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出版者:清华大学出版社

作者:Murray Cantor

出品人:

页数:204

译者:朱剑平

出版时间:2004-11-1

价格:19.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302097839

丛书系列:

图书标签:

• 软件工程
• 软件工程
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《代码的史诗：从图灵机到量子计算的演进》 内容提要 本书旨在深入探讨计算机科学与软件工程领域从诞生之初到当前技术前沿的宏大叙事。它不仅是一部技术发展史，更是一部关于人类如何将抽象思维转化为现实计算力的思想演变录。我们将聚焦于奠定现代计算基石的理论突破、关键的硬件架构革新，以及驱动软件范式转变的核心算法与编程哲学。 第一部分：计算的起源与理论基石（1930s - 1950s） 本部分将追溯现代计算机科学的哲学根源，从数学逻辑的探索开始。 1. 可计算性理论的奠基： 详细剖析艾伦·图灵的“图灵机”概念如何将“可计算”这一模糊的数学问题形式化，并介绍其在判定问题上的局限性——停机问题。讨论阿隆佐·邱奇的Lambda演算与图灵机之间的等价性，确立了现代计算模型的基础。 2. 布尔代数与电子开关： 探讨克劳德·香农如何将乔治·布尔的逻辑代数应用于电子电路设计，从而实现了逻辑运算的物理载体。描述早期机电继电器式计算机（如Zuse Z3）和第一代真空管计算机（如ENIAC、EDSAC）的架构特点、功耗挑战与存储机制的初步尝试。 3. 首批高级语言的萌芽： 概述汇编语言的出现如何使得程序编写脱离了纯粹的机器码，提高了效率。重点分析FORTRAN（公式翻译机）和LISP（列表处理器）的诞生背景，它们分别代表了科学计算和符号处理的两种不同设计哲学。 第二部分：硬件的飞跃与操作系统的崛起（1950s - 1970s） 晶体管和集成电路的发明彻底改变了计算的物理形态和规模，催生了操作系统这一关键软件层。 1. 晶体管革命与摩尔定律的预测： 分析半导体晶体管如何取代笨重且易损的真空管，使得计算机体积大幅缩小、速度提升，并奠定了集成电路（IC）技术路线图的基础。 2. 操作系统形态的演变： 探讨早期的批处理系统（Batch Processing）如何通过操作系统实现资源调度的自动化。重点介绍分时系统（Time-Sharing）的诞生，它首次允许多个用户同时交互式地使用一台大型机，并引入了进程管理和内存保护的基本概念。 3. 结构化编程的兴起： 讨论E.W. Dijkstra对“Go To”语句的批判，及其对程序逻辑清晰性的倡导。解析结构化编程（Structured Programming）的核心原则——顺序、选择和循环，并分析Pascal等语言如何实践这些原则。 第三部分：分布式计算与软件工程的成熟（1970s - 1990s） 随着个人电脑的普及和网络技术的突破，计算的焦点从单机性能转向了互联互通和工程化管理。 1. 微处理器的普及与个人计算： 描述Intel 4004等微处理器如何将CPU集成到单个芯片上，引发了个人电脑（PC）革命。讨论操作系统如何从大型机的主导（如IBM OS/360）转向个人友好型界面（如MS-DOS和早期Macintosh OS）。 2. 网络计算的萌芽： 深入探讨ARPANET的早期设计哲学，特别是分组交换（Packet Switching）技术如何解决传统电路交换网络的瓶颈。解析TCP/IP协议族的标准化过程，这是全球互联网（Internet）得以构建的基石。 3. 面向对象编程（OOP）的理论与实践： 追溯Simula的早期概念，并详细解析Smalltalk、C++等语言如何推广封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）这三大核心概念。探讨OOP如何解决大型软件系统日益增长的复杂性管理问题。 4. 软件工程的规范化： 介绍瀑布模型（Waterfall Model）的早期应用与局限性。探讨需求工程、软件测试的系统化方法论的建立，以及UML（统一建模语言）在系统设计可视化中的作用。 第四部分：互联网、开放源码与现代范式（1990s - 至今） 万维网的爆发将计算带入了全新的交互时代，引发了对快速迭代和大规模并发处理的需求。 1. Web的构建与JavaScript的崛起： 分析Tim Berners-Lee对超文本（Hypertext）的构想如何结合HTTP协议和HTML语言，创建了万维网。讨论Java和JavaScript的出现如何推动了动态网页和跨平台应用的发展。 2. 敏捷与迭代开发： 批判传统大型模型在快速变化的市场中的僵化，介绍《敏捷宣言》的精神内核。深入解析Scrum和看板（Kanban）等方法论在现代开发流程中的实际操作和价值体现。 3. 数据爆炸与存储架构： 探讨关系型数据库（SQL）面临的扩展性瓶颈。解析NoSQL数据库（如键值存储、文档数据库）的出现如何适应非结构化数据的快速增长和高并发读写需求。 4. 云计算的重构： 描述IaaS、PaaS、SaaS三种服务模式的定义与区别。分析虚拟化技术（如Hypervisor）如何实现资源的高度抽象化和弹性伸缩，以及微服务架构（Microservices）对单体应用的解耦与优化。 第五部分：面向未来的前沿探索（当前与展望） 本部分将展望正在重塑计算边界的研究方向。 1. 并行计算的深化： 讨论GPU（图形处理器）如何从图形渲染加速器转变为大规模并行计算（GPGPU）的主力。分析MapReduce和Spark等框架如何处理PB级数据的分布式计算任务。 2. 人工智能的计算基础： 回顾深度学习（Deep Learning）的复兴，从人工神经网络到卷积网络（CNN）和循环网络（RNN）。讨论训练大规模模型的硬件需求（如TPU）和优化算法（如反向传播的改进）。 3. 量子计算的理论挑战： 简要介绍量子比特（Qubit）的概念，探讨量子叠加态和量子纠缠如何可能颠覆传统计算的复杂度范式。分析Shor算法和Grover算法的理论意义，以及NISQ（有噪声中等规模量子）设备的当前局限性。 结论 通过回顾这些里程碑式的成就与思想冲突，本书旨在揭示计算机科学并非一系列孤立的技术发明，而是人类对效率、逻辑和信息组织能力不断追求的宏大历史进程。它强调了理论与实践之间永恒的张力，以及每一次范式转变背后深层次的哲学思考。

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很好的介绍指导书，内容精悍。

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