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出版者:人民邮电出版社

作者:由海涌

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2003-8

价格:22.0

装帧:精装

isbn号码:9787115114433

丛书系列:

图书标签:

• 计算机基础
• 计算机文化
• 信息技术
• 数字素养
• 基础教程
• 高等教育
• 教材
• 计算机应用
• 信息社会
• 知识普及

好的，这是一份针对“计算机文化基础教程”之外的图书的详细简介，字数约1500字。 --- 书名：《数字时代的逻辑构建：从抽象思维到信息系统设计》 内容简介 在信息技术日新月异的今天，我们所处的环境正经历着一场深刻的变革。数据如同新的石油，算法成为新的生产力，而我们对数字世界的理解，不再仅仅停留在操作软件和使用硬件的层面。这本《数字时代的逻辑构建：从抽象思维到信息系统设计》旨在深入探讨驱动现代数字世界的底层思维框架和构建方法，它面向的读者是那些渴望超越“用户”身份，成为数字世界的“构建者”与“思考者”的专业人士、技术爱好者和高等教育学生。 本书的核心目标是弥合理论逻辑与工程实践之间的鸿沟。我们不侧重于介绍特定的软件工具或编程语言的语法，而是将焦点放在信息系统背后的计算思维、形式化方法以及系统架构的抽象层次上。 第一部分：计算思维的哲学基石 数字世界的基石在于逻辑。本部分首先深入探讨了计算思维（Computational Thinking）的哲学根源，区别于日常思维的特点。 第一章：逻辑与形式化方法导论 本章追溯了从亚里士多德的经典三段论到布尔代数，再到现代数理逻辑的发展脉络。重点讨论了如何将现实世界的问题转化为可计算的形式。我们将详细解析命题演算与谓词演算，阐明它们在早期人工智能和自动推理中的作用。同时，介绍图灵机模型作为理论计算的极限，探讨其对现代计算机体系结构的深远影响。我们不会涉及具体的电路图或编程实现，而是关注图灵机作为一种抽象模型如何定义了“什么是可计算的”。 第二章：算法的本质与复杂性分析 算法是解决问题的蓝图。本章超越了简单的排序和搜索算法介绍，着重分析算法设计的核心范式：分治法、动态规划、贪婪算法以及回溯法背后的逻辑统一性。更重要的是，我们引入计算复杂性理论。详细剖析P类、NP类问题的区别与联系，解释为什么某些问题（如旅行商问题）在理论上被认为是难以有效解决的。本章的讨论侧重于渐进分析（大O、Ω、Θ符号）的严谨性，以及如何根据问题规模和资源约束，在可接受的误差范围内做出最优性选择，而非简单地追求速度。 第三章：离散结构与数据抽象 数字信息并非连续的，而是由离散的结构支撑。本章系统梳理了图论、树、栈、队列、散列表等离散数学结构在信息组织中的核心作用。我们探讨如何利用这些结构来建模复杂的现实关系，例如网络拓扑、层次结构或依赖关系。重点在于数据抽象的理念：如何定义一组操作（接口），而不暴露底层存储的细节，这是构建可维护、可扩展系统的关键步骤。 第二部分：信息系统的构建逻辑 现代信息系统，无论是大型企业资源规划（ERP）还是分布式云计算平台，都遵循一套共通的系统构建逻辑。本部分聚焦于如何将抽象的逻辑转化为健壮的、可运行的系统。 第四章：状态机与并发控制 任何计算过程本质上都是状态的转移。本章引入有限状态机（FSM）和Petri网等形式化工具，用于精确描述系统的行为和转换规则。随后，我们将转向多任务环境下的挑战——并发性。详细分析死锁、竞态条件等并发问题的理论根源，介绍信号量、互斥锁、管程等同步机制背后的逻辑冲突解决模型，确保系统行为的可预测性。 第五章：数据库理论与信息组织 数据是信息系统的核心资产。本章深入探讨关系代数作为查询语言的理论基础，而不是SQL的语法教学。我们将详细解析范式理论（1NF到BCNF）的逻辑意义——为什么需要分解，以及分解如何保证数据的一致性和最小冗余。此外，本章会涉及事务的ACID特性的理论保证，以及如何在分布式环境中维护这些一致性。 第六章：网络协议栈的抽象层次 互联网的运作依赖于一系列严格分层的协议。本部分将解析OSI七层模型和TCP/IP协议栈的设计哲学：为什么分层是必要的，每一层负责解决什么样的独立问题，以及层间如何通过清晰的接口进行通信。我们将重点分析TCP如何通过滑动窗口和确认应答机制来保证可靠性，以及IP如何通过路由选择算法（如Dijkstra或Bellman-Ford的变体）在复杂的网络拓扑中寻址。 第三部分：系统架构与演进的理性 在系统的生命周期中，架构决策往往决定了其长远的成败。本部分关注高层次的设计模式与演化策略。 第七章：架构模式与设计原则的提炼 本章探讨软件架构的“可预测性”。介绍经典的架构风格，如微服务、事件驱动架构（EDA）、分层架构等。更关键的是，我们将分析支撑这些模式背后的SOLID原则、关注点分离（Separation of Concerns）等设计哲学。讨论耦合度和内聚性的量化理解，以及如何通过架构评审来评估系统抵御未来变化的鲁棒性。 第八章：形式化验证与系统可靠性 如何证明一个系统在所有边界条件下都能按预期工作？本章将介绍模型检验（Model Checking）等形式化验证技术的基本思想。我们不会涉及复杂的证明工具，而是侧重于理解其逻辑框架：如何将系统行为表示为状态空间，并通过遍历所有可能路径来查找不符合规范的错误状态。这为理解软件测试的局限性提供了理论支撑。 第九章：伦理、安全与数字治理的逻辑边界 最后，本章将视角提升到数字世界对社会的影响。我们探讨信息安全的逻辑防御体系，从加密学的数学难题（如大数分解的不可逆性）到身份验证的协议设计。同时，剖析算法偏见的来源——它往往源于数据收集和模型构建过程中的逻辑缺失或非对称性。探讨数字治理中，如何在效率、自由与公平之间进行权衡取舍的理性模型。 目标读者群体： 计算机科学、信息工程、软件工程等专业的学生（作为核心理论补充，超越基础操作层面）。 系统分析师、架构师，希望系统性地回顾和巩固底层逻辑基础的从业者。 任何对信息系统背后的“为什么”而非“怎么做”感兴趣的科技决策者。 本书的阅读体验将是严谨且富有启发性的，它要求读者投入精力去理解抽象概念，但回报是构建复杂数字系统的清晰逻辑框架。

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