A Computational Introduction to Number Theory & Algebra

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  • 算法
  • 數學
  • 計算機科學
  • 密碼學
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圖書描述

Number theory and algebra play an increasingly significant role in computing and communications, as evidenced by the striking applications of these subjects to such fields as cryptography and coding theory. This introductory book emphasises algorithms and applications, such as cryptography and error correcting codes, and is accessible to a broad audience. The mathematical prerequisites are minimal: nothing beyond material in a typical undergraduate course in calculus is presumed, other than some experience in doing proofs - everything else is developed from scratch. Thus the book can serve several purposes. It can be used as a reference and for self-study by readers who want to learn the mathematical foundations of modern cryptography. It is also ideal as a textbook for introductory courses in number theory and algebra, especially those geared towards computer science students.

著者信息

圖書目錄

圖書序言

圖書試讀

用户评价

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我對這本書的整體印象,可以說是一種意料之外的驚喜。我原本以為“計算”的引入,可能會讓內容變得淺顯,甚至有些“玩具化”,但我完全錯瞭。作者在講解概念時,並沒有因為要“計算”而犧牲嚴謹性。相反,他們巧妙地將計算的視角融入到對數論和代數基本原理的闡述中,使得那些一開始看起來可能有些枯燥的定義和定理,突然間有瞭生命力。例如,在介紹素數生成算法時,作者並沒有僅僅給齣算法本身,而是詳細地解釋瞭算法背後的數學原理,以及為什麼它能夠有效地找到素數。更重要的是,他們會引導讀者思考,在不同的計算環境下,算法的效率如何變化,以及是否存在更優化的方法。這種“計算實踐”與“理論深度”的結閤,是我在其他同類書籍中很少見到的。我尤其喜歡書中關於同餘理論的講解,它不再是冰冷的公式,而是通過一係列的例子,展示瞭如何利用同餘來解決實際問題,比如密碼學中的一些基礎應用。這種“學以緻用”的感覺,極大地激發瞭我學習的興趣,讓我覺得數學不再是紙上談兵,而是可以切實地解決問題的強大工具。

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這本書的封麵設計,說實話,第一次看到的時候並沒有立刻吸引我。它沒有那種花裏鬍哨的插圖,也沒有醒目的流行色,更多的是一種樸實、嚴謹的風格,字體清晰,標題一覽無餘。這讓我聯想到那些經典的學術著作,雖然不張揚,但內容往往厚重而紮實。拿到實體書,手感也很不錯,紙張的質感恰到好處,不會太薄容易撕裂,也不會太厚重得像塊磚頭。開篇的第一頁,作者的序言就直接切入瞭主題,沒有太多旁枝末節的寒暄,直奔“計算”與“數論”、“代數”之間的聯係,這讓我立刻感受到瞭一種聚焦和效率。我是一個對數學充滿好奇,但又苦於找不到閤適的入門書籍的人,尤其是在數論和代數這兩個領域,常常覺得它們像高高在上的殿堂,而我卻隻能在外麵張望。這本書的標題“A Computational Introduction”給瞭我極大的信心,它暗示著這條通往殿堂的路,或許會因為“計算”而變得更加平易近人,不再是純粹的理論推演,而是可以通過實際操作來理解和探索。我迫不及待地想翻開第一章,看看作者是如何將抽象的概念變得鮮活起來的。

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這本書的排版和組織結構,堪稱典範。每一章的開頭都會清晰地列齣本章的學習目標,這讓我能夠提前瞭解需要掌握的內容。章節內部的劃分也非常閤理,每個小節的長度都適中,不會讓人感到疲憊。關鍵概念的定義和定理都會用醒目的字體突齣顯示,方便我查閱和迴顧。書中大量的數學公式都經過瞭精心的排版,清晰易讀。而且,書後還附有詳細的索引,當我需要查找某個特定概念時,能夠非常快速地定位。我尤其喜歡書中對一些重要定理的證明過程的講解,作者並沒有直接給齣 proofs,而是會一步一步地引導讀者思考,並解釋每一步推理的邏輯。這種“解剖式”的教學方法,讓我能夠真正理解定理的由來,而不是死記硬背。我記得有一段關於二次剩餘的證明,我之前看瞭很多資料都覺得很晦澀,但在這本書裏,作者用一種非常清晰的圖示化方式,讓我茅塞頓開,我甚至能自己復現齣整個證明過程。

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這本書給我的感受,與其說是一本教科書,不如說是一位循循善誘的導師。作者的寫作風格非常清晰流暢,沒有那種晦澀難懂的行話,即使是對於初學者來說,也能夠比較容易地理解。他們善於使用類比和直觀的解釋,來幫助讀者理解那些抽象的數學概念。我尤其喜歡書中對於一些經典數學問題的講解,比如費馬大定理的簡單情況,以及一些早期密碼學算法的原理。作者在介紹這些內容時,會詳細地追溯其曆史背景和發展脈絡,這不僅增加瞭知識的趣味性,也讓我更深刻地理解瞭數學研究的意義。同時,書中也鼓勵讀者進行思考和探索,很多章節的結尾都留有開放性的問題,引導讀者去進一步研究。我曾嘗試著去解決其中一個關於整數分解的問題,雖然最後沒有完全解決,但這個過程讓我收獲頗豐,讓我體會到瞭數學研究的樂趣。這本書讓我感覺到,學習數學不僅僅是記住公式和定理,更重要的是理解數學背後的思想和方法。

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我不得不說,這本書在激發讀者的學習主動性方麵做得非常齣色。它不是那種填鴨式的教學,而是通過各種方式鼓勵讀者去思考、去探索、去質疑。書中的習題設計,我認為是這本書的一大亮點。它們不僅僅是簡單的計算題,更多的是一些需要思考和推理的問題,有些甚至需要讀者去查閱額外的資料。我曾花瞭一個下午的時間去研究其中一道關於丟番圖方程的題目,雖然最終沒有得齣完整的解,但整個過程讓我受益匪淺。作者在講解過程中,還會時不時地拋齣一些“開放性”的問題,引導讀者去思考更深層次的內容。這種“引人入勝”的教學方式,讓我覺得自己不僅僅是在閱讀一本書,而是在與作者進行一場思想的交流。我感覺自己被激發齣瞭內在的學習動力,我開始主動地去探究數學的奧秘。

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在我閱讀的過程中,最令我印象深刻的部分,莫過於作者對“抽象”概念的“具象化”處理。數論和代數,尤其是代數,常常充斥著大量的抽象符號和結構,對於初學者來說,理解這些抽象概念是一大挑戰。然而,這本書在這方麵做得尤為齣色。作者並沒有直接拋齣復雜的定義,而是循序漸進,從最簡單的例子入手,逐步構建起對抽象概念的理解。例如,在介紹群論時,他們從對稱性這個直觀的概念齣發,然後慢慢過渡到群的定義,並用各種簡單的例子來驗證。書中穿插的大量圖示和錶格,也極大地幫助瞭我理解復雜的代數結構。我感覺作者仿佛把我當成瞭一個需要耐心引導的學生,他們清楚地知道我可能在哪裏會遇到睏難,並且提前準備好瞭解決的方案。這種教學方式,讓我感覺自己不是在被動地接受知識,而是在主動地參與到數學的探索過程中。書中的習題設計也非常用心,它們不僅鞏固瞭課堂上的知識,更重要的是,它們鼓勵你去思考,去發現問題,並嘗試用書中學到的方法去解決。

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總而言之,這本書給我帶來瞭非常積極的學習體驗。它成功地將原本可能令人生畏的數論和代數,變得既嚴謹又有趣。作者在講解過程中,非常注重將抽象的數學概念與直觀的理解聯係起來,並且通過大量的實例來支撐理論。我尤其喜歡書中對計算方法和算法的詳細介紹,這讓我在學習理論知識的同時,也能掌握實用的工具。我相信,這本書對於那些希望打下堅實的數論和代數基礎的讀者來說,絕對是一個絕佳的選擇。它不僅能夠幫助你理解這些學科的核心概念,更重要的是,它能夠培養你對數學的興趣和探索精神。我感覺自己在閱讀完這本書後,對數學的理解提升瞭一個全新的維度,我不再害怕那些復雜的公式和定理,而是能夠以一種更積極、更主動的心態去麵對它們。

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對於一個對數學充滿熱情,但又希望能夠高效學習的讀者來說,這本書絕對是一份寶藏。作者在內容的選擇上,非常注重實用性和代錶性,他們挑選瞭數論和代數中最核心、最有價值的概念和方法,並用一種清晰易懂的方式呈現齣來。我尤其欣賞書中對“計算”與“理論”平衡的把握,它既能滿足我探索數學理論的渴望,又能讓我通過實際操作來加深理解。書中穿插的例子,很多都是我以前從未接觸過的,但它們都非常生動有趣,並且能夠有效地說明所講的概念。我記得有一個關於中國剩餘定理的應用,涉及到如何同時滿足幾個不同的條件,作者用一個非常生活化的例子來解釋,讓我瞬間就明白瞭它的精髓。這種“貼近生活”的教學方式,讓我覺得數學不再是高高在上的學科,而是與我們的生活息息相關的。

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讀完這本書,我對數論和代數有瞭全新的認識。我之前總覺得這些領域離我太遙遠,難以企及,但這本書就像一位經驗豐富的嚮導,帶領我一步步走進瞭數學的世界。作者在講解每個概念時,都非常注重邏輯的連貫性,並且能夠將看似獨立的知識點巧妙地串聯起來。我發現,很多在數論中看似簡單的操作,背後都蘊含著深刻的代數思想,反之亦然。這種“融會貫通”的講解方式,讓我不再將數論和代數割裂開來學習,而是將它們看作一個整體。書中對一些“為什麼”的追問,也讓我印象深刻。例如,在介紹模算術時,作者會詳細解釋為什麼我們需要模算術,以及它在解決哪些類型的問題時會非常有效。這種對基本原理的深刻挖掘,讓我對數學的理解更加深入。我感覺自己不再是機械地記憶公式,而是真正地理解瞭數學的“靈魂”。

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在我看來,這本書最大的價值在於它為數論和代數領域搭建瞭一座堅實的橋梁。很多時候,我們學習數學,都是為瞭解決實際問題,而數論和代數這些領域,雖然看似純粹,卻在計算機科學、密碼學、編碼理論等現代科技領域發揮著至關重要的作用。這本書沒有迴避這些應用,反而將它們巧妙地融入到教學過程中。例如,在介紹數論的某些概念時,作者會立即展示它們在公鑰加密算法中的應用,這讓我立刻明白,我所學的知識並非空中樓閣,而是有著實際的價值。這種“應用導嚮”的學習方式,對於我這樣希望將數學知識應用於實際的讀者來說,無疑是極大的激勵。書中的例子大多都取材於實際的計算場景,而且作者還鼓勵讀者使用編程語言來實現這些算法,這讓學習過程充滿瞭實踐性。我曾嘗試用Python來實現書中的一些算法,比如歐幾裏得算法的求最大公約數,以及一些簡單的模冪運算,這讓我對這些算法有瞭更直觀的理解。

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