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計算機科學與工程路線圖和清單

這是UG 計算機科學與工程的完整教學大綱。

計算機科學分為4部分

• 計算機科學 1：硬體和工程部分。
• 計算機科學 2：編寫程式所需的一切。
• 計算機科學 3：日常計算機科學。
• 計算機科學 4：計算機科學的現實生活應用。

離散數學^PDF對於理解圖是必要的。

• 數學教學大綱可以在這裡找到

目錄

計算機科學1

• 數位電子產品
• 電腦組織和體系結構
• 計算與自動機理論

計算機科學2

• 編譯器設計
• 程式設計
• 資料結構
• 演算法
• 人工智慧

計算機科學3

• 演算法設計與分析^{在新選項卡中打開}
• 作業系統
• 電腦網路
• 資料庫管理系統和 SQL
• 軟體工程

計算機科學4

• 密碼學
• 機器學習
• 電腦圖形學
• 網路開發

計算機科學 - 1

數位電子產品

• 布林代數

  • 數位系統
  • 加法、減法
  • 乘法、除法
  • 1、2的讚美
  • k-圖

• 硬體

  • 邏輯閘
  • 觸發器和鎖存器
  • 加法器 - 減法器
  • 編碼器-解碼器
  • 多工器 - 解復用器
  • 積體電路
  • 印刷電路板

電腦組織和體系結構

• 電腦組織

  • 位址匯流排、資料匯流排
  • ROM、EPROM、RAM
  • 記憶體層次結構、高速緩衝記憶體、虛擬記憶體
  • 二級儲存
  • 可程式邏輯裝置和控制器
  • 輸入-輸出設備

• 電腦體系結構

  • 堆疊
  • 暫存器
  • 位元組順序（大、小）
  • 浮點數
  • 尋址模式
  • 流水線
  • 中斷
  • RISC-CISC
  • aarch64、Intel_x86 / AMD64、MIPS / RISC-V（了解差異）
  • 組合語言（基本指令）

計算與自動機理論

• 自動機和語言
  • NFA-DFA
  • 正規表示式
  • 上下文無關語言和文法
  • 下推自動機
  • 圖靈機
  • 語言的可判定性
  • 語言的可簡化性^{如果太複雜則忽略}
  • 複雜性理論：P 與 NP

計算機科學 - 2

編譯器設計

• 編譯器設計
  • 詞法分析
  • 語法分析
  • 類型檢查
  • 中間程式碼生成
  • 機器碼生成
  • 組裝和連結
  • 分析與最佳化
  • 記憶體管理
  • 口譯員
  • Golang 參考規範^{如果您想閱讀簡單的規範}

程式設計

• 學習C語言

  幾乎每台電腦都知道的語言

  • 字元常數、轉義序列、字串常數
  • 資料型別和型別轉換
  • 運算符的優先順序和結合性
  • 功能
  • 儲存類別和變數範圍
  • if、for、while、switch_case
  • 中斷、繼續、轉到
  • 數組、字串、指針
  • 結構、聯合、枚舉、typedef
  • 頭文件，#MACROS
  • malloc、calloc、realloc | 2、新建argc argv
  • 輸入/輸出、檔案 io、流
  • <數學.h>

• C++ （您可以嘗試使用 Python來完成相同的主題）

  用於幾乎所有領域，從遊戲到瀏覽器再到機器學習等等

  • C 中提到的所有內容
  • 命名空間
  • 類別和對象
  • 存取控制：公有、私有、受保護
  • 成員函數和友元函數
  • 函數重載
  • 建構函數和析構函數
  • 繼承、多型
  • 範本

資料結構

• 陣列
• 鍊錶
• 跳過列表^PDF
  • 正確執行跳過清單^建議閱讀
• 哈希表，2
• 堆疊、佇列和設定
• 樹木和嘗試
  • 自平衡樹（BST、AVL、Splay）
  • n叉樹
  • 線段樹
• 圖表，一些程式碼
  • 鄰接矩陣與鄰接表

演算法

• 搜尋中
  • 二分查找
  • 優先權佇列
• 排序
  • 歸併排序
  • 快速排序
  • 插入排序
  • 選擇排序
• 圖表遍歷
  • 廣度優先搜尋
  • 深度優先搜尋
  • 迪傑斯特拉演算法
  • Bellman Ford（循環檢測和負邊緣）
  • 最短路徑
  • 最小生成樹
• 時空複雜性

演算法設計與分析^{在新選項卡中打開}

人工智慧

• 知識表示與推理
• 一階邏輯
  • 謂詞邏輯
  • 前向鏈接和後向鏈接
• 狀態空間
  • 狀態空間搜尋
• 搜尋
  • 模擬退火
  • 爬山^必知
  • A*^必須知道
  • 最小最大
• 貝葉斯機率定理
• 神經網路
  • 權重和層（神經網路）
  • 梯度下降
  • 卷積神經網路（https://towardsdatascience.com/convolutional-neural-networks-from-the-ground-up-c67bb41454e1）
• 反向傳播
• 遊戲開發基礎知識

計算機科學 - 3

資料庫管理系統和 SQL

FCC 快速命令 |圖形視圖

• SQL

  • 資料定義語言
  • 創造
  • 降低
  • 改變
  • 截短
  • 資料查詢語言
  • 選擇
  • 資料操作語言
  • 插入
  • 更新
  • 刪除
  • 資料控制語言
  • 授予
  • 撤銷
  • 事務控制語言
  • 犯罪
  • 復原
  • 保存點
  • 聚合函數
  • 計數 |總和 |平均 |最大 |最小
  • 加入
  • 全外連接
  • 內連接
  • 左連接 |右邊連接
  • 自然連接
  • 左外連接
  • 右外連接

• 資料庫管理系統

  • 實體關係模型。
  • 完整性約束
  • 主鍵和外鍵
  • 複合鍵
  • 所有其他類型的鑰匙
  • 範式：1NF 到 4NF
  • 文件組織。
  • 索引（B- 樹和 B+ 樹）
  • 事務和並發控制
  • 可串行化衝突
  • 鎖定
  • 酸性|根據
  • 資料庫安全
  • SQL注入
  • 平面文件/文件資料庫
  • 基於物件/JSON的資料庫

作業系統

• 啟動過程
• 行程和執行緒
  • 過程控制區塊
  • 調度員和調度員
• 進程間通訊
  • 訊息傳遞
  • 共享記憶體
• 調度演算法
  • 循環賽。
  • 剩餘時間最短優先。
  • 最近最少使用。
• 僵局
  • 互斥鎖和鎖
  • 信號量
  • 銀行家演算法
• 記憶體管理
  • 分頁和頁表
  • 分割
  • 首次適配、下一次適配、最佳適配
  • 非連續分配
• 虛擬記憶體
  • 頁面錯誤
  • 頁面替換演算法
  • 貝拉迪的異常
• IO調度
  • 最短尋道時間優先
  • 磁碟調度演算法
• 檔案系統
  • 文件分配表。
• 作業系統安全
  • 防火牆
  • 惡意軟體和防毒軟體
• Unix指令
• 程式語言中的多線程和上下文傳遞

電腦網路

• TCP 和 OSI 層

  • 應用。
  • 推介會。
  • 會議。
  • 運輸。
  • 網路。
  • 數據。
  • 身體的。

• 流量和擁塞控制

  • 流量控制
  • 擁塞控制
  • 錯誤控制

• 路由器和路由演算法

  • DHCP 和靜態路由
  • 動態主機配置協定 | ICMP
  • 貝爾曼福特
  • 循環賽及其他

• UDP 和套接字

• IPv4 | IPv6

• 自治系統

  • 邊界網關協議
  • 開放式SPF協議

• 應用層協定

  • HTTP |文件傳輸協定
  • 域名解析 |郵件傳輸協定
  • 電子郵件 MIME 類型 |流行音樂| IMAP

軟體工程

• 軟體開發模型

  • 瀑布
  • 螺旋
  • 迭代
  • 敏捷

• 軟體成本估算

• 可科莫模型

• 風險管理

• 軟體需求

  • 軟體需求規格
  • 數據流程圖

• 軟體品質

  • ISO 標準 9001、14001
  • SEICMM
  • 六西格瑪

• 軟體設計

  • 軟體設計原則
  • 耦合與內聚
  • 物件導向的設計
  • 使用者介面設計

• 測試

計算機科學 - 4

當你做專案的時候你會需要這些

密碼學和網路安全

• 加密演算法
  • DES、AES、Blowfish、Whirlpool、One Time Pad
  • 雪崩效應，熵
• 哈希演算法
  • SHA家族，MD5
• 密鑰分配
  • RSA、Kerberos
• 數位簽名
  • 訊息摘要
• 壓縮
  • 歷史。
• 防火牆
• 隱寫術
• 網路安全
  • 蜜罐
  • 中間人攻擊
  • DDOS預防
  • SSL 和 TLS

數據科學和機器學習

• 偏差和方差

• 監督學習

  • 分類
  • 回歸

• 無監督學習

  • 聚類
  • k-最近鄰

• 影像處理^值得學習

  • 轉型與翻譯

網頁開發

您可以從 Mozilla 開發者網路網站學習 Web 開發。

• MDN 入門指南

• 前端

  • HTML5
  • CSS3
  • JavaScript
  • 網頁表格
  • 瀏覽器API
  • 無障礙
  • 工具和測試
  • DNS 和網域
  • JSON 和其他格式以及 YAML

• 後端^{選擇任何語言}

  • Golang 或 Todd Mcleod 的 Udemy 課程
  • Python 燒瓶
  • Git 內部結構
  • 訊息佇列

電腦圖形學

不是強制性的，只需了解概述即可

• 概念和原則
  • OpenGL 基礎：線、平面、頂點和邊
  • 像素
  • 渲染
  • 陰影
  • 紋理化
  • 光線追蹤
  • 光線投射

完成所有這些並想要製作項目後，請查看您可以製作的項目

執照

Mozilla 公共許可證