一些准备
计算机
计算机
| 科目 | 计划科目 | 学习阶段 | 参考书籍 | 学习状态 | 笔记总结 | 开始时间 | 结束时间 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 🏏Java程序设计1 | 是 | 阶段一 | OnJava8_cd.pdf | 已开始 | 未总结 | ||
| 🚕C语言程序设计 | 是 | 阶段一 | C程序设计语言_cd.pdf | 已开始 | 未总结 | ||
| 🌋Python程序设计 | 阶段一 | ThinkPython2ed_cd.pdf | 已开始 | 未总结 | |||
| ☄️计算机专业导论 | 是 | 阶段一 | 计算机科学导论_cd.pdf | 已开始 | 未总结 | ||
| 🧫高等数学 | 是 | 阶段一 | 同济教材 | 已开始 | 未总结 | ||
| C++ 程序设计 | 阶段二 | 未开始 | 未总结 | ||||
| 数据结构* | 是 | 阶段二 | 未开始 | 未总结 | |||
| C#程序设计 | 阶段二 | 未开始 | 未总结 | ||||
| 计算机组成原理* | 是 | 阶段二 | 未开始 | 未总结 | |||
| 算法设计与分析 | 是 | 阶段二 | 未开始 | 未总结 | |||
| 离散数学基础 | 是 | 阶段二 | 未开始 | 未总结 | |||
| 概率论与数理统计 | 是 | 阶段二 | 未开始 | 未总结 | |||
| 软件工程 | 是 | 阶段三 | 未开始 | 未总结 | |||
| 编译原理 | 是 | 阶段三 | 未开始 | 未总结 | |||
| 操作系统* | 是 | 阶段三 | 未开始 | 未总结 | |||
| 计算机网络* | 是 | 阶段三 | 未开始 | 未总结 | |||
| 数据库系统原理 | 是 | 阶段三 | 未开始 | 未总结 | |||
| 线性代数 | 是 | 阶段三 | 未开始 | 未总结 | |||
| 软件测试 | 阶段三 | 未开始 | 未总结 | ||||
| 软件测试方法和技术实践 | 阶段四 | 未开始 | 未总结 | ||||
| 面向对象软件开发实践 | 是 | 阶段四 | 未开始 | 未总结 | |||
| 计算机系统结构 | 是 | 阶段四 | 未开始 | 未总结 | |||
| Linux内核分析 | 是 | 阶段四 | 未开始 | 未总结 | |||
| 软件安全 | 是 | 阶段四 | 未开始 | 未总结 | |||
| 信息安全数学基础 | 是 | 阶段四 | 未开始 | 未总结 | |||
| 近世代数 | 是 | 阶段四 | 未开始 | 未总结 |
一份硬核CS自学计划
原创 架构师杨波 波波微课 2021-01-10 16:40
一、前言
不少学员经常抱怨自己的计算机基本功不行，大学的时候荒废了，既然如此，为啥不考虑为自己制定一个为期3～5年的重学CS目标，然后投入时间精力去实现这个目标呢？具体点，这个目标可以是这样的：重学CS(Computer Science)核心课程，夯实CS基本功，达到美国一流大学CS专业本科毕业水平。如果你的年龄还没有超过30岁，想在IT行业做得长久，想成为一名更优秀的工程师，甚至想往架构师或者技术领导层方向发展，那么波波认为这个目标是值得投入的，长期会有回报。
假设你的职业方向是偏向软件工程和系统架构方向的，那么下面是波波推荐的一个为期3年左右的重学CS细分学习计划。我把这份计划同时分享在我的公众号和github站点[1]上，供大家参考。
所有参考课程基本上是美国一流大学最知名的CS课程，而且除了书以外，其它资料都是免费公开的。
二、CS学习计划
2.1 先导课(3个月)
课程：C语言基础
参考课程：密歇根州立大学CSE 251 Programming in C[2]
参考书：The Absolute Beginner's Guide to C(或其它C语言参考书)
参考视频：B站上有很多不错的C语言教程，自己找
挑战难度：3星
产出目标：完成课程站点上的所有14个Steps实验+3个Projects
说明：
1.这门课相当于是CS101，为什么要学C语言？因为C语言是现在主流语言的鼻祖，也是主流系统编程语言，系统架构师必须懂C语言。另外，下门课程[深入理解计算机系统]需要C语言+Linux编程基础。2.课程站点上面的PPT可以大致浏览一下，如果已经有足够编程基础的话，书可看可不看，关键是14个实验和3个项目要搞定。
2.2 第1年上半年
课程：深入理解计算机系统
参考课程：华盛顿大学CSE351: The Hardware/Software Interface[3]
参考书籍：深入理解计算机系统(CSAPP)[4]
参考视频：B站 Washington CSE351 2017[5]
产出目标：完成CSAPP书籍配套的所有Labs[6]
挑战难度：4星
说明：这门课程是系统编程基础，也是后续操作系统/网络/数据库/编译等课程的基础，相关内容是通向系统架构师的基本功。这门课比较贴近企业实战，对动手能力要求很高，课程一大目标是要程序员写出对机器友好的高性能代码。
2.3 第1年下半年
课程：数据结构
参考课程：伯克利大学CS61B Data Structures[7]
参考书籍：Head First Java + 数据结构书自选
参考视频：B站 UCB CS 61B Data Structures[8]
产出目标：完成CS 61B站点上的所有Labs/Homeworks/Projects。
挑战难度：4星
说明：数据结构的重要性毋庸置疑，伯克利的CS课程都是比较偏向实战型工程师的，纯理论的东西相对少。本课的重点是树立抽象编程思维，务必把所有Labs/Homeworks/Projects都搞定。
2.4 第2年上半年
课程：操作系统
参考课程：麻省理工MIT 6.828 Operating System Engineering[9]
参考书籍：操作系统导论(Operating Systems: Three Easy Pieces)[10]
参考视频：B站 HMC CS 134 2019 Operating System[11]
产出目标：完成MIT 6.828站点上的所有7个Labs
挑战难度：5星
说明：6.828是MIT的神课，这门课难度不小，含金量也不小。如果能把所有实验都搞定，对操作系统的认识会有质的飞跃。
2.5 第2年下半年
课程：计算机网络
参考课程：斯坦福 CS 144 Introduction to Computer Networking[12]
参考书籍：计算机网络：自顶向下方法[13]
参考视频：B站 [斯坦福大学：计算机网络介绍](CS144 计算机网络介绍)
产出目标：完成CS 144 站点上的所有8个Labs。
挑战难度：4星
说明：计算机网络知识和技能，是互联网应用开发的基础，也是成为系统架构师的基础。这门CS 144和配套书《计算机网络：自顶向下方法》，是目前最佳的学习计算机网络基础的课程和参考书。这也是一门投入产出比比较高的课(学了马上能用)。
2.6 第3年上半年
课程：编译原理
参考书籍：Crafting Interpreters[14] 或者Write an Interpreter in Go[15]
参考视频：B站 CS143 斯坦福编译原理[16]
产出目标：参考Crafting Interpreters[17]，使用Java或者golang语言(或其它你熟悉的语言)，实现Lox小型编程语言。
或者，参考Write an Interpreter in Go[18]，或Write A Compiler in Go[19]，使用Java语言实现Monkey小型语言。
挑战难度：5星
说明：视频可以不看，但是一定要自己动手实现一个小语言解释器或者编译器。
2.7 第3年下半年
课程：数据库系统
参考课程：卡耐基梅隆CMU 15-445/645 Database Systems[20]
参考书籍：数据库系统概念[21]
参考视频：B站 卡耐基梅隆大学15-445 数据库系统介绍[22]
产出目标：参考vanilladb项目[23]，使用golang语言实现clone版的vanilladb（原项目是Java实现的）。
挑战难度：5星
说明：视频/课程/书可以不看，但是一定要自己动手实现一个小型的数据库系统，包括服务器端的存储引擎、SQL解析器、查询引擎和JDBC访问接口。企业开发大部分是基于数据库的应用，如果要成为企业级架构师，必须对数据库底层实现有一定掌握。
三、额外说明
1.
上面7门课是CS的核心课程(Core CS)，偏向软件工程和系统架构方向。波波认为作为打基础的话，认真消化吸收这7门课就足够了，不需要再多，国内的计算机专业核心课也是这7门。其它的像人工智能，大数据，计算机图形学，软件工程，Web或者无线开发，网络安全，分布式系统等等，都可以算是专业或应用课，在学完7门核心课的基础上，有了一个扎实的基础，可以轻松按需拓展学习其它专业或应用课。
2.
除了第一门先导课3个月，其它6门课每一门大致都需要半年(6个月)，每周投入时间不少于10小时。
3.
上面的课程列表中没有数学课，如果你不是想搞研究或者投入大数据分析行业，那么数学可以暂时忽略。波波认为做软件工程和架构师不怎么需要数学，当然有数学背景会更好。
4.
根据学习金子塔的理论，单纯听视频课程或者看书的话，学习内容的平均留存率不超过30%。而动手实践后的留存率可以达到75%。所以学习过程中的产出非常重要，上面列出的实验/作业/项目都务必要搞定，这些才是应该投入的重点。
如果说你想达到90%的留存率，彻底掌握这些CS核心课，那么建议你要把所学的知识点再梳理出来，整理成博文或者B站视频课，再教授给其它人。注意，你做完的实验/项目的代码不要分享出来，这个有版权问题，请尊重原课程老师的版权。
5.
因为这些课程很有名，所以你可以很容易的，在github上找到一些其他人放上去的实验或者项目的答案，但是你应该先自己动脑动手搞定这些实验和项目，完成以后你可以对比一下其他人的答案，但是切勿先去看别人的答案。就像玩游戏一样，你拿了秘籍再玩游戏就没有意思了，也没有学习效果。
6.
最后两门课(编译原理和数据库系统)有两个大项目，相当于是毕业设计项目，工作量不小，要认真计划+投入足够时间才能搞定。
7.
上面课程的资料大部分是英文的，你必须自己先搞定英语，至少能流畅阅读。如果你英语不行，这些课程很难搞定，而且我认为你在IT这个行业也很难走远，因为大部分优质的IT资料是英文的。
8.
搞定上面的7门课(尤其是所有的实验和项目)是有挑战的，即使是正二八斤美国一流大学的本科生，搞定这些实验和项目也不是轻松的，而且他们有一起的同学可以交流，你基本上要独立搞定。但是我相信，只要你对技术有足够热情，能足够自律，制定计划并严格执行，投入足够时间/精力，那么你一定可以克服困难达成自学CS的目标，为后续的软件开发职业生涯奠定更坚实的基础。
9.
除了波波推荐的CS自学计划，另外还有两份自学计划你也可以参考：
1.Ozan Onay和Myles Byrne开发的自学计算机科学[24]，github上有7k星，这份和波波的计划比较接近。2.开源社区大学的自学计算机科学[25]，这份教学计划很全面，课程很多，github上有72.9k星。
References
[1] github站点: https://github.com/spring2go/cs_study_plan[2] CSE 251 Programming in C: https://www.cse.msu.edu/~cse251/index.html[3] CSE351: The Hardware/Software Interface: http://courses.cs.washington.edu/courses/cse351/[4] 深入理解计算机系统(CSAPP): http://product.dangdang.com/24106647.html[5] Washington CSE351 2017: https://www.bilibili.com/video/BV1Zt411s7Gg[6] CSAPP书籍配套的所有Labs: http://csapp.cs.cmu.edu/3e/labs.html[7] CS61B Data Structures: https://sp19.datastructur.es/[8] UCB CS 61B Data Structures: https://www.bilibili.com/video/BV1EJ411n72e[9] Operating System Engineering: https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2018/index.html[10] 操作系统导论(Operating Systems: Three Easy Pieces): http://product.dangdang.com/27882546.html[11] HMC CS 134 2019 Operating System: https://www.bilibili.com/video/av47977122[12] CS 144 Introduction to Computer Networking: https://cs144.github.io/[13] 计算机网络：自顶向下方法: http://product.dangdang.com/25299722.html[14] Crafting Interpreters: https://www.craftinginterpreters.com/contents.html[15] Write an Interpreter in Go: https://www.amazon.com/Writing-Interpreter-Go-Thorsten-Ball/dp/3982016118[16] CS143 斯坦福编译原理: https://www.bilibili.com/video/BV1cE411f78c[17] Crafting Interpreters: https://github.com/munificent/craftinginterpreters[18] Write an Interpreter in Go: https://interpreterbook.com/[19] Write A Compiler in Go: https://compilerbook.com/[20] 15-445/645 Database Systems: https://15445.courses.cs.cmu.edu/fall2020/[21] 数据库系统概念: http://product.dangdang.com/22632572.html[22] 卡耐基梅隆大学15-445 数据库系统介绍: https://www.bilibili.com/video/BV1Cp4y1C7dv[23] vanilladb项目: https://github.com/vanilladb/vanillacore[24] 自学计算机科学1: https://github.com/keithnull/TeachYourselfCS-CN/blob/master/TeachYourselfCS-CN.md[25] 自学计算机科学2: https://github.com/ossu/computer-science
浙公网安备 33010602011771号