
张瑞勋 邵秀丽 任明明
本书针对本科离散数学课程的要点和关键问题,深入浅出地介绍了数理逻辑、集合论、图论、代数结构和布尔代数、网络模型、组合数学理论和算法等与计算机科学密切相关的问题,既着重于各部分内容之间的紧密联系,又深入探讨各部分内容的概念、理论、算法和实际应用,本书叙述严谨,推演详尽。各章配有习题,可为读者迅速掌握有关知识提供有效的帮助。
离散数学(计算机通用标准教材,屈婉玲版主流)完整章节内容 全书四大模块:数理逻辑、集合论、代数系统、图论,部分教材补充组合数学、形式语言自动机。 第一编 数理逻辑(计算机理论根基,顶层设计必备) 第1章 命题逻辑 1. 命题与联结词 命题定义、真假值;否定、合取、析取、蕴含、等价五大联结词;复合命题符号化。 2. 命题公式及其赋值 公式层次、成真赋值/成假赋值、真值表;重言式、矛盾式、可满足式。 3. 等值演算 24条等值式(双重否定、交换、结合、分配、德摩根、蕴含等值式等);等值推演、化简公式。 4. 范式 析取范式、合取范式;极小项、极大项;主析取/主合取范式求解。 5. 推理理论 推理形式结构;九条推理定律;自然推理系统P(附加、化简、假言推理、拒取、析取三段论等证明方法)。 第2章 一阶逻辑(谓词逻辑) 1. 个体词、谓词、量词 个体常元/变元、一元/多元谓词;全称量词∀、存在量词∃;命题符号化(难点:量词搭配)。 2. 一阶语言、合式公式 项、原子公式、约束变元/自由变元;换名规则、代替规则。 3. 一阶公式解释与赋值 论域、解释、公式真假;永真式、永假式、可满足式。 4. 一阶等值演算 量词否定等值式、量词辖域收缩扩张、量词分配等值式。 5. 一阶逻辑推理 全称量词消去UI、全称引入UG、存在消去EI、存在引入EG;带量词的形式证明。 第二编 集合论(系统分层、架构抽象基础) 第3章 集合的基本概念与运算 1. 集合表示、元素与集合关系、幂集 2. 集合运算:交、并、补、差、对称差;运算恒等式。 3. 容斥原理:有限集合计数,多集合重叠数量计算。 第4章 二元关系和函数 1. 有序对、笛卡尔积 2. 二元关系定义、关系矩阵、关系图 3. 关系运算:逆、复合、幂运算 4. 关系五大性质:自反、反自反、对称、反对称、传递 5. 关系闭包:r(R)自反闭包、s(R)对称闭包、t(R)传递闭包(Warshall算法) 6. 特殊关系:等价关系+等价类、划分;偏序关系、哈斯图、极值/最值/上下界 7. 函数:单射、满射、双射;复合函数、反函数;集合基数、可数集不可数集。 第三编 代数系统(编译、密码、分布式、AI算子顶层设计核心) 第5章 代数系统 1. 一元/二元n元运算、运算封闭性 2. 运算性质:交换、结合、幂等、分配、吸收;消去律 3. 特异元素:单位元、零元、逆元 4. 代数系统、子代数、积代数、同态与同构 第6章 几个典型代数系统 1. 半群、独异点、群 群定义、交换群、子群、陪集、拉格朗日定理;循环群、置换群。 2. 环与域 环、交换环、整环、域;有限域(密码、AI浮点运算底层理论)。 3. 格与布尔代数 格定义、分配格、有补格;布尔代数、布尔表达式、布尔函数(逻辑架构、数字系统顶层抽象)。 第四编 图论(分布式架构、调度、网络、大模型流水线顶层设计必学) 第7章 图的基本概念 1. 无向图、有向图、顶点度数、多重图、简单图 2. 通路、回路、连通图、连通分支;有向图强连通/单向连通/弱连通 3. 图矩阵:邻接矩阵、关联矩阵、可达矩阵 第8章 图的常用算法 1. 欧拉图、哈密顿图判定条件 2. 最短路径:Dijkstra、Floyd算法 3. 最小生成树:Prim、Kruskal算法 4. 二分图、匹配、霍尔定理(调度、资源分配顶层规划) 第9章 树 1. 无向树、生成树、树枝弦;根树、m叉树、二叉树 2. 二叉树遍历、前缀码、哈夫曼树(压缩、模型编码顶层设计) 3. 树计数、Cayley公式 第10章 平面图 1. 平面图、欧拉公式、面次数 2. 库拉托夫斯基定理;图着色(资源隔离、集群分区顶层方案) 拓展选修章节(多数计算机专业会补充) 模块1:组合数学 1. 排列组合、可重排列组合 2. 递推方程、特征方程求解 3. 生成函数、鸽巢原理 4. 伯恩赛德引理、置换计数 模块2:形式语言与自动机(编译、大模型推理框架顶层) 1. 文法分类0/1/2/3型文法 2. 有限自动机DFA/NFA 3. 正则表达式、正则语言 4. 下推自动机、图灵机基础 对应做顶层设计的价值总结 1. 数理逻辑:系统需求形式化、严谨方案论证、大模型推理逻辑设计 2. 集合/关系:系统模块分层、服务边界定义、权限拓扑、业务实体抽象 3. 代数系统:算子架构、加密体系、分布式一致性规则、神经网络算子设计 4. 图论:微服务拓扑、算力调度、数据流水线、网络架构、资源分配顶层建模 完全避开硬件底层,全部是抽象、建模、方案、架构设计思维,完美匹配、走顶层架构/算法方案的需求。