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页数:200

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出版时间:2009-10

价格:25.00元

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isbn号码:9787115202093

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• 计算机基础
• 大学教材
• 高等教育
• 计算机科学
• 信息技术
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• 基础知识
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• 专业课
• 计算机

书籍信息： 书名： 计算机科学导论：从硬件到前沿技术 --- 内容提要： 《计算机科学导论：从硬件到前沿技术》是一本旨在为初学者和有志于深入了解计算机世界的读者提供全面、系统性知识的教科书。本书的核心目标是搭建一座坚实的知识桥梁，连接抽象的计算理论与我们日常接触的复杂数字技术，重点关注当代计算环境中的核心原理、结构和新兴趋势。 本书的结构设计力求逻辑严密且内容递进自然，共分为六个主要部分，涵盖了计算机科学的基石与未来方向： 第一部分：计算的基石与历史脉络 本部分追溯了计算思维的起源，从数学逻辑的奠基人（如布尔、图灵）到电子计算机的诞生与发展。重点解析了冯·诺依曼架构的深刻影响，理解存储程序概念如何成为现代计算机的通用蓝图。 信息表示： 深入探讨二进制系统，如何用0和1来精确、高效地表示数字、文本、图像和声音。涵盖了定点、浮点数的表示标准（IEEE 754）及其在精度和范围上的权衡。 逻辑门电路： 详细介绍布尔代数在硬件设计中的应用。从最基本的与、或、非门开始，逐步构建半加器、全加器，直至复杂的算术逻辑单元（ALU）。这部分内容为理解CPU的工作原理打下坚实的电路基础。 计算模型： 介绍了图灵机作为理论计算能力的极限模型，解释了什么是可计算性问题，并初步触及了P/NP复杂性理论的入门概念，帮助读者建立对“什么能算，什么不能算”的清晰认知。 第二部分：计算机硬件系统架构 本部分深入剖析了计算机的物理组成及其协同工作的方式，重点关注性能瓶颈的识别与优化。 中央处理器（CPU）详解： 详细阐述指令集架构（ISA），如RISC与CISC的哲学差异。重点分析了流水线技术、超标量处理、分支预测等现代CPU提高效率的核心技术。 存储器层次结构： 深入探讨寄存器、高速缓存（Cache L1/L2/L3）、主内存（RAM）和辅助存储（SSD/HDD）之间的关系。解释了局部性原理（时间与空间）如何指导缓存的设计与使用，以及内存访问延迟对程序性能的影响。 I/O系统与总线结构： 介绍了中断驱动、直接内存访问（DMA）等I/O控制机制。分析了系统总线（如PCIe）的结构和带宽，理解数据如何在处理器、内存和外部设备之间高效传输。 第三部分：操作系统原理与管理 操作系统是管理硬件资源、提供用户接口与应用运行环境的“中枢神经系统”。本部分侧重于其核心功能和实现机制。 进程与线程管理： 区分进程和线程的概念，详细讲解进程的生命周期、上下文切换的开销，以及多线程编程的同步与互斥问题（如信号量、管程）。 内存管理： 探讨虚拟内存的概念，包括分页（Paging）和分段（Segmentation）机制，以及缺页中断（Page Fault）的处理流程。解释了地址翻译过程和TLB的作用。 文件系统与存储管理： 介绍不同类型的文件系统结构（如FAT, NTFS, ext4）的设计目标。讨论磁盘调度算法和数据冗余与恢复的基本策略。 并发与死锁： 深入分析并发执行环境下的竞争条件（Race Condition），并介绍避免和检测死锁的经典算法（如银行家算法）。 第四部分：网络与互联网技术 本部分聚焦于数据如何在全球范围内流动，详细解析了互联网的基础协议栈。 网络协议栈模型： 详细介绍TCP/IP五层或七层模型，解析每一层的功能、主要协议及其封装/解封装过程。 核心协议剖析： 深入讲解IP地址编址（IPv4与IPv6的演进）、ARP的工作原理。重点分析TCP的可靠性机制（三次握手、四次挥手、拥塞控制算法如慢启动和拥塞避免），以及UDP的无连接特性。 应用层协议： 讨论HTTP/HTTPS的工作流程，理解其无状态特性与会话管理。同时介绍DNS的层级结构和解析过程，这是互联网访问的起点。 网络安全基础： 引入对称加密与非对称加密（如RSA）的基本概念，解释公钥基础设施（PKI）在建立安全通信中的作用。 第五部分：编程语言与软件开发 本部分关注如何将人类的思维转化为计算机可执行的指令，强调不同编程范式的差异与选择。 编译与解释： 比较编译型语言（如C/C++）与解释型语言（如Python, JavaScript）的工作方式，讨论静态类型与动态类型的优劣。 数据结构精选： 系统性地介绍和分析基础数据结构，包括数组、链表、栈、队列、树（二叉树、平衡树如AVL/红黑树）和图。重点在于分析每种结构在不同操作下的时间复杂度和空间复杂度。 算法设计与分析： 重点讲解搜索（二分查找）和排序（快速排序、归并排序）的效率。介绍递归、分治、动态规划等核心算法设计范式，并强调大O表示法在评估算法效率中的作用。 第六部分：计算的前沿与未来趋势 本部分将读者的视野扩展到当前正在塑造未来的技术领域。 云计算与分布式系统： 区分IaaS, PaaS, SaaS服务模式。介绍虚拟化技术在构建私有云和公有云中的作用，并探讨分布式系统的挑战，如CAP定理。 大数据与数据科学基础： 介绍结构化、半结构化和非结构化数据。初步了解Hadoop生态系统和MapReduce的基本思想，为后续的数据处理学习做铺垫。 人工智能与机器学习概览： 简要介绍人工智能的历史，区分深度学习与传统机器学习的范式。重点阐述神经网络的基本结构和训练过程（前向传播与反向传播的直观理解）。 物联网（IoT）与边缘计算： 探讨连接性的爆炸式增长带来的计算范式转变，理解数据如何在靠近源头的地方进行初步处理，减少对中心化云的依赖。 本书特点： 本书力求避免陷入特定编程语言的细枝末节，而是专注于普适的计算原理。理论讲解后，辅以大量的架构图、流程分解图和性能对比表格，帮助读者建立清晰的系统级认知。对于复杂的概念，如缓存一致性或路由选择，本书采用类比和案例分析的方法，确保非专业背景的读者也能逐步掌握。最终目标是培养读者用计算机科学家的思维去分析和解决问题的能力。

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这本书的排版和装帧质量也值得称赞。在如今很多技术书籍都追求快速出版而牺牲阅读体验的背景下，这本书的纸张质量上乘，字体清晰度极高，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更重要的是，书中对于专业名词的标注和索引系统的设计非常人性化。当你遇到不熟悉的术语时，可以通过旁注或页脚快速找到解释，或者直接跳转到索引部分进行查阅，这极大地提升了学习效率。我尤其喜欢它的附录部分，那里汇集了一些重要的历史里程碑和关键人物简介，为理解计算机技术的发展脉络提供了必要的历史纵深感。这些细节的处理，体现了出版方对读者的尊重。总的来说，这是一本集学术严谨性、知识广度、逻辑清晰度和优秀阅读体验于一体的优秀教材。它不仅适合作为大学课程的辅助读物，也完全可以成为任何想系统性学习计算机基础知识的自学者的首选。阅读这本书的过程，本身就是一种享受。

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这本书的封面设计得很有现代感，配色沉稳又不失活力，一下子就抓住了我的眼球。我一直对计算机基础知识很感兴趣，但又担心内容会过于枯燥和深奥，毕竟我对编程或者更复杂的底层原理了解不多。然而，当我翻开第一章时，那种担忧立刻烟消云散了。作者的叙述方式非常接地气，仿佛在和一个经验丰富的导师面对面交流。他没有直接抛出一堆生涩的术语，而是从我们日常生活中接触到的各种设备和应用入手，循序渐进地引导我们理解计算机的本质。比如，讲解数据存储时，不仅仅是罗列0和1，而是通过生动的比喻，让我瞬间明白了二进制的魅力所在。特别是关于硬件组成的部分，图文并茂的插图清晰明了，那些复杂的芯片和接口在我眼中变得不再神秘。这本书的节奏把握得恰到好处，既保证了知识的深度，又兼顾了入门读者的接受能力，让人读起来感觉非常舒服，完全没有传统教科书那种强烈的“灌输感”。这本书无疑为我打开了一扇通往数字世界的大门，让我对这个与我们生活息息相关的领域产生了浓厚的兴趣。

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如果说一本书的价值在于它能激发读者的思考，那么这本书无疑是成功的。它不仅仅是知识的传递者，更像是一个思维的引导者。书中很多章节后面都设置了“思考与探索”的小栏目，这些问题往往不是简单的选择题或填空题，而是需要读者联系书中内容，进行一定程度的逻辑推理和判断。我发现自己经常读完一个小节后，会停下来思考半天，试图从不同的角度去验证作者提出的观点。这种互动式的阅读体验，极大地增强了我的学习主动性。特别是当涉及到信息伦理和数字社会责任时，作者的论述角度非常深刻，引发了我对技术发展与人类社会关系的反思，这已经超出了纯粹的技术范畴。这种对思维深度的挖掘，使得这本书的阅读体验非常立体，它教会我的不仅仅是“是什么”，更是“为什么”和“应该如何看待”。这本书的价值，在于培养了读者批判性地看待信息技术的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排简直是教科书级别的典范，逻辑链条严密到令人惊叹。我特别欣赏作者在章节之间的过渡处理，那种自然的衔接感，使得知识点之间的关联性非常清晰。比如，在讲完操作系统的工作原理后，紧接着就引入了软件应用与用户交互的设计哲学，这种前后呼应的处理方式，让原本分散的概念一下子汇聚成一个完整的知识体系。最让我惊喜的是，书中对于一些基础算法和数据结构概念的阐述，并没有停留在理论层面，而是穿插了大量的实际案例分析，这些案例的选取非常贴合当前的技术发展趋势，比如对云计算基础架构的初步探讨，让我感受到了理论与实践的紧密结合。阅读过程中，我发现自己不只是在“记住”知识点，而是在“理解”知识是如何一步步演变和应用的。作者的语言风格是那种严谨中带着智慧的风格，用词精准，表述清晰，没有一丝冗余，每一个段落都信息量饱满，充分体现了作者深厚的学术功底和丰富的教学经验。对于需要系统梳理计算机核心概念的读者来说，这本书的框架价值是无可替代的。

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坦白说，我过去接触过几本号称是“基础入门”的计算机书籍，但大多要么过于侧重某一方面，比如只谈编程语言，要么就是内容陈旧，跟不上时代。然而，这本书的广度和前瞻性让我印象极其深刻。它不仅覆盖了计算机科学的核心基石，比如冯·诺依曼结构、网络协议的起源，更令人称道的是，它还巧妙地触及了一些前沿领域的基础概念。例如，书中对信息安全的基本原理介绍得非常到位，它没有陷入技术细节的泥潭，而是从宏观层面阐述了加密与解密的重要性，并结合当前的安全威胁实例进行了解释，这种高度的现实关联性极大地提高了我的阅读兴趣。作者在阐述这些复杂概念时，总能找到最精炼的表达方式，文字中透着一种洞察力，让人感觉这本书是经过精心打磨的，而非简单地堆砌资料。这种全景式的视角，让我对整个计算机科学领域的版图有了一个更清晰、更全面的认识，远超出了我原本对“基础”二字的期望。

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