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计算机与信息技术基础：通往数字世界的大门 作者： 资深IT教育专家团队 出版社： 科技创新出版社 建议零售价： 88.00元 开本： 16开 页码： 450页 装帧： 平装 --- 内容简介：聚焦前沿技术与未来趋势 本书并非对现有计算机基础知识的简单罗列，而是以面向未来、实践驱动为核心理念，深入剖析了信息技术领域正在经历的深刻变革，并着重讲解了支撑这些变革的关键技术栈。我们旨在为读者构建一个高屋建瓴、与时俱进的知识框架，使其不仅能理解计算机的“是什么”，更能洞察其“如何演进”以及“未来将往何处去”。 本书涵盖了计算科学的核心概念、数据处理的底层逻辑、网络通信的架构演进，以及人工智能与新兴计算范式的初步探索。全书结构清晰，内容紧密围绕当前业界对基础人才的最新要求展开。 第一部分：计算思维与冯·诺依曼架构的现代诠释 本部分将传统的计算原理提升至现代视角。我们不再停留于对二进制和布尔代数的基础描述，而是深入探讨现代CPU微架构（如乱序执行、多级缓存、SIMD指令集）如何影响软件性能。重点分析了并行计算的基础模型，包括指令级并行和线程级并行，为后续理解高性能计算打下坚实基础。同时，首次引入了量子计算的初步概念，探讨其与经典计算在原理上的根本区别，以及它对未来信息安全和复杂问题求解的潜在颠覆性影响，但侧重于其数学基础而非复杂的物理实现。 第二部分：数据结构与算法的效率革命 数据结构与算法的学习，在此书中被赋予了“面向大规模数据”的背景。我们详细讲解了传统数据结构（如树、图、哈希表）在内存访问局部性和分布式环境下的优化策略。特别强调了图数据库中的核心算法（如PageRank的变体）及其在社交网络分析中的应用。算法部分则侧重于近似算法、流式数据处理算法，以及NP-Hard问题求解的启发式方法，而非仅局限于教科书中的精确求解范式。这部分内容旨在培养读者在数据洪流中快速筛选、有效存储和高效处理信息的工程思维。 第三部分：现代操作系统与虚拟化技术栈 操作系统部分聚焦于云原生环境下的核心机制。详细阐述了容器技术（如Docker和Kubernetes的基础调度原理）如何利用Linux内核的命名空间和控制组（cgroups）实现轻量级隔离，这取代了传统的进程和内存管理概念成为新的基础。同时，本书对高性能I/O模型（如异步I/O、eBPF在内核跟踪中的应用）进行了深入分析，解释了现代服务器如何实现高并发的网络吞吐。虚拟化章节侧重于硬件辅助虚拟化（如VT-x/AMD-V）的工作原理，为理解云计算基础设施提供了底层视角。 第四部分：网络通信的演进与安全基石 在网络部分，本书跳出了传统的TCP/IP协议栈的静态介绍。重点解析了下一代网络架构，包括软件定义网络（SDN）的核心思想，以及网络功能虚拟化（NFV）如何改变数据中心布局。在安全层面，本书深入讲解了现代密码学的公钥基础设施（PKI）的工作流程，以及零信任架构的基本原则。对于Web安全，则着重分析了TLS 1.3的握手机制和现代Web框架中针对XSS/CSRF的防御机制，而非停留在简单的防火墙概念上。 第五部分：新兴计算范式：AI、边缘与区块链 本部分是本书最具前瞻性的内容。我们不教授如何训练复杂的神经网络模型，而是着重讲解AI对传统计算范式的影响。讨论了GPU并行计算模型（CUDA/OpenCL的简化概念）如何成为通用计算的加速器，以及边缘计算对网络延迟和数据隐私提出的新要求。区块链章节则聚焦于分布式共识机制（如PoS的演进）在数据溯源和身份管理中的应用潜力，而非聚焦于特定加密货币的交易细节。这部分内容帮助读者建立对未来计算平台形态的宏观认知。 本书特色与目标读者 前沿性与深度兼顾： 避免了对过时技术的冗长叙述，所有知识点均与当前业界主流技术栈紧密关联，内容深度适中，确保读者不仅知其然，更知其所以然。 思维训练优先： 强调计算思维的建立，通过分析复杂系统的底层逻辑，培养读者解决非标准问题的能力。 目标读者： 1. 理工科高年级本科生及研究生： 寻求超越传统教材、对接产业前沿知识的补充读物。 2. 初级及中级软件工程师： 希望系统性地回顾并加深对操作系统、网络和底层架构理解的专业人士。 3. IT行业转型或跨界学习者： 需要快速建立起对现代信息技术体系全面、深刻认知的学习者。 本书旨在成为连接基础理论与尖端实践的桥梁，帮助读者掌握驾驭数字未来的核心能力。
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