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出版者:电子

作者:徐安东

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-03-01

价格:16

装帧:

isbn号码:9787505362697

丛书系列:

图书标签:

• 计算机基础
• 计算机文化
• 实验教程
• 高等教育
• 教材
• 信息技术
• 实践教学
• 入门
• 计算机应用
• 教学参考

穿越数字洪流：构建坚实的技术基石 导语： 在信息技术飞速迭代的今天，理解和掌握计算机科学的基础原理，已不再是专业人士的专属技能，而是成为现代社会公民的必备素养。本书旨在为读者提供一个全面、深入且实践性极强的技术入门指南，重点关注数据结构与算法的精髓、操作系统的工作机制、计算机网络的基础架构以及数据库系统的核心概念，而非基础的硬件操作或简单的办公软件应用。 --- 第一部分：算法的逻辑之美——结构化思维的训练场 本部分将带您深入探究计算机解决问题的核心——算法。我们聚焦于如何高效地组织和处理数据，这是构建一切复杂软件系统的基石。 1. 复杂度分析与效率评估： 我们将详细阐述时间复杂度和空间复杂度的概念，不仅仅停留在 $O(n)$ 的符号表示上，更会深入讲解主定理（Master Theorem）在递归算法分析中的实际应用。读者将学会如何精确评估不同算法在海量数据下的性能表现。 2. 经典数据结构的深度解析： 数组与链表： 深入探讨静态分配与动态分配的内存管理差异，以及在并发环境下的缓存局部性（Cache Locality）对性能的影响。 树结构： 重点剖析B+ 树在磁盘I/O优化中的重要性，而非仅仅停留在二叉搜索树。我们将构建和分析红黑树（Red-Black Tree）的自平衡机制，理解其如何在保证对数时间复杂度的同时，实现高效的插入和删除操作。 图论基础与应用： 聚焦于最短路径算法（Dijkstra、A 搜索）在路径规划中的应用，以及最小生成树（Prim 和 Kruskal 算法）在网络拓扑构建中的原理。 3. 排序与查找的艺术： 比较归并排序（Merge Sort）的稳定性与快速排序（Quick Sort）的平均性能优势。在查找方面，我们将探讨哈希表（Hash Table）的冲突解决策略，如链式法和开放寻址法，并分析负载因子对其性能的决定性影响。 --- 第二部分：幕后指挥官——操作系统原理与实践 操作系统是硬件与应用程序之间的桥梁。本部分旨在揭示操作系统如何管理稀缺资源，确保系统的高效、公平和稳定运行。 1. 进程与线程的生命周期管理： 详细区分进程和线程在内存空间、资源占用上的区别。重点讲解上下文切换（Context Switching）的开销及其对系统性能的影响。我们将分析各种调度算法，如优先级抢占式调度和时间片轮转调度，并模拟它们在多核环境下的表现。 2. 内存的虚拟化与保护： 深入探讨虚拟内存（Virtual Memory）的概念，理解分页（Paging）和分段（Segmentation）机制如何实现内存的抽象和隔离。关键内容包括缺页中断（Page Fault）的处理流程，以及页面置换算法（如 LRU、FIFO）的实际工作原理及其对系统响应时间的影响。 3. 并发控制与同步机制： 这是多线程编程的难点。我们将详述互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）和管程（Monitor）的实现原理，并分析常见的并发问题，如死锁（Deadlock）的预防、检测与解除策略。通过实际代码示例，展示如何利用这些工具来构建无竞态条件（Race Condition-free）的并发程序。 4. 文件系统与 I/O 调度： 探讨日志文件系统（Journaling File System）如何保证数据一致性。在I/O部分，我们将分析电梯算法（Elevator Algorithm）等磁盘调度策略，理解它们如何最小化机械臂的寻道时间。 --- 第三部分：连接世界的脉络——计算机网络架构与协议 理解网络通信，就是理解现代互联网的运作方式。本部分将侧重于网络协议栈的层次化结构及其交互细节。 1. TCP/IP 协议栈的深度剖析： 我们将超越 OSI 七层模型的简单介绍，聚焦于 TCP/IP 四层模型。重点分析IP 协议的寻址和路由机制，以及子网划分（Subnetting）的实际操作。 2. 可靠传输的保障：TCP 的精妙设计： 详细解析 TCP 的三次握手与四次挥手过程，并阐述序列号、确认应答（ACK）和滑动窗口是如何共同确保数据无差错、按序到达的。此外，我们将研究拥塞控制算法（如慢启动、拥塞避免）在动态网络环境中的作用。 3. 路由与域名解析： 探讨路由表的构建和BGP（边界网关协议）在互联网骨干网中的作用。对于应用层，我们将深入解析 DNS 解析的递归与迭代过程，理解从域名到 IP 地址转换背后的复杂查询链条。 4. 网络安全基础概念： 介绍对称加密（AES）与非对称加密（RSA）的基本原理，并讲解数字证书在 HTTPS 连接建立过程中的作用，为理解数据传输的安全性提供理论基础。 --- 第四部分：数据的组织与存取——数据库系统核心 本部分关注如何高效、安全地存储和检索大量结构化数据，侧重于关系型数据库的设计理论和优化方法。 1. 关系代数与 SQL 进阶： 学习关系代数的基本运算（选择、投影、连接）如何转化为 SQL 语句。重点讲解复杂查询优化，例如如何利用索引来加速 JOIN 操作，避免全表扫描。 2. 数据库范式与设计理论： 深入讲解第一、第二、第三范式（1NF, 2NF, 3NF）以及巴斯-科德范式（BCNF）的推导过程，理解反范式化（Denormalization）在特定性能需求下的权衡。 3. 事务的 ACID 特性与并发控制： 深入解析事务的原子性、一致性、隔离性、持久性（ACID）的保障机制。重点分析隔离级别（如 Read Committed, Serializable）的底层实现，特别是两阶段锁定协议（2PL）如何防止写写冲突。 4. 索引结构与查询执行计划： 本节将详细介绍 B+ 树索引的工作机制，并演示如何阅读和分析数据库的查询执行计划（Execution Plan），从而找出性能瓶颈。我们将讨论聚集索引（Clustered Index）和非聚集索引的区别及其对数据存储的影响。 --- 总结： 本书提供的技术深度远超初级入门读物，它要求读者具备一定的逻辑分析能力和编程思维。通过对这些核心领域的深入探索，读者将能够从“会使用”计算机转变为“理解计算机如何工作”，为未来深入学习高级主题，如编译原理、分布式系统或人工智能算法，打下不可动摇的理论与实践基础。

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从排版和语言风格上说，这本书的文字表达非常平实，甚至可以说是略显枯燥。它更像是一份严谨的学术报告，而非一本激发学习热情的教程。每一个概念的解释都力求准确无误，但缺乏生动的比喻和生活化的例子，导致很多抽象的计算机术语在我脑海中难以建立起直观的印象。例如，讲解二进制和逻辑运算时，如果能穿插一些现实生活中决策制定或者程序执行的类比，学习曲线可能会平缓很多。此外，书中大量使用的截图清晰度一般，有些细节在小字体下难以辨认，这对于需要精确点击界面的实验操作来说，确实造成了不小的困扰。我个人更倾向于那些图文并茂、充满趣味性的技术读物。

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我希望这本教材能够与时俱进地更新内容。书中关于数据存储格式的介绍，还停留在比较传统的文件的层面，对于现代社会中无处不在的非结构化数据、流媒体格式或者加密存储的概念几乎没有提及。当我试图在实验中寻找如何处理JSON或XML格式数据的方法时，发现书中完全没有覆盖，这让我感到非常扫兴。这不禁让我怀疑，这本书的最新修订版是什么时候出版的。一本“计算机文化基础”的教材，如果不能反映当前信息社会的最新趋势，就很难真正地培养起读者的“文化”素养。它像是一件保存完好的老古董，虽然能展示过去的辉煌，但已无法应对今天的挑战。

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这本《计算机文化基础实验教程》的封面设计得非常朴实，感觉就像是给刚接触电脑的大学生准备的教材。我翻开目录，首先吸引我的是关于Windows操作系统的基础部分，讲得细致入微，即便是像我这种对电脑操作一窍不通的“小白”也能看懂。不过，我对其中关于文件管理的讲解有些微词，感觉步骤划分得过于机械化，缺乏一些实际应用场景的模拟，比如如何高效地整理一个包含上千个文件的文件夹。在实验环节，虽然提供了不少练习题，但配套的参考答案和详细的步骤解析略显不足，有时候卡在某一步，需要花费大量时间在网上搜索其他资料来弥补。整体来看，它是一本合格的入门书籍，但对于希望深入了解计算机底层逻辑和高级应用技巧的读者来说，深度略显不足，更像是“知其然”而非“知其所以然”的教学。

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这本书的优点在于其结构组织得井井有条，章节之间的逻辑衔接非常顺畅，体现了编写者扎实的教学功底。从最基础的硬件认识到软件安装，再到简单的编程思维介绍，它提供了一个非常清晰的学习路径图。对于大学新生或者零基础的成年学习者，这本书能有效地帮助他们建立起一个完整的计算机知识框架。但这种“面面俱到”也带来了另一个问题——深度不足。很多重要概念只是点到为止，没有深入探讨其背后的原理。比如，在讲解操作系统内存管理时，期望能看到关于虚拟内存和分页机制的更深入的图解分析，而不是仅仅停留在“如何查看内存占用”的层面。感觉这本书更像是为了满足某门课程的基础教学大纲而精心编纂的参考资料。

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我购买这本书主要是冲着它名字里的“实验”二字去的，希望能通过实践操作来巩固理论知识。然而，实际体验下来，我发现实验设计得有些陈旧了。比如，关于早期的图形界面操作的实验，在如今这个移动设备和云服务主导的时代，显得有些脱离实际需求。更让我失望的是，教程中对网络基础知识的介绍非常笼统，几乎没有涉及云计算、大数据或者网络安全这些当下热门且重要的领域。编写者似乎更侧重于对传统办公软件（如Word、Excel）的熟练使用，这固然重要，但对于培养未来信息素养来说，显然是不够前沿的。如果能增加一些基于虚拟机或者在线实验环境的现代网络配置和应用开发基础实验，这本书的价值会大大提升。

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