如何自学CS？
整理 | 非主流
出品 | Python大本营
哪个行业的平均工资最高？
计算机。
国家统计局的数据显示，2016 年信息传输、软件和信息技术服务业年平均工资为 122478 元，首超金融行业，并于 2017 年再次夺魁。
在互联网和人工智能浪潮的推动下，一大批年轻人选择了 CS（计算机科学） 专业，这里面还包括各种转专业的学生。
此前营长也给大家推荐过很多学习资源，但是大多都是单个资源，比较零散。其实，很多读者需要的是建议，而不仅仅是资源。
特别是对于自学的小伙伴来说，为什么要学习 CS？应该学习什么？如何选择教材或者视频课程？都是让人困扰的问题。
现在，营长特意为这些小伙伴准备了一套大餐，希望能帮你厘清方向，消除困惑。
为什么要学好 CS？
首先，为什么要学习 CS？
我们知道，任何行业的从业人员的专业水平都是参差不齐的。有人将软件工程师也分成了两类：一类是对 CS 这门学科理解透彻，可以胜任各种挑战性和创新性的工作；另一类则仅仅是对一些高级工具比较熟悉而已。
虽然两者都自称为软件工程师，而且一开始的起薪都差不多，但是第一类工程师显然有更大的发展空间。
比如 WhatsApp 一天要处理 420 亿条信息（2016 年 2 月），但当时 WhatsApp 只有 57 名工程师，要完成这个挑战靠第二种类型的工程师是不太可能的。
因此，如果你想成为第一种类型的软件工程师，踏踏实实学好 CS 才是正途。
怎样学好 CS？
在回答了为什么要学习 CS 这个问题之后，接下来要怎么学？
其实 CS 不只是编程，还涉及到很多知识。本文将重点介绍编程、计算机架构、算法和数据结构、数学、操作系统、计算机网络、数据库、计算机语言和编译器、以及分布式系统。接下来我们一一分析。
编程
大多数的 CS 本科课程都是从介绍计算机编程开始的。营长推荐 Structure and Interpretation of Computer Programs 这本书。
视频则推荐伯克利大学 Brian Harvey 的 SICP 课程。建议至少学完 SICP 的前三章，并把练习题做完。如果你觉得 SICP 的课程太难，可以选择 How to Design Programs。
传送门：
https://mitpress.mit.edu/sites/default/files/sicp/full-text/book/book.html
https://archive.org/details/ucberkeley-webcast-PL3E89002AA9B9879E?sort=titleSorter
http://www.htdp.org/
计算机系统结构
计算机系统结构是最容易被自学者忽略的，但是它其实非常重要。营长推荐 The Elements of Computing Systems 这本书，建议至少看完前 6 章并完成相应的作业。不过这本书并不是完全免费，因此也可以选择伯克利大学的 CS61C 课程：Great Ideas in Computer Architecture，而且可以下载之前的讲义。
传送门：
https://www.nand2tetris.org/
http://inst.eecs.berkeley.edu/~cs61c/sp15/
算法和数据结构
学好算法和数据结构，将有助于培养你解决问题的能力。营长推荐 The Algorithm Design Manual 这本书，但是真的很贵。不过，这本书的作者很慷慨把这本书的配套视频免费共享到了网上。如果你想练练手，则可以选择刷 Leetcode。
传送门：
http://www3.cs.stonybrook.edu/~algorith/video-lectures/
https://leetcode.com/
数学
虽然很多人对畏惧数学，但是“计算机之父”冯·诺依曼曾经说过：如果人们不相信数学有多简单，那是因为他们没意识到生活有多复杂。
跟计算机最相关的数学知识当属“离散数学”以及“线性代数”。
如果你想学好离散数学，可以阅读匈牙利的数学家 László Lovász 关于离散数学的课程讲义。如果你还想更进一步，则可以选择麻省理工的 Mathematics for Computer Science，而且有配套的视频课程。
至于线性代数，则建议从 Essence of linear algebra 视频系列开始，然后是麻省理工的相关视频课程。
传送门：
http://www.cs.elte.hu/~lovasz/dmbook.ps
https://courses.csail.mit.edu/6.042/spring17/mcs.pdf
https://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/6-042j-mathematics-for-computer-science-fall-2010/video-lectures/
https://www.youtube.com/playlist?list=PLZHQObOWTQDPD3MizzM2xVFitgF8hE_ab
https://ocw.mit.edu/courses/mathematics/18-06-linear-algebra-spring-2010/video-lectures/
操作系统
关于操作系统有很多经典书籍，比如 Operating System Concepts 和 Modern Operating Systems，但是都价格昂贵，这里营长给大家推荐一本免费的作为替代：Three Easy Pieces。
传送门：
http://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/
计算机网络
计算机网络是 CS 学科里最有价值的领域之一。营长推荐 Computer Networking: A Top-Down Approach 这本书以及搭配的练习题，不过这本书实在太贵。你也可以选择斯坦福的在线课程：Introduction to Computer Networking。想要学好计算机网络，最重要的是多做项目。
传送门：
http://www-net.cs.umass.edu/wireshark-labs/
https://lagunita.stanford.edu/courses/Engineering/Networking-SP/SelfPaced/about
数据库
自学数据库还是比较难的。营长建议自学者不要直接看教材，而是通过在线视频来学习，比如伯克利的 CS168 课程。那些想了解 RDBMS（关系型数据库管理系统）的读者，一定要看一下 Architecture of a Database System 这篇论文。此外，Readings in Database Systems 也值得一读。
传送门：
https://archive.org/details/UCBerkeley_Course_Computer_Science_186
http://db.cs.berkeley.edu/papers/fntdb07-architecture.pdf
http://www.redbook.io/
计算机语言和编译器
对于自学者，营长推荐斯坦福的在线课程：Compilers。关于练手项目，营长建议你从 Make a Lisp 开始。
传送门：
https://lagunita.stanford.edu/courses/Engineering/Compilers/Fall2014/about
https://github.com/kanaka/mal
分布式系统
分布式系统的教材可以选择 Distributed Systems, 3rd Edition，而且是免费的。同时你也可以选择麻省理工的在线课程：6.824。而且营长还准备了一份论文清单，供你参考。
传送门：
https://www.distributed-systems.net/index.php/books/distributed-systems-3rd-edition-2017/
https://www.youtube.com/watch?v=hBWfjkGKRas&list=PLkcQbKbegkMqiWf7nF8apfMRL4P4sw8UL
http://dsrg.pdos.csail.mit.edu/papers/
其他
现在 AI 确实很火，营长以往也给大家推荐过不少学习资源，今天再给大家推荐几个：
人工智能：伯克利的 Intro to AI 在线课程，以及教材 Artificial Intelligence: A Modern Approach（很贵）。
机器学习：吴恩达的机器学习和深度学习课程。（《感动！有人将吴恩达的视频课程做成了文字版》）
计算机图形学：伯克利的 CS184 在线课程。
传送门：
http://ai.berkeley.edu/
http://inst.eecs.berkeley.edu/~cs184/fa12/onlinelectures.html
公开课预告
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