计算机科学基础

时长

31–40 周

可从事

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适合刚入门的人，也适合靠教程自学编程、觉得知识有漏洞的人。

1. 阶段 1: 学会编程 ， 6–8 周

   学习内容

   • 变量、条件和循环
   • 函数
   • 列表和字典
   • 读懂错误信息
   • 调试

   免费资源

   • CS50x: Introduction to Computer Science 课程， Harvard University
   • The Python Tutorial 文档， Python Software Foundation

   动手做: 一个你自己设计的小型命令行程序，例如把数据保存到文件的记账工具。

   进入下一阶段的标准: 你能不照着教程写出一个 100 行的程序。

2. 阶段 2: 终端、Git 和 Linux ， 3–4 周

   学习内容

   • Shell 命令和管道
   • 文件和权限
   • Git 提交、分支和合并
   • GitHub
   • 代码编辑器

   免费资源

   • The Missing Semester of Your CS Education 课程， MIT
   • Pro Git 书， Scott Chacon and Ben Straub
   • The Linux Command Line 书， William Shotts

   动手做: 把你写过的所有程序放到 GitHub 上，每个都配一个简短的 README。

   进入下一阶段的标准: 你能不用鼠标在终端里工作，并能解决合并冲突。

3. 阶段 3: 数据结构与算法 ， 8–10 周

   学习内容

   • 大 O 表示法
   • 数组、链表、栈和队列
   • 哈希表
   • 树和图
   • 排序、搜索和递归

   免费资源

   • 6.006 Introduction to Algorithms 课程， MIT OpenCourseWare
   • Open Data Structures 书， Pat Morin

   动手做: 自己实现一个哈希表和一个图搜索（广度优先和深度优先），并写好测试。

   进入下一阶段的标准: 你能解释为什么字典查找很快，并能为问题选择合适的数据结构。

4. 阶段 4: 计算机和网络如何工作 ， 8–10 周

   学习内容

   • 从逻辑门到 CPU
   • 内存和进程
   • 操作系统
   • TCP/IP、DNS 和 HTTP
   • 并发基础

   免费资源

   • Nand2Tetris 课程， Noam Nisan and Shimon Schocken
   • Operating Systems: Three Easy Pieces 书， University of Wisconsin–Madison
   • Computer Networks: A Systems Approach 书， Larry Peterson and Bruce Davie

   动手做: 用原始套接字写一个极小的 Web 服务器，让浏览器能打开它返回的页面。

   进入下一阶段的标准: 你能讲清楚从输入网址到看到页面之间发生的一切。

5. 阶段 5: 数学和数据库 ， 6–8 周

   学习内容

   • 逻辑与证明
   • 集合、计数和概率
   • 关系型数据库
   • SQL 查询和连接
   • 设计数据表

   免费资源

   • 6.042J Mathematics for Computer Science 课程， MIT OpenCourseWare
   • SQLBolt 练习， SQLBolt
   • Intro to Database Systems (CMU 15-445) 课程， Carnegie Mellon University

   动手做: 为一个小图书馆或小商店设计数据库，并用 SQL 回答 20 个相关问题。

   进入下一阶段的标准: 你能写出带连接和分组的查询，并能推理简单的概率问题。

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