二、把握全局，學(xué)習(xí)計算機導(dǎo)論

當(dāng)你對計算機學(xué)科涉及的領(lǐng)域有所了解后，就應(yīng)該著手展開專業(yè)學(xué)習(xí)了。初讀本專業(yè)的教學(xué)計劃與課程設(shè)置，你或許會被諸如離散數(shù)學(xué)、編譯原理、接口技術(shù) 等生疏的課程名稱弄得一頭霧水。這些課程都是研究什么的？它們各自與我們面前的計算機有哪方面的聯(lián)系？要回答這類問題，首先需要把握全局，從整體上認 識計算機科學(xué)。

國內(nèi)高等院校一般都為大一學(xué)生開設(shè)計算機基礎(chǔ)課程。這類課程的受眾面廣，主要涉及計算機基礎(chǔ)應(yīng)用知識。各種版本的計算機基礎(chǔ)教程幾乎都以計算機科學(xué) 導(dǎo)論作為開篇。對于把計算機作為應(yīng)用工具的其他專業(yè)的學(xué)生而言，導(dǎo)論只算是“內(nèi)容概要”，他們往往更注重后面的應(yīng)用型知識；而對于把計算機作為研究對象的 我們，則決不能忽略這類指導(dǎo)性的內(nèi)容。專門地、有意識地學(xué)好計算機科學(xué)導(dǎo)論，能夠使你對計算機科學(xué)有一個大局觀，清楚地認識到每一個分支學(xué)科的研究領(lǐng)域與 重要意義，從而在今后的具體學(xué)習(xí)中明確方向，加深理解。

依我個人的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，建議初學(xué)者閱讀一些國外優(yōu)秀計算機基礎(chǔ)與導(dǎo)論教材。與國內(nèi)大多數(shù)講解軟硬件具體使用的同類教材相比，國外教材更偏重以應(yīng)用為切入點，深入淺出地闡述計算機科學(xué)原理。諸如《計算機文化（第8版）》（《New Perspectives on Computer Concepts》，中文版，機械工業(yè)出版社）、《計算機科學(xué)導(dǎo)論》 （《Foundations of Computer Science: From Data Manipulation to Theory of Computation》，中文版，機械工業(yè)出版社）：前者適合于各種信息類專業(yè)的學(xué)生或計算機愛好者閱讀。該書圖文并茂，語言生動，從應(yīng)用角度出發(fā)，廣 泛涉及計算機軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)的基本原理，同時概述了計算機學(xué)科的歷史背景與行業(yè)現(xiàn)狀。隨書的光盤中給出了不少影音材料，在學(xué)習(xí)的同時還可以提高計算機專 業(yè)英語聽說能力。后者在風(fēng)格上與前者類似，但內(nèi)容更適合計算機專業(yè)學(xué)生閱讀，被美國不少高校定為計算機專業(yè)學(xué)生的入門課。它以實例作為出發(fā)點，系統(tǒng)地講解 了計算機組成、計算機網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計等分支學(xué)科的研究領(lǐng)域、基本原理和應(yīng)用方向，而幾乎不涉及晦澀的數(shù)學(xué)模型與實現(xiàn)細節(jié)。閱讀此類書 籍，可以在潛移默化中理清初學(xué)者對于計算機科學(xué)學(xué)習(xí)的思路。

計算機科學(xué)是一個有機聯(lián)系的整體，每個分支都或多或少地與其它分支存在依賴關(guān)系。如果死板地依照教學(xué)計劃線性地進行學(xué)習(xí)，往往會遇到知識理解上 的問題。例如算法分析課程與程序設(shè)計課程分屬理論與實踐；組成原理課程與體系結(jié)構(gòu)課程是對計算機系統(tǒng)不同層面的剖析。我們不能簡單地找出它們的先修、后修 關(guān)系，這樣難以建立完整的知識體系。因此在把握大局之后，我們?nèi)杂斜匾唵瘟私庖幌旅總€分支學(xué)科的基礎(chǔ)知識。在這方面，推薦大家閱讀《編程卓越之道（第一 卷）：深入理解計算機》（《WRITE GREAT CODE: Volume 1:Understanding the Machine》，中文版，電子工業(yè)出版社）這本書。分開來看每一章節(jié)，其內(nèi)容編排結(jié)構(gòu)與國內(nèi)高校計算機課程體制相近，涵蓋了邏輯代數(shù)、數(shù)字電路、機器指 令、體系結(jié)構(gòu)、存儲器管理等方面的基礎(chǔ)知識和實現(xiàn)方法，特別是闡明了各個分支學(xué)科之間的本質(zhì)聯(lián)系。有了這些基礎(chǔ)之后，在遇到更高階的問題時，你至少會明白 這個問題應(yīng)該在哪個分支學(xué)科中尋找答案了。

當(dāng)你有了一定的計算機理論基礎(chǔ)，尤其是程序設(shè)計基礎(chǔ)后，想更加深入地把握計算機科學(xué)的脈絡(luò)，不妨看看這本書：《深入理解計算機系統(tǒng)（修訂版）》 （《Computer Systems A Programmer’s Perspective》，中文版，中國電力出版社）。它與《編程卓越之道》系列的共同特點是從程序員的視角觀察計算機系統(tǒng)。而這本書作為國外數(shù)十所高校 的計算機系統(tǒng)導(dǎo)論教材，其組織更加嚴密，風(fēng)格更加嚴謹。它以“程序在計算機中如何執(zhí)行”為主線，全面闡述計算機系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)的諸多細節(jié)。當(dāng)你在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)、組成原理和體系結(jié)構(gòu)等課程和時候，翻閱一下此書的相應(yīng)章節(jié)，同時編程實現(xiàn)其中的例子，一定會對課本上單純的文字型理論有更加感性的認識——原來它們是 這樣活生生地存在于我的計算機里的！

正所謂“會當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小”，從計算機科學(xué)全局的高度整體把握其分支學(xué)科，在頭腦中率先構(gòu)建計算機科學(xué)的整體框架并為其夯實最基層的結(jié)構(gòu)，就能夠為你在未來每一步的學(xué)習(xí)中掃清迷霧，指明方向。

三、運籌帷幄，掌握編程的思想

程序設(shè)計與開發(fā)是計算機學(xué)習(xí)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，編程能力是衡量一名計算機專業(yè)人員素質(zhì)的重要考核點。這是因為程序是連接理論與實踐的紐帶，是計算機科 學(xué)與計算機技術(shù)相交融的領(lǐng)域。作為一名計算機專業(yè)學(xué)生，我們一方面有別于其它專業(yè)將計算機作為工具的應(yīng)用型人才，不能僅僅利用計算機，而要為他人利用計算 機提供平臺；另一方面我們暫時達不到計算機科學(xué)家的水平，不能做出理論研究成果，但能為理論學(xué)習(xí)鋪墊實踐基礎(chǔ)。因此，只有具備足夠的程序設(shè)計與開發(fā)能力， 才能真正體現(xiàn)我們的智慧，同時充分發(fā)揮計算機的潛力。

學(xué)習(xí)編程，首先應(yīng)掌握至少一門程序設(shè)計語言。C語言作為一種語法清晰、功能強大、應(yīng)用廣泛的高級語言，長期以來被國內(nèi)大多數(shù)高校的定為程序設(shè)計必修 課。全面理解和掌握C語言的脈絡(luò)的重要意義這里毋庸多言。市面上C語言的教程多如牛毛，但最經(jīng)典的當(dāng)數(shù)C語言的設(shè)計者Kernighan與 Ritchie 合著的權(quán)威白皮書——《C程序設(shè)計語言（第 2版）》（《The C Programming Language》，中文版，機械工業(yè)出版社）。書雖不厚，但絕對全面而準(zhǔn)確。其語言簡潔，例證通俗，實用性強。相比之下國內(nèi)的一些C語言教材在學(xué)習(xí)曲線 可能比前者平滑，但它們往往以考試為導(dǎo)向，過多地糾纏語法死角，同時大都未遵從ANSI標(biāo)準(zhǔn)。對于計算機專業(yè)學(xué)生來說，前者能夠讓我們看到更加嚴謹與實務(wù) 的態(tài)度。當(dāng)你的語言功底達到一定程度后，就需要從一個更高的視角來探察語言的本質(zhì)，不妨看看這本：《計算機程序的構(gòu)造和解釋（第 2版）》 （《Structure and Interpretation of Computer Programs》，中文版，機械工業(yè)出版社）。它闡述了編程語言本身的機制與實現(xiàn)，同時引入了一門對于大多數(shù)中國學(xué)生來說不甚了解的語言—— LISP。 LISP是很多美國高校計算機專業(yè)的入門語言，也是一種結(jié)構(gòu)上與C、Pascal、Java、Basic等完全不同的非馮·諾依曼語言。研讀 SICP，體味LISP，給你耳目一新的感覺之后更多地可以加深對編程思想本質(zhì)的理解。

大學(xué)的各類程序設(shè)計與開發(fā)課程旨在培養(yǎng)我們兩方面的能力——算法設(shè)計能力與應(yīng)用開發(fā)能力。前者偏重計算機科學(xué)，后者偏重計算機技術(shù)。算法是用計算機思維解決現(xiàn)實問題的理論，具有較強的數(shù)學(xué)性。算法學(xué)的曠世巨著應(yīng)數(shù)Knuth的《計算機程序設(shè)計藝術(shù)》 （《The Art of Computer Programming》，中文版，清華、機工、國防等出版社皆有授權(quán)），不過要徹底讀懂這個大部頭需要相當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)理論基礎(chǔ)與編程實踐經(jīng)驗積累。對于初學(xué) 者，建議首先培養(yǎng)使用常規(guī)算法解決小規(guī)模問題的能力，并行地提高駕馭語言的水平與抽象問題的思維。針對這個目的，結(jié)合程序設(shè)計實踐一類的課程，可以讀讀這 幾本書：《編程珠璣（第2版）》（《Programming Pearls》，中文版，中國電力出版社）、《程序設(shè)計實踐》（《The Practice of Programming》，中文版，機械工業(yè)出版社）、《代碼閱讀方法與實踐》（《Code Reading: The Open Source Perspective》，中文版，清華大學(xué)出版社）、《C專家編程》（《Expert C Programming》，中文版，人民郵電出版社）。它們的側(cè)重點各有不同，但對于通過實踐來學(xué)習(xí)算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是很有益處的。

應(yīng)用開發(fā)方面，實踐是第一要務(wù)，然而高效的實踐是建立在科學(xué)的程序設(shè)計方法之上的。以C語言為代表的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法是規(guī)范的程序邏輯的基礎(chǔ)，目 前主要使用在系統(tǒng)級開發(fā)中，前面所提到的諸多書籍都或多或少有所涉及。而以Java、C++為代表的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法廣泛應(yīng)用于實用項目開發(fā)， 這方面的經(jīng)典之作中，推薦閱讀Bruce Eckel的《Java編程思想（第3版）》（《Thinking in Java》，中文版，機械工業(yè)出版社）與《C++編程思想（第 2版）》（《Thinking in C++》，中文版，機械工業(yè)出版社）。此外軟件架構(gòu)設(shè)計、編碼規(guī)范與風(fēng)格、代碼除錯與質(zhì)量管理以及軟件工程的各類原則在實際項目開發(fā)中都是及其重要的，在 具備了一定的編程經(jīng)驗、準(zhǔn)備投入一些實際項目開發(fā)的時候務(wù)必要了解。建議閱讀《代碼大全（第 2版）》（《Code Complete》，中文版，電子工業(yè)出版社）這本大而全的軟件構(gòu)建綜合性寶典，它在從總體上指導(dǎo)軟件開發(fā)的各個環(huán)節(jié)的同時也引入了一些細節(jié)問題（諸如 goto的使用）的討論，引導(dǎo)我們對一些司空見慣的程序設(shè)計理念不但要知其然，而且要知所以然。

有一位熱衷于游戲的同學(xué)告訴我，游戲給予他滿足控制欲的空間。但是請放眼看看，游戲的控制范圍不外乎一個特定進程中他人預(yù)先設(shè)定好的一系列數(shù)據(jù)，并 以有限的圖像與聲音形式體現(xiàn)出來。然而如果你掌握了編程這一強大的武器，就能夠面對眼前的計算機游刃有余，在硬件條件允許的情況下盡你所能將控制欲升華為 創(chuàng)造力，方便自己的同時造福他人。運籌帷幄，掌握編程的思想，無論走向科學(xué)研究或是應(yīng)用開發(fā)，這都將為你奠定堅實的基礎(chǔ)！