阅读我们的学科——计算机专业学习浅谈(2)

2006-11-14

二、把握全局,学习计算机导论

当你对计算机学科涉及的领域有所了解后,就应该着手展开专业学习了。初读本专业的教学计划与课程设置,你或许会被诸如离散数学、编译原理、接口技术等生疏的课程名称弄得一头雾水。这些课程都是研究什么的?它们各自与我们面前的计算机有哪方面的联系?要回答这类问题,首先需要把握全局,从整体上认识计算机科学。

国内高等院校一般都为大一学生开设计算机基础课程。这类课程的受众面广,主要涉及计算机基础应用知识。各种版本的计算机基础教程几乎都以计算机科学导论作为开篇。对于把计算机作为应用工具的其他专业的学生而言,导论只算是“内容概要”,他们往往更注重后面的应用型知识;而对于把计算机作为研究对象的我们,则决不能忽略这类指导性的内容。专门地、有意识地学好计算机科学导论,能够使你对计算机科学有一个大局观,清楚地认识到每一个分支学科的研究领域与重要意义,从而在今后的具体学习中明确方向,加深理解。

依我个人的学习经验,建议初学者阅读一些国外优秀计算机基础与导论教材。与国内大多数讲解软硬件具体使用的同类教材相比,国外教材更偏重以应用为切入点,深入浅出地阐述计算机科学原理。诸如《计算机文化(第8版)》(《New Perspectives on Computer Concepts》,中文版,机械工业出版社)、《计算机科学导论》(《Foundations of Computer Science: From Data Manipulation to Theory of Computation》,中文版,机械工业出版社):前者适合于各种信息类专业的学生或计算机爱好者阅读。该书图文并茂,语言生动,从应用角度出发,广泛涉及计算机软件、硬件、网络的基本原理,同时概述了计算机学科的历史背景与行业现状。随书的光盘中给出了不少影音材料,在学习的同时还可以提高计算机专业英语听说能力。后者在风格上与前者类似,但内容更适合计算机专业学生阅读,被美国不少高校定为计算机专业学生的入门课。它以实例作为出发点,系统地讲解了计算机组成、计算机网络、操作系统、数据结构、算法设计等分支学科的研究领域、基本原理和应用方向,而几乎不涉及晦涩的数学模型与实现细节。阅读此类书籍,可以在潜移默化中理清初学者对于计算机科学学习的思路。

计算机科学是一个有机联系的整体,每个分支都或多或少地与其它分支存在依赖关系。如果死板地依照教学计划线性地进行学习,往往会遇到知识理解上的问题。例如算法分析课程与程序设计课程分属理论与实践;组成原理课程与体系结构课程是对计算机系统不同层面的剖析。我们不能简单地找出它们的先修、后修关系,这样难以建立完整的知识体系。因此在把握大局之后,我们仍有必要简单了解一下每个分支学科的基础知识。在这方面,推荐大家阅读《编程卓越之道(第一卷):深入理解计算机》(《WRITE GREAT CODE: Volume 1:Understanding the Machine》,中文版,电子工业出版社)这本书。分开来看每一章节,其内容编排结构与国内高校计算机课程体制相近,涵盖了逻辑代数、数字电路、机器指令、体系结构、存储器管理等方面的基础知识和实现方法,特别是阐明了各个分支学科之间的本质联系。有了这些基础之后,在遇到更高阶的问题时,你至少会明白这个问题应该在哪个分支学科中寻找答案了。

当你有了一定的计算机理论基础,尤其是程序设计基础后,想更加深入地把握计算机科学的脉络,不妨看看这本书:《深入理解计算机系统(修订版)》(《Computer Systems A Programmer's Perspective》,中文版,中国电力出版社)。它与《编程卓越之道》系列的共同特点是从程序员的视角观察计算机系统。而这本书作为国外数十所高校的计算机系统导论教材,其组织更加严密,风格更加严谨。它以“程序在计算机中如何执行”为主线,全面阐述计算机系统内部实现的诸多细节。当你在学习数据结构、组成原理和体系结构等课程和时候,翻阅一下此书的相应章节,同时编程实现其中的例子,一定会对课本上单纯的文字型理论有更加感性的认识——原来它们是这样活生生地存在于我的计算机里的!

正所谓“会当凌绝顶,一览众山小”,从计算机科学全局的高度整体把握其分支学科,在头脑中率先构建计算机科学的整体框架并为其夯实最基层的结构,就能够为你在未来每一步的学习中扫清迷雾,指明方向。