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项目简介

NekoBytes-TheMissing

NekoBytes-TheMissing 计算机入门导引！这是我们的编程入门系列中的第一门课程。NekoBytes-TheMissing将让您熟悉 C 编程语言，介绍计算机科学与技术中的常见主题，包括抽象、算法、体系结构、人工智能、嵌入式开发、计算机系统和编程语言，并练习应用工具来解决复杂问题。

课程主题

我们计划的课程将按大致顺序涵盖以下主题:

• 提问的艺术
• C 语言基本知识
• Unix CLI 介绍
• 计算机程序的硬件视角
• 抽象
• 算法概论
• 指针、数组与内存动态分配
• C 语言开发工具
• 程序的预处理、编译、链接
• 人工智能、机器学习与深度学习
• 嵌入式开发
• Unix 系统编程
• 编程语言

学习目标

完成 NekoBytes-CS-001 后，我们希望你能够实现以下学习目标:

• 能够使用编程来解决在课外遇到的现实问题。
• 认识并理解计算机科学中常见的抽象概念。
• 可以识别日常技术中存在的编程概念，了解计算机如何处理和组织信息。
• 可以使用类 Unix 操作系统完成日常任务。

立项理由

发起“NekoBytes-TheMissing”的理由在于，国内高校大都使用C语言作为第一门教授的语言，但大多是死板的知识灌输，导致导论课脱离了编程语言成了空中楼阁（尽管凭心而论，C语言确实不适合作为导论语言），导致当前的计算机科学教育普遍存在入门门槛高、内容碎片化的问题，尤其对于没有编程经验的人群而言，很难系统性地掌握基本的编程技能和计算机科学概念。通过设计一个循序渐进的课程，从最基本的 C 语言开始，结合计算机科学中的核心主题和实用工具，“NekoBytes-TheMissing”旨在填补这一空白，帮助初学者在一个结构化的学习路径上建立扎实的编程基础，并逐步深入理解计算机技术的工作原理和应用场景。

项目受众

• 计算机科学入门者：希望自学或准备进入计算机科学领域的初学者，没有编程基础或仅有少量编程经验的人群。
• 跨领域转行者：其他领域的专业人员，希望通过学习编程和计算机科学知识转入技术相关岗位。
• 学生：在校大学生或中学生，希望拓宽视野，学习计算机编程和技术基础。
• 自学编程爱好者：对计算机科学和编程有浓厚兴趣的个人，想通过系统的学习来提升自己。

项目亮点

类似项目

MIT The Missing Semester of Your CS Education
Harvard CS50
计算机速成课

• The Mssing Semester: 侧重讲解Linux的散碎知识而不是一个“导论课”
• CS50: 语言大杂烩，对于初学者要求直接使用这么多语言还是比较困难的
  截取一个StackOverFlow上对CS 50在C语言教学上的一段评价: https://meta.stackoverflow.com/questions/355588/the-c-book-list-has-gone-haywire-what-to-do-with-it
  
• 计算机速成课: 专业性不够强

项目亮点

• 全链条学习路径：从基础的编程知识到复杂的计算机科学概念，全程设计了一条完整的学习路径。相比其他仅涉及某一具体领域或工具的项目，NekoBytes-TheMissing 提供了从基础到应用的全面学习体验。
• 实战导向：课程内容结合大量的实战练习和项目，以问题解决为导向，让学习者更快地掌握技能，并能够应用到现实场景中。
• 覆盖面广：不仅教授编程语言，还介绍操作系统、计算机硬件、算法、人工智能等主题，为学员提供计算机技术的全局视角。
• 适应性强：课程设计面向不同层次的学习者，无论是零基础入门者，还是想进一步巩固计算机基础的人，都能从课程中受益。

项目规划

目录

Lectures 编写任务书

课程幻灯片，最终格式确保导出为 PDF , 开发分支需要上传可供编辑修改的版本。

Week1

• 如何科学的提问，引导仔细阅读提问的智慧和别像弱智一样提问，提供提问模板，例: yxys提问模板
• C 语言基础语法介绍(变量, 指针, 数组, 控制流, 函数, printf)
• 提供一些 C 语言自学指引材料
• 介绍命令行工具 git, gcc, tar，学会克隆任务仓库，解压，编译运行程序。
• 演示 vscode 编辑器，导入 NekoBytes 预设配置，介绍 vim 插件，介绍 vim 哲学
• 参考资料:
  • The Missing Semester of Your CS Education
  • UCB Linux System Administration Decal
  • Linux101
  • Learn C the hard way

Week2

• 介绍计算机的核心部件(CPU, MEMORY, I/O)
• 从硬件视角理解程序，由此引入抽象概念
• 了解操作系统
• 参考资料:
  • CS61C
  • CSAPP
  • 【计算机科学速成课】[40集全/精校] - Crash Course Computer Science
  • JYY OS概述

Week3

• 展开介绍 C 语言基础语法:
  • 变量, 数组, 字符串
  • 控制流(for, while, do-while)
  • 函数
  • 预处理器与标准库
  • 指针
• C 程序的硬件视角，继续理解抽象:
  • 变量, 指针, 数组, 字符串, 函数, 代码在内存中存储
  • 程序指针的改变
  • 操作系统提供系统库的 ABI
• 参考资料:
  • Learn C the hard way
  • C 参考手册(cppreference)
  • C Primer Plus

Week4

• 回顾上周的 C 语言基本语法
• 程序=算法+数据结构
• 算法概论
• 函数与递归，循环与分治
• 经典的递归与分治算法问题

Week5

• C 语言核心语法详解: 指针、结构体、动态分配
• C 语言的内存分配与动态管理
• 数据结构——链表，链表的 C 语言实现

Week6

• git 简要介绍
• C 语言复习回顾
• 介绍 C 语言必学开发工具: GNU Make, Valgrind, GDB, GCC
• 程序的预处理、编译、链接
• 多文件编程的正确姿势， C 语言变量函数声明、作用域、生存期、存储期与链接
• 参考资料:
  • Learn C the hard way
  • C 参考手册(cppreference)
  • C Primer Plus

Week7

• C 语言其他语法:
  • 字符串库
  • 联合体
  • 枚举
  • 变参数函数(简单介绍)
  • 函数指针与系统编程——信号处理(简单介绍)
  • 位域(简单介绍)
• 参考资料:
  • Learn C the hard way
  • C 参考手册(cppreference)
  • C Primer Plus

Week8

• C 语言 I/O 操作
  • I/O 标准库
  • 输入/输出重定向
  • Linux 管道操作
• 机器学习的一般方法
  • 详解线性回归预测
• 深度学习与神经网络

Week9

• C 语言与嵌入式编程
• C 语言与系统编程
• C 语言总结

Week10

• 编程语言
• 函数式编程思想
• 解释器

WEEK11

• 总结

Labs 编写任务书

Labs

• 课程实验，应保证实验框架注释充分明确，为每个实验配备对应的README文档指引，提供基本的单元测试
• 本项目实验环境均为 Ubuntu 22.04，请贡献者确保课程实验能在该环境下正确进行
• 目录下实验应确保为 Linux 环境下的 tar.gz 压缩格式。命名格式如下: Lab0.tar.gz, Lab1.tar.gz, Lab2.tar.gz, ...
• 实验预计耗时 2-3h 为宜
• 十分建议参考笨办法学C中的实验

Solutions

• 项目实验配套解决方案，同样为 tar.gz 压缩格式。命名格式如下: Lab0-Sol.tar.gz, Lab1-Sol.tar.gz, ...
• 如有需要，可附文档文字说明

Week0

• 参考The Missing Semester
• Solution 文档说明即可

Week1

• Git 实验参考CS61C Lab0
• C 实验提供简单的代码填空，GCC 编译练习

Week2

• C 语言基础
• 添加注释，文档说明
• 提供标准 Solution

Week3

• 体验嵌入式编程

Week4

• 经典的递归与分治算法问题
• ACMer 比较懂

Week5

• 数据结构——链表，链表的 C 语言实现
• 参考去年Labs——ZR的噩梦

Week6

• C 语言参考CS61C Lab1
• GDB, Valgrind 参考CS61C Lab2
• 多文件编译与GNU Make

Week7

• 一个简易 Shell 的实现

Week8

• 读取数据集的线性回归预测
• Linux系统文件读取任务，例如: ps命令的简易实现

Week9

• 待定

Week10

• 简易计算器

Projects 编写任务书

• 课程大作业，应配备完善的单元测试，README 文档。
• 本项目实验环境均为 Ubuntu 22.04，请贡献者确保课程实验能在该环境下正确进行
• 目录下作业应确保为 Linux 环境下的 tar.gz 压缩格式。命名格式如下: Proj0.tar.gz, Proj1.tar.gz, ...
• 不必提供对应的解决方案。
• 大作业预计耗时 5-8h 为宜

Proj1

• MyMalloc, 参考 CSAPP 与 K&R The C Programming Language
• MyMalloc调优(选做)

Proj2

• 贪吃蛇，参考CS61C

Proj3

• 简易神经网络实现分类任务

Proj4

• LSIP 解释器

完成日期

详见课程主页

课程组人员

共计9人，核心人员：

• https://github.com/E1PsyCongroo
• https://github.com/hewo233
• https://github.com/JXDYJS
• https://github.com/LRache
• https://github.com/M4yGem1ni
• https://github.com/wenjing233

可预见的困难

• 如何定义零基础
• 需要编写细致的文档内容，人手可能不够，导致需要慢慢修改文档内容（项目不稳定）

已完成内容

课程正在杭州电子科技大学内作为社团课程开展，同时包含了福州大学和厦门大学的部分受众学生。
课程主页: https://hdu-cs.wiki/2.%E7%BC%96%E7%A8%8B%E6%A8%A1%E5%9D%97/2.1%20NekoBytes-TheMissing/2.1%20NekoBytes-TheMissing.html
项目仓库: https://github.com/E1PsyCongroo/NekoBytes-TheMissing
项目Gtithub Page（用于存储资源）: https://e1psycongroo.github.io/NekoBytes-TheMissing/

项目负责人GitHub主页链接

https://github.com/E1PsyCongroo

项目负责人联系方式

GMAIL:[email protected]
QQ: 2296510380

备注：发起立项申请后DOPMC成员将会在7天内给出审核意见并评论在该Issue，若7天内无反对意见则默认立项通过，如有疑问或者需要帮助请联系微信：at-Sm1les

• 我已知悉上述备注