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出版者:电子工业出版社

作者:

出品人:

页数:157

译者:

出版时间:2007.08

价格:15.3

装帧:平装

isbn号码:9787871210349

丛书系列:

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《数字文明的基石：信息科学前沿理论与实践》 内容概要： 本书旨在为读者构建一个宏大而精微的数字信息世界图景，深入探讨信息科学领域内一系列奠基性的理论框架、正在兴起的颠覆性技术以及其实际应用中的复杂挑战。它不是对特定学科知识的简单罗列，而是一部引导读者理解信息如何被编码、传输、处理、保护，并最终成为驱动现代社会运转的核心动力的思想指南。 全书共分为六大部分，超过三十个独立章节，内容跨越了从基础数学模型到前沿人工智能伦理的广阔范围。 --- 第一部分：信息论的数学本质与信息组织结构 本部分着重于信息科学的理论基石。我们从香农的信息论出发，细致剖析了熵的概念如何量化信息的不确定性和内容容量，并将其应用于信源编码和信道编码的效率极限分析。我们将探讨图论在网络拓扑结构建模中的关键作用，特别是处理复杂系统中的连接性和鲁棒性问题。 关键内容点： 扩展的霍夫曼编码与算术编码的性能对比；最小生成树算法在资源分配中的应用；布尔代数在逻辑电路设计中的基础地位；以及信息在概率图模型（如贝叶斯网络）中如何表示复杂的因果关系和依赖性。本书特别关注于信息压缩的理论瓶颈，包括有损压缩（如小波变换在图像处理中的基础应用）与无损压缩的算法实现细节。 第二部分：计算模型与复杂性理论 本部分聚焦于“什么是可计算的”以及“什么是高效可计算的”这一核心哲学与工程问题。我们将详细介绍图灵机模型——这一计算的抽象终极形态——并阐述其在理论计算机科学中的不可替代性。 关键内容点： 对递归函数理论的深入解析；可判定性问题（如停机问题）的不可解性证明及其哲学意义。随后，我们将进入计算复杂性理论的殿堂，详细区分P、NP、NP-完全问题和PSPACE等复杂度类。书中通过具体的实例（如旅行推销员问题、SAT问题）来阐释NP-完全性的重要性，并讨论当前在寻找P=NP问题的近似算法和启发式方法上的进展，强调量子计算在打破经典复杂度界限上的潜力与挑战。 第三部分：现代计算机体系结构与并行计算范式 理解软件的性能，必须深入到硬件的物理实现。本部分剖析了现代CPU、内存层次结构以及异构计算环境的设计哲学。 关键内容点： 对流水线技术、超标量架构和缓存一致性协议（如MESI协议）的详尽描述。我们探讨了从向量处理器到多核CPU，再到GPU（图形处理器）作为通用计算加速器的演变历程。特别地，本章将重点介绍大规模并行处理（MPP） 和分布式计算架构（如集群计算、网格计算）中的数据同步、负载均衡和容错机制。涉及的概念包括Amdahl定律对并行加速的限制分析，以及消息传递接口（MPI） 在跨节点通信中的应用实践。 第四部分：数据管理与高性能存储系统 数据已成为数字经济的血液。本部分关注如何高效、可靠地组织、存储和检索海量数据。 关键内容点： 关系型数据库管理系统（RDBMS）的ACID特性的内部实现机制，包括两阶段锁定协议和MVCC（多版本并发控制）。我们随后转向NoSQL数据库的兴起，对比键值存储、文档数据库、列式存储和图数据库在特定应用场景下的优势与权衡。存储系统方面，本书详述了RAID级别的容错配置、SSD的磨损均衡算法、以及分布式文件系统（如HDFS）如何解决单一节点的I/O瓶颈和数据持久化问题。 第五部分：网络通信与安全协议栈 本部分深入网络通信的底层逻辑和应用层安全保障。 关键内容点： 对TCP/IP协议栈的分层模型进行透彻解析，重点讨论TCP的拥塞控制算法（如Reno、Cubic）如何动态调节传输速率。在安全领域，本书详细介绍了公钥基础设施（PKI） 的工作原理，包括数字证书的签发、验证和吊销流程。加密部分涵盖了对称加密（AES的轮函数分析）和非对称加密（RSA和ECC的数学基础），并探讨了TLS/SSL握手过程中的密钥交换和身份认证机制，强调了零信任架构在现代企业网络安全中的设计原则。 第六部分：智能系统的基础与伦理挑战 本部分前瞻性地探讨了赋予机器“智能”所需的数学工具，以及随之而来的社会责任。 关键内容点： 机器学习的基础——线性代数和优化理论。我们详述了反向传播算法的数学推导，以及梯度下降法在模型训练中的收敛性分析。深度学习章节涵盖了卷积神经网络（CNN）的空间特征提取能力和循环神经网络（RNN/LSTM）处理序列数据的能力。最后，本书提出了一个关于人工智能伦理的严肃讨论：算法偏见（Bias）、决策的可解释性（XAI）以及超级智能的潜在风险与监管框架构建。 --- 本书特点： 《数字文明的基石》的编写风格力求严谨而不失启发性。它融合了计算机科学的核心理论深度与当前工程实践的前沿动态，旨在帮助读者建立一个连贯、结构化的知识体系，从而能够理解和驾驭下一代信息技术的浪潮。书中避免了对单一编程语言或特定商业工具的过度侧重，而是聚焦于那些跨越技术迭代周期的底层原理和普适性模型。适合作为高等教育阶段的专业教材，或有志于从事信息技术领域深度研发人员的参考工具书。

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我花了一个周末的时间，大致浏览了这本书的目录和前几个章节的结构，最大的感受就是它的逻辑跳跃性非常强，有一种教科书式的严谨，但又充满了学术研究的野性。它似乎并不打算手把手地教你如何操作某个软件或完成某个项目，而是更专注于构建一个宏大且坚实的理论底层框架。比如，在阐述某个核心算法的演进历史时，作者没有采用传统的线性叙事，而是通过对比不同学派的观点，用一种辩证分析的方式来推进论述，这迫使读者必须调动自己已有的知识储备进行深度思考和主动联结。这种阅读体验是比较“硬核”的，它要求你必须全神贯注，稍有走神便可能跟不上作者的思维链条。对我个人而言，这种挑战性恰恰是吸引我的地方，因为它能有效地检验和提升我对该领域基础概念的掌握程度。坦白说，初读时会感到有些吃力，很多地方需要反复研读，甚至需要对照其他辅助资料来辅助理解，但一旦跨越了最初的认知壁垒，那种豁然开朗的感觉是其他轻松读物无法比拟的。它更像是一份高强度的智力训练手册。

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我注意到这本书在引文和参考文献的处理上，体现出一种令人钦佩的学术诚信和广度。翻阅末尾的索引部分，可以看到它横跨了近六十年的经典论文、最新的会议记录，甚至包括了一些非主流但具有启发性的技术报告。这表明作者在撰写过程中进行了海量的文献调研，其论点的支撑非常扎实，不是空穴来风的个人臆断。更值得称道的是，它并非简单地堆砌引用，而是将这些引文巧妙地融入到行文之中，形成了一种与前人对话的语境。例如，在讨论某一理论的局限性时，作者会直接引用提出该理论的原始文献中的某段话，然后紧接着提出自己的反驳或修正意见。这种深度交叉引用，使得这本书具有了极高的参考价值，几乎可以把它当作一个特定领域内核心学术思想的精选导览图。对于需要进行深入研究的读者来说，这本书的参考价值几乎是无可替代的，它为你指明了最值得深挖的源头活水。

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这本书的装帧设计实在让人眼前一亮，那种沉稳又不失现代感的封面设计，拿在手里就有一种对知识的敬畏感。我特意挑选了一个阳光明媚的下午，泡了一杯浓郁的黑咖啡，翻开了这本书的扉页。首先映入眼帘的是作者精炼而充满洞察力的序言，寥寥数语便勾勒出了这个领域发展的前沿脉络，让人立刻对接下来的内容充满了期待。内页的纸张质感非常舒服，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这对于我们这种需要长时间沉浸在文字中的学习者来说，简直是太贴心了。排版布局也极为考究，章节标题的字体选择和行距的处理都恰到好处，使得即使是面对复杂的理论结构，阅读起来也保持了一种流畅的节奏感。我尤其欣赏它在视觉呈现上对复杂概念的简化处理，一些关键性的图表和示意图，色彩运用得非常克制和专业，精准地突出了核心信息，避免了信息过载带来的阅读障碍。整体来看，这本书不仅仅是一本知识的载体，更像是一件精心雕琢的艺术品，让人在汲取专业知识的同时，也能享受到阅读过程本身带来的愉悦体验，这种对细节的极致追求，无疑体现了出版方对读者的尊重。

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这本书在案例分析和实际应用部分的呈现方式非常独特，它没有采用那种常见的、面向初级用户的“傻瓜式”教程步骤，而是深入挖掘了几个标志性工业级项目的幕后决策过程。我关注了其中关于“系统架构优化”的那一节，作者并没有直接给出最优方案，而是详细拆解了项目初期面临的几组相互冲突的技术约束（比如性能、成本、可维护性），然后展示了不同团队是如何在这些约束下进行妥协、取舍和迭代的。这种叙事手法极大地拓宽了我的视野，让我意识到在真实的工程环境中，理论的完美性往往要让位于现实的复杂性。更妙的是，作者在分析这些权衡过程时，引入了大量的历史背景知识，解释了为什么在那个特定的时间点，某种技术选择成为了“最不坏”的方案。这使得这本书的内容不再是静止的知识点堆砌，而是一部鲜活的、充满冲突和选择的技术发展编年史，对于希望从“执行者”成长为“架构师”的人来说，这种思维模式的培养价值极高。

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从阅读体验的“手感”来说，这本书在语言风格上给我带来了一种奇特的疏离感，这可能源于它对某些特定术语的精确但略显生硬的翻译处理。尽管内容本身是关于前沿科技的，但文本的叙事节奏却非常慢，仿佛作者在刻意用一种近乎于法律条文的精确度来定义每一个概念。例如，对于一些在行业内已经约定俗成的简称或口语化表达，这本书几乎都坚持使用其最完整的、拉丁语源头的正式名称，这极大地提高了文本的准确性，但也无形中增加了初学者的阅读门槛。它不迎合大众的阅读习惯，拒绝任何形式的“科普化”美化，坚持用最学术、最纯粹的方式来呈现知识体系。这种不妥协的态度，无疑筛选出了目标读者群体——那些真正致力于深入钻研、愿意为精确性付出阅读耐心的专业人士。它更像是一本需要被“解码”的密件，而不是一本轻松翻阅的杂志。

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