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出版者:电子工业

作者:王志强

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2007-8

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787121050817

丛书系列:

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《数字时代的拓荒者：信息技术发展史与未来展望》 内容提要： 本书并非一本面向初学者的“计算机导论”，而是聚焦于信息技术波澜壮阔的发展历程，深入剖析了从早期机械计算到现代量子计算的演进脉络。我们旨在为读者提供一个宏大且精密的视角，理解驱动我们社会形态变革的核心技术是如何一步步被孕育、发展和普及的。全书分为四大板块，层层递进，力求展现技术背后的科学原理、人文思想以及深刻的社会影响。 --- 第一篇：逻辑的萌芽与机械的轰鸣（19世纪中叶—20世纪40年代） 本篇追溯计算机科学的哲学根源与早期工程实践，重点不在于介绍现今软件操作或硬件结构，而是探讨“计算”这一概念是如何从抽象的数学思辨转化为可操作的物理实体。 1.1 数理逻辑的奠基石： 我们将详细考察布尔代数（George Boole）如何为数字世界的“是”与“非”提供了严谨的数学框架。紧接着，图灵（Alan Turing）的“可计算性”概念——图灵机模型——被视为理论计算机科学的奇点。这里侧重分析图灵机如何通过最简单的读写和状态转移，定义了“通用计算”的边界与可能性，而非讨论如何编写程序。 1.2 模拟与机械的交响： 这一章将详述巴贝奇的差分机与分析机（Babbage’s Engines）的设计理念，强调其超越时代局限的架构思想，特别是其程序控制、存储单元和运算器的初步构想。我们会对比分析以雅卡尔织布机（Jacquard Loom）为代表的穿孔卡技术，阐述信息如何通过物理模板进行编码与控制。 1.3 战争催生的电子化加速： 二战背景下，密码分析和弹道计算的迫切需求，成为电子计算硬件诞生的直接推手。本节将深入介绍早期电子管计算机的架构，如美国的ENIAC（电子数字积分计算机）的规模、真空管的工作原理及其带来的散热与可靠性挑战。重点在于理解这些早期机器的“可编程性”是如何实现的——通常是通过物理线路的重新连接，而非现代意义上的存储程序。同时，也会提及英国的Colossus在特定领域的突破。 --- 第二篇：存储程序的革命与晶体管时代的崛起（20世纪50年代—70年代初） 第二篇关注的是计算范式的根本转变——从指令外置到指令内嵌，以及核心元件从脆弱的真空管到稳定高效的晶体管的跨越，这直接奠定了现代计算机的骨架。 2.1 冯·诺依曼架构的确立： 我们将详细解析冯·诺依曼（John von Neumann）关于存储程序计算机的理论，即数据和指令存储在同一内存中的概念。这一设计如何极大地简化了编程和机器的通用性，是理解后续所有计算机体系结构的基础。本章将侧重于该架构的逻辑构成、数据流和控制流的交互方式。 2.2 晶体管与集成电路的曙光： 本章叙述晶体管（Transistor）的发明如何解决了真空管的功耗和体积问题，并详细阐述了集成电路（Integrated Circuit, IC）的概念，从单晶体管到小型集成电路（SSI）的发展历程。这不仅是电子元件的进步，更是制造工艺对计算复杂度的解放。 2.3 软件的初步抽象： 硬件的飞速发展需要更高级的控制语言。我们将探讨汇编语言的出现，以及第一代高级语言如FORTRAN和LISP的诞生背景。分析这些语言如何开始将人类的思维逻辑与机器的底层指令解耦，使得计算不再是少数专家的专利。 --- 第三篇：互联、分时与个人化的浪潮（20世纪70年代中叶—90年代末） 本篇聚焦于计算的“民主化”过程，包括计算资源的共享、网络基础设施的构建以及个人电脑的兴起。 3.1 操作系统的成熟与多任务处理： 深入探讨分时系统（Time-Sharing Systems）如何实现多用户同时高效地使用中央大型计算机。分析UNIX操作系统的设计哲学、模块化结构以及其在构建稳健系统方面的关键贡献。这部分不会讲解具体命令，而是侧重于操作系统内核如何管理资源和进程调度的理论。 3.2 网络基石的构建： 本章追溯阿帕网（ARPANET）的诞生及其采用的分组交换（Packet Switching）技术，这是与传统电路交换截然不同的通信范式。我们将详述TCP/IP协议族的出现，解释它如何成为全球互联的基础“通用语言”，使得异构网络间的通信成为可能。 3.3 微处理器的统治与个人计算的兴起： 英特尔4004等微处理器（Microprocessor）的出现，标志着一台完整计算机的核心功能被集成到了一个芯片上。本节将分析这如何为个人电脑（PC）的商业化扫清了价格和体积的障碍。探讨早期的图形用户界面（GUI）概念如何从施乐帕洛阿尔托研究中心（Xerox PARC）流向大众市场，以及操作系统（如DOS到早期Windows/Mac OS）在人机交互界面上的关键演变。 --- 第四篇：信息爆炸与计算的边界拓展（21世纪至今及展望） 本篇将目光投向当代信息技术的深度与广度，探讨大数据、移动计算以及下一代计算范式的探索。 4.1 大规模分布式计算的挑战： 随着互联网的普及，数据处理能力成为新的瓶颈。我们将分析云计算（Cloud Computing）背后的虚拟化技术、负载均衡策略以及大规模数据中心的设计哲学。同时，探讨Hadoop等框架在处理PB级数据时所采用的MapReduce思想，关注其在数据并行计算上的创新。 4.2 移动计算与普适性： 智能手机的普及不仅仅是硬件的小型化，更是人机交互模式的彻底转变。本章分析了电池技术、触摸屏技术与嵌入式系统的紧密结合，以及由此催生的即时连接和位置服务对社会基础设施的重塑。 4.3 计算的前沿探索： 最后，本书将展望信息技术的未来方向。我们将深入浅出地介绍量子计算（Quantum Computing）的基本原理，如叠加态和纠缠态，并讨论它可能在特定领域（如因子分解和材料模拟）带来的颠覆性变革，以及当前在相干性维持上面临的工程难题。同时，也将审视神经形态计算（Neuromorphic Computing）对传统冯·诺依曼瓶颈的潜在突破。 本书特色： 本书摒弃了对特定软件应用、编程语言语法或操作系统安装步骤的介绍，而是专注于技术背后的原理、历史的必然性以及不同技术范式之间的传承与断裂。它是一部关于计算思想如何演进的编年史，旨在培养读者从历史的广度中洞察当代技术趋势的深度思维能力。

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这本书的排版和装帧质量绝对称得上是上乘之作，拿到手里就有一种沉甸甸的专业感。我尤其欣赏它在“信息时代背景与社会影响”这一部分的处理方式。它没有流于表面地谈论技术如何改变生活，而是深入探讨了技术伦理、隐私边界以及人工智能可能带来的哲学困境。这部分内容远超出了传统“导论”的范畴，更像是一部人文与科技交融的深度随笔。作者的笔触非常细腻，他提出的那些关于未来数字公民责任的问题，着实让我停下来，反复斟酌了许久。这让我意识到，学习计算机科学不仅仅是掌握一门技术工具，更是一份关乎社会责任的学问。那些关于开源精神和知识共享的讨论，也让我对整个技术社群的协作模式有了更宏观的认识。读完这部分，我不再觉得计算机是冷冰冰的机器代码，而是一股正在塑造人类文明走向的强大力量。这种广阔的视野拓展，是很多技术书籍所缺失的宝贵财富。

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这本书的封面设计简洁有力，初翻几页，我就被那种深入浅出的叙述方式深深吸引住了。作者似乎拥有将复杂概念转化为易于理解的日常语言的魔力。尤其是在讲解数据结构与算法的章节，那些原本被认为晦涩难懂的逻辑推演，经过作者的层层剥离和生动比喻，变得清晰明朗，仿佛在我面前展开了一幅清晰的路线图。我记得之前啃读过其他几本入门书籍，总是陷于枯燥的理论堆砌中，读完后依然云里雾里。但这本书不同，它不仅仅是在“告知”你知识，更是在“引导”你去思考，去构建属于自己的计算思维框架。它没有急于塞给你一堆编程语言的语法细节，而是先从计算机的底层运作原理讲起，那种对根基的重视，让我这个初学者感到无比踏实。阅读过程中，我能感受到作者对这门学科的热爱与敬畏，这种情感通过文字感染了我，让我对即将踏入的数字化世界充满了期待和探索的欲望。随书附带的一些小案例分析，虽然篇幅不长，但切中要害，起到了极好的承上启下作用，让我每次读完都能产生“原来如此”的顿悟感。

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对于一个像我这样，对编程概念感到畏惧的“纯小白”来说，这本书的阅读体验是颠覆性的。我原本以为“导论”就意味着要开始学习C++或者Python的语法了，但这本书的开篇策略简直是教科书级别的“温和渗透”。它用了大量的篇幅去解释“计算”本身的概念，从图灵机到冯·诺依曼架构，作者似乎是故意放慢了速度，确保读者能够彻底消化每一个基础概念，才逐步迈向更复杂的模块。我必须指出，书中在解释“二进制”和“逻辑门”时所使用的类比，简直妙到毫巅——那简直是我见过的最直观、最不枯燥的数学模型展示。即便是那些在其他教材里我需要反复查阅才能理解的电路逻辑，在这里也变得顺理成章。这种层层递进，步步为营的叙事节奏，极大地缓解了我的焦虑感，让我从心底里相信，只要跟着作者的步伐走，我完全有能力理解这个看起来高深莫测的领域。

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这本书的深度和广度平衡得恰到好处，绝非那种走马观花的泛泛之谈。它在技术细节的把握上显示出惊人的专业性，但又始终保持着对初学者友好的姿态。例如，在讲解网络协议栈时，作者没有简单地罗列OSI七层模型，而是构建了一个生动的“信息邮递系统”模型，将TCP/IP的握手、确认过程，比拟成跨国信件的复杂往来，每一个数据包的旅程都被描绘得淋漓尽致。这种将抽象协议具象化的能力，体现了作者深厚的教学功底。更令人称道的是，书中对“信息安全”基础概念的介绍，并非草草带过，而是以案例驱动的方式，探讨了常见的攻击类型及其防御的基本思路。这种前瞻性的知识植入，使得这本书的“保质期”大大延长，它不仅仅是此刻入门的指南，更像是未来技术深入学习的基石。我感觉这不只是一本教材，更像是一份精心准备的知识地图，标明了通往更高阶领域的关键路口。

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我非常喜欢这本书在语言风格上展现出的一种沉稳而又充满激情的交织感。它不像某些技术著作那样冷硬如铁，反而带有一种对人类智慧结晶的赞叹。特别是对“操作系统”内核功能的那段描述，作者用了一种近乎诗意的笔调，来赞美操作系统如何将一堆冰冷的硬件资源，调度成一个稳定、高效、能响应用户需求的“魔法世界”。这种对底层运行机制的深刻洞察，让我对电脑启动时那瞬间完成的复杂过程，充满了敬意。全书的行文流畅自然，偶尔出现的幽默感，也巧妙地化解了技术讨论的沉闷。它成功地做到了，让你在学习硬核知识的同时，感到愉悦和放松。这本书的价值，在于它不仅传授了“是什么”，更教会了“为什么会这样”，最终点燃了读者主动去探索“还能怎样”的好奇心，实属难得的佳作。

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我*....真的什么教材都能找到 ==

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