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。

三、运筹帷幄，掌握编程的思想

程序设计与开发是计算机学习的一个关键环节，编程能力是衡量一名计算机专业人员素质的重要考核点。这是因为程序是连接理论与实践的纽带，是计算机科学与计算机技术相交融的领域。作为一名计算机专业学生，我们一方面有别于其它专业将计算机作为工具的应用型人才，不能仅仅利用计算机，而要为他人利用计算机提供平台；另一方面我们暂时达不到计算机科学家的水平，不能做出理论研究成果，但能为理论学习铺垫实践基础。因此，只有具备足够的程序设计与开发能力，才能真正体现我们的智慧，同时充分发挥计算机的潜力。

学习编程，首先应掌握至少一门程序设计语言。C语言作为一种语法清晰、功能强大、应用广泛的高级语言，长期以来被国内大多数高校的定为程序设计必修课。全面理解和掌握C语言的脉络的重要意义这里毋庸多言。市面上C语言的教程多如牛毛，但最经典的当数C语言的设计者Kernighan与 Ritchie 合著的权威白皮书——《C程序设计语言（第2版）》（《The C Programming Language》，中文版，机械工业出版社）。书虽不厚，但绝对全面而准确。其语言简洁，例证通俗，实用性强。相比之下国内的一些C语言教材在学习曲线可能比前者平滑，但它们往往以考试为导向，过多地纠缠语法死角，同时大都未遵从ANSI标准。对于计算机专业学生来说，前者能够让我们看到更加严谨与实务的态度。当你的语言功底达到一定程度后，就需要从一个更高的视角来探察语言的本质，不妨看看这本：《计算机程序的构造和解释（第2版）》 （《Structure and Interpretation of Computer Programs》，中文版，机械工业出版社）。它阐述了编程语言本身的机制与实现，同时引入了一门对于大多数中国学生来说不甚了解的语言——LISP。 LISP是很多美国高校计算机专业的入门语言，也是一种结构上与C、Pascal、Java、Basic等完全不同的非冯·诺依曼语言。研读SICP，体味LISP，给你耳目一新的感觉之后更多地可以加深对编程思想本质的理解。

大学的各类程序设计与开发课程旨在培养我们两方面的能力——算法设计能力与应用开发能力。前者偏重计算机科学，后者偏重计算机技术。算法是用计算机思维解决现实问题的理论，具有较强的数学性。算法学的旷世巨著应数Knuth的《计算机程序设计艺术》（《The Art of Computer Programming》，中文版，清华、机工、国防等出版社皆有授权），不过要彻底读懂这个大部头需要相当的数学理论基础与编程实践经验积累。对于初学者，建议首先培养使用常规算法解决小规模问题的能力，并行地提高驾驭语言的水平与抽象问题的思维。针对这个目的，结合程序设计实践一类的课程，可以读读这几本书：《编程珠玑（第2版）》（《Programming Pearls》，中文版，中国电力出版社）、《程序设计实践》（《The Practice of Programming》，中文版，机械工业出版社）、《代码阅读方法与实践》（《Code Reading: The Open Source Perspective》，中文版，清华大学出版社）、《C专家编程》（《Expert C Programming》，中文版，人民邮电出版社）。它们的侧重点各有不同，但对于通过实践来学习算法与数据结构都是很有益处的。

应用开发方面，实践是第一要务，然而高效的实践是建立在科学的程序设计方法之上的。以C语言为代表的结构化程序设计方法是规范的程序逻辑的基础，目前主要使用在系统级开发中，前面所提到的诸多书籍都或多或少有所涉及。而以Java、C++为代表的面向对象程序设计方法广泛应用于实用项目开发， 这方面的经典之作中，推荐阅读Bruce Eckel的《Java编程思想（第3版）》（《Thinking in Java》，中文版，机械工业出版社）与《C++编程思想（第2版）》（《Thinking in C++》，中文版，机械工业出版社）。此外软件架构设计、编码规范与风格、代码除错与质量管理以及软件工程的各类原则在实际项目开发中都是及其重要的，在 具备了一定的编程经验、准备投入一些实际项目开发的时候务必要了解。建议阅读《代码大全（第2版）》（《Code Complete》，中文版，电子工业出版社）这本大而全的软件构建综合性宝典，它在从总体上指导软件开发的各个环节的同时也引入了一些细节问题（诸如 goto的使用）的讨论，引导我们对一些司空见惯的程序设计理念不但要知其然，而且要知所以然。

有一位热衷于游戏的同学告诉我，游戏给予他满足控制欲的空间。但是请放眼看看，游戏的控制范围不外乎一个特定进程中他人预先设定好的一系列数据，并以有限的图像与声音形式体现出来。然而如果你掌握了编程这一强大的武器，就能够面对眼前的计算机游刃有余，在硬件条件允许的情况下尽你所能将控制欲升华为创造力，方便自己的同时造福他人。运筹帷幄，掌握编程的思想，无论走向科学研究或是应用开发，这都将为你奠定坚实的基础！