大学计算机基础（上） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学

作者:黄纯国，陈康主编

出品人:

页数:299

译者:

出版时间:2006-8

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787030177094

丛书系列:

图书标签:

• 计算机基础
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• 高等教育
• 计算机科学
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• 教材

《计算机科学导论：从硬件到人工智能的全面解析》 图书简介 本书旨在为初学者和希望系统梳理计算机知识体系的读者，提供一套全面、深入且与时俱进的计算机科学基础导论。我们致力于构建一座坚实的桥梁，连接抽象的理论概念与实际的工程应用，涵盖从最底层的硬件结构到前沿的人工智能算法等多个维度。本书摒弃了传统教材中常见的零散知识点堆砌，而是采用模块化、递进式的叙事结构，确保读者在学习过程中能够建立清晰的知识地图和逻辑脉络。 第一部分：计算的基石——硬件与底层原理 本部分聚焦于计算机系统的物理基础和信息处理的本质。我们将深入探讨冯·诺依曼体系结构的精髓，剖析中央处理器（CPU）的工作机制，包括指令集架构（ISA）、流水线技术和缓存层次结构对性能的决定性影响。不同于仅仅罗列硬件部件，我们将详细阐述二进制逻辑如何通过布尔代数转化为复杂的运算单元（如加法器、多路选择器），最终构建出算术逻辑单元（ALU）。 在存储系统方面，我们将超越简单的内存/硬盘分类。深入解析易失性存储（DRAM/SRAM）与非易失性存储（闪存、SSD）的工作原理、存取时间差异及其在操作系统中的作用。同时，本书会用大量图表和实例，清晰解释内存管理单元（MMU）如何实现虚拟内存，解决地址转换和进程隔离问题。 此外，我们还会用一整章的篇幅来剖析计算机网络的基础协议栈。从物理层的数据编码到数据链路层的帧结构，再到网络层的IP寻址与路由机制（重点讲解OSPF与BGP的简化模型），最后过渡到传输层的TCP可靠性保证（三次握手、四次挥手、拥塞控制算法）。读者将理解互联网数据包的完整生命周期，而非仅仅停留在“浏览器输入网址”的表面认知。 第二部分：软件的骨架——数据结构与算法的艺术 如果说硬件是计算机的“肌肉和骨骼”，那么数据结构与算法就是驱动其高效运行的“灵魂”。本部分是本书的核心，强调效率分析（时间复杂度和空间复杂度）的重要性。 我们将系统地介绍经典数据结构：线性结构（数组、链表、栈、队列）的动态内存操作；非线性结构（树形结构，包括二叉树、平衡搜索树AVL与红黑树的插入删除机制）在高效查找中的应用；以及图结构（邻接矩阵与邻接表表示法）在现实世界问题建模中的强大能力。 算法部分，本书不仅仅介绍排序（如快速排序、归并排序）和搜索（DFS/BFS）的实现，更注重算法思想的提炼。我们会用具体案例（如最短路径问题Dijkstra算法、最小生成树Prim/Kruskal算法）来讲解贪心算法和动态规划（通过最长公共子序列、背包问题等经典案例进行分解介绍）的设计范式。读者将学会如何根据问题的特性，选择并设计最优的算法解决方案。 第三部分：逻辑的实现——程序设计语言与范式 本部分旨在培养读者的编程思维，而非仅仅学习某一门语言的语法细节。我们选取C语言作为理解底层内存操作和系统调用的基础，并使用Python来展示高级语言的简洁性和在数据处理中的强大能力。 在面向对象编程（OOP）方面，我们将深入探讨封装、继承与多态的真正含义，以及它们如何通过类的设计模式（例如工厂模式、单例模式的初步介绍）来管理复杂系统的构建。本书会用跨语言的视角，比较过程式编程、面向对象编程以及函数式编程（如高阶函数、不可变性）各自的适用场景和哲学思想。 此外，本部分还会专门讨论编译与解释过程的区别。读者将了解源代码如何经过预处理、编译、汇编到链接，最终生成可执行文件的全过程，从而理解程序运行慢或快的深层原因，为后续的性能调优打下基础。 第四部分：系统的管理与抽象——操作系统与数据库 操作系统是管理硬件资源的软件层。本书将重点剖析进程与线程的区别、生命周期和并发控制机制（如互斥锁、信号量）。我们用生动的例子（如哲学家用餐问题）解释死锁的四个必要条件及其避免策略。 在文件系统方面，本书会比较FAT、NTFS和Ext4等主流文件系统的设计理念，解释文件索引节点（Inode）的作用以及数据恢复的基本难度。 数据库管理系统（DBMS）部分，我们将从关系代数的理论基础出发，引入SQL语言，并详细讲解数据库规范化的目的（消除数据冗余和更新异常）。对于性能考量，我们会解析索引（B+树）的工作原理，以及事务的ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）是如何通过日志和锁机制保障的。 第五部分：前沿视野——数据科学与人工智能的入口 作为对现代计算领域的展望，本部分将简要介绍当前最热门的领域。我们将概述数据科学流程（数据采集、清洗、分析），并介绍统计学基础在数据分析中的应用。 在人工智能领域，本书不会涉及复杂的数学推导，而是侧重于概念的清晰化。我们会解释机器学习与深度学习的基本区别，介绍监督学习、无监督学习的基本模型（如线性回归、K-Means聚类）的应用场景，并简要介绍神经网络的基本结构和前向/反向传播的直观意义，为读者后续深入学习打下坚实的知识框架。 总结 《计算机科学导论：从硬件到人工智能的全面解析》旨在提供一个宏大且结构严谨的视角，让学习者不仅知道“计算机能做什么”，更明白“计算机是如何做到这些的”。全书注重理论与实践的结合，案例丰富，旨在培养读者独立分析和解决问题的计算思维能力，为未来深入学习任何计算机细分领域奠定坚实的基础。

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