计算机科学概论

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出版者:人民邮电出版社
作者:赵欢
出品人:
页数:334
译者:
出版时间:2004-11
价格:38.00元
装帧:
isbn号码:9787115128072
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机科学
  • 入门
  • 概论
  • 基础
  • 编程
  • 算法
  • 数据结构
  • 理论
  • 学科
  • 科普
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具体描述

《21世纪高等学校计算机基础教育系列教材•计算机科学概论》依广度优先的原则,系统、通俗易懂地概述计算机科学技术的基本概念、方法和技术,内容涉及计算机系统结构(包括计算机组成与结构、操作系统与网络和计算机系统)、计算机软件(包括算法、程序设计语言和软件工程)、数据组织(包括数据结构、文件结构和数据库结构)和高级主题(包括人工智能、计算理论、编译技术、通信概论、信息安全和计算机应用新领域)等。《21世纪高等学校计算机基础教育系列教材•计算机科学概论》主要培养大学生有关计算科学技术的知识理念,使他们从广度上掌握计算机科学技术的基本概念,给学生提供线索,为将来的发展提供更大的空间。

《数字世界的拓荒者:信息技术简史与未来展望》 内容简介 本书并非一本教科书,而是一次穿越时空的信息技术(IT)漫游之旅。它聚焦于计算机科学核心概念的哲学起源、关键技术节点的突破,以及这些突破如何重塑了人类社会的面貌。我们不探讨“如何编程”或“数据结构是什么”,而是追溯信息是如何被概念化、量化,并最终被机器所理解的整个宏大叙事。 第一部分:比特的前夜——从逻辑与计算的萌芽到图灵的世纪 本部分将时间轴拉回到计算机诞生之前,深入探讨驱动现代信息革命的底层逻辑基石。我们将探究亚里士多德的形式逻辑如何演变为布尔代数,这是所有数字电路的语言。我们不仅会介绍乔治·布尔的工作,还会追溯莱布尼茨在十七世纪构想的“通用语言”和二进制计算的雏形,理解为什么二进制成为了信息世界的通用货币。 随后,我们将聚焦于二十世纪初,数学家们面临的“停机问题”与逻辑基础危机。在这里,阿兰·图灵无疑是绝对的主角。本书将细致剖析图灵机这一思想实验的深刻意义——它不仅仅是一种计算模型,更是一种关于“什么是可计算的”的哲学声明。我们将解析“图灵完备性”的概念,理解为什么一个构造简单的机器可以模拟任何已知的计算过程。同时,我们也简要提及冯·诺依曼在架构设计上的远见卓识,以及他如何将程序和数据一同存储的革命性概念付诸实践,奠定了现代计算机的物理基础。 第二部分:硬件的演进——从真空管到硅谷的奇迹 本章将带领读者领略硬件技术在短短几十年间的惊人飞跃。我们会描述早期的电子计算机,如ENIAC,它们庞大、耗电、依靠数以万计的真空管运行,并探讨它们在二战及战后的计算需求中所扮演的角色。 核心的转折点在于晶体管的发明。我们将详细阐述晶体管如何取代笨重且易损的真空管,标志着第一次“小型化”革命的开始。但这只是序曲,真正的颠覆来自于集成电路(IC)的诞生。本书将深入探讨戈登·摩尔提出的“摩尔定律”——这个基于观察的预测,如何成为整个硅谷产业发展的内在驱动力。我们不仅仅是陈述定律本身,更会分析它对软件开发、成本控制和技术迭代速度产生的深远影响,解释为什么在过去的半个世纪里,计算能力几乎以固定的节奏翻倍增长。最后,我们将考察微处理器(CPU)的出现如何实现了“将整个计算核心浓缩在一块硅片上”的梦想,并回顾这些硬件进步如何为后来的软件创新提供了肥沃的土壤。 第三部分:软件的诞生与抽象的阶梯 硬件是骨骼,软件则是灵魂。本部分聚焦于人类如何学会用更高级、更接近自然语言的方式与机器沟通。我们会描绘汇编语言的诞生,那是机器指令与人类符号之间的第一座桥梁。 接着,我们将探讨高级编程语言的出现,从FORTRAN到COBOL,再到C语言的优雅与强大。重点在于理解“抽象”的力量——程序员如何能不再关心寄存器和内存地址,而是专注于解决实际问题。我们会分析结构化编程的出现,它带来的代码可读性和可维护性的飞跃,以及它如何对抗早期的“意大利面条式代码”的混乱。 在软件发展史上,操作系统的地位至关重要。本书将审视分时系统、多任务处理以及批处理系统的演变。我们不会深入讲解内核代码,而是探讨操作系统作为资源管理者和用户界面桥梁的角色,它如何首次让多位用户可以“共享”一台昂贵的机器,极大地提高了资源的利用效率。 第四部分:连接的时代——网络与信息的民主化 信息的力量只有在流动起来时才能最大化。本部分将追溯从早期的ARPANET到全球互联网的演进。我们将探讨分组交换技术(Packet Switching)的革命性,理解它为何比传统的电路交换更适合处理突发性的数据传输需求。 TCP/IP协议族的建立被视为互联网的“宪法”。我们将解释分层的网络模型如何使得不同技术和硬件的设备能够无缝通信。随后,我们将描述万维网(World Wide Web)的诞生,蒂姆·伯纳斯-李如何通过HTTP、HTML和URI这三驾马车,将一个纯粹的技术网络转化为了一个面向大众的信息和交互平台。本书将分析超链接的概念如何重构了人类的阅读习惯和信息组织方式,使得信息的获取成本骤降。 第五部分:超越代码——人工智能的哲学困境与数据洪流 在本书的最后,我们将展望当代信息科学的前沿。我们将探讨符号主义与联结主义的长期争论,回顾早期基于规则的专家系统的局限性,以及机器学习(特别是深度学习)的兴起如何将焦点从“明确的规则”转向“从数据中学习模式”。 我们不会提供复杂的数学推导,而是侧重于讨论人工智能的哲学边界——机器是否真的能够“理解”?图灵测试的局限性在哪里?数据隐私与算法偏见等伦理挑战,在算力爆炸和数据洪流时代变得尤为尖锐。本书将以对未来计算范式的思考作结:量子计算是否会颠覆我们对“可计算性”的认知?生物计算与神经形态工程又将如何挑战我们对“信息载体”的定义? 总结: 《数字世界的拓荒者》旨在为所有对信息技术背后的逻辑、历史和哲学思考感兴趣的读者提供一个宏观而深入的视角。它描绘了一幅由逻辑学家、数学家、工程师和梦想家共同绘制的数字文明蓝图,揭示了我们日常生活中的每一块屏幕、每一次点击背后所蕴含的百年智慧和持续的创新激情。

作者简介

目录信息

第0章 绪论1
0.1 计算1
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书——《网络协议栈的精妙设计》——简直是为想彻底搞懂互联网“黑箱”的人准备的“拆解指南”。我以前总是觉得HTTP请求就像魔术一样,输入网址,网页就出来了,中间的TCP/IP协议栈对我来说就是一团迷雾。这本书的厉害之处在于,它用一种极其清晰的“自顶向下”和“自底向上”结合的视角来阐述。它不会让你先去啃晦涩的二进制包头格式,而是从应用层用户最关心的——比如为什么有时候网页加载慢——入手,然后层层深入到传输层。我对TCP的“三次握手”和“四次挥手”印象尤其深刻,作者用一个非常形象的比喻——电话通话的建立与终止——来解释同步序列号的必要性,让我瞬间就理解了“可靠传输”的代价和实现原理。书中对于拥塞控制算法(如慢启动和竞争窗口)的描述,更是细致入微,它让你明白,互联网的稳定运行并非偶然,而是无数协议设计者精心平衡效率与公平的结果。每一次阅读,都像是在拆解一台复杂的精密仪器,那些IP地址的路由查找、子网划分的逻辑,都变得有迹可循,让我对“万物互联”有了更具技术深度的敬畏感。

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我花了大量时间沉浸在《编译原理与实践》这本大部头中,它带给我的感受,是前所未有的“创造的快感”。很多人觉得编译原理是枯燥的、与实际开发有距离感的理论,但这本书却成功地将这个过程描绘成了一场精密的“翻译工程”。从词法分析器的构建开始,书中就大量使用了正则表达式和有限自动机的概念,并通过Flex和Bison(或Lex/Yacc)工具的实例,让我亲手搭建了一个简单的代码解析器。最让我感到震撼的是中间代码生成和代码优化的章节。作者对三地址码、静态单赋值(SSA)形式的介绍,清晰地展示了计算机是如何将人类可读的高级语言,一步步简化和提炼成机器可以高效执行的指令集。那些复杂的寄存器分配算法和循环展开优化,在书中被分解成一系列可操作的步骤,每一个优化手段的引入,都伴随着对性能提升的量化分析。读完后,我不仅能更好地理解其他语言的特性是如何在底层实现的,甚至能开始思考,如果我自己设计一门新的编程语言,它的编译器应该如何组织架构。这本书真正打开了我对程序执行过程的“上帝视角”,让人对软件工程的深度和广度有了全新的认识。

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这部厚厚的《数据结构与算法解析》简直是为我这种刚踏入编程大门的新手量身定制的“救星”!我一直对那些抽象的链表、树、图的概念感到头疼,感觉就像在看一本天书。但这本书的叙述方式极其平易近人,作者似乎能完全理解我们初学者的困惑点,总能在关键概念被抛出之前,先用一个生活中的小例子来打个比方。比如,讲解二叉搜索树时,它居然联系到了查字典的效率,一下子就让我明白了为什么平衡树那么重要。书中对每种数据结构的操作步骤,都配有清晰的伪代码和流程图,那些复杂的递归关系,通过图形化的方式展示出来,清晰得仿佛在播放一部动画教程。更难能可贵的是,它并没有仅仅停留在理论层面,每个章节后面都附带了“实战演练”部分,用C++语言实现了那些算法,代码注释详细到近乎唠叨,但正是我需要这种细致入微的讲解。我现在写起快速排序和归并排序来,心里都有点底气了,不再是生硬地背诵公式,而是真正理解了它们是如何一步步将无序变成有序的。这本书的价值,在于它成功地将那些高冷的计算机科学理论,转化成了可以触摸、可以理解的知识模块,让枯燥的学习过程变得充满了探索的乐趣。

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拿到《操作系统原理深度剖析》这本书时,我原本是抱着“啃硬骨头”的心理准备的,毕竟涉及到进程调度、内存管理、并发控制这些核心概念,往往是计算机科学里最晦涩难懂的部分。然而,这本书的叙事结构极其巧妙,它没有一开始就抛出复杂的理论框架,而是采用了一种“追溯历史”的叙事手法。作者首先描绘了早期计算机资源匮乏的窘境,让我们理解了为什么需要操作系统,为什么必须要有“调度器”和“保护机制”。这种基于“问题驱动”的讲解方式,让我对每一个设计决策背后的逻辑有了更深刻的共鸣。特别是关于死锁的讨论,书中不仅详细介绍了经典的银行家算法,还引入了大量的现实案例——比如资源竞争导致的系统瘫痪模拟,这使得原本抽象的“资源分配图”变得生动起来,我甚至能想象出CPU和各个进程之间互相等待资源的紧张场面。书中对虚拟内存的分页和分段机制的对比分析,更是鞭辟入里,它清晰地展示了不同策略在性能和复杂度上的权衡。读完这本书,我不再仅仅是知道“进程”是什么,而是真正理解了一个现代操作系统是如何在底层默默地为我们管理着一切,它更像是一部精彩的“幕后英雄传”而非冷冰冰的技术手册。

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关于《数据库系统与SQL精通指南》的体验,可以用“重塑认知”来形容。过去我对数据库的理解仅限于“存数据的地方”,无非就是增删改查。但这本书彻底颠覆了我的这种肤浅认识。它花了大篇幅来讲解关系代数的理论基础,这部分虽然略显枯燥,但却是理解范式理论和事务隔离级别的关键。作者对“ACID”特性的阐述,简直是教科书级别的清晰,特别是对“原子性”和“持久性”的实现机制,它深入讲解了WAL(写前日志)的工作原理,这让我明白了为什么在数据库崩溃后数据依然能够恢复。更让我拍案叫绝的是,书中关于查询优化器的部分。它并没有停留在告诉你“写一个好的索引”,而是详细解释了数据库是如何“思考”并选择最佳执行路径的,从成本估算到执行计划的生成,每一步都展现了高度的工程智慧。我以前写的查询语句常常效率低下,但读完这本书后,我开始学会了如何通过分析执行计划来“指导”数据库选择最优路径,让那些原本需要几秒钟才能返回的结果集,瞬间缩短到了毫秒级别。这本书是通往高效数据管理的必经之路。

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