计算机基础

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出版者:武汉大学出版社
作者:
出品人:
页数:314
译者:
出版时间:2004-8
价格:29.50元
装帧:
isbn号码:9787307035201
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机基础
  • 计算机科学
  • 信息技术
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具体描述

科技浪潮的宏大叙事:信息时代的文明脉络与未来图景 本书聚焦于信息技术自诞生之初,如何深刻重塑人类社会结构、经济模式乃至思维方式的宏大历史进程,深入剖析支撑这场变革的核心技术群落,并展望其在下一轮科技浪潮中的战略地位与伦理挑战。 第一部:硅基文明的黎明与基础架构的奠定(1940s - 1980s) 本卷追溯了现代计算的哲学起源与工程实践的艰难起步。我们不仅关注图灵、冯·诺依曼等思想巨匠对计算本质的界定,更细致描摹了早期电子管巨型机如何从军事与科学计算的特定需求中诞生。 1. 早期计算范式的确立与挑战: 真空管与晶体管的革命: 详细对比了第一代(真空管)与第二代(晶体管)计算机在能耗、可靠性、体积上的飞跃,以及这对计算普及化的意义。重点分析了 IBM 700 系列在商业化进程中的关键作用。 存储技术的演进: 探究了磁芯存储器、磁鼓到半导体存储器(RAM/ROM)的发展轨迹,阐述了存储速度与计算效率之间的耦合关系。 操作系统的萌芽: 分析了批处理系统、分时系统(如 CTSS、Multics)的出现背景,它们如何从单纯的硬件管理,逐步演化为人机交互的桥梁。这部分将深入解析中断处理、内存保护等早期操作系统的核心概念。 2. 集成电路与摩尔定律的驱动力: 微电子的突破: 论述了集成电路(IC)的发明如何使得晶体管的数量呈指数级增长,这是现代信息技术持续迭代的物理基础。 微处理器的诞生: 聚焦 Intel 4004 及后续 8080 系列的意义,它们将中央处理器(CPU)集成到单个芯片上,为个人计算的出现铺平了道路。本节将详细分析指令集架构(ISA)的早期设计哲学。 3. 早期网络与信息共享的构想: ARPANET的诞生与包交换理论: 深入探讨了 Licklider 的“星际网络”构想如何通过 D.C. Leighton 和 Paul Baran 等人的努力,发展为基于分组交换的网络模型,这与传统的电路交换是根本性的区别。 协议的标准化尝试: 简述了 NCP 到 TCP/IP 协议栈的过渡,理解 IP 地址的结构和路由选择机制如何确立了全球互联的底层逻辑。 --- 第二部:个人化、普及化与软件生态的爆发(1980s - 2000s) 本部分关注计算能力如何从大型机房走向个人桌面,以及由此引发的交互模式革命与软件产业的勃兴。 1. 个人计算机的崛起与用户体验的重塑: 微机时代的开端: 分析 Altair 8800、Apple II 和 IBM PC 在定义“个人电脑”形态上的不同路径,以及它们如何催生了软件的商品化。 图形用户界面(GUI)的胜利: 详细考察施乐帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)的创新,以及 Macintosh 和 Windows 系统如何将“所见即所得”的交互范式推向大众,彻底改变了人们与机器的沟通方式。 2. 数据库与信息组织的规范化: 关系代数的统治地位: 阐述 E.F. Codd 的关系模型如何通过 SQL 语言成为企业数据管理的主流标准。分析了范式理论(1NF, 2NF, 3NF)在确保数据一致性与减少冗余方面的核心作用。 事务处理(ACID): 解释了原子性、一致性、隔离性、持久性这四个关键特性在金融和关键业务系统中的不可替代性。 3. 万维网(WWW)的连接力量: 超文本与信息检索: 探讨 Tim Berners-Lee 如何构建 URL、HTTP 和 HTML,将全球的服务器连接成一个可导航的知识体系。 浏览器的竞争与演进: 分析 Mosaic、Netscape Navigator 和 Internet Explorer 在早期定义了 Web 的用户体验边界,以及 CSS 和 JavaScript 的引入如何增强了网页的动态表现力。 --- 第三部:分布式、智能化的新范式与未来挑战(2000s - 至今) 本卷聚焦于互联网的规模化扩展、云计算的崛起以及人工智能对传统计算模式的颠覆。 1. 大规模数据与云计算基础设施: “大数据”的挑战与应对: 剖析了传统关系型数据库在处理 PB 级非结构化数据时的瓶颈,转向 NoSQL(如键值存储、文档数据库、图数据库)的必要性。 虚拟化与云计算的架构: 深入解析 IaaS、PaaS、SaaS 的服务模型,以及 Amazon AWS、Google Cloud 等超大规模数据中心背后的资源调度、负载均衡和弹性伸缩技术。 MapReduce与分布式计算框架: 解释 Google 文件系统(GFS)和 MapReduce 算法如何解决了海量数据并行处理的工程难题,这是大数据分析能力飞跃的基础。 2. 嵌入式系统与物联网(IoT)的普及: 计算的无处不在: 考察低功耗处理器(如 ARM 架构)在移动设备和传感器中的应用,分析了边缘计算(Edge Computing)对抗中心化云计算延迟的价值。 安全通信与身份认证: 探讨在数万亿设备互联的环境下,轻量级加密协议和设备身份验证机制面临的复杂性与漏洞。 3. 人工智能的复兴与计算伦理的审视: 深度学习的计算基础: 阐述 GPU 如何通过其并行计算能力,成为训练复杂神经网络(如 CNN、RNN、Transformer)的核心硬件。分析了反向传播算法的效率瓶颈与优化策略。 信息社会的伦理困境: 本节侧重于探讨计算系统在社会治理中的角色:算法的偏见性(Bias)、隐私保护(Differential Privacy)、信息茧房的形成,以及未来通用人工智能(AGI)可能带来的社会结构性冲击。 本书旨在提供一个连贯、宏大的视角,将硬件发展、软件工程、网络理论与社会影响交织阐述,描绘出信息技术如何从实验室走向人类文明核心的完整路线图。

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读后感

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用户评价

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这本书的学术严谨性和内容的全面性,让我感到非常震撼。我曾尝试阅读一些国外经典教材来补习计算机科学的历史沿革和核心理论,但往往因为语言障碍或内容过于偏重某一特定领域而难以坚持。这本《计算机基础》则像一个百科全书式的导师,它不仅涵盖了从冯·诺依曼结构到现代多核处理器的演变,更重要的在于,它对“信息”本身的定义和处理进行了哲学层面的探讨。作者在论述数据结构时,并没有急于展示代码实现,而是先阐述了为什么特定的结构(比如树、图)是解决特定问题最高效的逻辑映射。这种“先问为什么,再答如何做”的结构,极大地提升了学习的层次感。此外,书中对算法复杂度的分析部分,讲解得极为细致,不是简单地抛出O(n)或O(log n),而是通过大量的图形化例子,展示了随着输入规模的增加,不同算法在时间效率上的巨大鸿沟。对于希望在学术研究或深层次的软件工程领域有所建树的人来说,这本书提供的理论基础是扎实到可以作为后续进阶学习的坚实地基的,它培养的是一种计算思维,而不是简单的操作技能。

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我是一个在校大学生,正在准备考研,专业选择上倾向于交叉学科,所以急需一本能快速整合计算机核心知识体系的工具书。《计算机基础》这本书的结构安排堪称教科书级别的范本。它的章节逻辑是高度线性的,从最底层的硬件逻辑门开始,逐步构建起指令集、汇编语言,再过渡到高级语言的编译和解释过程。这种自下而上的构建方式,完美契合了应试学习的需要——因为我们必须先确保底层概念无懈可击。书中对布尔代数和逻辑运算的介绍,简短却极其精准,为后续理解硬件架构打下了坚实基础。最让我受益的是它对操作系统中“并发”与“同步”概念的处理。很多参考书对互斥锁和信号量的解释常常停留在表面,而这本书则通过几个经典的并发场景模拟,清晰地展示了竞态条件(Race Condition)产生的条件,以及解决这些问题的核心思想。它没有过多渲染花哨的技术,而是专注于那些历经时间检验、至今仍不过时的核心原理。对于需要通过考试检验知识掌握程度的学习者来说,这本书的深度和广度,提供了一种高效且可靠的知识覆盖率。

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这本书简直是为我这种对电子设备一窍不通的小白量身定做的!我一直对电脑这个“黑匣子”感到既好奇又畏惧,总觉得里面充满了高深的术语和复杂的电路图,根本不是我这种文科生能搞懂的。然而,当我翻开这本《计算机基础》时,那种焦虑感瞬间烟消云散了。作者用极其生动形象的比喻,把CPU、内存、硬盘这些原本抽象的概念,描绘得如同日常生活中能触摸到的物件一样清晰。比如,他把内存比作是工作台,把硬盘比作是仓库,让我立刻明白了它们在数据处理中的分工和重要性。更让我惊喜的是,书中对于软件和硬件的关系讲解得丝丝入扣,不再是冷冰冰的定义堆砌,而是融入了大量的实际应用场景。我过去经常遇到软件冲突、系统崩溃的麻烦,现在读完相关章节,我竟然能大致判断出是哪部分出了问题,甚至能尝试一些简单的故障排除,这种从“完全依赖技术人员”到“初步掌握主动权”的转变,简直太令人振奋了。这本书的叙事节奏把握得非常好,知识点层层递进,不会让人在某一处卡住太久,读起来顺畅得像在听一个有趣的故事,而不是啃一本枯燥的教科书。对于那些想从零开始,真正了解“电脑是如何思考”的朋友来说,这绝对是绝佳的入门读物。

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说实话,我买这本书纯粹是出于好奇心,想了解一下我们每天都在用的互联网背后,那些看不见的技术架构到底是怎么回事。我平时更关注的是网络热点和社会现象,对技术本身不抱太大兴趣,但这本书的排版和设计风格,非常吸引我。它没有采用那种密密麻麻的教科书样式,而是加入了大量的图示和信息流图表,哪怕是讲解数据流向这样枯燥的内容,也能做得像一幅精美的流程图。尤其是关于信息安全那一部分,它并非只罗列病毒和木马的名称,而是详细解释了公钥加密和私钥加密的原理,让我明白了为什么有些信息是“绝对私密”的,也让我对日常使用App时的权限请求有了更深刻的警惕性。这本书的语言风格非常具有亲和力,它似乎总是在提醒你:“你正在理解一个宏大的系统,而这个系统是可以被拆解和理解的。”它成功地将技术壁垒“软化”了,让普通人也能窥见计算世界的宏伟蓝图。我甚至开始和朋友讨论起云计算的虚拟化技术,这种从漠不关心到主动探索的转变,完全归功于这本书的引导。

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我是一个资深的IT从业者,日常工作主要围绕着前端开发和项目管理,对于底层原理性的东西,说实话,有些知识点已经生疏或者干脆被新的框架和技术栈覆盖了。我本想找一本快速回顾和查漏补缺的参考书,没想到这本《计算机基础》提供的深度远超我的预期。它并没有停留在初级用户需要了解的“如何使用”层面,而是深入剖析了操作系统内核的工作机制,特别是关于进程调度和内存管理的章节,引用的经典算法和理论模型,至今依然是理解现代系统架构的基石。书中对二进制、补码的讲解,严谨而不失逻辑性,让我重新审视了数字表示在计算机世界中的绝对重要性。更难能可贵的是,它没有避开网络协议栈的复杂性,而是用清晰的层次划分,将TCP/IP的建立、维护和终止过程梳理得井井有条,即便是对于已经应用了数年的HTTPS加密流程,它也能从底层的数据封装层面给出扎实的解释。这本书与其说是一本“基础”读物,不如说是一份对计算科学核心概念的“精准解剖”。对于希望夯实理论基础,或是想从应用层向上追溯到系统层面的专业人士而言,这本书的价值在于它提供了一种不可动摇的知识锚点,帮助我们抵抗技术快速迭代带来的知识碎片化。

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