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出版者:上海交通大学出版社

作者:何鸣

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2006-8

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787313039699

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深入探索：现代信息技术与计算思维的基石 本书聚焦于信息技术在当代社会中的核心应用、发展趋势及其背后的理论支撑，旨在为读者构建一个全面、深入且具有前瞻性的技术认知框架。 --- 第一部分：信息时代的计算本质与数据洪流 本部分致力于解析现代信息社会的基石——信息、数据与计算的本质。我们不满足于停留在表层的软件操作，而是深入探究驱动这一切背后的核心原理。 1. 信息的熵、压缩与度量：数字世界的物质基础 本章首先厘清“信息”在物理学和信息论中的精确定义。我们将详细探讨香农信息论的基本公理，分析信息熵如何量化不确定性，并引申至现代数据存储和传输效率的极限。内容涵盖： 数字表示的精确性与局限性： 二进制系统的内在优势与浮点运算的精度问题。为什么我们必须接受有限的精度来模拟无限的世界？ 高效编码技术解析： 从霍夫曼编码到算术编码，深入剖析无损压缩的数学原理，理解ZIP、PNG等格式如何实现数据密度最大化。 信息过载与认知负荷： 探讨信息速率与人类处理能力的匹配度，引入“注意力经济”的早期理论模型，为后续的技术伦理讨论奠定基础。 2. 计算模型的演进：从图灵到量子 本章将追溯计算科学的历史脉络，并重点考察当前主流计算范式及其新兴的颠覆者。我们将超越个人电脑的硬件结构，关注更底层的抽象模型。 确定性与非确定性图灵机： 深入理解P、NP、NP-完全等复杂性类的定义，探讨这些理论边界对现实世界算法设计的影响，例如在密码学和优化问题中的关键作用。 冯·诺依曼架构的再审视： 分析存储程序概念的优势与“内存墙”等瓶颈的成因。探讨并行计算（如SIMD、多核架构）如何尝试缓解这一限制。 非传统计算范式初探： 侧重于量子计算的物理基础（叠加态与纠缠），及其对因子分解（Shor算法）和搜索（Grover算法）的潜在革命性影响，同时客观评估当前技术成熟度。 --- 第二部分：构建智能的逻辑框架——算法与数据结构的高级应用 本部分将计算的抽象能力转化为解决复杂问题的具体工具集，重点放在数据组织的高效性与问题求解的系统性上。 3. 动态数据结构的深度剖析与性能优化 传统的数据结构教学往往侧重于静态实现，本章则强调在动态、大规模数据环境下的选择与权衡。 平衡搜索树的精细调优： 不仅介绍红黑树和AVL树，更侧重于B/B+树在数据库索引层面的实际应用，分析其磁盘I/O效率的优化机制。 图论算法在网络科学中的应用： 详细解析Dijkstra、Floyd-Warshall算法的原理与局限性，重点探讨PageRank算法如何将图结构与概率模型结合，用于评估网络影响力。 哈希函数的抗碰撞性与散列技术： 深入探讨通用散列与完美散列的概念，以及如何设计抵抗恶意输入的强健哈希函数，确保数据访问的平均$O(1)$时间复杂度。 4. 求解复杂问题的策略：递归、回溯与贪婪的边界 本章聚焦于经典算法设计范式的深入应用，强调如何识别问题结构并选择最优策略。 分治法的有效性与递归陷阱： 分析大整数乘法（Karatsuba算法）等分治案例，并阐述动态规划（Dynamic Programming）如何通过“记忆化”避免冗余计算，实现对重叠子问题的优化。 约束满足问题（CSP）的求解艺术： 探讨回溯法与分支定界法在线性规划、调度问题和数独求解中的应用，重点分析剪枝策略对搜索空间规模的指数级削减作用。 近似算法与启发式搜索： 当精确解的计算成本过高时，如何利用贪婪算法（如最小生成树的Prim/Kruskal）和局部搜索（如模拟退火）在可接受的时间内获得高质量解。 --- 第三部分：软件工程的系统视角与现代开发范式 本部分关注如何将计算思维转化为可维护、可扩展的实际软件系统，强调软件质量和协作效率。 5. 面向对象设计的深层哲学与设计模式的实战运用 本章超越基本的类和对象概念，深入探究如何通过架构约束来管理软件的复杂性。 SOLID原则的实践检验： 结合大型项目案例，分析单一职责、里氏替换等原则如何影响代码的耦合度和内聚性，以及它们在重构过程中的指导意义。 GoF设计模式的深入分类与解耦： 详细剖析创建型（工厂、单例）、结构型（适配器、装饰器）和行为型（观察者、策略）模式，阐述它们如何作为成熟的解决方案模板来解决特定设计难题。 领域驱动设计（DDD）的基础： 介绍如何围绕业务核心概念构建模型，理解限界上下文（Bounded Context）和通用语言（Ubiquitous Language）在构建复杂企业级系统中的作用。 6. 版本控制、持续集成与软件交付的自动化 本章聚焦于现代软件开发生命周期中不可或缺的协作与质量保证流程。 Git的高级工作流与冲突管理： 深入讲解分支策略（如GitFlow、Trunk-Based Development），分析`rebase`与`merge`在维护历史清晰度上的差异，以及复杂合并冲突的手动与自动解析技术。 CI/CD流水线的构建逻辑： 探讨持续集成（CI）和持续部署（CD）的核心价值，包括自动化测试（单元测试、集成测试）在流水线中的关键位置，以及Docker/Kubernetes在环境一致性保障中的作用。 可观测性与系统健康监控： 讨论日志（Logging）、指标（Metrics）和追踪（Tracing）三要素如何共同构建系统的可观测性，以及Prometheus/Grafana等工具在生产环境早期故障发现中的应用。 --- 第四部分：数据驱动决策与新兴技术交叉点 本部分探讨计算技术如何与数据科学、网络安全等前沿领域交织，塑造未来的技术格局。 7. 数据库系统的演变与数据一致性的权衡 本章对比传统关系型数据库与NoSQL数据库的设计哲学，强调数据模型选择对应用性能和可扩展性的决定性影响。 关系代数与SQL的优化执行： 解析查询优化器如何通过成本模型选择最佳的连接顺序和索引扫描路径，理解事务的ACID特性及其在并发控制中的实现机制（如锁、MVCC）。 NoSQL的四大类： 深入分析键值存储、文档数据库（MongoDB）、列式数据库（Cassandra）和图数据库（Neo4j）各自适用的场景，及其在CAP理论下的设计取舍。 数据湖与数据仓库的架构差异： 探讨大数据处理中，数据如何从原始采集、清洗（ETL/ELT）到最终形成可供分析的结构化知识库的完整流程。 8. 网络通信基础与信息安全的攻防视角 本章从协议栈层面理解数据如何在全球范围内安全可靠地传输，并分析当前主要的威胁模型。 TCP/IP协议栈的深度剖析： 不仅停留在三次握手，更深入到拥塞控制算法（如TCP Reno/Cubic）如何动态调节带宽，以及UDP在流媒体应用中的优势。 公钥基础设施（PKI）与加密算法： 详解RSA和椭圆曲线加密（ECC）的数学基础，分析它们在数字签名和证书验证中的应用，以及HTTPS/TLS握手协议的详细流程。 常见网络攻击向量与防御策略： 分析针对应用层的SQL注入、跨站脚本（XSS）的原理，并介绍Web应用防火墙（WAF）和零信任模型在企业安全架构中的部署思路。 --- 总结： 本书提供的不是即插即用的工具箱，而是一套用于分析、设计和实现复杂信息系统的理论框架与方法论。它要求读者从“如何使用软件”提升到“理解软件是如何被构建，以及为何如此构建”的层面，为未来技术领域的深度探索打下坚实且具有批判性的基础。

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这本书的作者似乎对技术细节有着一种近乎偏执的追求，这使得某些章节的深度达到了一个令人敬畏的程度。我尤其关注了关于操作系统内核如何调度进程的那部分，原以为会是简单的图示解释，结果里面塞满了复杂的流程图和专业术语，很多地方需要反复阅读才能勉强跟上思路。这种深度对于专业人士或许是福音，但对于我这种希望“应用”而不是“开发”的用户来说，简直是灾难。举个例子，当讲解到数据库的基本概念时，它直接引入了关系代数和范式理论，这远远超出了我理解的“基础应用”范畴。我更希望能看到一些关于如何利用现有工具解决实际问题的案例，比如如何搭建一个简单的个人网站或者如何使用特定的数据分析软件。这本书的语调非常学术化，缺乏与普通用户建立连接的桥梁，读起来像是在听一场高年级教授的讲座，虽然内容扎实，但温度不够，实践性体验几乎为零。

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这本书的结构组织，坦白说，是令人困惑的。它似乎在试图将所有计算机科学领域的知识点都塞进一个“基础应用”的框架内。前三分之一的篇幅几乎都在铺陈电子信息时代的宏大叙事，从图灵机讲到冯·诺依曼架构，其详尽程度令人叹服，但对于我急于学习的“如何使用Photoshop进行基础图片编辑”这类直接应用，却被压缩到了最后几章，且讲解得极其简略，仿佛只是蜻蜓点水。这种内容分配严重失衡，使得读者必须耐心地“消化”大量非直接相关的理论才能触及核心。如果作者能更侧重于当前主流应用软件的界面介绍、功能解析和常见工作流程，这本书的实用性会大大提高。目前的版本，更像是为计算机专业的零基础新生准备的“导论”，而非为希望提升日常工作效率的社会人士准备的“应用宝典”。

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拿到这本书时，我最大的期望是能有一本内容新颖、紧跟时代步伐的入门指南。毕竟，“计算机应用”这个领域变化速度极快。然而，这本书的内容似乎停在了几年前的某个时间点。关于云计算的应用部分，讨论的仍然是比较早期的SaaS模型，对于现在流行的Serverless架构或者容器化技术几乎没有提及。同样，在移动应用的基础介绍中，其侧重依然停留在传统的桌面端软件操作逻辑上，对于移动端特有的交互设计原则和生态系统缺乏深入的剖析。这种“滞后感”极大地削弱了它的实用价值。我需要的“应用基础”是能帮助我应对当前工作环境的技能，而不是对过去技术的复习。如果一本“应用教程”不能教会读者如何在新环境中有效利用工具，那么它的价值就大打折扣了。阅读体验上，内容陈旧，缺乏鲜活的案例来佐证其理论的当代相关性。

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我发现这本书在语言风格上采用了极其严谨和去个人化的叙述方式，使得阅读过程变得异常沉重。它很少使用比喻或生活化的例子来解释复杂的概念，比如解释“算法”时，完全依赖于数学定义和逻辑推理，这对于初学者来说，吸收效率极低。我本以为“教程”应该提供一种温和的、引导性的学习路径，但这本书更像是权威的宣告。例如，在介绍文档格式兼容性时，它只是罗列了各种标准的编号和技术规范，却完全没有提供一个简单的“遇到乱码怎么办”的故障排除流程图。这种对“完美”理论的追求，牺牲了学习的“愉悦感”和“即时满足感”。总而言之，它像是一份为编译器编写的说明书，精确、无懈可击，但对于渴望快速掌握技能的普通用户来说，它的友好度几乎为零，读起来像是在啃一块坚硬的、缺乏调味的硬面包。

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这本书的封面设计得非常朴实，甚至有些过时，但内页的排版却出乎意料地清晰易读。我对它的初衷是想快速了解一些基础的计算机操作，比如文件管理和常见的办公软件使用。然而，这本书在深入讲解这些基础功能时，似乎花费了过多的篇幅在一些过于宏观的概念上，比如信息论的起源或者计算机硬件发展史的漫长回顾。我期待的是一本能让我立刻上手实践的“工具书”，但它更像是一本大学入门级的教材，理论性太强，导致我在尝试查找“如何高效使用Excel的快捷键”这类实用技巧时，需要穿过层层叠叠的理论铺垫才能找到一星半期的相关内容。特别是关于网络协议的那几章，虽然讲解得详细，但对于一个仅仅想知道如何安全上网的普通读者来说，信息量过于密集和枯燥，让人望而却步。整体感觉就是，它试图面面俱到，却在关键的“应用”环节火力不足，更像是一本计算机科学概论的简化版，而非一本实用的“应用基础教程”。

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