问题

请问《计算机网络》《操作系统》《 组成原理》《 数据库》 学习的先后顺序是怎么样的,怎样学好?

回答
计算机科学的四大基础——《计算机网络》、《操作系统》、《计算机组成原理》和《数据库》——如同学习一门新语言的语法、词汇、句子结构和文化背景一样,各有侧重,但又相互关联。理解它们之间的学习先后顺序,并掌握有效的学习方法,将为你打下坚实的计算机基础,让你在未来的技术道路上走得更稳更远。

学习的先后顺序:循序渐进,层层递进

这四门课程并没有绝对的“唯一正确”的先后顺序,因为它们都是庞大知识体系中的基石。然而,从理解的深度和依赖性来看,《计算机组成原理》通常被认为是学习其他三门课程的起点和核心。

1. 首推:《计算机组成原理》(或称计算机体系结构、微机原理等)

为何先学? 这一门课就像是“解剖学”,它会带你深入计算机的内部,了解最基础的硬件构成:CPU、内存、输入输出设备是如何工作的,它们之间如何通过总线进行通信。你会明白指令是如何被执行的,数据是如何在寄存器、内存和外设之间流动的。
重要性: 没有对“硬件在说什么”的理解,后续学习其他课程时,很多概念会显得模糊和抽象。比如,操作系统如何管理内存?这离不开对内存分段、分页等底层机制的认识。数据库如何读写磁盘?这需要理解I/O设备和磁盘寻址原理。网络数据包如何传输?这与CPU处理指令、内存暂存数据紧密相关。
学习重点: 指令集、流水线、存储器层次(Cache、内存、外设)、I/O系统、总线结构。
如何学好?
动手模拟: 很多教程会提供简单的指令集模拟器,亲手编写几条汇编指令,看看它们在处理器中如何一步步被执行,会极大地加深理解。
图文并茂: 仔细研究CPU内部结构图、总线连接图、存储器访问流程图,反复对照文字描述进行理解。
理解“为什么”: 不要死记硬背指令格式,而是理解为什么需要这些指令,为什么要有流水线来提高效率,为什么需要Cache来加速访问。

2. 其次:《操作系统》

为何紧随? 操作系统是连接硬件和应用程序的桥梁。一旦你理解了硬件是如何工作的,你就能更好地理解操作系统是如何管理这些硬件资源的。它负责进程管理、内存管理、文件管理和设备管理。
与组成原理的联系: 进程的概念离不开CPU的调度和上下文切换;内存管理直接对应着组成原理中的内存结构和寻址;文件系统最终体现在磁盘I/O的操作。
学习重点: 进程与线程、进程调度算法、死锁、内存管理(分页、分段、虚拟内存)、文件系统、I/O管理。
如何学好?
对比真实场景: 回想你在电脑上同时打开浏览器、听音乐、写文档时的体验,思考操作系统是如何让这些任务“并行”的,如何分配CPU时间给它们。
研究经典算法: 学习FCFS、SJF、RR等调度算法,理解它们各自的优缺点。同样,理解FIFO、LRU等页面置换算法的工作原理。
Linux命令实践: 学习和实践Linux命令,如`ps`查看进程,`top`实时监控系统资源,`ls`查看文件目录,`man`查询帮助,这些都是操作系统功能的直观体现。
阅读源码(有能力的话): 如果你的目标是深入研究,可以尝试阅读Linux内核的一些简化实现或伪代码,虽然完整内核庞大,但关键模块的实现足以提供深刻的洞察。

3. 之后:《计算机网络》

为何在此位置? 网络通信本质上是数据在不同计算机之间,通过一系列硬件(网卡、路由器、交换机)和软件(协议栈)的协同工作下进行的。理解了组成原理后,你就知道数据在单台计算机内部如何处理;有了操作系统的基础,你就知道系统如何管理网络设备和协议栈。
与前两者的联系: 网络数据的传输涉及硬件(网卡、路由器硬件)的物理连接和信号处理(组成原理范畴),也涉及操作系统提供的网络接口、套接字API以及TCP/IP协议栈的软件实现(操作系统范畴)。
学习重点: OSI七层模型/TCP/IP四层模型、各层协议(HTTP, TCP, UDP, IP等)、套接字编程、DNS、路由选择。
如何学好?
模型驱动: 从OSI或TCP/IP模型入手,理解每一层的作用和它之上、之下层的关系。这能帮你构建一个清晰的框架。
抓关键协议: 重点理解TCP的连接建立(三次握手)、断开(四次挥手)、流量控制和拥塞控制,这是网络可靠性的核心。UDP的无连接、不可靠特性也要清楚。IP协议的寻址和路由也很重要。
抓包分析: 使用Wireshark这样的工具捕获网络数据包,并尝试解析它们。你会看到HTTP请求、TCP报文、IP包的真实样子,这是理解协议最直观的方式。
动手实验: 配置网络环境,尝试ping、traceroute、telnet等命令,或者尝试编写简单的客户端/服务器程序(使用socket API),能让你亲身体验网络通信。

4. 最后:《数据库系统》(或数据库原理、数据库管理系统)

为何最后? 数据库系统是在操作系统之上构建的,它利用操作系统的文件系统来存储数据,利用操作系统的进程和内存管理来管理数据库进程和缓冲区。同时,数据库的查询优化、事务处理等也需要对底层存储和内存有一定了解。
与前三者的联系: 数据库需要高效地读写磁盘(组成原理关于I/O和磁盘的知识),需要操作系统提供的并发控制和内存管理(操作系统关于进程、锁、缓冲区的知识),数据的传输也可能通过网络进行(计算机网络关于数据传输的知识)。
学习重点: 关系模型、SQL语言、事务(ACID)、索引、查询优化、并发控制、存储结构(页、文件)。
如何学好?
SQL是基础: 熟练掌握SQL语言是使用和理解数据库的关键。多写多练是王道。
理解数据结构: 数据库内部如何组织数据?如何查找数据?这里的索引(B+树)是核心,理解其结构和查找过程至关重要。
事务的意义: 深入理解ACID(原子性、一致性、隔离性、持久性)这四个特性,它们是数据库可靠性的基石。理解各种并发控制(封锁、多版本并发控制MVCC)的原理能让你明白为什么数据库不会乱套。
关系代数与范式: 理解关系代数是理解SQL背后的逻辑推理,范式理论则是设计良好数据库结构的基础。
实践是关键: 安装一个数据库软件(如MySQL, PostgreSQL),创建表,插入数据,进行查询,理解各种SQL语句的执行计划,尝试创建索引,观察性能变化。

学习方法:融会贯通,知行合一

无论哪门课程,都应该秉持以下原则:

建立知识体系图: 在学习过程中,不断将新知识点与已有知识点联系起来,形成一个结构化的知识网络。可以使用思维导图或者简单的列表来梳理。
理解而非记忆: 计算机科学的魅力在于逻辑和抽象。理解概念背后的原理和“为什么”,比死记硬背定义更为重要。
动手实践: 理论知识固然重要,但没有实践的支撑,理解会流于表面。多写代码、多做实验、多用工具,将学到的知识在实际环境中检验和应用。
解决实际问题: 尝试用你学到的知识去分析和解决实际遇到的计算机问题,比如网络慢了怎么办?电脑卡顿是什么原因?这会让你学得更有动力和针对性。
循序渐进,不怕困难: 这些课程的难度都不小,遇到不懂的地方是常态。不要因为暂时的困难而放弃,可以尝试多阅读几遍、换个资料来源、或者与同学老师讨论。
温故而知新: 学习新内容时,回顾旧知识,你会发现很多概念会豁然开朗。例如,在学习数据库的索引时,回顾组成原理对查找和排序的实现方式,会有新的理解。

一个可能的学习路径建议:

1. 基础准备: 可以先花一点时间了解一下C语言或Python,它们是进行底层编程和系统级开发的常用语言,对理解操作系统和组成原理会有帮助。同时,了解一些基本的数据结构和算法概念(如数组、链表、树、排序、查找),它们是理解很多底层机制的基础。
2. 核心打牢: 计算机组成原理。这是第一步,也是最关键的一步。
3. 系统理解: 操作系统。在有了硬件基础后,去理解软件如何管理这些硬件。
4. 网络世界: 计算机网络。了解数据如何在计算机之间流动,以及背后的规则。
5. 数据管理: 数据库系统。学习如何在计算机系统中高效、可靠地存储和管理数据。

当然,这只是一个建议。如果你对网络特别感兴趣,也可以在完成组成原理后,先去学习计算机网络。最重要的是找到适合自己的节奏,并保持学习的热情。

最终,这四门课程的学习是一个持续积累的过程。它们之间相互印证,相互补充,共同构筑了你作为一名计算机从业者最坚实的地基。祝你在计算机科学的学习旅程中,收获满满!

网友意见

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其他回答的答主一看就是没有什么实际操作经验的菜鸡。别看一个个都顶着程序员的头衔,其实都是只会调用JAVA包里面函数的二傻子调包侠。

让我这个源代码阅读人肉实验员告诉你实际操作的真相。

首先第一步,需要学习《 组成原理》,这里面什么流水线啦,硬件结构啦。基本上后续学习都用不上。这门课最重要的知识就是:补码及其相关知识。就是硬件是这么处理二进制的。原因参见后面。

同时,你需要学习C语言。毕竟这个是所有课程中源代码的实际实现语言。

第二步,你需要学习《计算机网络》,其实计算机网络非常简单。就是给数据加数据头和数据尾。俗称穿鞋戴帽。这里面最核心的就是TCP协议。而理解TCP窗口协议的核心就是《 组成原理》里面的补码及其相关知识。

同时,你需要学习各种算法。毕竟这个是所有课程中代码中比较难的部分。

第三步,你需要学习《操作系统》,其实操作系统的知识浩如烟海。但是你只要你有了前面的基础,看起来也不会太难。就是靠时间累积。

最后,说说《 数据库》,这个东西其实和前面的课程关系不大,主要是一套逻辑。根据所谓的数学证明,这套数据获取方法是完备的。但是这个结论其实没有任何卵用。毕竟我们用就好了。

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