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页数:274

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出版时间:2007-1

价格:23.00元

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isbn号码:9787302154853

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• 计算机基础
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计算机科学基础：从零开始的逻辑与实践指南 本书旨在为初学者提供一套全面、系统且循序渐进的计算机科学基础知识体系，覆盖现代计算的基石概念、核心原理及实际应用层面。它不是对特定大学教材的简单复述，而是一本侧重于构建坚实理论框架和培养实践思维的独立教程。 --- 第一部分：计算的本质与历史脉络 本部分将带领读者穿越时空，理解“计算”这一概念的深层含义及其演进历程。我们将从哲学和数学的角度探讨什么是信息，信息如何被量化和处理，这为后续的硬件和软件学习奠定基础。 第一章：计算思维的萌芽 人类的计算需求： 探讨古代人类在计数、天文观测和工程计算中的需求，引出对自动化计算工具的渴望。 逻辑学的基石： 介绍亚里士多德的形式逻辑，以及莱布尼茨的通用语言构想。重点阐述布尔代数（Boole Algebra）作为现代电子计算的数学基础，如何用“真”与“假”来表示所有复杂的逻辑关系。 图灵的远见： 详细解读艾伦·图灵的“图灵机”概念——一个抽象的数学模型，它定义了“可计算性”的边界。理解为什么图灵机是现代计算机理论的理论上限，并讨论停机问题等不可判定性问题。 第二章：硬件的演进与核心架构 本章聚焦于如何将抽象的逻辑转化为物理实体。我们将追溯从继电器到真空管，再到晶体管和集成电路的革命性发展。 冯·诺依曼架构的奠基： 深入解析存储程序（Stored-Program Concept）的革命性意义。详细剖析现代计算机的五大核心组成部分：输入设备、输出设备、运算器、控制器和存储器，以及它们之间的数据流和控制流。 数据表示与编码： 解释二进制系统的强大之处。如何用0和1表示数字、字符（ASCII与Unicode）、图像和声音。理解定点数和浮点数的存储方式及其精度限制。 中央处理器（CPU）的工作原理： 剖析指令集（Instruction Set）、时钟周期、寄存器和流水线技术。解释取指、译码、执行和写回这四个基本步骤是如何在微秒级别上实现复杂计算的。 --- 第二部分：软件的构造与抽象层次 如果说硬件是计算机的“骨骼”，那么软件就是驱动其功能的“灵魂”。本部分旨在揭示软件是如何从底层机器指令逐步抽象成我们日常使用的应用程序。 第三章：汇编语言与机器码的桥梁 机器语言与指令集架构（ISA）： 探讨不同CPU家族（如x86, ARM）的指令集差异。理解机器码如何直接映射到CPU的操作。 汇编语言的视角： 介绍汇编语言作为机器语言的助记符表示，如何帮助程序员更精细地控制硬件资源（如内存地址、寄存器分配）。通过简单的加法和跳转指令示例，展示底层编程的思维模式。 编译与解释： 首次引入高级语言的概念。对比编译型语言（如C/C++）和解释型语言（如Python）在执行效率和灵活性上的权衡。 第四章：操作系统——资源的管理者 操作系统是硬件与应用软件之间的关键中间件。本书将重点探讨其核心功能，而非特定操作系统的操作指南。 进程与线程管理： 什么是进程？进程如何被创建、调度和终止？深入理解并发（Concurrency）和并行（Parallelism）的区别，以及线程作为轻量级执行单元的作用。 内存管理机制： 阐述虚拟内存的概念，为什么它能让程序“看起来”拥有比物理内存更大的空间。详解分页（Paging）和分段（Segmentation）如何实现内存保护和地址翻译。 文件系统与I/O： 讨论持久化存储的挑战。文件系统的结构（如目录树、索引节点）如何将逻辑上的文件结构映射到磁盘的物理扇区，以及I/O（输入/输出）操作的缓冲与中断处理。 --- 第三部分：数据结构与算法的艺术 这是计算机科学的心脏部分。本部分侧重于高效组织数据和设计解决问题的通用方法论，而不拘泥于任何特定编程语言的语法细节。 第五章：组织信息：核心数据结构 数据结构的选择直接决定了算法的效率。本书将深入分析几种最常用且功能强大的结构。 线性结构回顾与深化： 链表（单向、双向、循环）相对于数组的优势与劣势。栈（Stack）作为后进先出（LIFO）的应用（如函数调用栈），队列（Queue）作为先进先出（FIFO）的应用（如任务调度）。 非线性结构的统治力： 详解树（Tree）结构，特别是二叉搜索树（BST）的插入、查找和删除操作。引出平衡树（AVL, Red-Black Tree）如何保证操作效率的对数时间复杂度$O(log n)$。 图论基础： 介绍图（Graph）模型，用于表示网络、关系和路径问题。学习图的遍历算法：广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）。 第六章：解决问题的蓝图：算法设计 算法是解决特定计算问题的精确步骤集。本书强调分析算法的性能。 算法效率分析： 引入大O表示法（Big O Notation）来描述算法在最坏情况下的性能增长趋势。理解$O(n)$、$O(n^2)$和$O(log n)$在实际应用中的巨大差异。 经典排序与搜索算法： 详细分析冒泡排序、插入排序、快速排序和归并排序的工作原理和复杂度，理解为何快速排序在实践中常占主导地位。 设计范式： 介绍核心算法设计思想：分治法（Divide and Conquer，如归并排序），贪心算法（Greedy Algorithms），以及动态规划（Dynamic Programming）——如何通过分解重叠子问题来避免重复计算。 --- 第四部分：网络通信与信息安全概览 在现代社会，计算不再是孤立的。本部分将探讨信息如何在全球范围内高效、安全地流动。 第七章：全球信息高速公路 网络基础概念： 解释局域网（LAN）与广域网（WAN）的区别。引入数据包（Packet）的概念，理解数据如何在网络中被分割、传输和重组。 TCP/IP协议栈的层次结构： 重点讲解四层模型（物理层、数据链路层、网络层、应用层）。深入分析IP地址（IPv4与IPv6）和MAC地址的作用，以及路由器的核心功能。 万维网（WWW）的运作： 介绍HTTP协议（请求与响应机制）、URL的结构，以及客户端（浏览器）和服务器之间如何协作加载网页内容。 第八章：信息安全与隐私保护 基础安全威胁： 识别常见的网络攻击类型，如恶意软件、拒绝服务攻击（DoS）和钓鱼攻击。 加密技术原理： 区分对称加密（如AES）和非对称加密（如RSA）。理解公钥和私钥在安全通信（如TLS/SSL握手）中的关键作用。 计算伦理与数据隐私： 讨论数据在云端存储和个人信息收集带来的社会责任和隐私挑战。 --- 本书特色总结： 强调原理，弱化特定工具： 本书不侧重于教授某一特定操作系统或编程语言的语法，而是致力于解释支撑所有工具背后的通用计算原理。 理论与实践的平衡： 每一章节都配有概念性的深度解析和适量的、旨在阐明原理的“思维实验”或伪代码示例。 构建知识树状结构： 确保读者在学习新概念时，能清晰地看到该概念如何与已学知识（如布尔代数与CPU指令，数据结构与算法效率）相互关联，从而形成一个完整的计算机科学知识地图。 通过阅读本书，读者将能够超越仅仅会“使用”计算机的层面，真正理解“计算机是如何工作”的，为未来深入学习任何专业方向（如软件工程、数据科学、人工智能）打下最坚实、最不受时效性影响的理论基础。

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这本书的封面设计得非常朴实，没有花哨的图案，深蓝色调让人感觉沉稳可靠。刚翻开第一页，我就被其详尽的目录吸引了，清晰地勾勒出了计算机科学的全貌，从最基础的硬件组成到复杂的软件应用，层次分明。初学者会发现，作者在讲解抽象概念时，总能找到非常贴近日常生活的类比，比如用家里的电器比喻CPU的工作原理，或者用图书馆的分类系统来解释操作系统的文件管理。这种由浅入深的讲解方式，极大地降低了初学者的畏难情绪。特别是关于二进制和逻辑运算的部分，作者不仅给出了严格的数学定义，还穿插了大量的实际应用案例，让我这个之前对数字逻辑感到头疼的人，也能在脑海中构建出清晰的逻辑流程图。虽然书中涵盖了大量基础知识，但作者的叙述语调始终保持着一种温和而鼓励的姿态，仿佛一位耐心的导师在身旁细心指导。阅读体验非常流畅，几乎没有遇到需要反复琢磨才能理解的晦涩段落，这对于一本基础教材来说，实属难得。

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我过去尝试过几本类似的入门级计算机书籍，但它们往往过于侧重理论的深度，导致我很快就迷失在术语和公式的海洋里。然而，这本《大学计算机基础》却展现出一种罕见的实用主义精神。它并没有止步于“是什么”，而是深入探讨了“如何用”。举例来说，在讲解数据库基础时，书中不仅仅介绍了关系代数，更花了大篇幅去演示如何使用标准的SQL语句来构建和查询一个小型库存系统，这种即学即用的设计理念，让我感觉学习过程充满了即时的成就感。同样，在介绍办公软件的高级应用时，它提供的技巧和快捷键，绝非停留在基础操作层面，而是深入到了如何利用宏命令或高级公式来自动化处理重复性工作，这对于提升日常工作效率的帮助是立竿见影的。这本书的作者显然对当代职场和学术研究中对计算机基础知识的实际需求有着深刻的洞察。

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这本书的排版和图示质量简直是教科书级别的典范。我尤其欣赏它在讲解数据结构和算法时所采用的动态化展示方法，虽然是纸质书，但通过精心设计的流程图和伪代码注释，那些原本抽象难懂的排序和查找过程，变得仿佛可以亲眼目睹其运作轨迹。不同于市面上很多充斥着大量文字堆砌的教材，这本书的每一页都经过了精心的布局，图文并茂达到了完美的平衡。当涉及到网络协议（比如TCP/IP模型）这种需要空间想象力的内容时，作者构建的三维示意图和分层图，简直是神来之笔，一下子就把复杂的网络交互过程具象化了。而且，书中的字体选择和行距都非常适宜长时间阅读，长时间盯着看也不会感到眼睛酸涩疲劳。装订质量也很过硬，书脊结实，即便是频繁翻阅查找特定章节，也丝毫没有松散的迹象，看得出来出版方在细节上确实下了真功夫，让人愿意把它当作一本可以长期参考的工具书来珍藏。

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阅读此书的过程，更像是一场精心策划的思维训练，而非枯燥的知识灌输。每当一个章节结束，作者都会设置一系列层次递进的习题，这些习题的设计极其巧妙，它们不仅仅是简单的事实回顾，更多的是要求读者进行分析、比较和综合运用所学知识。例如，一个关于操作系统内存管理的题目，可能要求你对比不同分配策略的优缺点，并根据给定的应用场景推荐最佳方案，这迫使我必须调动之前学到的所有相关知识点进行交叉思考。这种强迫性的实践和反思环节，极大地锻炼了我结构化思考的能力。总体而言，这本书的价值远远超出了普通教材的范畴，它成功地将复杂的技术概念转化为清晰、可操作的认知框架，对于任何想要系统性梳理和夯实自己计算机科学底层逻辑的人来说，都是一本不可多得的优秀读物，它确实起到了“筑基”的作用。

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这本书最让我感到惊喜的是它对新兴技术领域的前瞻性探讨，尽管定位是“基础”读物，但作者的视野显然没有被局限在传统的课程大纲内。在最后几章，我惊喜地发现了关于人工智能的基本概念介绍，包括机器学习的入门逻辑以及深度学习的简化模型概述，这些内容被处理得恰到好处，既没有过度专业化到令人望而却步，又足以激发读者对未来技术趋势的好奇心。此外，书中还穿插了一些关于信息安全和隐私保护的讨论，以生动的案例警示了数字时代公民应具备的基本素养，这在当今这个信息爆炸的年代显得尤为重要。作者并未将这些内容视为可有可无的附加品，而是将其视为现代“计算机基础素养”不可分割的一部分，体现了极高的责任感和教育者的远见卓识。

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