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出版者:科学出版社

作者:慕容居敏

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-02-01

价格:29.0

装帧:

isbn号码:9787030128270

丛书系列:

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《数字时代的思维漫游：从比特到智能的构建》 一部带你穿越信息洪流，重塑数字世界认知的深度探险指南 在信息爆炸的今天，我们被海量的数字内容所包围，但究竟是什么在驱动着这一切的运转？《数字时代的思维漫游：从比特到智能的构建》并非一本关于基础操作或软件功能的教科书，它是一次对现代信息技术底层逻辑、哲学思辨以及未来趋势的深刻剖析。我们旨在揭示隐藏在日常应用背后的原理，培养读者对数字文明的批判性视角和创新能力。 本书核心内容概述： 本书结构清晰，层层递进，共分为六个宏大的部分，旨在为读者构建一个立体的、动态的数字世界认知图谱。 --- 第一部分：信息、符号与计算的本体论探寻 本部分将读者带回计算科学的哲学根基，探究“信息”的本质究竟为何，以及它如何被编码、存储和传输。 1. 信息论的深层解读：香农之外的维度 我们不仅会回顾香农的信息熵理论，更会深入探讨信息在跨学科（如物理学、生物学和语言学）中的泛化应用。信息不仅仅是熵的减少，更是系统复杂性和有序性的体现。我们将讨论“意义”在信息编码过程中的生成与丢失，以及结构化数据与非结构化数据的内在差异。 2. 符号系统的演化与局限性 从图灵机中的抽象符号，到布尔代数的逻辑运算，再到高级编程语言的语法结构，符号是如何成为连接人类思维与机器执行的桥梁？本章将细致分析不同类型符号系统的表达能力和固有局限，探讨“不可计算问题”的哲学意义。例如，我们如何通过有限的规则去模拟无限的可能性？ 3. 冯·诺依曼架构的“幽灵”：超越存储程序的范式 虽然现代计算机大多仍基于此架构，但我们更关注其带来的设计哲学和瓶颈。本章将审视并行计算、量子计算和类脑计算对传统存储-执行分离模式的挑战，预示未来计算硬件可能的设计方向。 --- 第二部分：算法的艺术与科学：逻辑的雕塑家 算法是数字世界的核心驱动力，本部分聚焦于算法的设计、分析、效率优化以及其在解决复杂问题中的表现。 4. 复杂性理论的“多维网格”：P、NP与现实世界的权衡 放弃简单的算法复杂度分析，转而探讨NP完全性问题在实际工程中的影响。我们分析为何某些看似简单的任务（如最优路径规划或大规模资源调度）在计算上如此耗费资源，以及启发式算法、近似算法如何在“可接受的错误率”与“可接受的时间成本”之间寻找平衡点。 5. 排序、搜索与图论的隐秘交织 本章将不仅仅罗列常见的排序算法，而是将其置于图论和网络科学的框架下进行审视。例如，如何利用图的遍历特性（如Dijkstra或A搜索）来优化传统的数据结构操作，以及在社交网络分析中，排序和搜索策略如何决定了信息的传播速度和影响力评估的准确性。 6. 递归思维与分治策略的内在美学 递归不仅仅是一种编程技巧，它是一种处理自我相似结构和分解复杂问题的强大思维工具。我们将通过著名的分形几何例子和高效的快速傅里叶变换（FFT）来展示递归思维如何以简洁的方式解决深层次的数学和工程难题。 --- 第三部分：数据的“生命周期”：从采集到知识的提炼 本部分关注数据如何被采集、存储、组织，以及如何从中提取出有价值的洞察，侧重于数据管理而非简单的数据库操作。 7. 存储介质的物理极限与演进 我们将考察从磁性存储到固态存储，再到未来光学和生物存储技术的物理学原理，探讨存储密度、读写速度、持久性之间的“铁三角”权衡。理解存储的物理限制，是设计高效数据系统的先决条件。 8. 数据库范式之外的视角：多模型数据组织 放弃传统的SQL至上论，深入探讨NoSQL数据库（文档型、键值对、列式存储）背后的设计哲学及其适用场景。重点分析图数据库如何解决传统关系模型在处理高关联性数据时的性能瓶颈，以及时间序列数据库在物联网数据管理中的特殊地位。 9. 数据治理与隐私保护的技术边界 本章探讨数据质量、一致性和完整性的管理框架，并着重分析如何在技术层面实现匿名化、假名化以及联邦学习等前沿隐私增强技术（PETs），平衡数据利用与个人权利的冲突。 --- 第四部分：网络世界的结构与动态：互联的复杂系统 本部分将网络视为一个巨大的、不断演化的复杂系统，分析其传输协议、安全挑战及涌现行为。 10. 协议栈的精妙协作：从物理层到应用层的“契约” 我们不满足于简单描述TCP/IP的层级结构，而是深入探究每一层协议是如何通过精巧的“握手”和“确认”机制，在不可靠的物理信道上构建出可靠的虚拟连接。重点分析拥塞控制算法（如BBR）如何适应现代网络的特性。 11. 路由、拓扑与互联网的“生命力” 分析BGP（边界网关协议）在维持全球互联网路由选择中的作用，以及大规模网络拓扑结构（如无标度网络）的特性。探讨网络“黑洞”、“路由黑客”等现象，理解互联网的健壮性并非源于中心化控制，而是源于其分布式和冗余的结构。 12. 数字安全与密码学的艺术：对抗性的博弈 本书将密码学视为一场持续升级的攻防战。除了公钥基础设施的原理，我们将更侧重于分析侧信道攻击、量子计算对现有加密体系的威胁，以及零知识证明（ZKP）等新兴技术如何重塑信任模型。 --- 第五部分：智能涌现的机制：从模型到决策 聚焦于人工智能领域，但重点放在模型背后的数学原理、训练范式和对“智能”的重新定义，而非单纯的应用展示。 13. 机器学习的“黑箱”解析：损失函数与优化路径 我们将详细剖析梯度下降及其变种（如Adam）的数学意义，理解优化器的选择如何决定了模型学习的效率和最终的泛化能力。重点讨论过拟合与欠拟合的根源，以及正则化技术在约束模型复杂性中的作用。 14. 深度学习的神经元网络：激活函数与反向传播的物理直觉 超越神经网络的表层结构，深入探讨激活函数（如ReLU、Sigmoid）如何引入非线性，使网络能够学习复杂映射。反向传播（Backpropagation）被视为高效的链式法则应用，探讨其在计算图上的动态执行过程。 15. 涌现性与大型模型的局限性 大型语言模型（LLMs）的成功展示了规模化带来的“涌现能力”。本章将探讨这种涌现的本质，并批判性地分析当前模型的内在局限，如“幻觉”的产生机制、对世界知识的静态依赖性，以及对因果推理能力的缺失。 --- 第六部分：数字伦理与未来图景：技术与人性的交汇点 技术的发展必然带来伦理和社会结构的反思。本部分探讨数字文明的未来走向与责任。 16. 算法偏见与社会公平的审视 技术设计并非价值中立。我们将分析数据采集、特征选择和模型评估过程中如何无意或有意地固化甚至放大社会偏见，并探讨构建“可解释性AI”（XAI）的必要性与挑战。 17. 数字身份、主权与去中心化思潮 从Web 2.0的平台中心化到Web 3.0的去中心化愿景，本书探讨了区块链技术在重塑信任、所有权和数据主权方面的潜力与泡沫。重点分析去中心化自治组织（DAO）的治理难题。 18. 人类中心化的计算：交互的未来形态 展望超越屏幕和键盘的计算范式，如沉浸式环境（XR）、脑机接口（BCI）的发展方向。核心议题在于：当人与机器的界限日益模糊时，我们如何维护人类主体性与自主决策的能力。 --- 适合读者： 本书面向所有对技术背后的深层逻辑、设计哲学和未来趋势抱有强烈好奇心的学习者、工程师、产品经理、社会科学家以及政策制定者。它要求读者具备初步的逻辑思维能力，但无需预设深厚的数学或编程背景。我们提供的是一套分析工具和一种思维框架，而非一套标准答案。 踏入《数字时代的思维漫游》，您将不再满足于“它能做什么”，而是深入探究“它为何能这样工作，以及它下一步将走向何方”。

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