計算機科學中的數學/信息與智能時代的必修課 版權信息
- ISBN:9787121355332
- 條形碼:9787121355332 ; 978-7-121-35533-2
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
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計算機科學中的數學/信息與智能時代的必修課 本書特色
本書原為麻省理工學院計算機科學與工程專業(yè)的數學課程講義,谷歌技術專家參與編寫,涵蓋計算機科學涉及的全部基礎數學知識,包括形式邏輯符號、數學證明、歸納、集合與關系、圖論基礎、排列與組合、計數原理、離散概率、遞歸等,特別強調數學定義、證明及其應用方法。本書因具有系統(tǒng)、完整,以及有趣、易讀等明顯優(yōu)勢,現已被全球IT技術相關從業(yè)者及準從業(yè)者奉為圭臬、廣泛傳閱,在人工智能日益普及的全新信息時代,更是大放異彩。本書適合計算機相關專業(yè)學生及從業(yè)人員作為數學入門教材,亦可作為統(tǒng)計、機器學習、數據挖掘等課程的寶貴資料。
計算機科學中的數學/信息與智能時代的必修課 內容簡介
本書原為麻省理工學院計算機科學與工程專業(yè)的數學課程講義,谷歌技術專家參與編寫,涵蓋計算機科學涉及的全部基礎數學知識,包括形式邏輯符號、數學證明、歸納、集合與關系、圖論基礎、排列與組合、計數原理、離散概率、遞歸等,特別強調數學定義、證明及其應用方法。本書因具有系統(tǒng)、完整,以及有趣、易讀等明顯優(yōu)勢,現已被優(yōu)選IT技術相關從業(yè)者及準從業(yè)者奉為圭臬、廣泛傳閱,在人工智能日益普及的全新信息時代,更是大放異彩。本書適合計算機相關專業(yè)學生及從業(yè)人員作為數學入門教材,亦可作為統(tǒng)計、機器學習、數據挖掘等課程的寶貴資料。
計算機科學中的數學/信息與智能時代的必修課 目錄
第I部分 數學證明
引言 3
0.1 參考文獻 4
第1章 什么是證明 5
1.1 命題 5
1.2 謂詞 8
1.3 公理化方法 8
1.4 我們的公理 9
1.4.1 邏輯推理 9
1.4.2 證明的模式 10
1.5 證明蘊涵 10
1.5.1 方法#1 11
1.5.2 方法#2:證明逆反命題 12
1.6 證明“當且僅當” 13
1.6.1 方法#1:證明兩個語句相互蘊涵 13
1.6.2 方法#2:構建iff鏈 13
1.7 案例證明法 14
1.8 反證法 15
1.9 數學證明的優(yōu)秀實踐 16
1.10 參考文獻 18
1.1節(jié)習題 18
1.5節(jié)習題 21
1.7節(jié)習題 21
1.8節(jié)習題 23
第2章 良序原理 26
2.1 良序證明 26
2.2 良序證明模板 27
2.2.1 整數求和 27
2.3 質因數分解 29
2.4 良序集合 29
2.4.1 不一樣的良序集合(選學) 30
2.2節(jié)習題 31
2.4節(jié)習題 38
第3章 邏輯公式 40
3.1 命題的命題 41
3.1.1 NOT,AND和OR 41
3.1.2 當且僅當 42
3.1.3 IMPLIES 42
3.2 計算機程序的命題邏輯 44
3.2.1 真值表計算 45
3.2.2 符號表示 46
3.3 等價性和有效性 47
3.3.1 蘊涵和逆否 47
3.3.2 永真性和可滿足性 48
3.4 命題代數 49
3.4.1 命題范式 49
3.4.2 等價性證明 50
3.5 SAT問題 53
3.6 謂詞公式 54
3.6.1 量詞 54
3.6.2 混合量詞 55
3.6.3 量詞的順序 56
3.6.4 變量與域 56
3.6.5 否定量詞 57
3.6.6 謂詞公式的永真性 57
3.7 參考文獻 58
3.1節(jié)習題 59
3.2節(jié)習題 61
3.3節(jié)習題 65
3.4節(jié)習題 68
3.5節(jié)習題 69
3.6節(jié)習題 71
第4章 數學數據類型 79
4.1 集合 79
4.1.1 常用集合 80
4.1.2 集合的比較和組合 80
4.1.3 冪集 81
4.1.4 集合構造器標記 82
4.1.5 證明集合相等 82
4.2 序列 83
4.3 函數 84
4.3.1 域和像 84
4.3.2 函數復合 86
4.4 二元關系 86
4.4.1 關系圖 87
4.4.2 關系的像 89
4.5 有限基數 90
4.5.1 有限集有多少個子集 91
4.1節(jié)習題 92
4.2節(jié)習題 96
4.4節(jié)習題 97
4.5節(jié)習題 105
第5章 歸納法 107
5.1 一般歸納法 107
5.1.1 一般歸納法的規(guī)則 108
5.1.2 舉例說明 108
5.1.3 歸納法證明的模板 109
5.1.4 一般歸納法的簡潔寫法 110
5.1.5 更復雜的例子 111
5.1.6 錯誤的歸納證明 113
5.2 強歸納法 115
5.2.1 強歸納法的規(guī)則 115
5.2.2 斐波那契數列 116
5.2.3 質數的乘積 117
5.2.4 找零問題 118
5.2.5 堆盒子游戲 119
5.3 強歸納法、一般歸納法和良序法的比較 120
5.1節(jié)習題 121
5.2節(jié)習題 131
第6章 狀態(tài)機 136
6.1 狀態(tài)和轉移 136
6.2 不變性原理 137
6.2.1 沿對角線移動的機器人 137
6.2.2 不變性原理的定義 139
6.2.3 示例:《虎膽龍威》 141
6.3 偏序正確性和終止性 143
6.3.1 快速求冪 143
6.3.2 派生變量 145
6.3.3 基于良序集合的終止性(選學) 146
6.3.4 東南方向跳躍的機器人(選學) 146
6.4 穩(wěn)定的婚姻 147
6.4.1 配對儀式 148
6.4.2 我們結婚吧 150
6.4.3 他們從此幸福地生活在一起 150
6.4.4 竟然是男性…… 151
6.4.5 應用 152
6.3節(jié)習題 153
6.4節(jié)習題 165
第7章 遞歸數據類型 172
7.1 遞歸定義和結構歸納法 172
7.1.1 結構歸納法 174
7.2 匹配帶括號的字符串 175
7.3 非負整數上的遞歸函數 179
7.3.1 N上的一些標準遞歸函數 179
7.3.2 不規(guī)范的函數定義 179
7.4 算術表達式 181
7.4.1 Aexp的替換和求值 181
7.5 計算機科學中的歸納 185
7.1節(jié)習題 185
7.2節(jié)習題 193
7.3節(jié)習題 201
7.4節(jié)習題 202
第8章 無限集 206
8.1 無限基數集 206
8.1.1 不同之處 209
8.1.2 可數集 209
8.1.3 冪集的勢嚴格大于原集合 211
8.1.4 對角線證明 213
8.2 停止問題 214
8.3 集合邏輯 217
8.3.1 羅素悖論 217
8.3.2 集合的ZFC公理系統(tǒng) 218
8.3.3 避免羅素悖論 220
8.4 這些真的有效嗎 220
8.4.1 計算機科學中的無窮大 221
8.1節(jié)習題 221
8.2節(jié)習題 228
8.3節(jié)習題 233
8.4節(jié)習題 236
第Ⅱ部分 結構
引言 241
第9章 數論 242
9.1 整除 242
9.1.1 整除的性質 243
9.1.2 不可整除問題 244
9.1.3 虎膽龍威 245
9.2 *大公約數 247
9.2.1 歐幾里得算法 247
9.2.2 粉碎機 249
9.2.3 水壺問題的通解 251
9.2.4 *大公約數的性質 252
9.3 質數的奧秘 253
9.4 算術基本定理 255
9.4.1 唯一分解定理的證明 256
9.5 阿蘭·圖靈 257
9.5.1 圖靈編碼(1.0版) 258
9.5.2 破解圖靈編碼(1.0版) 260
9.6 模運算 260
9.7 余運算 262
9.7.1 環(huán)Z_n 264
9.8 圖靈編碼(2.0版) 265
9.9 倒數與約去 266
9.9.1 互質 267
9.9.2 約去 268
9.9.3 解密(2.0版) 268
9.9.4 破解圖靈編碼(2.0版) 269
9.9.5 圖靈后記 269
9.10 歐拉定理 271
9.10.1 計算歐拉?函數 273
9.11 RSA公鑰加密 274
9.12 SAT與RSA有什么關系 276
9.13 參考文獻 277
9.1節(jié)習題 277
9.2節(jié)習題 278
9.3節(jié)習題 285
9.4節(jié)習題 285
9.6節(jié)習題 287
9.7節(jié)習題 288
9.8節(jié)習題 293
9.9節(jié)習題 293
9.10節(jié)習題 295
9.11節(jié)習題 303
第10章 有向圖和偏序 309
10.1 頂點的度 311
10.2 路和通路 311
10.2.1 查找通路 313
10.3 鄰接矩陣 314
10.3.1 *短路徑 315
10.4 路關系 316
10.4.1 復合關系 316
10.5 有向無環(huán)圖&調度 317
10.5.1 調度 318
10.5.2 并行任務調度 320
10.5.3 Dilworth引理 322
10.6 偏序 323
10.6.1 DAG中路關系的性質 323
10.6.2 嚴格偏序 324
10.6.3 弱偏序 325
10.7 用集合包含表示偏序 326
10.8 線性序 327
10.9 乘積序 327
10.10 等價關系 328
10.10.1 等價類 328
10.11 關系性質的總結 329
10.1節(jié)習題 330
10.2節(jié)習題 331
10.3節(jié)習題 334
10.4節(jié)習題 335
10.5節(jié)習題 338
10.6節(jié)習題 344
10.7節(jié)習題 347
10.8節(jié)習題 349
10.9節(jié)習題 352
10.10節(jié)習題 354
第11章 通信網絡 357
11.1 路由 357
11.1.1 完全二叉樹 357
11.1.2 路由問題 358
11.2 路由的評價指標 358
11.2.1 網絡直徑 358
11.2.2 交換機的數量 359
11.2.3 網絡時延 359
11.2.4 擁塞 360
11.3 網絡設計 361
11.3.1 二維陣列 361
11.3.2 蝶形網絡 362
11.3.3 Benes ?網絡 363
11.2節(jié)習題 368
11.3節(jié)習題 368
第12章 簡單圖 373
12.1 頂點鄰接和度 373
12.2 美國異性伴侶統(tǒng)計 375
12.2.1 握手引理 376
12.3 一些常見的圖 377
12.4 同構 378
12.5 二分圖與匹配 380
12.5.1 二分匹配問題 380
12.5.2 匹配條件 381
12.6 著色 384
12.6.1 一個考試安排問題 384
12.6.2 一些著色邊界 386
12.6.3 為什么著色 387
12.7 簡單路 388
12.7.1 簡單圖中的路、通路和圈 388
12.7.2 圈作為子圖 389
12.8 連通性 390
12.8.1 連通分量 390
12.8.2 奇數長度的圈和2-著色性 391
12.8.3 k?C連通圖 392
12.8.4 連通圖的*小邊數 393
12.9 森林和樹 394
12.9.1 葉子、父母和孩子 394
12.9.2 性質 395
12.9.3 生成樹 397
12.9.4 *小生成樹 397
12.10 參考文獻 401
12.2節(jié)習題 402
12.4節(jié)習題 403
12.5節(jié)習題 406
12.6節(jié)習題 411
12.7節(jié)習題 418
12.8節(jié)習題 420
12.9節(jié)習題 424
第13章 平面圖 431
13.1 在平面上繪制圖形 431
13.2 平面圖的定義 433
13.2.1 面 434
13.2.2 平面嵌入的遞歸定義 436
13.2.3 這個定義行嗎 438
13.2.4 外表面在哪里呢 438
13.3 歐拉公式 439
13.4 平面圖中邊的數量限制 440
13.5 返回到K_5和K_3,3 441
13.6 平面圖的著色 442
13.7 多面體的分類 443
13.8 平面圖的另一個特征 445
13.2節(jié)習題 446
13.8節(jié)習題 447
第Ⅲ部分 計數
引言 455
第14章 求和與漸近性 457
14.1 年金的值 458
14.1.1 錢未來的價值 458
14.1.2 擾動法 459
14.1.3 年金價值的閉型 460
14.1.4 無限長的等比數列 460
14.1.5 示例 461
14.1.6 等比數列求和的變化 462
14.2 冪和 463
14.3 估算求和式子 465
14.4 超出邊界 468
14.4.1 問題陳述 468
14.4.2 調和數 471
14.4.3 漸近等式 473
14.5 乘積 474
14.5.1 斯特林公式 475
14.6 雙倍的麻煩 477
14.7 漸近符號 479
14.7.1 小o 479
14.7.2 大O 479
14.7.3 θ 481
14.7.4 漸近符號的誤區(qū) 482
14.7.5 Ω(選學) 484
14.1節(jié)習題 484
14.2節(jié)習題 486
14.3節(jié)習題 486
14.4節(jié)習題 488
14.7節(jié)習題 490
第15章 基數法則 499
15.1 通過其他計數來計算當前計數 499
15.1.1 雙射規(guī)則 499
15.2 序列計數 500
15.2.1 乘積法則 501
15.2.2 n-元素集合的子集 501
15.2.3 加和法則 502
15.2.4 密碼計數 502
15.3 廣義乘積法則 503
15.3.1 有缺陷的美元鈔票 504
15.3.2 一個象棋問題 505
15.3.3 排列 505
15.4 除法法則 506
15.4.1 另一個象棋問題 506
15.4.2 圓桌騎士 507
15.5 子集計數 508
15.5.1 子集法則 509
15.5.2 比特序列 510
15.6 重復序列 510
15.6.1 子集序列 510
15.6.2 Bookkee
計算機科學中的數學/信息與智能時代的必修課 作者簡介
唐李洋 女,博士,畢業(yè)于合肥工業(yè)大學管理科學與工程系。現就職于中國電子科技集團公司第三十八研究所,曾游學美國,數據挖掘與大數據分析研究經驗頗豐,在相關領域重要國際期刊及會議發(fā)表論文數篇。譯有《高可用MySQL》(第1版和第2版)、《R高性能編程》、《大數據猩球:海量數據處理實踐指南》、《流式架構:Kafka與MapR Streams數據流處理》等圖書。
劉杰 男,博士,南開大學教授、博士生導師。研究領域包括機器學習與數據挖掘方面的理論方法研究,以及面向信息抽取、網絡挖掘、對話生成等問題的應用研究。在機器學習、數據挖掘領域重要國際期刊及會議發(fā)表論文多篇。擔任中國計算機學會中文信息技術專家委員會、中國計算機學會大數據專家委員會、人工智能學會機器學習專家委員會等多個專家委員會委員及通訊委員。相關成果獲得天津市科技進步二等獎兩項。
唐李洋 女,博士,畢業(yè)于合肥工業(yè)大學管理科學與工程系。現就職于中國電子科技集團公司第三十八研究所,曾游學美國,數據挖掘與大數據分析研究經驗頗豐,在相關領域重要國際期刊及會議發(fā)表論文數篇。譯有《高可用MySQL》(第1版和第2版)、《R高性能編程》、《大數據猩球:海量數據處理實踐指南》、《流式架構:Kafka與MapR Streams數據流處理》等圖書。
劉杰 男,博士,南開大學教授、博士生導師。研究領域包括機器學習與數據挖掘方面的理論方法研究,以及面向信息抽取、網絡挖掘、對話生成等問題的應用研究。在機器學習、數據挖掘領域重要國際期刊及會議發(fā)表論文多篇。擔任中國計算機學會中文信息技術專家委員會、中國計算機學會大數據專家委員會、人工智能學會機器學習專家委員會等多個專家委員會委員及通訊委員。相關成果獲得天津市科技進步二等獎兩項。 譚昶 男,博士,畢業(yè)于中國科學技術大學計算機應用與技術系。現任科大訊飛股份有限公司大數據研究院執(zhí)行院長兼智慧城市事業(yè)群副總裁,中國計算機學會公共政策委員會執(zhí)行委員及大數據專家委員會委員。負責科大訊飛公司智慧城市、計算廣告和個性化推薦等方向的大數據核心技術研發(fā)及應用推廣工作,在大數據技術、個性化推薦方面有著多年的研究和實踐經驗。 金博 男,博士,大連理工大學教授。致力于數據挖掘、大數據分析、創(chuàng)新管理、商務智能等領域的科學研究。主持和參與多項國家級和省部級課題,在相關領域重要國際期刊及會議上發(fā)表論文60余篇,并擔任數據挖掘領域三大頂級會議KDD、ICDM、SDM的程序委員會委員,是ACM、IEEE和CCF高級會員。馬海平 女,博士,畢業(yè)于中國科學技術大學計算機科學與技術系。現就職于科大訊飛股份有限公司,擔任大數據研究院研究主管,從事數據挖掘與人工智能算法以及計算廣告和個性化教育等領域的研究工作。在國際知名期刊和學術會議發(fā)表論文7篇,合著出版著作《Spark機器學習進階實戰(zhàn)》《Spark核心技術與高級應用》。 朱琛男,碩士,畢業(yè)于中國科學技術大學,百度資深數據挖掘工程師。現就職于百度人才智庫(Talent Intelligence Center),從事人力資源智能化研究,致力于用AI為HR賦能。研究方向包括文本數據挖掘、社交網絡分析、圖數據挖掘。在國際頂尖會議與期刊雜志發(fā)表論文十余篇,申請專利十余項,曾擔任數個國際頂級會議(KDD、SDM等)程序委員會委員。
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