专栏首页程序员互动联盟【编程指导】如何系统、科学地自学编程知识?

【编程指导】如何系统、科学地自学编程知识?

对于什么样的学习才算得上“系统”几乎是一个哈姆雷特式的问题——人们很难在这一问题上达成一致。

因此抛出答案几乎只是在引发更多的争议。所以在讨论这个问题的时候,我必须承认下述描述只是我自己的一点小小的体会,只希望能对你有所帮助,这些看法并不“权威”,也不完全“正确”。

一般来说对于计算机科学的学生来说,下述课程是非常关键的:

提醒:学习时注意把握合理的深度,不可太浮于表面,也不可太过拘泥于部分细节,对于初学着重掌握基础内容,能在概念上建立一个合理的认识就可以。真正的学习是在后面的职业生涯中完成的。

一、基础篇(理论与硬件)

这一部分关注的是计算机的基本理论与基本实现。包括硬件结构理论,以及软件与硬件的交互。以理论开篇,在机器语言部分深入,最终在操作系统部分达到高潮。

1、计算机实现计算的原理。这包括门电路是如何实现计算的,时序电路是如何实现存储的,冯诺依曼体系结构是如何将二者结合实现了真正的现实世界的计算机的,以及它是如何反映图灵机这一理论计算模型的。其间会学习布尔逻辑。

2、如何控制计算机硬件。这部分使用的“工具”就是机器语言和汇编语言。我们需要理解机器语言的本质,以及它如何以“汇编语言”这种更容易理解的形式为程序员提供了控制硬件设备的机会。这部分可以学习到很多非常低级但是本质的内容。

3、操作系统是如何工作的。如果你理解了上一部分的计算机硬件相关的问题,那么理解操作系统的工作原理将不会那么困难。另外你将明白操作系统作为硬件和上层软件的中间层次,是如何大大简化了人们对硬件的操作过程的。

二、进阶篇(软件系统)

1、编程语言。这包括结构化编程语言以及面向对象编程语言。因为有很多选择,其实以一门语言开始即可,如果你在前面正确的理解了硬件与机器语言,那么C语言入门真是太简单了,如果你运气不好,觉得C很困难,那么即使是从Python、Javascript开始学习也没问题。重点在于理解编程中和语法相关的基本概念,并了解一些简单的算法知识。

2、数据结构与算法。说白了就是如何合理的组织数据,通过其结构特点来简化编程或者提高计算的效率。这里的内容是模式化的,所有人都需要学习无序结构、有序线性结构、树结构、图结构等。另外,排序算法、查找算法必须学好,特别是算法策略如递推、递归、蛮力(穷举)、分治、动态规划等也必须有所实践和了解。切记不必深陷其中,这里是个大坑,你不可能真的“精通”他们。

3、编程语言是如何实现的。这里主要涉及编译原理。当你站在高级编程语言实现者的角度再来认识编程语言本身的时候,许多问题豁然开朗。这会深刻的改变你的编程观。可惜的是即使是很好的学生在这里也会遇到很大的阻力。真正的问题不是这方面理论性有多强,而是教材都很烂——包括国外教材(什么龙书虎书鲸书都根本不是为初学者准备的),而且语焉不详。这导致大部分人都感觉莫名其妙高深莫测。如果你不是有志攀登软件设计的最高峰,可以绕行。否则从表达式运算解析开始,逐步引入变量,类型,控制结构,函数,再到对象,一步步构建出解析器,然后结合前面学习的硬件接口知识,将其转换为低级表示,最后你会发现没有那么可怕。

三、基础领域篇(必备领域知识)

1、互联网络是如何构成的。这部分包括网络的基本知识,主机间通信的原理,转发设备的实现,以及互联网络的构成。这是网络编程所需的基础知识。除了理解低级协议,也要花一些时间了解应用层的协议,特别是 SMTP、POP3、FTP、HTTP 等,重点是了解他们的基本原理,而不是每个细节。因为每个协议都有自己的标准,光 HTTP 协议就够你研究 6 个月以上了。这里注重的是原理。

2、如何管理大量的数据并在其上建立信息系统。数据库是一个很好的例子。包括数据库系统的基本理论,实现原理,以及设计原则。同样,这里不是真的在教你如何构建一个数据库系统,而是在学习他的核心原则,重点是学会如何合理的设计表结构,以及实现效率良好的SQL查询语句。

四、扩展领域篇(特定领域知识)

1、基于特定平台的软件开发。如何在Windows平台、Linux平台、Mac OS平台或者手机、平板、电视机、微波炉上完成开发?这需要学习特定的软件平台提供了哪些编程接口,如何编译并部署,如何调试和测试等知识。这部分就是软件工程师职业生涯中最耗费时间的部分。

2、有效的软件研发是如何实现的。这包括软件结构的设计知识,软件实施流程的管理知识,以及一些细微而繁杂的内容。人们通常用软件工程一词来概括。但事实上软件工程站的角度要更高一些,这里只是涵盖软件工程的一小部分。

五、科技领域篇(研究性知识)

如果你对人工智能、科学计算、图像处理感兴趣,这里还有大片的区域等待你探索。

事实上,上面的描述有些吓人。每一个领域都够耗尽去很长的时间。不过好消息是大部分知识都只要求在理论上理解。真正的耗费时间的部分还是在与编程、编程、编程。不是每个人都会用到数据库系统,也不是每个人都需要懂得汇编语言。但是这些背景知识会对你有帮助。让你不再害怕,对自己更有自信。

如果你希望自己成为一个很棒的开发人员,那么上述知识都是必须的。但是却依然远远不够。

学无止境,计算机科学尤其如此。

我说的实在太多了。思考和打字差不多耗费了我一个小时。我不太确定这些对你是否有帮助。我希望有,至少有那么一些。但我有点害怕,似乎我的描述不是在帮助你克服困难,而是制造了更多看似难以逾越的高山。

但我想说:走入编程,然后走出编程。编程是为解决问题服务的,我们应当多思考想要解决的问题是什么。这会在我们迷茫的编程生涯中起到指南针的作用。它会告诉我们需要学习什么,然后由我们自己来回答如何学习。

我的一位朋友是做生物科技的,他需要在海量的DNA序列里快速的进行基因片段的比较。为了完成这一任务,他学习了 Python,并着重学习了数据结构和算法相关的内容。虽然最后他写出来的程序外表看起来很简单,但是却速度飞快,为他的事业贡献了无形的资产。

这就是他的起点。但是他并不满足。他继续学习如何增强程序的稳定性,如何编写更好的界面等等。现在他的软件真的非常棒,一些关键的效率相关部分已经替换为C++实现,界面也做得很专业。

天啊,真的无法相信,这就是一位生物领域的研究人员自己亲力亲为的成果。即使是用苛刻的眼光来看,现在他的软件也相当不错。

我举这个例子,想说明的核心在于,知识的学习,要想高效,一个广为大众所接受的观点就是应当围绕一定的具体的目标来进行。如果我们知道我们想要解决的问题是什么,那么我们进一步确定要学习哪些编程知识就会比较容易。相反,为了学而学,泛泛而看,效果通常都是很差的。只能给你留下一些大致的印象,而无法成为你真正的可用的知识。

文章来自知乎(作者:林建入)

本文分享自微信公众号 - 程序员互动联盟(coder_online)

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2015-06-01

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • 编程自学成才要多久?

    java自学需要2个月左右就能写点小东西,半年就能上手做一些东西,一年就该知道的都知道了,该会的也基本会了,易上手好找工作。 C语言时间会长点,如果你英语好,数...

    程序员互动联盟
  • 如果不是为了生活,你还会选择编程么?

    字字扎心的一句话,如果重新来过还会做出当初的选择嘛?曾经和一些资深级别的程序员聊天提到这个话题,如果回到当初还会选择继续程序员的生涯,不仅仅是兴趣和生活,对于自...

    程序员互动联盟
  • 【入门必备】自学编程,如何做到无师自通?

    又到开学季,无数莘莘学子开始了他乡求知的旅途。求学生活你要怎么开始呢?你是要先享受来之不易的求学生活呢还是继续为人生目标而奋斗。闲言少叙,当今社会一步拉下很有可...

    程序员互动联盟
  • 编程小白 | 每日一练(114)

    这道理放在编程上也一并受用。在编程方面有着天赋异禀的人毕竟是少数,我们大多数人想要从编程小白进阶到高手,需要经历的是日积月累的学习,那么如何学习呢?当然是每天都...

    闫小林
  • 小白在学习编程的道路上该如何杀出一条血路

    每每面试完之后,心中总会有同样的感慨:大家都是同样的起点,同样的学习周期,同样的老师,为何最终的结果却是鸿沟般的差距?

    用户1272076
  • 17篇论文,详解图的机器学习趋势 | NeurIPS 2019

    本文来自德国Fraunhofer协会IAIS研究所的研究科学家Michael Galkin,他的研究课题主要是把知识图结合到对话AI中。

    AI科技评论
  • 一小时让你学会知识推理(上)- 附完整源码

    一、前言 本文是《智能对话机器人实战开发案例剖析》系列文章的第三部分,第2篇:基于知识图谱的智能问答机器人关键技术。相关内容已录制成视频课程,课程地址:网易...

    数据饕餮
  • 为什么43%前端开发者想学Vue.js

    根据JavaScript 2017前端库状况调查 Vue.js是开发者最想学的前端库。我在这里说明一下我为什么认为这也是和你一起通过使用Vue构建一个简单的Ap...

    笔阁
  • 鸽巢原理(抽屉原理)的详解

    抽屉原理 百科名片 ? 桌上有十个苹果,要把这十个苹果放到九个抽屉里,无论怎样放,我们会发现至少会有一个抽屉里面放两个苹果。这一现象就是我们所说的“抽屉原理”...

    Angel_Kitty
  • 零基础如何系统地学习前端开发?

    原文出处: @张帅在地上 网站开发开发大致分为前端和后端,前端主要负责实现视觉和交互效果,以及与服务器通信,完成业务逻辑。其核心价值在于对用户体验的追求。...

    wangxl

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券