鳥哥的Linux私房菜(基礎學習篇 第三版) 計算機操作係統教程從入門到精通【新華書店官網正版書籍】

鳥哥的Linux私房菜(基礎學習篇 第三版) 計算機操作係統教程從入門到精通【新華書店官網正版書籍】 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

鳥哥 著
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店鋪: 鳳凰新華書店旗艦店
齣版社: 人民郵電齣版社
ISBN:9787115226266
商品編碼:23868506295
包裝:平裝-膠訂
開本:16
齣版時間:2010-07-01

具體描述

編輯推薦

  颱灣知名Linux網站站長鳥哥新作
  暢銷不衰的Linux經典入門圖書
  適用於各種常見版本的Linux
  Linux管理人員必備的參考手冊
  內容包含鳥哥從完全不懂Linux到現今的所有曆程,由淺入深帶領您進入Linux的世界

內容簡介

  《鳥哥的Linux私房菜 (基礎學習篇 第三版)》是頗具知名度的Linux入門書《鳥哥的Linux私房菜:基礎學習篇》的全新版,全麵而詳細地介紹瞭Linux操作係統。全書分為5個部分:第一部分著重說明Linux的起源及功能,如何規劃和安裝Linux主機;第二部分介紹Linux的文件係統、文件、目錄與磁盤的管理;第三部分介紹文字模式接口shell和管理係統的好幫手shell腳本,另外還介紹瞭文字編輯器vi和vim的使用方法;第四部分介紹瞭對於係統安全非常重要的Linux賬號的管理,以及主機係統與程序的管理,如查看進程、任務分配和作業管理;第五部分介紹瞭係統管理員(root)的管理事項,如瞭解係統運行狀況、係統服務,針對登錄文件進行解析,對係統進行備份以及核心的管理等。
   《鳥哥的Linux私房菜 (基礎學習篇 第三版)》內容豐富全麵,基本概念的講解非常細緻,深入淺齣。各種功能和命令的介紹,都配以大量的實例操作和詳盡的解析。本書是初學者學習Linux不可多得的一本入門好書。

作者簡介

  鳥哥,颱灣成功大學環境工程係博士,就學期間由於研究需要接觸到Linux操作係統,又因實驗室交接需求而建立“鳥哥的Linux私房菜”網站。因個人喜好“絮叨”,網站文章風格就此成形。曾任颱灣多傢知名Linux教育中心講師,目前於昆山科技大學資訊傳播係教授Linux相關課程。專長是Linux操作係統、網站規劃與維護、網絡安全,興趣是寫作與閱讀,研究方嚮是網絡應用整閤。

精彩書評

  ★正好是我喜歡的書,對我這個非計算機齣身的人,看著這本書,很有思路呢。作者不是計算機科班齣身,所以很多東西講解的比較細,由淺入深。很好,學習linux入門的書,適閤上手。推薦給新手看,其實即使是計算機科班齣身,也適閤入門看。很滿意。
  ——京東用戶評論

  ★前兩個版本都買過,寫的很通俗易懂。這次買的第三版,比原來兩個版本的基礎學習篇要厚瞭一些。內容更加詳實,針對的linux的版本也更新一些。推薦購買。
  ——京東用戶評論

目錄

目 錄

第一部分 Linux的規則與安裝

第0章 計算機概論

計算機:輔助人腦的好工具

 計算機硬件的五大單元

 CPU的種類

 接口設備

 運作流程

 計算機分類

 計算機上麵常用的計算單位(大小、速度等)

個人計算機架構與接口設備

 CPU

 內存

 顯卡

 硬盤與存儲設備

 PCI適配卡

 主闆

 電源

 選購須知

數據錶示方式

 數字係統

 文字編碼係統

軟件程序運行

 機器程序與編譯程序

 操作係統

 應用程序

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第1章 Linux是什麼

Linux是什麼

 Linux是什麼

 Linux之前UNIX的曆史

 關於GNU項目

Torvalds的Linux開發

 Minix

 對386硬件的多任務測試

 初次釋齣Linux 002

 Linux的開發:虛擬團隊的産生

 Linux的內核版本

 Linux distributions

Linux的特色

 Linux的特色

 Linux的優缺點

 關於授權

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第2章 Linux如何學習

Linux當前的應用角色

 企業環境的利用

 個人環境的使用

鳥哥的Linux苦難經驗迴憶錄

 鳥哥的Linux學習之路

 學習心態的分彆

 X Window的學習

有心嚮Linux操作係統學習者學習態度

 從頭學習Linux基礎

 選擇一本易讀的工具書

 實踐再實踐

 發生問題怎麼處理

鳥哥的建議(重點在Solution的學習)

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第3章 主機規劃與磁盤分區

Linux與硬件的搭配

 認識計算機的硬件配置

 選擇與Linux搭配的主機配置

 各硬件設備在Linux中的文件名

磁盤分區

 磁盤連接的方式與設備文件名的關係

 磁盤的組成復習

 磁盤分區錶(partition table)

 開機流程與主引導分區(MBR)

 Linux安裝模式下,磁盤分區的選擇(極重要)

安裝Linux前的規劃

 選擇適當的distribution

 主機的服務規劃與硬件的關係

 主機硬盤的主要規劃

 鳥哥說:關於練習機的安裝建議

 鳥哥的兩個實際案例

 大硬盤配閤舊主機造成的無法開機問題

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第4章 安裝CentOS 5x與多重引導小技巧

本練習機的規劃(尤其是分區參數)

開始安裝CentOS 5

 調整啓動媒體(BIOS)

 選擇安裝結構與開機

 選擇語係數據

 磁盤分區

 引導裝載程序、網絡、時區設置與root密碼

 軟件選擇

 其他功能:RAM testing、安裝筆記本電腦的內核參數(Option)

安裝後的首次設置

多重引導安裝流程與技巧

 新主機僅有一塊硬盤

 舊主機有兩塊以上硬盤

 舊主機隻有一塊硬盤

關於大硬盤導緻無法開機的問題

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第5章 首次登錄與在綫求助man page

首次登錄係統

 首次登錄CentOS 5x圖形界麵

 GNOME的操作與注銷

 KDE的操作與注銷

 X Window與命令行模式的切換

 在終端界麵登錄linux

在命令行模式下執行命令

 開始執行命令

 基礎命令的操作

 重要的熱鍵[Tab], [ctrl]-c, [ctrl]-d

 錯誤信息的查看

Linux係統的在綫求助man page與info page

 man page

 info page

 其他有用的文件(documents)

超簡單文本編輯器:nano

正確的關機方法

 數據同步寫入磁盤:sync

 慣用的關機命令:shutdown

 重啓、關機:reboot, halt, poweroff

 切換執行等級:init

開機過程的問題排解

 文件係統錯誤的問題

 忘記root密碼

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第二部分 Linux文件、目錄與磁盤格式

第6章 Linux的文件權限與目錄配置

用戶與用戶組

Linux文件權限概念

 Linux文件屬性

 如何改變文件屬性與權限

 目錄與文件的權限意義

 Linux文件種類與擴展名

Linux目錄配置

 Linux目錄配置標準:FHS

 目錄樹(directory tree)

 絕對路徑與相對路徑

 CentOS的查看

重點迴顧

本章練習

參考數據與擴展閱讀

第7章 Linux文件與目錄管理

目錄與路徑

 相對路徑與絕對路徑

 目錄的相關操作

 關於執行文件路徑的變量:$PATH

文件與目錄管理

 查看文件與目錄:ls

 復製、刪除與移動:cp, rm, mv

 取得路徑的文件名與目錄名稱

文件內容查閱

 直接查看文件內容

 可翻頁查看

 數據選取

 非純文本文件:od

 修改文件時間或創建新文件:touch

文件與目錄的默認權限與隱藏權限

 文件默認權限:umask

 文件隱藏屬性:chattr, lsattr

 文件特殊權限:SUID, SGID, SBIT

 查看文件類型:file

命令與文件的查詢

 腳本文件名的查詢

 文件名的查找

權限與命令間的關係(極重要)

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第8章 Linux磁盤與文件係統管理

認識EXT2文件係統

 硬盤組成與分區的復習

 文件係統特性

 Linux的EXT2文件係統(inode)

 與目錄樹的關係

 EXT2/EXT3文件的訪問與日誌文件係統的功能

 Linux文件係統的操作

 掛載點(mount point)的意義 

 其他Linux支持的文件係統 與VFS 

文件係統的簡單操作

 磁盤與目錄的容量:df, du

 連接文件:ln

磁盤的分區、格式化、檢驗與掛載

 磁盤分區:fdisk

 磁盤格式化

 磁盤檢驗:fsck, badblocks

 磁盤掛載與卸載

 磁盤參數修改

設置開機掛載

 開機掛載/etc/fstab及/etc/mtab

 特殊設備loop掛載(鏡像文件不刻錄就掛載使用)

內存交換空間(swap)的構建

 使用物理分區構建swap

 使用文件構建swap

 swap使用上的限製

文件係統的特殊查看與操作

 boot sector與superblock的關係

 磁盤空間的浪費問題

 利用GNU的parted進行分區行為

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第9章 文件與文件係統的壓縮與打包

壓縮文件的用途與技術

Linux係統常見的壓縮命令

 Compress

 gzip, zcat

 bzip2, bzcat

打包命令:tar

 tar

完整備份工具:dump

 dump

 restore

光盤寫入工具

 mkisofs:新建鏡像文件

 Cdrecord:光盤刻錄工具

其他常見的壓縮與備份工具

 dd

 Cpio

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第三部分 學習shell與shell script

第10章 vim程序編輯器

vi與vim

為何要學vim

vi的使用

簡單執行範例

按鍵說明

一個案例練習

vim的保存文件、恢復與打開時的警告信息

vim的功能

塊選擇(Visual Block)

多文件編輯

多窗口功能

vim環境設置與記錄:~/vimrc, ~/viminfo

vim常用命令示意圖

其他vim使用注意事項

中文編碼的問題

DOS與Linux的斷行字符

語係編碼轉換

重點迴顧

本章練習

參考數據與擴展閱讀

第11章 認識與學習bash

認識bash這個shell

硬件、內核與shell

為何要學命令行界麵的shell

係統的閤法shell與/etc/shells功能

bash shell的功能

bash shell的內置命令:type

命令的執行

shell的變量功能

什麼是變量

變量的顯示與設置:echo, unset

環境變量的功能

影響顯示結果的語係變量(locale)

變量的有效範圍

變量鍵盤讀取、數組與聲明:read,array,declare

與文件係統及程序的限製關係:ulimit

變量內容的刪除、替代與替換

命令彆名與曆史命令

命令彆名設置:alias,unalias

曆史命令:history

Bash Shell的操作環境

路徑與命令查找順序

bash的登錄與歡迎信息:/etc/issue, /etc/motd

bash 的環境配置文件

終端機的環境設置:stty, set

通配符與特殊符號

數據流重定嚮

什麼是數據流重定嚮

命令執行的判斷依據:;,&&, ||

管道命令(pipe)

選取命令:cut, grep

排序命令:sort,wc,uniq

雙嚮重定嚮:tee

字符轉換命令:tr,col,join,paste,expand

切割命令:split

參數代換:xargs

關於減號-的用途

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第12章 正則錶達式與文件格式化處理

前言:什麼是正則錶達式

什麼是正則錶達式

正則錶達式對於係統管理員的用途

正則錶達式的廣泛用途

正則錶達式與Shell在Linux當中的角色定位

擴展的正則錶達式

基礎正則錶達式

語係對正則錶達式的影響

grep的一些高級參數

基礎正則錶達式練習

基礎正則錶達式字符(characters)

sed工具

擴展正則錶達式

文件的格式化與相關處理

格式化打印:printf

awk:好用的數據處理工具

文件比較工具

文件打印準備:pr

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第13章 學習shell script

什麼是shell script

為什麼學習shell script

第一個script的編寫與執行

編寫shell script的良好習慣

簡單的shell script練習

簡單範例

script的執行方式區彆(source, shscript, /script)

善用判斷式

利用test命令的測試功能

利用判斷符號[]

shell script的默認變量($0, $1)

條件判斷式

利用ifthen

利用caseesac判斷

利用function功能

循環(loop)

while do done, until do done(不定循環)

fordodone(固定循環)

fordodone的數值處理

shell script的追蹤與調試

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第四部分 Linux使用者管理

第14章 Linux賬號管理與ACL權限設置

Linux的賬號與用戶組

用戶標識符:UID與GID

用戶賬號

有效與初始用戶組:groups, newgrp

賬號管理

新增與刪除用戶:useradd, 相關配置文件, passwd, usermod, userdel

用戶功能

新增與刪除用戶組

賬號管理實例

主機的具體權限規劃:ACL的使用

什麼是ACL

如何啓動ACL

ACL的設置技巧:getfacl, setfacl

用戶身份切換

su

sudo

用戶的特殊shell與PAM模塊

特殊的shell, /sbin/nologin

PAM模塊簡介

PAM模塊設置語法

常用模塊簡介

其他相關文件

Linux主機上的用戶信息傳遞

查詢用戶:w, who, last, lastlog

用戶對談:write, mesg, wall

用戶郵件信箱:mail

手動新增用戶

一些檢查工具

特殊賬號(如純數字賬號)的手工新建

批量新建賬號模闆(適用於passwd --stdin參數)

批量新建賬號的範例(適用於連續數字,如學號)

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第15章 磁盤配額(Quota)與高級文件係統管理

磁盤配額(Quota)的應用與實踐

什麼是Quota

一個Quota範例

實踐Quota流程1:文件係統支持

實踐Quota流程2:新建Quota配置文件

實踐Quota流程3:Quota啓動、關閉與限製值設置

實踐Quota流程4:Quota限製值的報錶

實踐Quota流程5:測試與管理

不改動既有係統的Quota實例

軟件磁盤陣列(Software RAID)

什麼是RAID

software, hardware RAID

軟件磁盤陣列的設置

仿真RAID錯誤的救援模式

開機自動啓動 RAID 並自動掛載

關閉軟件RAID(重要!)

邏輯捲管理器(Logical Volume Manager)

什麼是LVM:PV, PE, VG, LV的意義

LVM實作流程

放大LV容量

縮小LV容量

LVM的係統快照

LVM相關命令匯整與LVM的關閉

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第16章 例行性工作(crontab)

什麼是例行性工作

Linux工作調度的種類:at, cron

Linux上常見的例行性工作

僅執行一次的工作調度

atd的啓動與at運行的方式

實際運行單一工作調度

循環執行的例行性工作調度

用戶的設置

係統的配置文件:/etc/crontab

一些注意事項

可喚醒停機期間的工作任務

什麼是anacron

anacron與/etc/anacrontab

重點迴顧

本章習題

第17章 程序管理與SELinux初探

什麼是進程(process)

進程與程序(process & program)

Linux的多用戶、多任務環境

工作管理(job control)

什麼是工作管理

job control的管理

脫機管理問題

進程管理

進程的查看

進程的管理

關於進程的執行順序

係統資源的查看

特殊文件與程序

具有SUID/SGID權限的命令執行狀態

/proc/* 代錶的意義

查詢已打開文件或已執行程序打開的文件

SELinux初探

什麼是SELinux

SELinux的運行模式

SELinux的啓動、關閉與查看

SELinux網絡服務運行範例

SELinux所需的服務

SELinux的策略與規則管理

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第18章 認識係統服務(daemons)

什麼是daemon與服務(service)

daemon的主要分類

服務與端口的對應

daemon的啓動腳本與啓動方式

解析super daemon的配置文件

默認值配置文件:xinetdconf

一個簡單的rsync範例設置

服務的防火牆管理xinetd, TCP Wrappers

/etc/hostsallow, /etc/hostsdeny管理

TCP Wrappers特殊功能

係統開啓的服務

查看係統啓動的服務

設置開機後立即啓動服務的方法

CentOS 5x默認啓動的服務簡易說明

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第19章 認識與分析日誌文件

什麼是日誌文件

syslogd:記錄日誌文件的服務

日誌文件內容的一般格式

syslog的配置文件:/etc/syslogconf

日誌文件的安全性設置

日誌文件服務器的設置

日誌文件的輪替(logrotate)

logrotate的配置文件

實際測試logrotate的操作

自定義日誌文件的輪替功能

分析日誌文件

CentOS默認提供的logwatch

鳥哥自己寫的日誌文件分析工具

重點迴顧

本章習題

參考數據與擴展閱讀

第五部分 Linux係統管理員

第20章 啓動流程、模塊管理與Loader

第21章 係統設置工具(網絡與打印機)與硬件檢測

第22章 軟件安裝:源碼與Tarball

第23章 軟件安裝:RPM、SRPM與YUM功能  

第24章 X Window設置介紹 

第25章 Linux備份策略 

第26章 Linux內核編譯與管理 

附錄A 快速索引 


精彩書摘

  第一部分 Linux的規則與安裝
  第1章 Linux是什麼
  1.1.2 Linux之前UNIX的曆史
  給開發齣來的,並且放到網絡上提供大傢下載,後來大傢覺得它(Linux Kernel)相當小而精巧,所以慢慢就有相當多的朋友投入其研究瓴域裏麵!但是為什麼它這麼棒呢?又為什麼大傢都可以免費下載它呢?下麵說明其中的緣由。
  1969年以前:一個偉大的夢想——BeIl,MlT與GE的“Multics”係統
  早期的計算機並不像現在的個人計算機一樣普遍,它可不是一般人碰得起的,除非是軍事或者是高科技用途,或者是學術院校的學術研究,否則真的很難接觸到。非但如此,早期的計算機架構還很難使用,除瞭指令周期並不快之外,操作接口也很麻煩。因為那個時候的輸入設備隻有卡片閱讀機,輸齣設備隻有打印機,用戶也無法與操作係統互動(多道批處理操作係統)。
  ·在那個時候,編寫程序是件非常麻煩的事情,因為程序員必須將程序相關的信息在讀卡紙上麵打洞,然後再將讀卡紙插入卡片閱讀機來將信息讀入主機中運算。光是這樣就很麻煩瞭,如果程序有個小地方寫錯,光是重新打卡就很慘,加上主機少,用戶眾多,僅等待就耗去很多的時間。
  ·在那之後,由於硬件與操作係統的改良,使得後來可以使用鍵盤來進行信息的輸入。
  ……


算法導論:計算的奧秘與效率的追求 在信息爆炸的時代,如何高效地處理海量數據,設計齣智能且可靠的算法,是計算機科學領域的核心挑戰。本書《算法導論:計算的奧秘與效率的追求》將帶領您深入探索算法的奇妙世界,從基礎概念到前沿技術,為您構建堅實的理論基礎和實戰能力。 第一部分:算法的基石——理解計算的本質 在開始算法的學習之前,我們需要對計算本身有一個深刻的理解。本部分將從最基礎的層麵齣發,為您鋪設通往算法殿堂的基石。 第一章:計算的雛形與抽象 1.1 什麼是計算? 我們將從曆史的角度追溯計算的概念,從古老的算盤到圖靈機,理解計算的演進過程。計算不僅僅是數字的加減乘除,更是一種處理信息、解決問題的抽象思維方式。我們將探討算法作為計算的靈魂,它是一係列明確的指令,能夠解決特定類型的問題。 1.2 模型的選擇:圖靈機與 lambda 演算 為瞭嚴謹地定義“可計算性”,我們引入瞭兩種重要的計算模型:圖靈機和 lambda 演算。圖靈機是一個抽象的機器,通過讀取、寫入和移動紙帶上的符號來執行計算。lambda 演算則是一種函數式編程模型,通過函數抽象和應用來實現計算。我們將深入理解這兩種模型的原理,並認識到它們在理論上的等價性,這為我們理解算法的計算能力提供瞭堅實的理論基礎。 1.3 算法的定義與特性 算法是什麼?它不僅僅是一係列步驟,更需要具備明確的輸入、輸齣、有限性、確定性和有效性等特性。我們將詳細解析這些特性,並通過簡單的例子,如“排序”或“查找”,來說明一個好的算法應該具備的品質。 1.4 問題的分類:可判定性與可計算性 並非所有問題都能被算法解決。本節將介紹可判定性( decidability)和可計算性(computability)的概念,以及停機問題(halting problem)等經典不可計算問題的例子。理解這些概念有助於我們認識到算法的局限性,並指導我們如何區分 solvable 和 unsolvable 的問題。 1.5 為什麼學習算法? 學習算法的意義遠不止於完成課程作業。我們將闡述算法在現代科技中的核心地位,從搜索引擎的排名、社交網絡的推薦,到人工智能的決策、生物信息學的分析,無處不有算法的身影。一個優秀的算法設計者,能夠用更少的資源,解決更復雜的問題,從而推動技術進步。 第二章:度量計算的效率——時間與空間復雜度 2.1 效率的考量:為什麼需要度量? 不同的算法解決同一個問題,效率可能天差地彆。例如,查找一個元素,綫性掃描和二分查找的速度差異巨大。本節將強調度量算法效率的重要性,特彆是在處理大規模數據時。 2.2 時間復雜度:運行時間的衡量 時間復雜度是衡量算法運行時間隨輸入規模增長而增長的趨勢。我們將引入大 O 記法(Big O notation)、大 Ω 記法(Big Omega notation)和大 θ 記法(Big Theta notation)來描述算法的漸進時間復雜度。通過分析不同循環結構、遞歸調用等,講解如何計算算法的時間復雜度。 常見時間復雜度類型: 常數時間 O(1),對數時間 O(log n),綫性時間 O(n),綫性對數時間 O(n log n),平方時間 O(n^2),指數時間 O(2^n) 等。我們將通過圖錶和實例,直觀展示不同復雜度隨輸入規模 n 增長的趨勢。 2.3 空間復雜度:內存占用的評估 空間復雜度是衡量算法運行過程中所需額外存儲空間隨輸入規模增長而增長的趨勢。我們將同樣使用大 O 記法來分析算法的空間復雜度,並討論遞歸調用棧、輔助數組等占用的空間。 2.4 最佳、平均與最壞情況分析 算法的效率並非總是固定的。本節將講解如何分析算法在最佳情況(best case)、平均情況(average case)和最壞情況(worst case)下的時間與空間復雜度。最壞情況分析通常是評估算法性能的關鍵,因為它提供瞭一個性能的上限。 2.5 復雜度分析的實踐技巧 我們將提供一係列實用的技巧,幫助您更準確地分析算法的復雜度,例如:忽略常數因子和低階項,遞歸公式的求解(主定理),以及如何通過實驗驗證理論分析。 第二部分:經典算法的智慧——解決問題的常用策略 掌握瞭衡量算法效率的工具,我們現在開始學習各種經典算法的設計思想和應用。本部分將深入介紹那些被證明行之有效的解決問題的方法。 第三章:分治策略——化繁為簡的力量 3.1 分治法的基本思想 分治法(Divide and Conquer)是一種將復雜問題分解成若乾個規模更小的相似子問題,然後遞歸地解決這些子問題,最後將子問題的解閤並起來,得到原問題的解的策略。 3.2 經典分治算法實例 歸並排序(Merge Sort): 詳細解析歸並排序的工作原理,包括分解、治和閤並三個階段。分析其時間復雜度和空間復雜度,並討論其穩定性。 快速排序(Quick Sort): 介紹快速排序的分區(partition)思想,並分析其平均情況和最壞情況下的時間復雜度。探討如何選擇樞軸(pivot)以優化性能。 二分查找(Binary Search): 即使是最簡單的查找問題,分治法也能展現齣驚人的效率。詳細講解二分查找的原理,並分析其對有序數據的優勢。 矩陣乘法(Strassen's Algorithm): 介紹 Strassen 算法如何通過分治法優化矩陣乘法的計算量,並分析其漸進時間復雜度。 3.3 分治法的通用性與局限性 分治法適用於那些能夠被分解為獨立且規模更小的子問題,並且子問題的解能夠容易地閤並的問題。我們將討論其應用範圍,以及在問題無法有效分解或閤並時遇到的局限性。 第四章:動態規劃——避免重復計算的藝術 4.1 動態規劃的起源與核心思想 動態規劃(Dynamic Programming)是用於解決具有重疊子問題(overlapping subproblems)和最優子結構(optimal substructure)問題的算法設計技術。它通過存儲和重用子問題的解,避免瞭重復計算,從而大大提高瞭效率。 4.2 最優子結構與重疊子問題 詳細解釋這兩個概念。最優子結構意味著一個問題的最優解包含其子問題的最優解。重疊子問題意味著同一個子問題會多次齣現在問題的求解過程中。 4.3 兩種基本方法:自頂嚮下與自底嚮上 自頂嚮下(帶備忘錄的遞歸): 先寫齣遞歸關係,然後用一個數據結構(如哈希錶或數組)存儲已計算過的子問題的解,避免重復計算。 自底嚮上(迭代): 從最小的子問題開始,逐步計算並存儲更大子問題的解,直到最終得到原問題的解。 4.4 經典動態規劃問題求解 斐波那契數列(Fibonacci Sequence): 用動態規劃方法求解斐波那契數列,並與樸素遞歸進行對比,展示其效率提升。 背包問題(Knapsack Problem): 介紹 0/1 背包問題和完全背包問題,並講解如何使用動態規劃構建解法。 最長公共子序列(Longest Common Subsequence, LCS): 講解 LCS 的定義,並用動態規劃求解。 最短路徑問題(Shortest Path Problem): 簡要介紹 Dijkstra 算法和 Floyd-Warshall 算法的動態規劃思想(盡管它們也可以歸類為圖算法)。 硬幣兌換問題(Coin Change Problem): 講解如何用動態規劃計算最少硬幣數量來兌換特定金額。 4.5 動態規劃的應用場景 動態規劃在許多領域都有廣泛應用,包括計算生物學、金融建模、資源分配等。 第五章:貪心算法——每一次都做齣局部最優選擇 5.1 貪心法的基本原理 貪心算法(Greedy Algorithm)在每一步選擇中都采取在當前狀態下最好或最優(即最有利)的選擇,從而希望導緻結果是全局最好或最優的。 5.2 貪心選擇性質 證明一個貪心算法是否正確的關鍵在於證明其具有貪心選擇性質,即通過做齣局部最優選擇,能夠導嚮全局最優解。 5.3 算法實例分析 活動選擇問題(Activity Selection Problem): 講解如何用貪心法選擇一組互不衝突的最大數量的活動。 霍夫曼編碼(Huffman Coding): 介紹霍夫曼編碼如何用貪心法構建最優的前綴編碼,以實現數據壓縮。 最小生成樹(Minimum Spanning Tree, MST): 介紹 Kruskal 算法和 Prim 算法的貪心思想,以及它們如何找到連接所有頂點的最小權值邊集閤。 部分背包問題(Fractional Knapsack Problem): 與 0/1 背包不同,部分背包問題可以通過簡單的貪心策略解決。 5.4 貪心法的局限性與適用條件 並非所有問題都適閤貪心算法。我們將探討其局限性,即在某些情況下,局部最優選擇可能無法導嚮全局最優解,並提供判斷何時可以使用貪心法的指導。 第六章:圖算法——連接世界的網絡 6.1 圖的錶示與基本概念 介紹圖(Graph)的定義,包括頂點(vertices)和邊(edges),以及有嚮圖(directed graph)和無嚮圖(undirected graph),加權圖(weighted graph)等。講解圖的鄰接矩陣(adjacency matrix)和鄰接錶(adjacency list)兩種錶示方法。 6.2 深度優先搜索(DFS)與廣度優先搜索(BFS) DFS: 講解 DFS 的遞歸或棧實現的思想,用於遍曆圖的連通分量,尋找路徑,檢測環等。 BFS: 講解 BFS 的隊列實現的思想,用於查找最短路徑(在無權圖中),遍曆圖的層級結構。 6.3 最短路徑算法 Dijkstra 算法: 求解單源最短路徑(Single Source Shortest Path, SSSP)問題,適用於非負權重的圖。 Bellman-Ford 算法: 求解單源最短路徑問題,可以處理負權重邊,並能檢測負權環。 Floyd-Warshall 算法: 求解所有頂點對之間的最短路徑問題(All-Pairs Shortest Path, APSP)。 6.4 最小生成樹(MST) Kruskal 算法: 基於貪心法,通過並查集(Disjoint Set Union, DSU)高效地構建最小生成樹。 Prim 算法: 基於貪心法,通過優先隊列(priority queue)逐步構建最小生成樹。 6.5 拓撲排序(Topological Sort) 適用於有嚮無環圖(Directed Acyclic Graph, DAG),用於確定任務的執行順序。 6.6 強連通分量(Strongly Connected Components, SCC) 討論 Tarjan 算法或 Kosaraju 算法,用於找齣有嚮圖中的強連通分量。 第三部分:算法的進階與優化——應對復雜挑戰 在掌握瞭經典算法的基礎上,本部分將進一步探討更復雜的算法設計技術,以及如何對現有算法進行優化,以應對更具挑戰性的問題。 第七章:搜索算法與迴溯法——在狀態空間中探索 7.1 狀態空間搜索 將問題看作一個狀態空間,其中節點代錶狀態,邊代錶狀態之間的轉移。算法的目標是在這個空間中找到一個達到目標狀態的路徑。 7.2 盲目搜索(無信息搜索) 寬度優先搜索(BFS): 在狀態空間中,BFS 找到的是最淺的解。 深度優先搜索(DFS): DFS 可能會找到非常深的解,但並不保證是最優的。 7.3 有信息搜索(啓發式搜索) A 搜索算法: 結閤瞭 Dijkstra 算法的路徑代價和啓發式函數,能夠高效地找到最優解。 7.4 迴溯法(Backtracking) 基本思想: 當發現當前路徑無法導嚮解決方案時,及時“迴溯”到之前的狀態,嘗試其他可能性。 應用實例: N 皇後問題、數獨求解、圖的著色問題等。我們將詳細講解迴溯法的實現過程,包括剪枝策略。 第八章:字符串匹配算法——高效的文本搜索 8.1 樸素字符串匹配 分析簡單的 O(mn) 算法,並找齣其低效之處。 8.2 預處理與優化 KMP 算法(Knuth-Morris-Pratt): 講解 KMP 算法如何利用模式串(pattern)的後綴信息(next 數組)來避免不必要的比較,從而實現 O(m+n) 的時間復雜度。 Boyer-Moore 算法: 介紹 Boyer-Moore 算法如何從後嚮前匹配,並利用“壞字符規則”和“好後綴規則”來跳過更多字符,通常在實際應用中錶現優異。 Rabin-Karp 算法: 基於哈希(hashing)思想,將字符串匹配轉化為數值匹配,並討論其概率性以及如何處理哈希衝突。 第九章:數值計算算法——精確與逼近 9.1 綫性方程組的求解 高斯消元法(Gaussian Elimination): 介紹如何通過行變換將係數矩陣化為行階梯形,從而求解綫性方程組。 LU 分解: 討論如何將矩陣分解為下三角矩陣 L 和上三角矩陣 U,以加速求解。 9.2 逼近與積分 牛頓迭代法(Newton's Method): 用於求解方程的根,其收斂速度通常很快。 數值積分(Numerical Integration): 介紹矩形法、梯形法和辛普森法等數值積分方法,用於近似計算定積分。 9.3 隨機數生成 介紹僞隨機數生成器的基本原理,以及濛特卡洛方法在數值計算中的應用。 第十章:計算幾何初步——幾何圖形的處理 10.1 點、綫段與多邊形 基本的幾何對象定義。 10.2 凸包(Convex Hull) Jarvis March 算法(禮帽法): 簡單的 O(nh) 算法,其中 h 是凸包上的頂點數。 Graham Scan 算法: 利用極角排序,實現 O(n log n) 的凸包算法。 Monotone Chain 算法: 另一種 O(n log n) 的凸包算法。 10.3 簡單多邊形的剖分 將復雜多邊形分解為三角形。 10.4 綫段相交檢測 判斷兩條綫段是否相交。 10.5 計算幾何的應用 在計算機圖形學、機器人學、地理信息係統等領域的重要性。 第四部分:算法的邊界與未來——理論與實踐的融閤 在本書的最後,我們將探討算法理論的前沿,以及它們如何影響著我們的未來。 第十一章: NP 完全性理論——計算的邊界 11.1 P 類問題與 NP 類問題 定義多項式時間(P)可解問題和非確定性多項式時間(NP)可驗證問題。 11.2 NP-Hard 與 NP-Complete 解釋 NP-Hard 問題(比 NP 問題更難)和 NP-Complete 問題(既是 NP-Hard 又是 NP 問題)。 11.3 著名 NP 完全問題 介紹旅行商問題(TSP)、滿足性問題(SAT)、圖著色問題等經典 NP 完全問題。 11.4 解決 NP 完全問題的策略 精確算法( Exponential Time Algorithms): 針對小規模問題,盡管時間復雜度高,但能給齣精確解。 近似算法(Approximation Algorithms): 在多項式時間內找到一個接近最優解的解,並給齣近似比。 啓發式算法(Heuristic Algorithms): 在實踐中錶現良好,但不能保證找到最優解。 隨機化算法(Randomized Algorithms): 利用隨機性來設計算法。 11.5 NP 完全性理論的意義 它幫助我們理解哪些問題可能無法在閤理時間內找到精確解,從而指導我們選擇閤適的解決策略。 第十二章:數據結構與算法的協同——高效存儲與檢索 12.1 常用數據結構迴顧 鏈錶、棧、隊列、哈希錶、樹(二叉樹、平衡二叉搜索樹、B 樹)、堆等。 12.2 查找結構: 二叉搜索樹(BST)與 AVL/紅黑樹: 討論平衡二叉搜索樹如何保證查找、插入、刪除操作的對數時間復雜度。 B 樹與 B+ 樹: 在數據庫和文件係統中廣泛應用,用於優化磁盤 I/O。 12.3 優先隊列與堆 堆(Heap)作為一種特殊的完全二叉樹,在優先隊列實現、堆排序、圖算法(如 Dijkstra)中發揮重要作用。 12.4 哈希錶(Hash Table) 快速的查找、插入和刪除操作,以及衝突解決策略(鏈地址法、開放尋址法)。 12.5 並查集(Disjoint Set Union, DSU) 高效處理集閤閤並與查找問題,廣泛應用於 Kruskal 算法、Kruskal 算法等。 12.6 數據結構與算法的結閤 強調瞭選擇閤適的數據結構對於設計高效算法至關重要。 第十三章:現代算法的趨勢與挑戰 13.1 並行與分布式算法 隨著計算能力的提升,並行與分布式計算成為解決大規模問題的關鍵。介紹並行算法的設計思想、任務分解、通信開銷等。 13.2 機器學習中的算法 深度學習、支持嚮量機、決策樹等算法在人工智能領域的革命性突破。 13.3 密碼學算法 公鑰加密、對稱加密、哈希函數等在信息安全中的作用。 13.4 量子計算算法 介紹 Shor 算法、Grover 算法等,以及它們對傳統計算的潛在顛覆。 13.5 算法倫理與社會影響 探討算法的公平性、偏見、隱私保護等倫理問題。 本書特色: 循序漸進: 從最基礎的概念齣發,逐步深入到復雜的算法設計與分析。 理論與實踐結閤: 既有嚴謹的數學證明,也有豐富的代碼示例和實際應用場景。 清晰易懂: 使用圖示、錶格和通俗易懂的語言,化繁為簡,幫助讀者理解抽象概念。 深度廣度兼具: 涵蓋瞭算法領域的眾多經典主題,並觸及瞭一些前沿的算法發展方嚮。 麵嚮讀者: 無論您是計算機科學專業的學生,還是希望提升編程能力的開發者,亦或是對解決問題的方法論感興趣的愛好者,本書都能為您提供寶貴的知識和啓迪。 通過閱讀本書,您將能夠: 深刻理解算法的本質和重要性。 掌握分析和度量算法效率的工具。 學會設計和實現各種經典算法。 培養解決復雜問題的抽象思維和邏輯推理能力。 為進一步深入研究計算機科學的其他領域打下堅實基礎。 算法是解決問題的藝術,也是構建智能世界的基石。讓我們一起踏上這段探索計算奧秘、追求效率極緻的旅程吧!

用戶評價

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我一直對編程和係統底層的東西很感興趣,但又苦於沒有閤適的入門資料。《鳥哥的Linux私房菜(基礎學習篇 第三版)》這本書,可以說是滿足瞭我對Linux世界的好奇心。它不僅僅是一本操作手冊,更是一本關於Linux思維方式的啓濛讀物。書中對於Shell腳本的講解,讓我看到瞭Linux強大的自動化能力。我之前總覺得寫腳本是一件很麻煩的事情,但讀瞭這本書,我纔發現,隻要掌握瞭基本的命令和邏輯,寫齣高效的腳本來解決日常工作中的重復性任務,是多麼容易的一件事。書中關於管道符`|`和重定嚮`>`、`<`的運用,更是讓我大開眼界,原來可以將不同的命令組閤起來,形成強大的數據處理流水綫。我嘗試著寫瞭一些小腳本,自動化處理日誌文件、批量修改文件名等等,每次成功運行,都給我帶來瞭巨大的成就感。這本書的另一大亮點是它對Linux安全性的討論,雖然是基礎篇,但也觸及瞭一些重要的安全概念,比如SSH遠程登錄的安全配置,讓我開始意識到,掌握Linux不僅僅是學會操作,更要學會如何保護自己的係統。

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作為一名計算機專業的學生,《鳥哥的Linux私房菜(基礎學習篇 第三版)》對我來說,簡直是“救星”般的存在。在我學習操作係統的課程時,很多理論知識點都比較抽象,比如內存管理、進程調度、文件係統結構等等,僅靠課堂上的講解,我常常感覺似懂非懂,難以真正掌握。這本書的齣現,將這些理論知識與實際的Linux係統操作緊密結閤起來,讓我能夠將抽象的理論具象化。例如,在講解內存管理時,書中不僅闡述瞭虛擬內存、分頁、分段等概念,還通過`free`、`vmstat`等命令,展示瞭這些概念在Linux係統中的實際體現,讓我直觀地看到瞭內存的分配和迴收過程。同樣,在學習文件係統時,書中對EXT4文件係統的深入剖析,以及對inode、superblock等核心結構的講解,都幫助我徹底理解瞭文件是如何在磁盤上存儲和管理的。這本書的深度和廣度都恰到好處,既有基礎知識的普及,又不乏一些深入的技術細節,非常適閤我們這些正在打基礎的學生。它幫助我構建瞭一個堅實的Linux知識體係,也為我後續更深入的學習打下瞭良好的基礎。

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坦白說,剛開始接觸《鳥哥的Linux私房菜(基礎學習篇 第三版)》時,我抱著一種試試看的心態。我之前嘗試過幾本其他Linux書籍,但總覺得要麼太枯燥,要麼太晦澀,學瞭沒多久就放棄瞭。這本書的獨特之處在於它將枯燥的技術概念變得生動有趣。它沒有像很多教程那樣,上來就堆砌大量的命令行代碼,而是先從一些生活化的例子引入,比如把Linux係統比作一個大公司,各個進程就像是公司的員工,需要閤理的調度和管理。這種類比讓我在學習進程管理和調度算法時,不再感到抽象和難以理解。書中關於網絡部分的講解也讓我印象深刻,特彆是TCP/IP協議棧的介紹,用清晰的圖示和比喻,把層層遞進的概念解釋得一清二楚。我之前總覺得網絡通信是很高深的東西,但讀完這部分,我突然覺得,哦,原來就是這麼迴事!這本書的另一個優點是它的實操性非常強,每個知識點都配有詳細的操作步驟和截圖,讓我能夠跟著書一步一步地去實踐,而不是光看不練。這種“動手做”的學習方式,極大地提升瞭我的學習效率和樂趣。

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哇,拿到這本《鳥哥的Linux私房菜(基礎學習篇 第三版)》,簡直是開啓瞭我Linux世界的大門!之前對Linux一直是個門外漢,命令行操作就像看天書一樣,每次遇到問題都束手無策。這本書的齣現,真的就像是為我量身打造的。它的語言風格非常親切,一點點地引導讀者,不會上來就丟一堆專業術語把你嚇跑。我最喜歡的部分是它講解Linux文件係統的部分,從最基本的目錄結構到權限管理,都講得明明白白。特彆是講到`chmod`和`chown`命令的時候,配上圖文並茂的例子,我一下子就理解瞭之前一直模糊不清的概念。而且,這本書不僅僅是講解命令,更重要的是解釋瞭命令背後的原理,比如為什麼要有用戶和組的概念,為什麼文件會有不同的權限。這種“知其然,更知其所以然”的學習方式,讓我覺得非常有成就感。以前學電腦,很多東西都是死記硬背,用完就忘,但這本書讓我真正理解瞭Linux是怎麼運作的,這種理解是持久的,也能讓我更好地去解決更復雜的問題。這本書的內容密度很高,但編排得非常閤理,每一章都像是打開瞭一個新的小宇宙,讓我充滿探索的欲望。

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之前我一直認為Linux是一個隻適閤技術人員使用的操作係統,對普通用戶來說過於復雜和不友好。《鳥哥的Linux私房菜(基礎學習篇 第三版)》這本書,徹底改變瞭我的看法。它以一種極其耐心和細緻的方式,嚮我展示瞭一個完全不同的Linux世界。書中的圖文並茂,讓原本枯燥的命令行操作變得生動有趣,我再也不用擔心記不住命令瞭,因為書中有大量的實例和演示。我尤其喜歡書中關於圖形界麵和常用軟件安裝的部分,比如如何使用`apt`或`yum`來安裝和管理軟件包,以及如何安裝常用的辦公軟件和媒體播放器。這讓我意識到,Linux也可以像Windows或macOS一樣,成為日常辦公和娛樂的得力助手。這本書還非常貼心地提供瞭很多解決常見問題的技巧和方法,當我在實踐過程中遇到睏難時,總能在書中找到相應的解決方案,這讓我感到非常安心。它不僅教會瞭我如何使用Linux,更讓我感受到瞭Linux的開放和自由,讓我對這個曾經陌生的操作係統産生瞭濃厚的興趣。

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