资料介绍
这本书最初是为北京亚嵌教育研究中心的嵌入式Linux系统工程师就业班课程量身定做的教材之一。该课程是为期四个月的全日制职业培训,要求学员毕业时具备非常Solid的C编程能力,能熟练地使用Linux系统,同时对计算机体系结构与指令集、操作系统原理和设备驱动程序都有较深入的了解。然而学员入学时的水平是非常初级而且参差不齐的:学历有专科、本科也有研究生,专业有和计算机相关的也有很不相关的(例如会计专业),以前从事的职业有和技术相关的也有完全不相关的(例如HR),年龄从二十出头到三十五六岁的都有。这么多背景完全不同、基础完全不同、思维习惯和理解能力完全不同的人来听同一堂课,大家都迫切希望学会嵌入式开发技术,投身IT行业,这就是职业教育的特点,也是我编这本书时需要考虑的主要问题。
学习编程绝不是一件简单的事,尤其是对于零基础的初学者来说。大学的计算机专业有四年时间从零基础开始培养一个人,微积分、线代、随机、离散、组合、自动机、编译原理、操作系统、计算机组成原理等等一堆基础课,再加上C/C++、Java、数据库、网络、软件工程、计算机图形学等等一堆专业课,最后培养出一个能找到工作的学生。很遗憾这最后一条很多学校没有做好,来亚嵌培训的很多学生就是四年这么学过来的,但据我们考查他们的基础几乎为零,我不知道为什么。与之形成鲜明对比的是,只给我们四个月的时间,同样要求从零基础开始,最后培养出一个能找到工作的学生,而且还要保证他找到工作,这就是职业教育的特点。
四年的任务怎么才能用四个月做好?我们给出的答案是“优化”。现在大学里安排的课程体系最大的缺点就是根本不考虑优化。每个过来人都会有这样的感觉:大一大二学了好多数学课,却不知道都是干什么用的,为什么要学。连它有什么用都不知道怎么能有兴趣学好呢?然后到大三大四学专业课时,用到以前的知识了,才发现以前学的数学是多么有用,然而早就忘得一干二净了,考完试都还给老师了,回头重新学吧,这时候才发现很多东西以前根本没学明白,现在才真的学明白了,那么前两年的时间岂不是都浪费了?大学里的课程体系还有一个缺点就是不灵活,每门课必须占一个学期,必须由一个老师教,不同课程的老师之间没有任何沟通和衔接,其实这些课程之间是相互依赖的,把它们强行拆开是不符合人的认知规律的。比如我刚上大学的时候,大一上半学期就被逼着学C语言,其实C语言是一门很难的编程语言,不懂编译原理、操作系统和计算机体系结构根本不可能学明白,那半个学期自然就浪费掉了。当时几乎所有学校的计算机相关专业都是这样,大一上来就学C语言,有的学校更疯狂,上来就学C++,导致大多数学生都以为自己会C语言,但其实都是半吊子水平,到真正写代码的时候经常为一个Bug搞得焦头烂额,却没有机会再系统地学一遍C语言,因为在学校看来,C语言课早在大一就给你“上完了”,就像一顿饭已经吃完了,不管你吃饱没吃饱,不会再让你重吃一遍了。显而易见,如果要认真地对这些课程做优化,的确是有很多水份可以挤的。
本书有以下特点:
不是孤立地讲C语言,而是和编译原理、操作系统、计算机体系结构结合起来讲。或者说,本书的内容只是以C语言为载体,真正讲的是计算机的原理和程序的原理。
强调基本概念和基本原理,在编排顺序上非常重视概念之间的依赖关系,每次引入一个新的概念,只依赖于前面章节已经讲过的概念,而绝不会依赖后面章节要讲的概念。有些地方为了叙述得完整,也会引用后面要讲的内容,比如说“有关XX我们到XX章再仔细讲解”,凡是这种引用都不是必要的依赖,可以当它不存在,只管继续往下看就行了。
尽量做到每个知识点直到要用的时候才引入。过早引入一个知识点,讲完了又不用它,读者很快就会遗忘,这是不符合认知规律的。
这是一本从零基础开始学习编程的书,不要求读者有任何编程经验,但读者至少需要具备以下素质:
熟悉Linux系统的基本操作。如果不具备这一点,请先参考其它教材学习Linux系统的基本操作,熟练之后再学习本书,《鸟哥的Linux私房菜》据说是Linux系统管理和应用方面比较好的一本书。但学习本书并不需要会很多系统管理技术,只要会用基本命令,会自己安装系统和软件包就足够了。
具有高中毕业的数学水平。本书会用到高中的数学知识,事实上,如果不具有高中毕业的数学水平,也不必考虑做程序员了。但并不是说只要具有高中毕业的数学水平就足够做程序员了,只能说看这本书应该没有问题,数学是程序员最重要的修养,计算机科学其实就是数学的一个分支,如果你的数学功底很差,日后还需恶补一下。
具有高中毕业的英文水平。理由同上。
对计算机的原理和本质深感兴趣,不是为就业而学习,不是为拿高薪而学习,而是真的感兴趣,想把一切来龙去脉搞得清清楚楚而学习。
勤于思考。本书尽最大努力理清概念之间的依赖关系,力求一站式学习,读者不需要为了找一个概念的定义去翻其它书,也不需要为了搞清楚一个概念在本书中前后一通乱翻,只需从前到后按顺序学习即可。但一站式学习并不等于傻瓜式学习,有些章节有一定的难度,需要积极思考才能领会。本书可以替你节省时间,但不能替你思考,不要指望像看小说一样走马观花看一遍就能学会。
程序(Program)告诉计算机应如何完成一个计算任务,这里的计算可以是数学运算,比如解方程,也可以是符号运算,比如查找和替换文档中的某个单词。从根本上说,计算机是由数字电路组成的运算机器,只能对数字做运算,程序之所以能做符号运算,是因为符号在计算机内部也是用数字表示的。此外,程序还可以处理声音和图像,声音和图像在计算机内部必然也是用数字表示的,这些数字经过专门的硬件设备转换成人可以听到、看到的声音和图像。
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