電腦軟體應用乙級檢定術科解題實作(105年啟用試題) (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

林文恭研究室

圖書標籤:

• 電腦軟件應用
• 乙級檢定
• 術科
• 解題
• 實作
• 105年啓用試題
• 電子書
• 計算機等級考試
• 辦公軟件
• 技能提升

高效能程式設計實務指南：從基礎到進階的程式語言應用 掌握現代軟體開發的核心技能，邁嚮高效能程式設計的專業殿堂 在這快速演進的數位時代，軟體技術的深度與廣度不斷擴展，對於具備紮實程式設計基礎與實務操作能力的專業人纔的需求日益迫切。本書《高效能程式設計實務指南：從基礎到進階的程式語言應用》，旨在為所有渴望精進程式設計技能的讀者，提供一個全麵、深入且極具實戰價值的學習藍圖。我們專注於現代軟體開發中最關鍵的幾個麵嚮，涵蓋基礎理論的鞏固、主流程式語言的深入探討，以及高效能係統建構的核心實踐。 本書結構嚴謹，內容涵蓋範圍廣泛，旨在幫助讀者建立起堅不可摧的程式設計思維模型，並能將理論知識高效轉化為實際可運行的、高效能的軟體解決方案。 --- 第一部：程式設計基礎與思維模型重塑 (Fundamental Programming Concepts and Mindset Reframing) 本部分著重於打穩地基，確保讀者對計算科學的基本概念有深刻的理解，這是進行任何複雜程式設計的先決條件。 章節一：計算思維與演算法分析 計算思維的建立： 如何將複雜的現實問題分解、抽象化，並以計算機可理解的方式進行建模。深入探討問題定義、模式識別、抽象化和演算法設計的關鍵步驟。 資料結構的精煉應用： 詳盡介紹陣列、鏈結串列（單嚮、雙嚮、循環）、堆疊（Stack）、佇列（Queue）、雜湊錶（Hash Table）的底層結構與操作複雜度。特別側重於在特定情境下選擇最優資料結構的決策依據。 核心演算法的效能評估： 詳細分析排序演算法（如快速排序、閤併排序、堆積排序）與搜尋演算法（如二分搜尋法）的時間與空間複雜度（Big O Notation）。實例演示如何通過優化演算法來顯著提升程式的執行效率。 遞迴與迭代的辯證統一： 深入解析遞迴的原理、優缺點及潛在的堆疊溢位風險。提供將複雜遞迴問題轉化為高效能迭代解決方案的實用技巧。 章節二：物件導嚮程式設計（OOP）的深度解析 OOP四大支柱的實戰化： 不僅停留在定義層麵，而是深入探討繼承、封裝、多型和抽象化在大型專案中的實際應用與設計模式的結閤。 設計原則（SOLID）的實務指導： 逐一拆解單一職責原則（SRP）、開放封閉原則（OCP）、李氏替換原則（LSP）、介麵隔離原則（ISP）和依賴反轉原則（DIP）。透過具體程式碼範例展示違反原則的壞味道（Code Smells）以及如何重構以符閤設計規範，從而提升程式碼的可維護性與擴展性。 設計模式的應用場景： 係統性介紹創建型（如工廠模式、單例模式）、結構型（如裝飾者模式、代理模式）和行為型（如觀察者模式、策略模式）設計模式。重點在於分析何種場景下應選用特定模式，以及如何避免過度設計。 --- 第二部：主流程式語言的高效能實踐 (High-Performance Implementation in Mainstream Languages) 本部分側重於選定兩種當前產業中最具影響力的程式語言，探討其在實現高效能應用時的獨特機製與最佳實踐。 章節三：進階記憶體管理與平行處理（以C++為例） 現代C++的記憶體控製： 深入探討堆疊（Stack）與堆（Heap）的區別，並著重於智慧型指標（Smart Pointers，如`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`, `std::weak_ptr`）的精確使用，以實現資源自動管理，消除記憶體洩漏風險。 多執行緒與並行編程： 詳解執行緒（Threads）的生命週期管理、同步機製（Mutexes, Locks, Condition Variables）的正確使用。分析資料競爭（Data Races）的成因，並示範如何使用原子操作（Atomic Operations）來實現無鎖（Lock-free）或低鎖的高效能並行存取。 高效能數值計算的優化： 介紹標準模闆庫（STL）中容器的效能特性分析，以及如何利用嚮量化指令（SIMD）的概念，指導讀者編寫更貼近硬體的優化程式碼。 章節四：Python生態係統中的效能調校 Python的全局解釋器鎖（GIL）剖析： 詳細解釋GIL的運作機製，以及它對CPU密集型任務的性能瓶頸影響。 突破GIL限製的策略： 介紹使用`multiprocessing`模組實現真正的多核心並行計算。針對I/O密集型任務，比較`threading`與`asyncio`（協程/非同步編程）的適用場景及實戰優勢。 利用外部庫加速： 強調NumPy、Pandas等科學計算庫如何通過底層C/Fortran實現的優化運算來大幅提升數據處理速度。示範如何使用Cython或Numba等工具將Python代碼編譯以獲得接近原生語言的速度。 --- 第三部：係統效能調優與現代開發流程 (System Performance Tuning and Modern Development Workflow) 本部分將視角從單一程式碼提升至整個係統層麵，探討如何診斷瓶頸、優化I/O操作，並將效率思維融入持續整閤與部署（CI/CD）流程中。 章節五：I/O操作與係統瓶頸診斷 檔案係統與網路I/O的深度探討： 比較同步I/O、非同步I/O（AIO）與事件驅動（Event-Driven）架構的性能差異。分析磁碟讀寫的緩衝機製與作業係統層麵的優化參數。 網路通訊協定的效能考量： 簡要迴顧TCP/UDP的特性，並探討在建構高吞吐量服務時，如何選擇閤適的序列化協議（如Protocol Buffers, FlatBuffers）以減少網路負載和解析時間。 性能分析工具的實戰應用： 教導讀者使用專業的性能分析工具（如Linux下的`perf`, 記憶體分析器Valgrind, 或特定語言的Profiler）來精確定位代碼中的熱點（Hotspots）和資源洩漏，實現基於數據的優化決策。 章節六：高效能程式碼的測試與部署 單元測試與效能測試的整閤： 強調測試不僅是驗證正確性，也是保證效能穩定的重要環節。介紹如何編寫邊界條件測試和壓力測試腳本，以確保程式在負載下的穩定錶現。 持續整閤中的效能門檻（Performance Gates）： 探討如何在CI/CD流水線中設定自動化的性能測試環節。一旦程式碼變更導緻性能指標（如響應時間、CPU使用率）惡化，立即觸發警報並阻止部署。 容器化環境下的資源隔離與優化： 簡介Docker與Kubernetes的基本概念，並重點闡述如何為應用程式配置精確的CPU和記憶體限製，從而確保應用程式在共享環境中仍能維持預期的執行效率。 --- 本書特色總結： 實戰導嚮： 每章節均配備豐富的實際操作案例和完整的程式碼範例，確保讀者能夠立即將所學應用於實際專案。 深度解構： 不僅告訴讀者“如何做”，更深入解釋“為何要這樣做”，從底層原理上建立對高效能設計的深刻理解。 跨語言視野： 透過對兩種主流語言的深入對比分析，培養讀者在不同技術棧中選擇和實施最佳方案的決策能力。 適用對象： 具備基礎程式設計經驗，希望轉型為資深開發工程師的程式設計師。 在校學生或初入職場的軟體工程師，渴望建立紮實的計算機科學基礎。 需要優化現有係統性能的技術團隊成員。 翻開本書，您將不再滿足於“能運行”的程式，而是追求“高效能、可維護、易擴展”的專業級軟體解決方案。