
張瑞勳 邵秀麗 任明明
本書針對本科離散數學課程的要點和關鍵問題,深入淺出地介紹了數理邏輯、集合論、圖論、代數結構和布爾代數、網絡模型、組合數學理論和算法等與計算機科學密切相關的問題,既着重於各部分內容之間的緊密聯繫,又深入探討各部分內容的概念、理論、算法和實際應用,本書敘述嚴謹,推演詳盡。各章配有習題,可爲讀者迅速掌握有關知識提供有效的幫助。
離散數學(計算機通用標準教材,屈婉玲版主流)完整章節內容 全書四大模塊:數理邏輯、集合論、代數系統、圖論,部分教材補充組合數學、形式語言自動機。 第一編 數理邏輯(計算機理論根基,頂層設計必備) 第1章 命題邏輯 1. 命題與聯結詞 命題定義、真假值;否定、合取、析取、蘊含、等價五大聯結詞;複合命題符號化。 2. 命題公式及其賦值 公式層次、成真賦值/成假賦值、真值表;重言式、矛盾式、可滿足式。 3. 等值演算 24條等值式(雙重否定、交換、結合、分配、德摩根、蘊含等值式等);等值推演、化簡公式。 4. 範式 析取範式、合取範式;極小項、極大項;主析取/主合取範式求解。 5. 推理理論 推理形式結構;九條推理定律;自然推理系統P(附加、化簡、假言推理、拒取、析取三段論等證明方法)。 第2章 一階邏輯(謂詞邏輯) 1. 個體詞、謂詞、量詞 個體常元/變元、一元/多元謂詞;全稱量詞∀、存在量詞∃;命題符號化(難點:量詞搭配)。 2. 一階語言、合式公式 項、原子公式、約束變元/自由變元;換名規則、代替規則。 3. 一階公式解釋與賦值 論域、解釋、公式真假;永真式、永假式、可滿足式。 4. 一階等值演算 量詞否定等值式、量詞轄域收縮擴張、量詞分配等值式。 5. 一階邏輯推理 全稱量詞消去UI、全稱引入UG、存在消去EI、存在引入EG;帶量詞的形式證明。 第二編 集合論(系統分層、架構抽象基礎) 第3章 集合的基本概念與運算 1. 集合表示、元素與集合關係、冪集 2. 集合運算:交、並、補、差、對稱差;運算恆等式。 3. 容斥原理:有限集合計數,多集合重疊數量計算。 第4章 二元關係和函數 1. 有序對、笛卡爾積 2. 二元關係定義、關係矩陣、關係圖 3. 關係運算:逆、複合、冪運算 4. 關係五大性質:自反、反自反、對稱、反對稱、傳遞 5. 關係閉包:r(R)自反閉包、s(R)對稱閉包、t(R)傳遞閉包(Warshall算法) 6. 特殊關係:等價關係+等價類、劃分;偏序關係、哈斯圖、極值/最值/上下界 7. 函數:單射、滿射、雙射;複合函數、反函數;集合基數、可數集不可數集。 第三編 代數系統(編譯、密碼、分佈式、AI算子頂層設計核心) 第5章 代數系統 1. 一元/二元n元運算、運算封閉性 2. 運算性質:交換、結合、冪等、分配、吸收;消去律 3. 特異元素:單位元、零元、逆元 4. 代數系統、子代數、積代數、同態與同構 第6章 幾個典型代數系統 1. 半羣、獨異點、羣 羣定義、交換羣、子羣、陪集、拉格朗日定理;循環羣、置換羣。 2. 環與域 環、交換環、整環、域;有限域(密碼、AI浮點運算底層理論)。 3. 格與布爾代數 格定義、分配格、有補格;布爾代數、布爾表達式、布爾函數(邏輯架構、數字系統頂層抽象)。 第四編 圖論(分佈式架構、調度、網絡、大模型流水線頂層設計必學) 第7章 圖的基本概念 1. 無向圖、有向圖、頂點度數、多重圖、簡單圖 2. 通路、迴路、連通圖、連通分支;有向圖強連通/單向連通/弱連通 3. 圖矩陣:鄰接矩陣、關聯矩陣、可達矩陣 第8章 圖的常用算法 1. 歐拉圖、哈密頓圖判定條件 2. 最短路徑:Dijkstra、Floyd算法 3. 最小生成樹:Prim、Kruskal算法 4. 二分圖、匹配、霍爾定理(調度、資源分配頂層規劃) 第9章 樹 1. 無向樹、生成樹、樹枝弦;根樹、m叉樹、二叉樹 2. 二叉樹遍歷、前綴碼、哈夫曼樹(壓縮、模型編碼頂層設計) 3. 樹計數、Cayley公式 第10章 平面圖 1. 平面圖、歐拉公式、面次數 2. 庫拉托夫斯基定理;圖着色(資源隔離、集羣分區頂層方案) 拓展選修章節(多數計算機專業會補充) 模塊1:組合數學 1. 排列組合、可重排列組合 2. 遞推方程、特徵方程求解 3. 生成函數、鴿巢原理 4. 伯恩賽德引理、置換計數 模塊2:形式語言與自動機(編譯、大模型推理框架頂層) 1. 文法分類0/1/2/3型文法 2. 有限自動機DFA/NFA 3. 正則表達式、正則語言 4. 下推自動機、圖靈機基礎 對應做頂層設計的價值總結 1. 數理邏輯:系統需求形式化、嚴謹方案論證、大模型推理邏輯設計 2. 集合/關係:系統模塊分層、服務邊界定義、權限拓撲、業務實體抽象 3. 代數系統:算子架構、加密體系、分佈式一致性規則、神經網絡算子設計 4. 圖論:微服務拓撲、算力調度、數據流水線、網絡架構、資源分配頂層建模 完全避開硬件底層,全部是抽象、建模、方案、架構設計思維,完美匹配、走頂層架構/算法方案的需求。