计算机公共基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:高林 编

出品人:

页数:282

译者:

出版时间:2000-7

价格:23.30元

装帧:

isbn号码:9787040087086

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现代光学与光电子技术基础 第一版 简介 本书旨在为工程技术领域，特别是光电子学、信息科学和材料科学等相关专业的学生和研究人员，提供一个全面而深入的现代光学与光电子技术基础知识体系。我们着眼于理论的严谨性与工程应用的紧密结合，力求构建一个既能指导深入研究，又能服务于实际工程设计的知识框架。 第一部分：经典光学基础的深化与拓展 本部分首先回顾了经典电磁波理论在光学领域的应用，但重点将放在非理想介质中的光传播、以及现代光学实验中常见的高级现象。 第一章：电磁波在复杂介质中的传播 本章超越了均匀介质中的简单平面波传播模型。我们将深入探讨各向异性介质（如晶体）中的光传播，详细介绍双折射现象、波法线与光线传播方向的区别（射线矢量与 Poynting 矢量）。重点分析了具有特定电导率和介电常数分布的材料，例如半导体和导电玻璃，其界面处的反射与透射特性，引入菲涅尔方程的推广形式，并结合斯托克斯矢量和穆勒矩阵来描述光的偏振态在复杂系统中的演化。 第二章：几何光学的高级应用与限制 尽管现代光学更多依赖波动理论，但几何光学在成像系统设计中仍是不可或缺的工具。本章将几何光学提升到更专业的层面，不局限于基础的折射和反射定律。我们将详细分析系统中的像差理论，包括球差、彗差、像散、场曲和畸变。特别地，本章会引入光线追迹法（Ray Tracing）的矩阵形式，展示如何利用转移矩阵（Transfer Matrix）高效地分析复杂多镜片系统的性能，并探讨阿贝正弦条件和共轭关系在精密光学设计中的意义。 第三章：光的干涉与衍射的定量分析 本章对光的叠加原理进行了精细的数学刻画。在干涉部分，我们将从惠更斯-菲涅耳原理出发，推导夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的积分形式。着重分析了多缝干涉和圆孔衍射在实际探测器上的分布规律，并引入了傅里叶光学的概念，将衍射视为一种空间滤波过程。最后，我们将讨论相干性理论，包括空间相干性和时间相干性，并介绍对白光干涉和全息术至关重要的概念——互相关函数。 第二部分：量子光学与光物质相互作用 本部分开始转向微观层面，探讨光与物质相互作用的基本机制，为理解激光和量子器件奠定基础。 第四章：原子光谱与光吸收/辐射 本章深入量子力学的范畴，解释了原子能级结构如何决定物质的光谱特性。我们将详细讨论玻尔模型到薛定谔方程在描述氢原子能级上的进展，重点分析了选择定则、斯塔克效应和塞曼效应。在光物质相互作用方面，重点阐述了爱因斯坦的自发辐射、受激吸收和受激辐射系数之间的关系，这是理解光学放大和激光原理的核心。 第五章：激光原理与技术 本章是本书的支柱之一。在介绍激光基本结构（增益介质、谐振腔、泵浦源）的基础上，我们将严格推导阈值条件和稳态增益。内容涵盖了不同类型的谐振腔（平面-平行、共焦、赫希腔）的模式分析（TEM 模式），包括模式的稳定性判据。随后，我们将介绍增益-损耗平衡，以及锁模技术和Q开关技术在产生超短脉冲和高功率脉冲中的应用原理。 第六章：半导体光电子学基础 本章聚焦于半导体材料在光电器件中的应用。首先回顾了半导体能带结构、费米能级和有效质量的概念。核心内容在于光电效应在半导体中的体现，包括光生载流子的产生与复合。我们将详细分析LED的发光机制、半导体激光器（LD）的载流子注入与光子产生过程，以及光电探测器（PD）的响应速度和量子效率。 第三部分：现代光电子器件与系统 本部分将理论知识应用于现代工程实践中，介绍当前主流的光电子技术。 第七章：光纤通信与导波光学 本章侧重于光在波导结构中的传输。我们将分析介质波导（如光纤）的模式理论，区分单模光纤和多模光纤的特性。重点讨论了光纤中的损耗机制（吸收、散射）和色散现象（材料色散、波导色散），以及如何通过零色散位移光纤来克服这些限制。最后，简要介绍光纤通信系统中光纤放大器的基本工作原理。 第八章：非线性光学现象与应用 本章探讨光强足够高时，材料的介电响应不再是线性的情况。我们将引入非线性极化率张量 ($chi^{(2)}, chi^{(3)}$)。重点分析二次非线性过程，如倍频（SHG）和和频/差频产生（SFG/DFG），强调相位匹配条件在提高转换效率中的关键作用。同时，也将讨论三次非线性效应在光孤子传输和光开关中的潜在应用。 第九章：光信息处理与传感器 本章探讨光在信息获取、处理和传输中的集成应用。内容包括全息记录与再现的原理，空间光调制器（SLM）在可编程光束整形中的作用。在传感器方面，我们将详细分析基于光干涉的传感器（如光纤布拉格光栅 FBG）的工作原理，如何利用光信号的相位或强度变化来精确测量物理量（如应变、温度或折射率）。 全书的编写风格力求清晰、逻辑严密，公式推导详尽，同时配有大量工程实例和图示来辅助理解。本书旨在为读者打下坚实的理论基础，使其能够独立分析和设计复杂的光电子系统。

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这本书的语言风格十分平易近人，没有过多的学术腔调，读起来就像是和一位经验丰富的老师在聊天。作者在解释一些复杂的技术概念时，常常会穿插一些有趣的轶事或者历史故事，这不仅让学习过程变得更加轻松愉快，也帮助我更好地理解了这些概念的来龙去脉。例如，在讲解“编程语言”时，作者就回顾了早期编程语言的发展历程，让我对不同编程语言的设计理念有了更深入的认识。

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这本书的结构设计得非常巧妙，循序渐进，层层递进。它并没有一开始就抛出大量晦涩的专业术语，而是从最简单、最贴近生活的计算机操作入手，逐步引导读者深入到更底层的原理。例如，在讲解操作系统时，它首先会从用户熟悉的“文件管理”和“进程调度”等概念出发，然后慢慢揭示这些操作背后所依赖的内存管理、CPU分配等核心机制。这种“由表及里”的学习方式，大大降低了学习门槛，也让我在掌握复杂概念时感到游刃有余。我特别喜欢书中关于“多线程”的章节，作者用了一个生动的“餐馆服务员”的比喻，将并发和并行这两个容易混淆的概念解释得一清二楚，让我茅塞顿开。

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作为一名非计算机专业的学生，我一直觉得计算机科学是一门高深莫测的学科。然而，这本书的出现彻底改变了我的看法。它用非常朴实、接地气的语言，将抽象的计算机概念变得生动有趣。例如，在讲解“数据库”时，作者并没有直接介绍SQL语句，而是先从“图书馆管理”这个我们熟悉的场景入手，类比数据库的表、记录、索引等概念，让我很快就理解了数据库的基本原理。这种“类比教学法”贯穿全书，让我在学习过程中丝毫没有感到枯燥和吃力。

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这本书的实践性也很强。书中提供了很多小型的编程示例，虽然不要求读者具备深厚的编程功底，但通过这些示例，可以帮助读者将书本上的理论知识与实际操作联系起来。例如，在讲解“文件系统”时，书中提供了一个简单的命令行工具，让读者可以模拟文件的创建、删除、复制等操作，这大大加深了我对文件系统运作机制的理解。我个人认为，对于想要真正掌握计算机基础知识的读者来说，这种理论与实践相结合的学习方式是非常有效的。

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我尤其想强调的是，《计算机公共基础》在网络通信部分的阐述。它并没有简单地介绍TCP/IP协议栈，而是从我们日常上网的场景出发，一步步揭示了数据是如何从一台电脑传输到另一台电脑的。从IP地址的解析，到TCP的三次握手，再到HTTP请求的构建，书中都进行了详细的讲解，并配以大量的网络抓包示意图，这对于理解网络通信的底层原理非常有帮助。读完这部分，我对于“为什么访问一个网站需要这么长时间”、“为什么有时候网络会卡顿”等问题，都有了更清晰的答案。

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这本书最吸引我的地方在于它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的培养。在讲解数据结构和算法时，作者反复强调“效率”和“优化”的重要性，并用大量的实例来佐证。它教导读者如何从问题的本质出发，选择最适合的数据结构，设计最优的算法，而不是盲目地套用现成的模板。我深刻体会到，学习计算机科学，不仅仅是为了掌握一门技术，更是为了培养一种解决问题的系统性思维。书中关于“递归”的讲解，就让我受益匪浅，让我学会了如何将复杂问题分解为更小的、可管理的部分来解决。

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我非常欣赏《计算机公共基础》在“信息安全”这个章节上的处理。它没有将信息安全仅仅停留在“病毒、木马”的层面，而是从更宏观的角度，讲解了加密、解密、数字签名等核心安全技术，并阐述了它们在现代网络安全中的重要作用。书中还通过一些典型的安全事件案例，让读者认识到信息安全的重要性，并了解如何采取基本的防护措施。这对于我们每个人来说，都具有非常重要的现实意义。

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总而言之，《计算机公共基础》是一本真正意义上的“入门”书籍。它为我打开了一扇通往计算机世界的大门，让我对这个曾经觉得遥不可及的领域产生了浓厚的兴趣。这本书的价值在于，它不仅传授了知识，更重要的是培养了我学习计算机科学的兴趣和能力。我相信，无论你是计算机专业的学生，还是对计算机充满好奇的爱好者，这本书都会给你带来意想不到的收获。它是我近期阅读过的最值得推荐的一本技术书籍。

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作为一个对计算机硬件一直充满好奇的读者，这本书满足了我对“计算机是如何工作的”这一问题的探索欲望。它没有像很多科普读物那样，仅仅停留在“CPU、内存、硬盘”的简单罗列，而是深入到CPU的内部构造，解释了指令集、流水线、缓存等关键技术如何协同工作，从而实现对程序的快速执行。同时，书中对内存的工作原理、总线通信、I/O设备接口的讲解，也让我对整个硬件系统的协同运作有了更深刻的认识。读完这部分，我感觉自己不再是那个只知道“开机关机”的普通用户，而是对电脑内部的“发动机”有了更直观的了解。

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初次翻开这本《计算机公共基础》，我最大的感受就是它的“全面”。它不像市面上很多书那样，只专注于某个狭窄的领域，而是试图为读者构建一个计算机科学的宏观图景。从最基础的二进制、逻辑门原理，到数据结构、算法的精髓，再到操作系统、网络通信的运作机制，几乎涵盖了计算机科学的各个核心模块。书中对每个概念的解释都力求清晰易懂，并且会给出恰当的比喻和实例，帮助初学者快速建立直观的理解。我尤其欣赏它在讲解算法部分时，没有仅仅停留在理论层面，而是通过图示和伪代码，生动地展示了不同算法的执行过程及其效率差异。这让我这个对算法一直有些畏惧的读者，也能从中找到乐趣和启发。

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