CS 101Introduction to Computer Science

【计算机科学导论】计算机科学是一门涵盖广泛领域的学科，包括硬件、软件、算法、数据结构、网络、人工智能等多个方面。CS101作为计算机科学的入门课程，为初学者提供计算机科学的基础概念和技能，使他们能够理解和解决实际问题。在本课程中，重点是使用Python语言进行编程。Python是一种高级、解释型、交互式和面向对象的编程语言，因其简洁明了的语法而受到广泛欢迎，尤其适合初学者。Python的广泛应用包括Web开发、数据分析、机器学习和人工智能等领域。课程中涉及的关键知识点包括：

1. 基础编程概念：变量、数据类型（如整型、浮点型、字符串、布尔型）、控制结构（条件语句、循环）、函数和模块的使用，以及异常处理。

2. 算法与逻辑思维：学习如何通过逻辑步骤解决问题，编写和理解算法，例如排序算法（冒泡排序、选择排序等）和搜索算法（线性搜索、二分搜索）。

3. 数据结构：数组、链表、栈、队列、字典和集合等基本数据结构的理解和应用。了解它们的存储方式和操作效率，选择合适的数据结构来优化问题解决方案。

4. 文件操作：学习如何读取和写入文件，包括文件和二进制文件，以及文件处理中的错误处理。

5. 函数和模块：掌握如何定义和调用函数，以及如何使用模块和包来组织代码和重用功能。

6. 面向对象编程：理解类和对象的概念，以及继承、封装和多态等面向对象编程的核心原则。

7. 网页爬虫：通过编写Python程序抓取网页信息，学习HTTP协议和网页解析技术（如正则表达式、BeautifulSoup库）。

8. 索引：理解搜索引擎是如何快速查找信息的，学习如何构建倒排索引，提高数据检索速度。

9. 页面排名算法：介绍PageRank算法，这是一种衡量网页重要性的数学模型，是Google早期搜索引擎技术的关键组成部分。