有注釋.

　　7. 舉一個例子,然后在紙上用筆執(zhí)行你的程序,進一步驗證其正確性.當(dāng)遇到與你的設(shè)想不符的情況時,分析問題產(chǎn)生的原因是編程方面的問題還是算法思想本身有問題.

　　8. 如果程序通過了上述正確性驗證,那么在將其進一步優(yōu)化或簡化。

　　9. 撰寫思路分析,注釋.

　　對于具體的算法思路,只能靠你自己通過自己的知識和經(jīng)驗來加以獲得,沒有什么特定的規(guī)律(否則程序員全部可以下崗了,用機器自動生成代碼就可以了).要有豐富的想象力,就是說當(dāng)一條路走不通時,不要鉆牛角尖,要敢于推翻自己的想法.我也只不過是初學(xué)者,說出上面的一些經(jīng)驗,僅供大家參考和討論。

　　關(guān)于人工智能，我覺得的也是非常值得大家仔細(xì)研究的，雖然不能算是剛剛興起的學(xué)科了，但是絕對是非常有發(fā)展前途的一門學(xué)科。我國人工智能創(chuàng)始人之一，北京科技大學(xué)涂序彥教授(這老先生是我的導(dǎo)師李小堅博士的導(dǎo)師)對人工智能這樣定義：人工智能是模仿、延伸和擴展人與自然的智能的技術(shù)科學(xué)。在美國人工智能官方教育網(wǎng)站上對人工智能作了如下定義：Artificial Intelligence, or AI for short, is a combination of computer science, physiology, and philosophy. AI is a broad topic, consisting of different fields, from machine vision to expert systems. The element that the fields of AI have in common is the creation of machines that can "think".

　　這門學(xué)科研究的問題大概說有：

　　(1)符號主義： 符號計算與程序設(shè)計基礎(chǔ)，知識表達方法 ：知識與思維，產(chǎn)生式規(guī)則，語意網(wǎng)絡(luò)，一階謂詞邏輯問題求解方法：搜索策略，啟發(fā)式搜尋，搜尋算法，問題規(guī)約方法，謂詞演算：歸結(jié)原理，歸結(jié)過程專家系統(tǒng)：建立專家系統(tǒng)的方法及工具

　　(2)聯(lián)接主義(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)派)：1988年美國權(quán)威機構(gòu)指出：數(shù)據(jù)庫，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展呈直線上升，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可能是解決人工智能的唯一途徑。

　　我想對于人工智能的學(xué)習(xí)，大家一定不要像學(xué)數(shù)學(xué)似的及一些現(xiàn)成的結(jié)論，要學(xué)會分析問題，最好能利用程序設(shè)計實現(xiàn)，這里推薦給大家ACM最佳博士論文獎獲得者涂曉媛博士的著作《人工魚—計算機動畫的人工生命方法》(清華大學(xué)出版社)。搞人工生命的同學(xué)不會不知道國際知名的涂氏父女吧。關(guān)于人工智能的書當(dāng)然首選《Artificial Intelligence A New Synthesis》Nils J.Nilsson.鼻祖嘛!

　　關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全我也想在這里說兩句，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，整個社會的信息化水平突飛猛進，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)成了當(dāng)即社會各個工作領(lǐng)域不可缺少的組成部分，只要有網(wǎng)絡(luò)存在，網(wǎng)絡(luò)安全問題就是一個必須解決好的問題，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)安全不是簡簡單單的收集一些黑客工具黑一黑別人的網(wǎng)站，而是要學(xué)習(xí)他的數(shù)學(xué)原理，實現(xiàn)原理，搞清底層工作機制，這樣才能解決大部分的現(xiàn)有問題和新出現(xiàn)的安全問題。

　　關(guān)于計算機科學(xué)的一些邊緣科學(xué)我想談一談軟件工程技術(shù)，對于一個企業(yè)，推出軟件是不是就是幾個程序員坐在一起，你寫一段程序，我寫一段程序呢?顯然不是。軟件工程是典型的計算機科學(xué)和數(shù)學(xué)，管理科學(xué)，心理學(xué)，社會學(xué)等學(xué)科的綜合。它使我們這些搞理論和技術(shù)的人進入了一個社會。你所要考慮的不僅僅是程序的優(yōu)劣，更應(yīng)該考慮程序與軟件的區(qū)別，軟件與軟件產(chǎn)品的區(qū)別，軟件軟件產(chǎn)品的市場前景，如何去更好的與人交流。這方面我還在學(xué)習(xí)階段，以后這方面再寫文章吧，先推薦給大家?guī)妆緯簳充N20年不衰的《人月神話》(清華大學(xué)中文版，中國電力出版社影印版)，《軟件工程-實踐者研究的方法》(機械工業(yè)出版社譯本)，《人件》(據(jù)說每一位微軟公司的部門經(jīng)理都讀過這本書，推薦老總們和想當(dāng)老總的同學(xué)都看看，了解一下什么是軟件企業(yè)中的人)以及微軟公司的《軟件開發(fā)的科學(xué)與藝術(shù)》和《軟件企業(yè)的管理與文化》(研究軟件企業(yè)的制勝之道當(dāng)然要研究微軟的成功經(jīng)驗了!)

　　關(guān)于計算機技術(shù)的學(xué)習(xí)我想是這樣的：學(xué)校開設(shè)的任何一門科學(xué)都有其滯后性，不要總認(rèn)為自己掌握的某門技術(shù)就已經(jīng)是天下無敵手了，雖然現(xiàn)在Java,VB,C,C++用的都很多，怎能保證沒有被淘汰的一天，我想.NET平臺的誕生和X#語言的初見端倪完全可以說明問題。換言之，在我們掌握一門新技術(shù)的同時就又有更新的技術(shù)產(chǎn)生，身為當(dāng)代的大學(xué)生應(yīng)當(dāng)有緊跟科學(xué)發(fā)展的素質(zhì)。舉個例子，就像有些同學(xué)總說，我做網(wǎng)頁設(shè)計就喜歡直接寫html，不愿意用什么Frontpage,Dreamweaver。能用語言寫網(wǎng)頁固然很好，但有高效的手段你為什么不使呢?僅僅是為了顯示自己的水平高，unique? 我看真正水平高的是能夠以最快的速度接受新事物的人。高級程序設(shè)計語言的發(fā)展日新月異，今后的程序設(shè)計就像人們在說話一樣，我想大家從xml中應(yīng)是有所體會了。難道我們真就寫個什么都要用匯編，以顯示自己的水平高，真是這樣倒不如直接用機器語言寫算了。反過來說，想要以最快的速度接受并利用新技術(shù)關(guān)鍵還是在于你對計算機科學(xué)地把握程度。

　　計算機技術(shù)牽扯的內(nèi)容更為廣泛些，一項一項說恐怕沒個一年半載也說不清。我只想提醒大家的還是那句話，技術(shù)與科學(xué)是不能分家的，學(xué)好了科學(xué)同時搞技術(shù)，這才是上上策。猶如英語，原先人們與老外交流必須要個翻譯，現(xiàn)在滿馬路的人都會說英語。就連21世紀(jì)英語演講比賽的冠軍都輪不到英語系的學(xué)生了。計算機也是一樣的，我們必須面對的一個現(xiàn)實就是：計算機真就只是一個工具，如果不具備其它方面的素養(yǎng)，計算機系的學(xué)生雖然不能說找不到工作，不過總有一天當(dāng)其他專業(yè)性人才掌握了計算機技術(shù)后將比我們出色許多。原因就在于計算機解決的大都是實際問題，實際問題的知識卻是我們少有的。單一的計算機技術(shù)沒有立足之地。

　　我想是時候指出：學(xué)習(xí)每一個課程之前，都要先搞清這一課程的學(xué)習(xí)目的。這一學(xué)科的應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)我自身所了解到的同齡同學(xué)和低年級的同學(xué)的學(xué)習(xí)狀況：他們之中很少有人知道學(xué)一個學(xué)科的學(xué)習(xí)目的，期末考試結(jié)束了也不知道學(xué)這科做什么用。這就失去了讀計算機科學(xué)的意義。當(dāng)然這與現(xiàn)存的教育思想不能說一點關(guān)系都沒有。

　　總的來說，從教育角度來講，國內(nèi)高校的課程安排不是很合理，強調(diào)理論，又不愿意在理論上深入教育，無力接受新技術(shù)，想避開新技術(shù)又無法避得一干二凈。我覺得關(guān)鍵問題就是國內(nèi)的高校難于突破現(xiàn)狀，條條框框限制著怎么求發(fā)展。我們雖然認(rèn)識得到國外教育的優(yōu)越性，但為什么遲遲不能采取行動?哪怕是去粗取精的取那么一點點。我們需要改變。從我們自身角度來講，多數(shù)人4年下來既沒有學(xué)習(xí)計算機科學(xué)的學(xué)術(shù)水平，也沒有學(xué)習(xí)計算機技術(shù)的那種韌勁。在我剛上大一時，我的計算機科學(xué)入門導(dǎo)師，淮北煤炭師范學(xué)院王愛平教授曾經(jīng)對我說過這樣一番話：“當(dāng)你選擇了計算機這一門科學(xué)，就意味著你踏上了一條不歸路，就意味著你一生都要為之奮斗……你的身后是懸崖，只有向前走，不能往后退。”

　　有些同學(xué)說按照這樣學(xué)習(xí)學(xué)的東西太多，有的未見得有用，我想打個形象的比方：學(xué)校學(xué)出來的人都是一個球體，方方面面的知識都應(yīng)具備?？墒巧鐣闲枰蝮w的地方很少，反而需要的是磚和瓦，即精通某一行的人才。但是對于同等體積的物體，用球體來改造是最方便最省事的。學(xué)校的學(xué)生很多，為了能夠使更多的學(xué)生來適應(yīng)這個社會，學(xué)校也就不得以把所有的學(xué)生都打造成一個球體，然后讓社會對這些學(xué)生進行再加工，成為真正能夠有用的人才。即使你非常清楚自己的將來要干什么，并且非常下定決心要走自己的路，這一步你也必須走，世界是在不斷變化的，你不能預(yù)料未來。想清楚，努力去干吧!

　　必須結(jié)束這篇“胡侃”了，再侃下去非我力所能及。其實計算機還有很多基礎(chǔ)課都值得一侃。怎奈我造詣有限，不敢再讓內(nèi)行恥笑。對于博大精深的計算機科學(xué)，我只能說我永遠(yuǎn)都是個Beginner.最后聲明：這些只針對本科階段的學(xué)習(xí)。即使把這些全弄通了，前面的路還長，計算機科學(xué)需要我們?yōu)橹畩^斗......學(xué)習(xí)計算機科學(xué)需要韌性，更需要創(chuàng)新，需要激情。深刻學(xué)習(xí)理論知識，勇于接受新技術(shù)的挑戰(zhàn)，這才是我們這一代人應(yīng)具有的素質(zhì)。最后送大家一句話“Wake up every day with a feeling of passion for the difference technology will make in people's life!”。