Computer Science Illuminated

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出版者:Jones & Bartlett Learning
作者:Nell Dale
出品人:
页数:672
译者:
出版时间:2012-2-17
价格:USD 145.95
装帧:Paperback
isbn号码:9781449672843
丛书系列:
图书标签:
  • 逻辑清晰
  • 计算机科学
  • 计算机
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  • 计算机基础
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具体描述

Revised and updated with the latest information in the field, the Fifth Edition of best-selling Computer Science Illuminated continues to provide students with an engaging breadth-first overview of computer science principles and provides a solid foundation for those continuing their study in this dynamic and exciting discipline. Authored by two of today's most respected computer science educators, Nell Dale and John Lewis, the text carefully unfolds the many layers of computing from a language-neutral perspective, beginning with the information layer, progressing through the hardware, programming, operating systems, application, and communication layers, and ending with a discussion on the limitations of computing. Separate program language chapters are available as bundle items for instructors who would like to explore a particular programming language with their students. Ideal for introductory computing and computer science courses, the fifth edition's thorough presentation of computing systems provides computer science majors with a solid foundation for further study, and offers non-majors a comprehensive and complete introduction to computing. New Features of the Fifth Edition: - A new chapter on computer security provides readers with the latest information on preventing unauthorized access; types of malware and anti-virus software; protecting online information, including data collection issues with Facebook, Google, etc.; security issues with mobile and portable devices; and more. - A NEW section on cloud computing offers readers an overview of the latest way in which businesses and users interact with computers and mobile devices. - The section on social networks has been rewritten to include up-to-date information, including new data on Google+ and Facebook. - The sections covering HTML have been updated to include HTML5. - Revised and updated Did You Know callouts are included in the chapter margins. - The updated Ethical Issues at the end of each chapter have been revised to tie the content to the tenth strand recommended by the ACM, which stresses the importance of computer ethics. Accompanied by a comprehensive suite of instructor resources including answers to the end of chapter exercises, answers to the optional lab exercises, PowerPoint Lecture Outlines, Image Bank, and a complete Test Bank. Every new copy is packaged with full student access code to the robust Companion Website featuring: Animated Flashcards; Relevant Web Links; Crossword Puzzles; Interactive Glossary; Digital Lab Manual; R. Mark Meyer's labs, Explorations in Computer Science; Additional programming chapters, including Alice, C++, Java, JavaScript, Pascal, Perl, Python, Ruby, SQL, and VB.NET; C++ Language Essentials labs; Java Language Essentials labs; Link to Download Pep/8

《数字世界的幕后:现代计算的基石与未来图景》 一、 导论:从比特到智能的宏大叙事 本书旨在提供一个全面而深刻的视角,探索计算机科学的广阔疆域,而非聚焦于单一的入门级教科书内容。我们将从计算的哲学基础出发,追溯其理论的演进,深入剖析支撑现代信息技术运行的复杂系统结构,并展望未来计算范式可能带来的颠覆性变革。我们不会沉湎于基础的算法或数据结构介绍,而是着重于理解这些基础之上如何构建起我们所依赖的、日新月异的数字生态。 二、 理论计算的边界与不可解性 计算理论是计算机科学的基石,但其精髓在于对“可计算性”的界限的清晰界定。本章将深入探讨图灵机模型的深层含义,不仅仅是作为计算的模型,更作为一种形式化的逻辑推理工具。我们将详细分析停机问题(Halting Problem)的不可判定性,并将其置于更广阔的可判定性(Decidability)和不可判定性(Undecidability)的谱系中。 随后,我们将转向复杂性理论。不同于仅仅关注问题能否解决,复杂性理论探讨的是解决问题需要多少资源(时间与空间)。我们将细致解析P类问题与NP类问题之间的鸿沟,深入剖析NP-完全性(NP-Completeness)的概念,例如可满足性问题(SAT)的地位,以及它们对密码学、优化问题和人工智能等领域的深远影响。我们还将触及更高级的复杂性类,如PSPACE和EXPTIME,探讨大O表示法背后的实际计算代价,帮助读者理解何为“理论上可行”与“实际中可操作”之间的巨大差异。 三、 现代系统架构的深入剖析:从硬件到虚拟化 现代软件的性能瓶颈往往不在于代码逻辑,而在于对底层硬件资源的调度和交互。本部分将超越指令集架构(ISA)的基础介绍,深入研究乱序执行(Out-of-Order Execution)、分支预测(Branch Prediction)机制如何最大化CPU的并行度,以及缓存一致性协议(Cache Coherence Protocols)在多核处理器中的关键作用。我们会探讨内存墙(Memory Wall)问题,以及通过非均匀内存访问(NUMA)架构和新型存储技术(如持久性内存)来缓解这一挑战的工程实践。 在软件层面,我们将聚焦于操作系统内核的复杂性。这包括进程间通信(IPC)的高级机制,如共享内存和消息队列的性能权衡,以及虚拟化技术背后的关键概念:硬件辅助虚拟化(如VT-x/AMD-V)、I/O虚拟化(如SR-IOV)和容器化技术(如cgroups和namespaces)的底层实现细节。我们将分析容器与传统虚拟机在资源隔离和性能开销上的根本区别,揭示云原生应用部署的工程哲学。 四、 分布式计算的挑战与范式 互联网的规模要求我们必须接受计算的分布式本质。本书将详细探讨一致性模型(Consistency Models)的微妙之处。我们不仅会介绍经典的CAP定理,更会深入研究Lamport的逻辑时钟、向量时钟在事件排序中的应用,以及Paxos和Raft等共识算法的权衡与实现细节。理解它们如何在不可靠的网络中建立起可信的共享状态是构建现代数据库和微服务架构的前提。 此外,我们将研究大规模数据处理框架的设计哲学。这包括MapReduce的局限性,以及流处理范式(如Apache Flink或Kafka Streams)如何处理时间敏感数据。我们会探讨分布式事务的复杂性,例如两阶段提交(2PC)的阻塞问题,以及如何利用Saga模式等补偿机制来构建最终一致性的业务流程。 五、 机器学习的理论深度与工程实践 本书将机器学习视为一种特殊的计算问题,专注于其优化理论和可解释性。我们将超越简单的模型训练,深入研究随机梯度下降(SGD)及其变体的收敛性分析,探讨动量(Momentum)和自适应学习率(如Adam)背后的数学原理。 在模型结构方面,我们将探讨生成对抗网络(GANs)的博弈论基础,以及Transformer架构中自注意力机制(Self-Attention)的计算效率和信息捕获能力。更重要的是,我们将分析模型的可解释性(XAI),如LIME和SHAP值,它们是如何试图将黑箱模型的决策过程转化为人类可理解的逻辑,这是构建负责任人工智能系统的关键环节。 六、 密码学的安全性与信息论 信息安全是数字信任的基石。本章将侧重于公钥密码学的数学基础,特别是椭圆曲线密码学(ECC)相较于传统RSA在效率和安全性上的优势,以及其背后的离散对数难题。 在安全协议层面,我们将剖析TLS/SSL握手过程中复杂的密钥交换和证书验证流程,分析前向保密性(Forward Secrecy)的设计目标。我们还会探讨零知识证明(Zero-Knowledge Proofs, ZKP)的最新进展,特别是zk-SNARKs和zk-STARKs在保护隐私的区块链和身份验证系统中的革命性潜力,理解它们如何允许一方证明某事属实,而不泄露任何其他信息。 七、 面向未来的计算范式 计算机科学的未来正被前沿领域重新定义。我们将探讨量子计算的理论框架,聚焦于Shor算法和Grover算法对现有加密体系构成的理论威胁,并分析量子纠错码的工程难度。 此外,我们还将审视神经形态计算(Neuromorphic Computing)——模仿生物大脑结构以实现更高能效的计算模式。最后,我们将讨论生物计算(Biocomputing)的初步探索,以及如何利用DNA存储技术来应对指数级增长的数据存储需求。本书的最终目的,是为读者搭建一个跨越理论、系统、应用和未来趋势的综合知识体系,使其能够以批判性的眼光审视和参与到下一代计算技术的构建之中。

作者简介

目录信息

读后感

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个人推荐指数五星,这是我所看有关计介绍计算机里最全面的书,推荐给高三毕业的学生,大一的学生与立志转行程序员的人读一读,而我只是随便瞎翻一翻,当一当科普书籍,也能知道一些以前不太懂的概念。去思考自身,你适不适合当一个程序员。 之前知道一些关于类,对象,动作,选...

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看的中文版,有人说这本书翻译的不好。那个时候我正看到第四章,我说没有啊,一口气读下来的,还没看到翻译很蹩脚的地方。然后在读几章,发现开始有比较蹩脚的地方了,不知道是神马原因。然后最后几章又状态回归了。 扯了很多废话,其实是想说中文版的也能读。 这是本科普读物...  

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原书(英文版)给5星,中文版给1星,留名的译者“吕云翔、刘艺博”绝对是大刹比,肯定是丢给博士做,然后博士丢给硕士,硕士丢给本科生。 尤其第5章,术语混淆、助词乱用、前后不一,纯粹是拿钱不办事,连校对者都没有。本科到研究生看过的很多译作都是这个吊样。 绝对差评! ...  

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看的中文版,有人说这本书翻译的不好。那个时候我正看到第四章,我说没有啊,一口气读下来的,还没看到翻译很蹩脚的地方。然后在读几章,发现开始有比较蹩脚的地方了,不知道是神马原因。然后最后几章又状态回归了。 扯了很多废话,其实是想说中文版的也能读。 这是本科普读物...  

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个人推荐指数五星,这是我所看有关计介绍计算机里最全面的书,推荐给高三毕业的学生,大一的学生与立志转行程序员的人读一读,而我只是随便瞎翻一翻,当一当科普书籍,也能知道一些以前不太懂的概念。去思考自身,你适不适合当一个程序员。 之前知道一些关于类,对象,动作,选...

用户评价

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这本书《Computer Science Illuminated》就像一位睿智的长者,用他丰富的经验和独特的视角,为我打开了一扇通往计算机科学世界的大门。这本书的魅力在于它的“耐心”和“细致”。作者没有急于求成,而是非常耐心地将每一个概念都拆解开来,用最通俗易懂的语言进行解释,仿佛生怕我们漏掉任何一个细节。我喜欢它在介绍某个重要概念时,会给出多种不同的解释方式,或者从不同的角度进行阐述,这样总有一种解释能够打动我,让我最终豁然开朗。而且,书中对历史的穿插也很到位,让我了解到许多重要的理论和技术是如何一步步发展至今的,这种历史的纵深感,让我对计算机科学的理解更加立体和深刻。我感觉这本书不仅仅是一本技术手册,更是一部关于智慧和创新的史诗。它让我看到了那些伟大的计算机科学家们是如何思考和解决问题的,这种精神上的激励,对我来说是无价的。我经常会在读到某个精彩的篇章时,停下来思考,然后带着新的理解继续前进,这种沉浸式的学习体验,是我前所未有的。

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我对《Computer Science Illuminated》这本书的整体感受可以用“豁然开朗”来形容。在读这本书之前,我对计算机科学的认知非常零散,总觉得它像一团乱麻,各种概念你追我赶,让我无从下手。然而,这本书就像一束强光,瞬间驱散了笼罩在我心中的迷雾。它以一种非常系统和循序渐进的方式,构建起了一个完整的计算机科学知识体系。从最基础的二进制世界,到复杂的人工智能,它都能够层层剥茧,深入浅出地解释清楚。我尤其欣赏作者在讲解抽象概念时的巧妙比喻和形象化处理,很多我之前难以理解的理论,在书中都变得如同亲眼所见一般。比如,书中对于递归的阐述,让我一下子就领悟了它的精髓,不再是死记硬背的公式。另外,这本书的章节安排也十分合理,每一章的内容都承接上一章,并且为下一章打下坚实的基础,让我能够沿着一条清晰的思路前进,而不是在知识的海洋中迷失方向。我感觉,这本书不仅仅是在传授知识,更是在培养一种解决问题的思维方式,一种逻辑分析的能力。每一次阅读,都像是在进行一场头脑风暴,让我对事物有了更深入的洞察。

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天哪,我最近入手了一本名为《Computer Science Illuminated》的书,这简直就是我踏入计算机科学殿堂的启明星!刚拿到手,就被它精美的装帧吸引了,厚实的书页,清晰的排版,还有那些绘制得恰到好处的插图,瞬间就让我对手中的知识充满了期待。我迫不及待地翻开第一页,然后就像掉进了一个知识的宝藏洞穴。这本书不仅仅是枯燥的技术堆砌,它用一种非常生动有趣的方式,将那些曾经让我望而生畏的概念,比如算法的奥秘、数据结构的精巧,甚至是操作系统底层的工作原理,都变得异常清晰易懂。作者似乎有一种魔力,能将复杂的逻辑梳理得井井有条,仿佛在我脑海中构建起一座座智慧的殿堂。每一章都像是一个精心设计的闯关游戏,我需要运用书中的知识去解决一个个有趣的谜题,每一次“通关”都让我成就感爆棚。而且,这本书的语言风格也非常亲切,不像我之前看过的那些教材那么冰冷,更像是有一位经验丰富的导师在我身边循循善诱,随时解答我的疑惑。我特别喜欢它在介绍每个概念时,都会穿插一些现实生活中的例子,让我能立刻体会到计算机科学在我们身边无处不在的应用,这不仅加深了我的理解,也极大地激发了我深入学习的动力。我感觉自己不再是被动地接受知识,而是主动地去探索和发现,这种感觉太棒了!

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《Computer Science Illuminated》这本书带给我的最深刻印象是它的“厚积薄发”和“融会贯通”。我曾以为计算机科学就是一堆代码和指令的堆砌,但这本书让我看到了更宏大、更精妙的图景。它并没有一开始就陷入到具体的编程细节中,而是先为我们构建了整个计算机科学的宏观框架,包括计算的本质、信息的表示、硬件与软件的交互等等。这些基础概念的扎实铺垫,让我之后在学习具体的技术时,能够站在更高的视角去理解它们,知道它们在整个体系中的位置和作用。书中对不同领域之间的联系也做了非常好的梳理,比如,数据结构是如何影响算法效率的,操作系统又是如何管理硬件资源的,这些“幕后故事”的揭示,让我对计算机世界有了更全面的认识。我感觉这本书的作者是一位真正懂得如何“授人以渔”的教育者,他不仅仅是告诉我们“是什么”,更重要的是告诉我们“为什么”和“如何思考”。读完这本书,我感觉自己对计算机科学的理解,已经从“零散的点”变成了“连成线的面”,甚至已经开始勾勒出“立体的体”。

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《Computer Science Illuminated》这本书给我带来的最显著改变,就是它成功地将我从一个计算机科学的“旁观者”变成了一个“参与者”。在这本书的引导下,我不再是被动地去记忆那些晦涩的术语,而是开始真正地去理解它们背后的逻辑和原理。书中那些巧妙的习题和思考题,就像是为我量身定制的挑战,我需要运用所学知识去解决它们,每一次的成功都让我更加自信。它让我明白,计算机科学并非是少数天才的专利,而是可以通过系统学习和勤奋练习掌握的技能。我特别欣赏书中关于“抽象”和“模型”的讲解,这让我学会了如何将复杂的问题进行简化和建模,这是解决任何复杂问题的通用方法。而且,这本书并没有局限于理论,还适当地穿插了一些实际的应用案例,让我能够看到理论是如何转化为实际生产力的,这极大地增强了我学习的紧迫感和价值感。我现在看待技术问题,不再是简单地接受,而是会去分析它的优缺点,思考它的发展趋势,这种主动思考的能力,正是这本书带给我的最大财富。

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2016-9:2 用作教材,但是此类书的通病,就是包罗万象,内容繁杂,散落的知识点较多。

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2016-9:2 用作教材,但是此类书的通病,就是包罗万象,内容繁杂,散落的知识点较多。

评分

你拍一,我拍一,零基础学计算机。六百页的篇幅想覆盖整个CS领域,结果只能是啥都讲不了,轻轻点一下就得说“好了我们不做深入介绍”然后讲新话题。就拿前面机器语言的部分来说,明显没能做到像Charles Petzold 写的Code那样引人入胜。

评分

你拍一,我拍一,零基础学计算机。六百页的篇幅想覆盖整个CS领域,结果只能是啥都讲不了,轻轻点一下就得说“好了我们不做深入介绍”然后讲新话题。就拿前面机器语言的部分来说,明显没能做到像Charles Petzold 写的Code那样引人入胜。

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2016-9:2 用作教材,但是此类书的通病,就是包罗万象,内容繁杂,散落的知识点较多。

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