🗺️ 学习路线图
📅 12个月学习时间轴
gantt
title 计算机基础完整学习计划（12个月）
dateFormat YYYY-MM-DD
section 第1-2月：编程基础
Python语法基础 :done, a1, 2025-01-01, 30d
基础算法练习 :active, a2, 2025-01-20, 40d
section 第3-4月：数据结构
线性结构 :a3, 2025-03-01, 20d
树与图 :a4, 2025-03-15, 30d
算法进阶 :a5, 2025-04-01, 30d
section 第5-6月：系统基础
操作系统原理 :b1, 2025-05-01, 30d
计算机网络 :b2, 2025-05-15, 30d
section 第7-8月：数据库
SQL语言 :c1, 2025-07-01, 20d
数据库原理 :c2, 2025-07-15, 25d
NoSQL数据库 :c3, 2025-08-01, 20d
section 第9-10月：工程实践
软件工程 :d1, 2025-09-01, 30d
系统设计 :d2, 2025-09-20, 30d
section 第11-12月：综合项目
分布式系统 :e1, 2025-11-01, 30d
完整项目实战 :crit, e2, 2025-11-20, 40d
🕸️ 数据结构与算法关联网络
graph TB
subgraph LINEAR["📏 线性结构"]
ARRAY["数组 Array"]
LINKED["链表 Linked List"]
STACK["栈 Stack"]
QUEUE["队列 Queue"]
end
subgraph TREE["🌲 树形结构"]
BST["二叉搜索树 BST"]
AVL["AVL树"]
RBT["红黑树"]
HEAP["堆 Heap"]
BTREE["B/B+树"]
end
subgraph GRAPH["🕸️ 图结构"]
DIRECTED["有向图"]
UNDIRECTED["无向图"]
WEIGHTED["带权图"]
end
subgraph HASH["# 哈希结构"]
HASHMAP["哈希表"]
HASHSET["哈希集合"]
end
subgraph SORT["🔄 排序算法"]
QUICK["快速排序"]
MERGE["归并排序"]
HEAPSORT["堆排序"]
end
subgraph SEARCH["🔍 查找算法"]
BINARY["二分查找"]
DFS["深度优先DFS"]
BFS["广度优先BFS"]
end
subgraph DYNAMIC["⚡ 高级算法"]
DP["动态规划DP"]
GREEDY["贪心算法"]
BACKTRACK["回溯法"]
end
%% 应用关联
ARRAY --> QUICK
ARRAY --> BINARY
HEAP --> HEAPSORT
LINKED --> MERGE
BST --> BINARY
TREE --> DFS
TREE --> BFS
GRAPH --> DFS
GRAPH --> BFS
HASHMAP --> SEARCH
ARRAY --> DP
TREE --> DP
GRAPH --> DP
GRAPH --> GREEDY
TREE --> BACKTRACK
%% AI应用
ARRAY -.->|"张量存储"| AI_APP["🤖 AI应用"]
TREE -.->|"决策树"| AI_APP
GRAPH -.->|"知识图谱"| AI_APP
HASHMAP -.->|"词表"| AI_APP
DP -.->|"序列建模"| AI_APP
style LINEAR fill:#dbeafe,stroke:#3b82f6,stroke-width:2px
style TREE fill:#d1fae5,stroke:#059669,stroke-width:2px
style GRAPH fill:#fef3c7,stroke:#f59e0b,stroke-width:2px
style HASH fill:#fce7f3,stroke:#db2777,stroke-width:2px
style AI_APP fill:#fbbf24,stroke:#d97706,stroke-width:3px
🎯 数据结构与算法在AI中的实际应用关联
💾 操作系统核心概念图
graph TB
OS["💾 操作系统
Operating System"]
OS --> PM["📋 进程管理
Process Management"]
OS --> MM["🧩 内存管理
Memory Management"]
OS --> FS["📁 文件系统
File System"]
OS --> IO["🔌 I/O管理
I/O System"]
PM --> P1["进程调度
FCFS·RR·优先级"]
PM --> P2["进程同步
信号量·管程"]
PM --> P3["进程通信
管道·消息队列"]
PM --> P4["死锁处理
预防·避免·检测"]
MM --> M1["虚拟内存
分页·分段"]
MM --> M2["页面置换
LRU·FIFO·Clock"]
MM --> M3["内存分配
首次适应·最佳适应"]
FS --> F1["文件组织
索引·链接·FAT"]
FS --> F2["目录管理
树形·哈希"]
FS --> F3["磁盘调度
FCFS·SSTF·SCAN"]
IO --> I1["设备管理
驱动程序"]
IO --> I2["缓冲技术
单/双/循环缓冲"]
IO --> I3["中断处理
中断向量表"]
%% AI相关应用
PM -.->|"GPU调度"| GPU["🎮 AI训练"]
MM -.->|"显存管理"| GPU
IO -.->|"数据加载"| GPU
style OS fill:#fbbf24,stroke:#d97706,stroke-width:4px
style PM fill:#bfdbfe,stroke:#2563eb,stroke-width:2px
style MM fill:#d1fae5,stroke:#059669,stroke-width:2px
style FS fill:#fef3c7,stroke:#f59e0b,stroke-width:2px
style IO fill:#fce7f3,stroke:#db2777,stroke-width:2px
style GPU fill:#ddd6fe,stroke:#7c3aed,stroke-width:3px
🤖 与AI训练的关联
理解操作系统原理对AI训练至关重要：进程管理影响GPU任务调度，
内存管理决定显存使用效率，I/O系统影响数据加载速度。
🌐 TCP/IP协议栈层次图
graph TB
subgraph APP["📱 应用层 Application Layer"]
HTTP["HTTP/HTTPS
Web浏览"]
DNS["DNS
域名解析"]
FTP["FTP
文件传输"]
SMTP["SMTP
邮件发送"]
SSH["SSH
远程登录"]
WEBSOCKET["WebSocket
实时通信"]
end
subgraph TRANSPORT["🚚 传输层 Transport Layer"]
TCP["TCP
可靠传输
三次握手·流量控制"]
UDP["UDP
快速传输
无连接·低延迟"]
end
subgraph NETWORK["🌍 网络层 Network Layer"]
IP["IP协议
寻址·路由"]
ICMP["ICMP
ping·错误报告"]
ARP["ARP
地址解析"]
end
subgraph LINK["🔗 数据链路层 Data Link Layer"]
ETHERNET["以太网
MAC地址"]
WIFI["WiFi
无线传输"]
PPP["PPP
点对点协议"]
end
PHYSICAL["⚡ 物理层
光纤·电缆·无线电波"]
%% 协议依赖关系
HTTP --> TCP
FTP --> TCP
SMTP --> TCP
SSH --> TCP
WEBSOCKET --> TCP
DNS --> UDP
TCP --> IP
UDP --> IP
IP --> ARP
IP --> ICMP
IP --> ETHERNET
IP --> WIFI
ETHERNET --> PHYSICAL
WIFI --> PHYSICAL
%% AI应用关联
HTTP -.->|"API调用"| AI_NET["🤖 分布式训练
模型API服务"]
TCP -.->|"可靠传输"| AI_NET
style APP fill:#dbeafe,stroke:#3b82f6,stroke-width:2px
style TRANSPORT fill:#d1fae5,stroke:#059669,stroke-width:2px
style NETWORK fill:#fef3c7,stroke:#f59e0b,stroke-width:2px
style LINK fill:#fce7f3,stroke:#db2777,stroke-width:2px
style PHYSICAL fill:#e5e7eb,stroke:#6b7280,stroke-width:2px
style AI_NET fill:#ddd6fe,stroke:#7c3aed,stroke-width:3px
style TCP fill:#86efac,stroke:#16a34a,stroke-width:2px
style HTTP fill:#93c5fd,stroke:#2563eb,stroke-width:2px
🗄️ 数据库技术栈全景
graph LR
subgraph RDBMS["📊 关系型数据库 RDBMS"]
direction TB
PG["PostgreSQL
功能最强"]
MYSQL["MySQL
最流行"]
ORACLE["Oracle
企业级"]
SQLITE["SQLite
嵌入式"]
end
subgraph NOSQL["🔥 NoSQL数据库"]
direction TB
MONGO["MongoDB
文档存储"]
REDIS["Redis
内存KV"]
CASSANDRA["Cassandra
列存储"]
NEO4J["Neo4j
图数据库"]
end
subgraph NEWGEN["⚡ 新一代数据库"]
direction TB
VECTOR["向量数据库
Qdrant·Milvus"]
TIMESERIES["时序数据库
InfluxDB"]
SEARCH["搜索引擎
Elasticsearch"]
end
subgraph CONCEPT["💡 核心概念"]
direction TB
SQL["SQL语言"]
ACID["ACID特性"]
INDEX["索引B+树"]
TRANS["事务处理"]
SHARD["分库分表"]
end
SQL --> RDBMS
ACID --> RDBMS
INDEX --> RDBMS
TRANS --> RDBMS
NOSQL --> SHARD
VECTOR -.->|"AI应用"| RAG_DB["📚 RAG知识库"]
REDIS -.->|"缓存"| RAG_DB
SEARCH -.->|"全文检索"| RAG_DB
style RDBMS fill:#dbeafe,stroke:#3b82f6,stroke-width:2px
style NOSQL fill:#d1fae5,stroke:#059669,stroke-width:2px
style NEWGEN fill:#fef3c7,stroke:#f59e0b,stroke-width:2px
style CONCEPT fill:#fce7f3,stroke:#db2777,stroke-width:2px
style RAG_DB fill:#ddd6fe,stroke:#7c3aed,stroke-width:3px
style VECTOR fill:#fbbf24,stroke:#d97706,stroke-width:2px
阶段一：编程入门（1-3个月）
学习内容
- ✓ 选一门语言（Python推荐）
- ✓ 基本语法和数据类型
- ✓ 简单数据结构（数组、链表）
学习目标
- → 能写简单程序解决问题
- → 理解变量、函数、循环
- → 完成100道基础算法题
阶段二：核心课程（3-8个月）
学习内容
- ✓ 数据结构与算法（重点）
- ✓ 操作系统基础
- ✓ 计算机网络
- ✓ 数据库原理
学习目标
- → 理解常见数据结构应用
- → 掌握常用算法设计方法
- → 理解系统底层原理
- → 完成300道算法题
阶段三：工程实践（6-12个月）
学习内容
- ✓ 软件工程与设计模式
- ✓ 分布式系统
- ✓ 系统设计与架构
- ✓ 实际项目开发
学习目标
- → 独立完成中型项目
- → 理解系统设计思想
- → 具备工程实践能力
- → 为AI学习打好基础