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出版者:机械工业出版社

作者:超级容易学电脑编委会

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2007-8

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787111217305

丛书系列:

图书标签:

• 电脑基础
• 电脑入门
• 办公软件
• 信息技术
• 零基础
• 自学
• 教程
• 技能提升
• 实用指南
• 数码技能

深入理解现代计算理论与实践：从底层逻辑到前沿应用 图书名称： 深入理解现代计算理论与实践：从底层逻辑到前沿应用 内容简介： 本书旨在为读者构建一个全面、系统且深入的现代计算科学知识体系。我们摒弃了针对特定软件或工具的浅尝辄止，而是将焦点置于计算的本质、底层原理以及支撑当今信息技术飞速发展的核心理论框架。全书内容严谨，逻辑清晰，旨在培养读者从根本上理解计算机系统、算法设计、数据结构和计算模型的能力，从而能够应对未来技术变革带来的挑战。 第一部分：计算的基石——逻辑与信息表示（约300字） 本部分将追溯计算的哲学和数学根源。我们从布尔代数和命题逻辑出发，阐述逻辑运算如何构筑起所有数字系统的基础。随后，深入探讨信息的量化与编码，包括不同进制系统（二进制、十六进制、浮点数表示法）的转换机制和精度限制。重点解析了信息的熵（Entropy）概念及其在数据压缩中的理论意义。我们将详细剖析冯·诺依曼架构的精髓，包括指令集的概念、程序计数器、寄存器组以及内存层次结构的设计哲学。通过对这一基础的扎实掌握，读者将能够理解软件指令如何转化为硬件层面的物理操作。此外，本章还会涉及早期的图灵机模型，作为计算能力极限的理论探讨。 第二部分：硬件架构与系统组织（约450字） 本部分聚焦于将逻辑转化为物理实体的过程。我们将详细分析中央处理器（CPU）的微架构，包括流水线技术（Pipeline）、超标量（Superscalar）设计、分支预测（Branch Prediction）以及乱序执行（Out-of-Order Execution）的工作原理，这些是提升现代处理器性能的关键技术。深入讲解了缓存（Cache）的设计哲学——多级缓存的一致性维护协议（如MESI协议）和替换策略。内存管理单元（MMU）的运作机制是本章的重点，剖析了虚拟内存如何通过分页（Paging）和分段（Segmentation）机制实现高效的地址翻译和进程隔离。 在系统组织层面，我们系统地介绍了操作系统（OS）的核心功能。这不仅包括进程与线程的管理、调度算法（如优先级抢占、时间片轮转）的效率分析，还详细阐述了并发控制的挑战，例如死锁的条件、检测与避免策略（如银行家算法）。文件系统的组织结构，从逻辑视图到物理存储，以及不同磁盘调度算法（如SSTF、LOOK）的性能权衡，都将得到细致的论述。最后，本部分将涉及并行计算的基础，探讨多核处理器（Multi-core）与众核处理器（Many-core）在架构上的区别及其对程序设计带来的新要求。 第三部分：算法的效率与设计范式（约450字） 算法是解决问题的核心工具。本部分将构建严格的效率分析框架。我们从渐近分析法（大O、Ω、Θ符号）入手，建立量化评估算法性能的标准。针对常见数据结构（如平衡二叉搜索树AVL、红黑树，堆结构，哈希表）的实现原理及其时间复杂度进行深入剖析，探究其在不同应用场景下的适用性。 设计范式方面，本书将系统介绍四种核心的算法设计思想：分治法（Divide and Conquer，以快速排序、归并排序为例）、贪心算法（Greedy Algorithms）、动态规划（Dynamic Programming，着重于最优子结构和重叠子问题的识别）以及回溯法。针对NP完备性问题，我们将详细讲解可归约性（Reducibility）的概念，并探讨近似算法（Approximation Algorithms）在处理不可行问题时的实际价值。最后，本部分将涉及图论算法的高级应用，如最短路径（Dijkstra、Floyd-Warshall）和最小生成树（Prim、Kruskal）。 第四部分：网络通信与分布式系统（约300字） 现代计算无法脱离网络环境。本部分深入讲解了TCP/IP协议栈的每一层功能，不仅仅停留在OSI七层模型的概念层面，而是详述了IP寻址、子网划分（CIDR）、TCP的可靠性保证机制（滑动窗口、拥塞控制算法如Tahoe和Reno）的内部逻辑。 在分布式系统的核心挑战部分，我们关注一致性与容错性。CAP定理（一致性、可用性、分区容错性）的数学推导及其在实际NoSQL数据库设计中的指导意义将是重点。我们还会分析分布式事务的解决方案，例如两阶段提交（2PC）的局限性，以及Paxos或Raft等现代共识算法的原理，理解它们如何在存在节点故障的情况下达成系统范围内的状态同步。数据一致性模型（强一致性、最终一致性）的选择对构建高性能、高可靠服务的关键性作用将贯穿本部分始终。 总结展望： 本书不教授如何“使用”特定的软件，而是提供了一套“理解”计算世界运行规律的底层工具箱。完成本书的学习后，读者将具备对新硬件架构、新编程范式以及复杂系统设计难题进行深入分析和批判性评估的能力。本书适合具有一定编程基础，渴望突破应用层限制，深入探究计算机科学核心原理的工程师、研究人员和高级学生。

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最让我印象深刻的，是这本书在细节处理上体现出的对学习者心理的洞察。它似乎预设了读者可能会在哪些地方卡住，并在对应的章节后面，非常贴心地设置了“常见误区提示”或“再试一次”的板块。这和那些只是平铺直叙地讲完知识点就戛然而止的书籍，有着天壤之别。比如，在涉及到软件安装权限设置的时候，它特别标注了一条：“如果你看到‘管理员权限’提示而感到害怕，别担心，这只是电脑在和你确认，点‘是’通常是安全的。” 这种预判性的指导，极大地缓解了初学者的那种“我点错了会不会把电脑搞坏”的焦虑感。此外，书的最后还附带了一个在线资源链接的指引，这说明作者和出版社并没有把这本书当作一个孤立的产品，而是将其视为一个持续学习旅程的起点，这种超越纸张本身的延伸服务，体现了一种对读者负责的态度，让人感觉非常踏实和可靠。

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这本书的语言风格，我必须得着重提一下，它完全打破了我对技术书籍的刻板印象。通常的技术手册读起来就像是在啃干面包，枯燥乏味，充满着“是故”、“毋庸置疑”这类词汇。但这本书的作者似乎用了非常幽默和口语化的方式来解释问题。比如，在解释“云存储”这个概念时，它没有引用任何官方定义，而是用了一个非常生动的比喻——把你的文件想象成放在一个超级安全、永不失窃的“数字衣柜”里，并且这个衣柜可以瞬间出现在任何地方。这种拟人化的叙事技巧，让原本抽象的概念瞬间具象化了。我发现自己常常会因为看到某个有趣的比喻而忍不住笑出声来，这在以往的阅读经历中是极为罕见的。这种轻松愉快的阅读体验，有效地降低了学习门槛，也让我在遇到挫折时，不会因为阅读体验的枯燥而产生放弃的念头。它更像是一个陪伴你成长的伙伴，而不是一个冷冰冰的指导手册。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，那种简约而不失活力的风格，一下子就抓住了我的眼球。拿到手里的时候，我就感觉到它不同于那些厚重、堆砌着专业术语的电脑书。书本的纸张质量摸上去很舒服，不是那种廉价的、一摸就指纹遍布的纸张，翻页时的声音也带着一种恰到好处的“沙沙”感，让人心情愉悦。更别提它字体排版了，间距和字号的拿捏简直是艺术，即便是不太习惯长时间阅读的人，看起来也不会觉得眼睛疲劳。我特别留意了一下目录结构，发现它似乎有意避开了那种传统的、从硬件到操作系统的硬性划分，而是更倾向于功能的实用性来组织内容，这让我这个初学者感到非常友好，仿佛它不是在教你“知识点”，而是在引导你进行一场探险。书脊的装帧也很结实，看起来可以经受得住反复的查阅和携带，这对于我这种喜欢随时带着参考书的人来说，绝对是一个加分项。从包装和初步的触感到排版细节，这本书无疑展现了出版方在用户体验上下的真功夫，让人对内容本身充满了期待，这不仅仅是一本书，更像是一个精心准备的入门工具包。

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我花了将近一个下午的时间，对照着书中的一些基础设置章节进行了实际操作，体验感真是出乎意料地顺畅。很多我以前觉得晦涩难懂的概念，比如文件路径的理解或者简单的网络连接设置，在书中的描述下变得像在和一位耐心且经验丰富的邻家长辈聊天一样，没有一丝高高在上的感觉。特别是它关于“快速上手”的那些小技巧，简直是化腐朽为神奇。举个例子，书里提到处理几个常见软件的冲突问题时，它没有直接给出复杂的注册表修改方案，而是提供了一个非常直观的“三步走”策略，我照着试了，果然问题迎刃而解，整个过程不超过五分钟。这种强调“立竿见影”效果的处理方式，极大地增强了我学习的动力。它似乎深谙现代人对效率的追求，不把时间浪费在无谓的理论推导上，而是聚焦于如何让读者立刻能在自己的电脑上看到成果，这种务实的态度，让我对后续更深入的内容也充满了信心。

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这本书的配图质量和布局安排，可以说是国内同类书籍中的佼佼者。我之前买过几本号称“图文并茂”的书，结果图片模糊不清，或者只是简单地截取一个软件界面，根本看不出重点。但这本的插图，每一个都是精心挑选和绘制的。它们不是简单地复制屏幕内容，而是通过高亮、箭头、甚至是手绘的注释框，精确地指出了操作的关键点。例如，当讲到系统更新的复杂步骤时，它不是简单地列出清单，而是用一个流程图的样式，将每一步的因果关系清晰地展现出来，配上简洁的文字说明，让人一目了然。而且，书中的图文穿插非常自然，内容块和图片块之间留白适度，页面看起来呼吸感十足，不会让人有信息过载的压迫感。这种对视觉呈现的重视，表明了出版方对“零基础学习者”的深度理解——对我们来说，视觉辅助往往比大段文字来得更有效。

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