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出版者:清华大学出版社

作者:吴功宜

出品人:

页数:339

译者:

出版时间:2004-8

价格:29.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302089568

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计算机基础知识与应用实践教程 内容提要： 本书旨在为初学者和希望系统性夯实基础的读者提供一个全面、深入的计算机科学导论。它涵盖了计算机硬件、软件、操作系统、网络基础、数据结构与算法、数据库系统以及信息安全等核心领域。通过清晰的理论阐述和丰富的实践案例，读者将建立起坚实的计算机科学知识体系，并掌握在现代信息社会中进行有效计算和解决实际问题的能力。本书特别注重理论与实践的结合，提供了大量的动手实验指导和项目案例，以帮助读者将所学知识转化为实际操作能力。 --- 第一部分：计算机科学的基石（The Foundations of Computing） 第一章：计算机系统概论 本章首先追溯了计算历史的演变，从机械计算设备到现代电子计算机的发展历程，阐述了图灵机模型对现代计算理论的奠基性作用。 数据表示与编码： 深入讲解了二进制、八进制、十六进制等数制系统及其相互转换。详细介绍了定点数和浮点数的表示方法（如IEEE 754标准），重点讨论了数据在计算机内部的存储和处理方式，包括字符编码（ASCII、Unicode）和多媒体数据的量化与压缩基础。 计算机体系结构概述： 介绍了冯·诺依曼体系结构的核心概念，包括控制器、运算器、存储器和输入/输出设备的功能划分。区分了指令集架构（ISA）和微架构的不同层次。 性能度量与提升： 分析了衡量计算机性能的关键指标，如时钟频率、CPI（每周期指令数）、MIPS（每秒百万条指令）和FLOPS（每秒浮点运算次数）。探讨了提高系统性能的技术，包括流水线技术、超标量处理和多核并行计算的基本原理。 第二章：硬件基础与组成 本章聚焦于计算机硬件的物理组成及其工作原理。 中央处理器（CPU）的工作原理： 详细剖析了CPU的内部结构，包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、控制单元和高速缓存（Cache）。深入讲解了指令的获取、解码、执行和写回过程，以及不同寻址模式的应用。 存储系统层次结构： 系统阐述了寄存器、L1/L2/L3缓存、主存（RAM）和辅助存储（硬盘、固态硬盘）之间的性能与成本权衡。解释了缓存的工作机制，包括局部性原理、命中率、写回策略（写穿透、写回）对系统性能的影响。 输入/输出（I/O）系统： 介绍了数据如何在CPU、内存和外部设备之间传输。讨论了总线结构（地址、数据、控制总线）、中断机制、直接内存访问（DMA）技术及其在提高I/O效率中的作用。 第二部分：软件世界与程序设计（Software World and Programming） 第三章：操作系统核心概念 操作系统是连接硬件与应用软件的桥梁，本章将系统地介绍操作系统的核心功能和管理机制。 操作系统的角色与结构： 定义了操作系统的基本目标（效率、公平性、可靠性）。介绍了操作系统的主要类型（批处理、分时、实时、网络）和基本结构（宏内核、微内核）。 进程与线程管理： 深入探讨了进程的概念、状态转换和进程控制块（PCB）。详细分析了进程间通信（IPC）的方法，如共享内存、消息传递、信号量和管道。区分了进程与线程的差异及其在并发编程中的应用。 内存管理： 讲解了内存分配的基本算法（首次适应、最佳适应、循环适应）。重点介绍了虚拟内存的概念、分页（Paging）和分段（Segmentation）机制，以及缺页中断的处理过程和页面置换算法（FIFO、LRU、OPT）。 文件系统管理： 描述了文件系统的层次结构、目录管理和文件分配方法（连续、链式、索引分配）。讨论了磁盘调度算法（FCFS、SSTF、SCAN）及其对I/O性能的影响。 第四章：程序设计基础与算法分析 本章侧重于计算思维的培养和算法设计的基本工具。 结构化程序设计： 回顾了程序设计的基本结构（顺序、选择、循环）。强调了模块化设计、抽象和信息隐藏的原则。 数据结构基础： 介绍了线性结构（数组、链表、栈、队列）和非线性结构（树、图）的基本概念和实现。重点分析了树结构在数据组织中的应用，如二叉搜索树（BST）及其平衡化方法（AVL树、红黑树简介）。 算法设计与分析： 阐述了算法的五个特性。引入了渐近分析法，详细解释了大O表示法（$O$）、$Omega$和$Theta$符号，用于描述算法的效率上限和下限。 经典算法解析： 讲解了排序算法（冒泡、选择、插入、归并、快速排序）的原理、时间复杂度分析及其适用场景。介绍了查找算法（顺序查找、二分查找）的效率对比。 第三部分：数据管理与信息安全（Data Management and Security） 第五章：数据库系统基础 本章为读者建立关系数据库的理论基础，理解如何高效地组织、存储和查询数据。 关系模型与SQL： 介绍了关系代数的基本运算（选择、投影、连接、并、差）。详细讲解了SQL语言，涵盖数据定义语言（DDL）、数据操纵语言（DML）和数据查询（SELECT语句的高级应用，包括子查询、联接和聚合函数）。 数据库设计理论： 强调了数据建模的重要性，介绍了实体-关系（E-R）模型。深入讲解了关系模式的规范化（Normalization）过程，重点分析了一范式到第三范式（3NF）的推导过程，以及BCNF的引入目的，以消除数据冗余和异常。 事务管理与并发控制： 定义了事务的ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）。介绍了实现隔离性的常用并发控制技术，如两阶段锁定协议（2PL）。 第六章：信息安全导论 在数字化时代，理解安全风险至关重要。本章提供信息安全的宏观视角和基础防护知识。 安全威胁与攻击类型： 分类讨论了常见的安全威胁，包括恶意软件（病毒、蠕虫、勒索软件）、网络攻击（拒绝服务DoS/DDoS、中间人攻击）以及社会工程学攻击。 基本加密技术： 介绍信息加密的基本目标（保密性、完整性、认证性）。区分了对称加密（如AES）和非对称加密（如RSA）的工作原理和应用场景。解释了哈希函数在数据完整性校验中的作用。 访问控制与身份认证： 阐述了访问控制模型（如DAC、MAC）。介绍了常用的身份认证机制，如口令安全、多因素认证（MFA）和数字证书的基本概念。 网络安全基础： 简要介绍防火墙、入侵检测系统（IDS）在边界防护中的作用。 --- 第四部分：实践应用与前沿展望（Practical Applications and Future Trends） 第七章：操作系统实践——Linux环境操作 本章着重于通过实际操作巩固对操作系统的理解。 Linux文件系统与基本命令： 详细介绍Linux的目录结构（FHS标准）。系统练习文件和目录的基本操作命令（`ls`, `cd`, `mkdir`, `rm`, `cp`, `mv`）。 用户与权限管理： 讲解用户、组的概念以及文件权限（rwx）的设置与修改（`chmod`, `chown`）。 进程查看与任务管理： 学习如何使用`ps`, `top`, `htop`等工具监控系统状态，以及如何使用`kill`命令管理进程生命周期。 Shell脚本基础： 介绍如何编写简单的Shell脚本实现任务自动化，包括变量使用、流程控制语句（`if`, `for`, `while`）的应用。 第八章：软件工程基础与计算思维 本章将视角从单个程序提升到软件系统的构建与维护。 软件开发生命周期（SDLC）： 介绍瀑布模型、迭代模型和敏捷开发的基本思想和流程。 版本控制系统： 重点介绍Git的核心概念，包括仓库（Repository）、提交（Commit）、分支（Branch）和合并（Merge）的操作流程，强调其在团队协作中的不可替代性。 计算思维的培养： 总结如何运用计算思维解决现实问题，包括分解（Decomposition）、模式识别（Pattern Recognition）、抽象（Abstraction）和算法设计（Algorithm Design）四个核心要素，并提供跨学科的应用实例。 附录：常用工具与资源 推荐开发环境配置指南 常见术语表 自测与实验指导 本书的结构设计力求逻辑连贯，从最底层的硬件原理逐步深入到上层的系统管理和应用设计。通过本教程的学习，读者将不仅知晓“计算机如何工作”，更能理解“如何让计算机高效、安全地完成任务”，为未来深入学习特定领域（如人工智能、云计算、高级网络工程）打下坚实且全面的基础。

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这本《网络架构设计与实践》真是本宝藏，我一个刚入行的网络工程师，感觉简直是为我量身定做的。它没有那种高高在上的理论说教，而是实实在在地带着你从零开始搭建一个企业级网络。书里对各种主流路由协议，比如OSPF和BGP的讲解，简直是庖丁解牛，我过去怎么也搞不明白的路由黑洞和路径选择问题，通过书中的仿真实验和案例分析，一下子就清晰了。特别是关于SDN（软件定义网络）的那几章，作者似乎对未来的网络趋势有着深刻的洞察，不仅介绍了OpenFlow的基本原理，还展示了如何用编程思维去管理网络，这让我对未来职业发展方向有了更明确的规划。章节的组织结构非常合理，从物理层基础开始，逐步深入到安全和运维，读起来一点也不枯燥，反而有一种跟着经验丰富的导师在实战的感觉。我尤其欣赏它在处理复杂故障排除时的系统性方法论，那些步骤化的诊断流程，绝对是未来我排查生产环境故障的“武功秘籍”。这本书的深度和广度都拿捏得恰到好处，既能满足初学者的入门需求，又能给资深工程师带来新的启发，强烈推荐给所有身处网络一线的朋友们。

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这本《云原生网络与服务网格实战指南》简直是为我们这些转型中的运维团队量身定做的及时雨。我们正处于从传统虚拟化向容器化迁移的关键时期，Kubernetes的网络模型（CNI、kube-proxy的iptables/IPVS模式）一直是我们团队的痛点，理解起来总感觉隔了一层。这本书的优势在于，它没有仅仅停留在Kubernetes的配置层面，而是将注意力放在了服务网格（Service Mesh）——特别是Istio——如何解决微服务间通信的复杂性、安全性和可观测性问题上。作者用大量的实战代码片段和清晰的流程图，演示了Sidecar注入、流量路由规则（VirtualService, DestinationRule）的配置，以及mTLS证书的自动轮换。最让我惊喜的是，它还探讨了如何将传统网络安全策略平滑迁移到基于身份的服务安全模型中。对于希望在云原生时代保持竞争力的技术人员来说，这本书提供了从理论到生产落地的完整蓝图，阅读体验极其流畅，完全是手把手教你如何驾驭下一代基础设施的核心技术。

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说实话，我带着一种挑剔的心态开始阅读《下一代广域网优化与安全策略》。市面上关于WAN优化的书太多了，很多都只是在推销某个厂商的SD-WAN产品。但这本书的格局显然要大得多，它关注的是WAN技术演进背后的驱动力——移动办公、SaaS应用普及和对更低延迟的需求。作者非常出色地对比了 MPLS、传统VPN与现代SD-WAN、SASE（安全访问服务边缘）架构的优劣势，并提供了一套非常成熟的评估框架，告诉你如何根据不同业务场景（例如，分支机构、远程用户、数据中心互联）选择最合适的传输和安全融合方案。尤其是在安全章节，它深入阐述了如何将零信任原则融入到广域网的边界管理中，而不是简单地堆砌防火墙。这本书的语言风格沉稳而富有洞察力，它不像一本技术手册，更像是一位资深顾问的行业分析报告，为我们制定未来三年广域网升级战略提供了坚实的理论支撑和前瞻性的视角，让我对“网络即服务”的概念有了更深层次的理解。

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读完《深入理解数据中心交换机原理》后，我必须承认，我对数据中心网络底层逻辑的认知被彻底颠覆了。这本书的视角非常独特，它没有停留在传统的“盒子式”网络描述，而是将焦点完全放在了高速交换芯片内部的结构和流量处理机制上。我过去总以为交换机就是个黑箱，数据包进去了就自动按规则转发了，但这本书揭示了TCAM、FIFO、报文解析管线等复杂部件是如何协同工作的，那种对硬件层面的细致描摹，简直让人叹为观止。作者似乎是一位资深的硬件工程师，他对延迟敏感性和缓存管理的讲解非常到位，特别是关于Clos架构在超大规模部署中如何应对东西向流量洪峰的分析，简直是教科书级别的论述。虽然有些章节对电路基础知识有一定要求，略显硬核，但这正是它的价值所在——它填补了市面上大多网络书籍在“芯片级”分析上的空白。对于那些想从网络工程师跃升到架构师，需要深入理解性能瓶颈根源的同行来说，这本书是不可多得的珍品，值得反复研读，每一次重读都会有新的收获。

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《网络性能测量与故障诊断高级技法》这本书，读起来就像是在跟一位身经百战的网络老兵学习“察言观色”的本事。它最大的特点在于，它不教你配置命令，而是教你如何“看懂”网络在“说话”。书中的重点放在了如何利用抓包工具（比如Wireshark）进行深度语义分析，以及如何解读各种网络探针和监控系统输出的统计数据。例如，书中有一整章专门讲解TCP握手失败、RTO重传背后的真正原因，远比教科书上描述的要复杂得多，涉及到应用层延迟、中间件处理速度等多个维度。此外，作者强调的“基线建立”和“异常模式识别”的方法论非常实用，它教会我如何区分偶发抖动和持续性性能下降。这本书的叙述方式充满经验的沉淀，语言朴实无华却直击要害，让我意识到，顶尖的网络工程师和普通工程师的差距，往往就在于对那些细微性能指标的解读能力上。这本书是提升实战判断力的必备读物。

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