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出版者:西安电子科技大学出版社

作者:刘晓云

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:2000-11

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787560609508

丛书系列:

图书标签:

• PHP
• Web开发
• 数据库
• MySQL
• Web应用
• 编程
• 服务器端
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• 数据库设计

精装编程史诗：从汇编到量子计算的数字文明演进 本书聚焦于计算机科学和信息技术领域的核心原理、历史沿革及其在现代社会中的深度应用。它并非一本关于特定编程语言或数据库技术的实践指南，而是一部探讨计算思维、算法本质与信息结构宏大叙事的历史画卷。 第一部分：计算的哲学基石与早期萌芽 (约 350 字) 本书的开篇追溯了计算的哲学根源，探讨了逻辑学与数学在构建可计算模型中的决定性作用。我们将深入剖析亚里士多德的三段论到莱布尼茨的通用语言构想，理解“可计算性”这一概念是如何从纯粹的哲学思辨，逐步演化为工程学的现实目标。 随后，我们将详细回顾机械计算时代的辉煌与局限。从巴贝奇的差分机与分析机，到霍勒里丝的穿孔卡片制表机，每一项发明都代表了人类试图将繁琐的计算任务自动化的不懈努力。重点分析了这些早期设备的结构设计，以及它们如何为后来的电子计算机奠定基本的数据输入、处理和存储的范式。 此外，本部分对图灵机器的理论模型进行详尽的阐述。图灵机不仅是一种抽象的数学构造，更是现代所有数字计算机的逻辑蓝图。我们将通过解析其状态转移、读写头操作，揭示通用计算能力（Universality）的深刻含义，为理解软件的本质奠定坚实的理论基础。我们还将简要介绍冯·诺依曼架构——这一至今仍主导主流计算机设计的核心思想，即程序与数据的统一存储。 第二部分：电子时代的崛起与体系结构的革命 (约 400 字) 进入二十世纪中叶，真空管的出现标志着计算进入了电子时代。本书将细致描绘第一代电子计算机（如ENIAC、EDSAC）的庞大体量、惊人的功耗以及对早期编程人员提出的严峻挑战。我们探讨了从机器码到汇编语言的过渡，这第一次尝试将人类易于理解的助记符引入到直接的机器指令中。 接着，本书转向了晶体管和集成电路的发明所带来的结构性飞跃。第二代、第三代计算机的出现，不仅使计算机小型化，更关键的是，它催生了高级程序语言的井喷式发展。我们分析了FORTRAN、ALGOL和COBOL等早期语言的设计哲学，它们各自针对科学计算、数学表达或商业数据处理的不同需求所做的取舍。 体系结构方面，本部分将详细剖析不同指令集架构（ISA）的演变。从早期的复杂指令集计算机（CISC）到RISC（精简指令集计算机）的哲学转变，再到了现代多核、并行处理单元的设计考量。我们考察了存储层次结构（缓存、主存、辅助存储）的优化策略，理解存储速度和带宽如何成为制约计算性能的关键瓶颈。此外，对操作系统概念的引入也在此展开，分析批处理系统如何演变为分时系统和多任务处理。 第三部分：算法的艺术与复杂性理论的边界 (约 450 字) 本部分是本书的理论核心，专注于算法的科学与艺术。我们探讨了数据结构作为信息组织蓝图的重要性，从线性结构（链表、队列）到非线性结构（树、图）的构建与应用场景。重点分析了平衡树、哈希表的内部工作原理及其在高效数据检索中的关键作用。 算法的设计范式占据了重要篇幅。我们将深入研究分治法、贪心算法、动态规划等经典策略，并通过实例展示它们如何高效解决旅行推销员问题、背包问题等复杂优化任务。对排序与搜索算法的效率分析（时间复杂度和空间复杂度）将使用大O表示法进行严谨的数学论证。 本书尤其关注计算复杂性理论的深远影响。我们将详细界定P类问题（多项式时间可解）与NP类问题（非确定性多项式时间可验证）之间的界限。对NP完全性问题的介绍，旨在让读者理解某些问题的内在难度——即目前人类计算能力的局限性所在。我们讨论了近似算法和启发式搜索作为解决不可解问题的有效替代途径。此外，对随机化算法和流式算法的探讨，揭示了在面对海量数据时，精确性与速度之间的权衡艺术。 第四部分：网络、并行计算与未来展望 (约 300 字) 随着信息时代的全面到来，计算不再局限于单台机器。本书最后一部分转向分布式系统和网络计算的宏大图景。我们将追溯ARPANET到互联网的演进，重点分析TCP/IP协议栈的分层设计理念，以及路由器、交换机等网络基础设施如何协同工作，实现全球范围内的信息可靠传输。 并行处理是现代高性能计算的基石。我们考察了从向量处理器到大规模集群（如超级计算机）的演变，并讨论了并行编程模型（如MPI、OpenMP）的设计挑战，特别是如何有效管理并发访问和同步问题。 最后，本书展望了计算科学的前沿领域。我们探讨了量子计算的理论基础——量子比特、叠加态与纠缠，以及它对现有加密体系构成的潜在威胁。同时，对神经形态计算和生物计算的简要介绍，旨在拓宽读者对“计算”本质的理解，超越传统的硅基模型，预示着下一代信息处理技术可能出现的革命性方向。本书旨在提供一个高屋建瓴的视角，使读者能够理解信息技术领域过去、现在与未来的基本逻辑框架。

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