计算机基础课

计算机基础课涵盖从硬件到软件、从理论到系统的核心专业课程，构建对计算机科学的整体认知。

• 离散数学：从数理逻辑与集合论出发，建立关系、函数、图论与组合数学的形式化工具，为后续各门理论课提供数学语言。
• 数字逻辑设计：从布尔代数到组合/时序电路，覆盖逻辑门、卡诺图化简、RTL 设计、寄存器与内存，形成从门级到寄存器传输级的硬件设计脉络。
• 高级数据结构与算法分析：AVL 树、Splay 树、红黑树、B+ 树等高级结构与均摊分析，以及回溯、分治、DP、贪心、NP 完全性等算法范式的系统讨论。
• 计算机组成：以 RISC-V 为蓝本，从指令集到五阶段流水线的数据通路与控制信号设计，涵盖存储层次与 I/O。
• 数据库系统：沿关系模型、SQL、E-R 设计、范式理论、存储引擎与 B+ 树索引，直到查询优化和事务并发控制的完整数据库栈。
• 面向对象程序设计：以 C++ 为载体，从内存模型到类与对象、模板与泛型、STL 与智能指针，兼顾语言底层机制与工程实践。
• 计算机体系结构：深入处理器微架构——流水线冒险、记分牌与 Tomasulo 算法、ROB、分支预测、缓存一致性与多核架构。
• 计算理论：形式语言与自动机（正则、上下文无关、图灵机）与不可判定性问题的严格理论。
• 编译原理：编译器前后端全流程——从 RE→NFA→DFA 的词法分析器生成，到 IR 设计、指令选择、图着色寄存器分配与垃圾回收。
• 操作系统：进程管理与调度、同步互斥与死锁、分页/分段/虚拟内存的演进、文件系统接口与实现。
• 计算机网络：自底向上五层体系——物理编码、成帧与 MAC、IP 路由与分片、TCP 拥塞控制、应用层协议。

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