编辑“︁计算机科学基础知识”︁

= 计算机科学基础知识 =

'''计算机科学基础知识'''是理解现代计算技术和[[编程语言]]的核心概念集合，涵盖了从底层硬件原理到高级算法设计的广泛领域。这些知识构成了[[C]]、[[C++]]、[[Java]]等编程语言的理论基础，也是开发操作系统、数据库系统和人工智能应用的前提条件。

== 核心概念 ==

=== 数据结构 ===
数据结构是组织和存储数据的方式，直接影响算法的效率。常见数据结构包括：

* '''数组(Array)'''：连续内存空间存储相同类型元素
* '''链表(Linked List)'''：通过指针连接的节点序列
* '''栈(Stack)'''：后进先出(LIFO)结构
* '''队列(Queue)'''：先进先出(FIFO)结构
* '''树(Tree)'''：层次化数据结构，如[[二叉树]]
* '''图(Graph)'''：由顶点和边组成的网络结构

<syntaxhighlight lang="c">
// C语言实现栈结构示例
#define MAX 100
typedef struct {
    int items[MAX];
    int top;
} Stack;

void push(Stack *s, int value) {
    if (s->top < MAX-1) {
        s->items[++(s->top)] = value;
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 算法 ===
算法是解决问题的明确步骤，常用算法包括：

* 排序算法：[[快速排序]]、[[归并排序]]、[[冒泡排序]]
* 搜索算法：[[二分查找]]、[[深度优先搜索]]、[[广度优先搜索]]
* 动态规划
* 贪心算法

时间复杂度常用大O表示法描述，如：
<math>O(1) < O(\log n) < O(n) < O(n \log n) < O(n^2)</math>

=== 计算机组成原理 ===
包括：

* [[中央处理器(CPU)]]的组成和工作原理
* 存储器层次结构
* 输入/输出系统
* 总线结构

<mermaid>
graph LR
    CPU -->|控制信号| 内存
    CPU -->|数据总线| 外设
    内存 -->|缓存| CPU
</mermaid>

=== 操作系统基础 ===
操作系统核心功能：

1. 进程管理
2. 内存管理
3. 文件系统
4. 设备驱动
5. 用户接口

== 编程范式 ==

* '''过程式编程'''：如[[C]]语言
* '''面向对象编程'''：如[[C++]]、[[Java]]
* '''函数式编程'''：如[[Haskell]]
* '''逻辑编程'''：如[[Prolog]]

== 实际应用 ==

计算机科学基础知识在以下领域有广泛应用：

* '''操作系统开发'''：如[[UNIX]]、[[Linux]]内核
* '''数据库系统'''：如[[SQL]]查询优化
* '''编译器设计'''：如[[词法分析]]和[[语法分析]]
* '''人工智能'''：如[[机器学习]]算法实现
* '''网络安全'''：如加密算法设计

== 学习路径 ==

建议的学习顺序：

1. 计算机基础概念和二进制系统
2. 基本编程语言（如C）
3. 数据结构和算法
4. 计算机组成原理
5. 操作系统原理
6. 计算机网络
7. 数据库系统
8. 软件工程

== 参见 ==

* [[编程语言]]
* [[数据结构与算法]]
* [[计算机组成原理]]
* [[操作系统原理]]
* [[计算机网络]]

== 参考资料 ==
<references/>

[[Category:计算机科学]]
[[Category:计算机教育]]
[[Category:计算机基础]]