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出版者:清华大学

作者:彭澎

出品人:

页数:308

译者:

出版时间:2007-9

价格:29.00元

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isbn号码:9787302154150

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探索数字世界的无限可能：《现代工程学概论》 这是一本面向未来工程师和技术爱好者的指南，深入剖析支撑我们现代文明的工程学核心原理与实践。 它并非聚焦于计算机的内部构造或软件的逻辑编排，而是将视野投向更宏大、更具物理实体的领域——如何将科学原理转化为可靠、高效、可持续的现实解决方案。 第一部分：工程学的基石与思维模式 本书的第一部分旨在为读者奠定坚实的工程学思维基础。我们首先探讨工程学与纯科学的区别与联系，强调工程学的核心在于“设计”与“权衡取舍”（Trade-off）。 1.1 科学的转化：从定律到应用 深入剖析牛顿力学、热力学第一定律和电磁学基础在实际工程项目中的转化过程。例如，如何将傅里叶分析应用于信号处理的物理建模，而非停留在抽象的数学表达。重点阐述如何评估一个理论模型在真实世界环境（如温度波动、材料疲劳）下的适用性与局限性。 1.2 系统思维的建立 现代工程项目往往是复杂的系统集成。本章详细介绍了如何运用系统工程的方法论，从需求定义、架构设计到集成测试的全过程。我们运用经典的“V”模型来解释系统开发生命周期，并着重讨论如何识别和管理跨学科的接口风险。内容涵盖面向对象的设计思想在大型物理系统建模中的应用，以及如何利用状态图来描述复杂机械或电子系统的行为模式。 1.3 材料科学的物理基础 理解工程设计的物质载体至关重要。本章聚焦于结构材料（金属、复合材料、陶瓷）的微观结构如何决定其宏观力学性能——拉伸强度、屈服极限、疲劳寿命和蠕变行为。详细讲解布氏硬度、洛氏硬度等测试方法的物理意义，以及如何根据载荷类型选择合适的材料，例如在航空航天领域对高比强度材料的需求，与在土木工程中对高比模量材料的偏好。 第二部分：核心工程学科的深度剖析 本部分将读者带入工程学的三大核心支柱：机械、结构与热流体动力学。 2.1 结构力学与应力分析 本书对结构力学的探讨侧重于实际构件的受力分析。详细解析梁、柱、拱、壳等基本构件在静载、动载下的内力计算方法，包括欧拉-伯努利梁理论的适用范围及修正。重点内容包括： 断裂力学基础： 讲解Griffith裂纹扩展理论和Paris定律，用于预测材料在疲劳载荷下的寿命，这是保障桥梁、压力容器安全的关键。 有限元方法（FEM）的原理与实践： 以二维平面应力问题为例，解释如何将连续体划分为离散单元，并建立刚度矩阵。分析网格划分对计算结果精确度的影响，以及如何解读位移场、应力集中点的云图。 2.2 热力学与传热工程 深入探讨能源转换与热管理的设计原理。 热力学循环分析： 详细分析朗肯循环（蒸汽动力）、布雷顿循环（燃气轮机）的效率优化，并引入火用（Exergy）分析法，用于评估能源利用的真正潜力。 传热模式的耦合： 聚焦于热对流（自然与强制）的边界层理论，以及辐射换热的斯蒂芬-玻尔兹曼定律。在实际案例中，我们将分析如何设计高效的热交换器，以及如何通过鳍片结构最大化散热面积。 2.3 流体力学的应用 本章关注流体运动的控制与设计。从不可压缩流体的纳维-斯托克斯方程出发，重点讲解雷诺数（Re）在判断层流与湍流状态中的关键作用。 管道与泵站设计： 详细计算流体在管道中的沿程阻力和局部阻力，并介绍离心泵、轴流泵的性能曲线（扬程、效率），确保输送系统满足流量与压头要求。 空气动力学基础： 分析翼型（Airfoil）的升力与阻力系数，以及如何通过改变攻角（Angle of Attack）来控制气动力，这对于无人机和风力发电机叶片的设计至关重要。 第三部分：制造、控制与可持续性 工程项目的成功不仅在于设计，更在于精确的制造和可靠的运行管理。 3.1 先进制造工艺 本章超越了基础的切削加工，着重介绍现代制造技术。 数控（NC）编程与自动化： 简述G代码和M代码的结构，以及如何通过刀具路径规划实现复杂曲面的高效加工。 增材制造（3D打印）的原理： 探讨选择性激光熔化（SLM）和熔融沉积成型（FDM）的物理过程，分析其在快速原型制作和定制化零件制造中的优势与限制，特别是应力残余与各向异性问题。 3.2 自动控制系统原理 控制理论是确保工程系统稳定运行的核心。本书采用经典的经典控制（频域分析）和现代控制（时域、状态空间）相结合的方式进行阐述。 PID控制器的调校： 深入讲解比例（P）、积分（I）、微分（D）参数对系统瞬态响应（超调、调节时间）的影响，并介绍Ziegler-Nichols等经典调校方法，确保机械臂或温度回路的精确跟踪。 稳定性分析： 使用劳斯-赫尔维茨判据和波特图来判断闭环系统的稳定性，这是任何反馈控制系统设计的生命线。 3.3 工程伦理与可持续设计 最后，本书强调了工程师的社会责任。讨论生命周期评估（LCA）方法，用于量化产品从原材料获取到报废处理对环境的整体影响。探讨循环经济原则在结构设计中的应用，例如如何设计易于拆卸和材料回收的结构部件。 --- 《现代工程学概论》 旨在培养读者将物理定律转化为实际、可操作解决方案的能力，是迈向专业工程师职位的必经之桥梁。它关注的是钢筋、齿轮、热量传递和力反馈，而非二进制代码和数据结构。

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这本书的时代感太强了，我感觉自己好像回到了上世纪九十年代末期在图书馆里翻阅的那些计算机入门书籍。它对“互联网”的描述，仍然停留在拨号上网和局域网的初级阶段，对于云计算、大数据、移动互联这些如今构筑现代信息社会基石的概念，这本书里完全没有涉猎，或者提及时也只是寥寥数语，仿佛只是一个不重要的脚注。比如，书中详细描述了早期的文件管理系统和磁盘碎片整理的重要性，但对于现代操作系统如何通过虚拟内存和内存映射来优化资源分配，讲解得却非常模糊。让我尤其失望的是，在提到软件开发时，它仅仅停留在对高级语言（如C语言）语法结构的表面介绍，完全没有提及版本控制（Git）、敏捷开发流程或者任何现代软件工程的基本理念。我原本期待能对“软件”这个抽象概念有一个更现代化的理解，但这本书提供的视角已经严重滞后于当前的技术发展速度。阅读它，就像在学习如何驾驶一辆老爷车，理论知识或许通用，但对于如何应对今天的复杂交通环境，却束手无策。

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我花了整整一个周末才啃完这本书，坦白讲，阅读体验相当枯燥乏味，几乎没有可以提起兴趣的点。这本书的叙事风格极其刻板和教条化，仿佛是直接将技术文档逐字逐句地搬了过来，没有任何作者个人的思考或者引入鲜活案例的努力。例如，在介绍网络协议时，它只是简单罗列了TCP/IP模型的七层结构及其对应的功能描述，没有任何关于HTTP请求是如何在这些层上传递的实例分析，也没有提及如今流行的Web 3.0或者云计算环境下的这些基础概念是如何被扩展或重构的。我尝试去寻找一些能够引发我思考的“为什么”，比如为什么现在固态硬盘比机械硬盘快那么多，书里给出的解释仅仅是“寻道时间”的差异，缺乏对闪存技术原理的哪怕是简略的介绍。整本书的排版也让人头疼，大段的文字堆砌，少有图表来辅助理解复杂的逻辑关系。读完之后，我合上书本，脑海里留下的是一堆孤立的术语名词，缺乏将它们串联起来形成完整知识体系的能力。它更像是一本“官方标准说明书”，而不是一本能引导你进行学习和思考的教材。

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这本书在理论深度上设置了一个非常低的天花板，这让有一定技术背景的人读起来非常痛苦。书中对于逻辑电路的介绍，甚至还停留在对布尔代数和基本门电路（AND, OR, NOT）的讲解上，这对于很多高中理科生来说都是已经学过的内容。更令人不解的是，它将这些最底层的电子学概念与高级的网络安全知识放在了同一本书里，中间几乎没有平滑的过渡，导致整本书读起来像是由几个完全不相关的讲义拼凑而成。例如，上一章还在讨论如何用逻辑门设计一个加法器，下一章就突然跳到了介绍防火墙的基本工作原理，两者之间缺乏对信息处理从物理层到应用层连续演进的清晰脉络梳理。这种跳跃式的编排，极大地削弱了“基础”学习所必需的连贯性和系统性。它似乎更像是一个将各种零散的计算机科学主题强行塞进一本封面里的“大杂烩”，而非一本经过精心设计、逻辑严密的入门读物。我更希望看到的是一条清晰的认知路径，而不是一堆散落的知识碎片。

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这本《计算机基础》的书，说实话，我一开始是抱着很高的期望去买的。毕竟现在谁能离得开电脑呢，我希望能系统地了解一下这背后的原理。然而，读完之后，我的感觉是……怎么说呢，它更像是一本为完全没有接触过任何电子设备的人准备的入门指南。开篇对“什么是数据”、“二进制如何表示数字”的讲解，用了大量的篇幅和非常基础的类比，比如用水桶装水来解释位和字节。对于我这种已经会用Word、Excel，偶尔还会折腾一下软件安装的人来说，这些内容实在是有些过于冗余了。书中花了整整三分之一的篇幅来描述硬件的物理结构，比如CPU的引脚、内存条插槽的样子，甚至配了好几张非常清晰但对我来说毫无意义的拆机图。我更想知道的是，为什么我的电脑有时候会卡顿？软件的运行机制到底是什么？操作系统是如何管理资源的？这些更偏向于“应用层面”和“日常使用优化”的知识，在这本书里几乎找不到深入的探讨。它更像是一本《电脑硬件与数字概念的百科全书》，而不是一本能帮助我“用好”或“理解”现代计算的“基础”读物。如果目标读者是小学生，或许这本书是合格的，但对于希望提升自己信息素养的成年人来说，它提供的知识深度是远远不够的，读起来更像是在温习初中物理课本。

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如果用一个词来形容我对这本《计算机基础》的感受，那就是“平庸”。它做到了“基础”，但仅此而已。书中涵盖了所有应该包含的基础知识点，比如数字逻辑、存储器层次结构、输入/输出设备，但所有的讲解都停留在“是什么”的层面，拒绝深入“为什么”和“如何应用”。比如，在讲解操作系统时，它用大量的篇幅描述了进程与线程的定义，但当我试图理解操作系统调度算法的优缺点，或者不同调度策略如何影响用户体验时，书中只是轻描淡写地抛出了几个概念名称，没有给出任何实际的对比或模拟。这种教科书式的“面面俱到”反而导致了“一无是处”的阅读效果。作者似乎生怕遗漏了任何一个“基础”词汇，却忘记了读者真正需要的是将这些零散的知识点构建成一个可以解决实际问题的知识网络。这本书读完后，我感觉自己掌握了一堆分散的工具的名称，但依旧不知道如何用它们来建造一座房子。对于追求效率和实用性的读者来说，这本书的性价比极低，因为它占据了大量时间，却未能提供任何立即可用的洞察力。

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