How Computers Work pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Macmillan Computer Pub

作者:White, Ron/ Downs, Timothy Edward

出品人:

页数:452

译者:

出版时间:

价格:29.99

装帧:Pap

isbn号码:9780789734242

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 科技
• 科普
• 硬件
• 软件
• 编程
• 数字技术
• 信息技术
• 电子设备
• 基础知识

编码的奥秘：深入理解数字世界的构建与运作 （一本关于计算机硬件、操作系统底层原理、网络协议与信息安全实践的深度解析） 本书旨在为那些渴望超越“用户”层面，真正理解我们日常使用的计算设备及其背后复杂机制的读者提供一份详尽的蓝图。它并非聚焦于特定品牌的计算机或某一特定软件的使用指南，而是致力于揭示数字世界得以运转的核心原理——从最底层的物理电子学到高层级的抽象应用。 第一部分：硅基的基石——硬件的物理本质 本部分将带领读者穿越晶体管的微观世界，探寻现代计算的物理学基础。我们将从半导体材料的特性入手，解释MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）如何充当数字信息的基本开关。 1. 电子元件的演进与逻辑门： 我们首先回顾电子计算的发展历程，重点分析从真空管到集成电路（IC）的飞跃。随后，深入探讨布尔代数在电路设计中的核心作用。详细解析与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门的构造及其真值表。更进一步，我们将探讨如何利用这些基本门组合构建更复杂的结构，如加法器（半加器与全加器）和锁存器（Latches）与触发器（Flip-Flops）——这些是构建内存和状态机的基石。 2. 处理器核心架构解析： 本章是硬件理解的重中之重。我们将剖析冯·诺依曼架构的原理，并对比哈佛架构在现代高性能计算中的应用。重点讲解中央处理单元（CPU）的内部结构： 算术逻辑单元（ALU）的精确工作流程。 控制单元（CU）如何协调指令的取指、译码和执行。 寄存器组的类型及其在指令周期中的作用。 流水线技术（Pipelining）如何通过重叠指令阶段来提升吞吐量，并讨论分支预测（Branch Prediction）的算法及其对性能的影响。 3. 内存体系结构与层次化存储： 理解CPU如何快速获取数据是性能的关键。我们将细致描绘内存金字塔： 寄存器与高速缓存（Cache）（L1、L2、L3）的结构、工作原理及其缓存一致性（Cache Coherence）问题。解析局部性原理（Locality of Reference）如何指导缓存设计。 主内存（RAM）的动态刷新机制（DRAM）与静态内存（SRAM）的差异。 虚拟内存的概念：通过内存管理单元（MMU）实现页表（Page Tables）的查找、地址转换过程（逻辑地址到物理地址），以及缺页中断（Page Fault）的处理流程。 第二部分：代码之魂——操作系统与系统软件 本部分转向软件层面，探讨如何有效地管理和抽象化底层硬件资源，使应用软件得以稳定运行。 4. 操作系统的核心职能与结构： 本书将以宏观视角审视操作系统的角色：作为资源调度者、抽象层提供者和安全屏障。我们将深入剖析内核模式（Kernel Mode）与用户模式（User Mode）的切换机制，以及系统调用（System Calls）是如何实现的。 5. 进程管理与并发： 理解进程与线程的区别至关重要。我们将详细探讨进程控制块（PCB）的内容，以及上下文切换（Context Switching）的开销和流程。在并发控制方面，本书将详述经典同步机制：互斥锁（Mutexes）、信号量（Semaphores），并分析死锁（Deadlocks）的四个必要条件及其预防、避免策略（如银行家算法）。 6. 文件系统与I/O管理： 本章聚焦于数据持久化。我们将分析索引节点（Inode）在Unix类系统中的作用，文件系统的块分配策略，以及日志（Journaling）机制如何保证文件系统的一致性。对于I/O，我们将讲解缓冲（Buffering）、缓存（Caching）与中断驱动的I/O操作流程。 第三部分：互联的宇宙——网络通信的协议栈 现代计算离不开网络。本部分将层层剥开TCP/IP协议栈，揭示数据如何在全球范围内可靠传输的奥秘。 7. OSI模型与TCP/IP协议栈的实操： 我们从理论模型（OSI七层）出发，重点分析实际应用中的TCP/IP四层或五层模型。重点解析数据封装（Encapsulation）和解封装（Decapsulation）的过程。 8. 链路层与网络层详解： 在链路层，我们将研究以太网帧的结构、MAC地址的工作方式以及ARP（地址解析协议）的解析过程。在网络层，IP协议（IPv4/IPv6的包头结构）、路由选择算法（如距离向量与链路状态）以及ICMP（互联网控制消息协议）的诊断作用将被详尽阐述。 9. 传输层的可靠性保障： 本章聚焦于TCP与UDP的对比。我们将重点解析TCP三次握手与四次挥手的完整状态机转换。深度剖析滑动窗口机制如何实现流量控制，以及序列号和确认应答（ACK）如何保障数据无差错、按序到达。 第四部分：数字的防线——安全与性能优化前沿 最后，本书将目光投向计算系统的安全性和未来趋势。 10. 基础密码学与系统安全： 我们不会止步于讨论“密码”，而是深入到密码学的底层实现。解析对称加密（如AES的轮函数原理）与非对称加密（如RSA的公钥私钥生成过程）。阐述哈希函数在数据完整性校验中的应用，以及数字签名如何验证身份。在系统安全方面，我们将探讨缓冲区溢出（Buffer Overflows）的攻击原理，以及现代编译器和操作系统采取的缓解措施（如ASLR、DEP）。 11. 现代计算范式：并行与虚拟化： 探讨多核处理器上的线程同步与锁竞争问题。随后，我们将解析虚拟化技术的核心：Hypervisor（Type 1与Type 2）如何通过硬件辅助虚拟化（如Intel VT-x/AMD-V）实现客户机操作系统与宿主机的隔离，以及地址空间隔离的原理。 --- 本书的写作风格严谨、逻辑清晰，采用大量的流程图、时序图和汇编级伪代码示例，确保读者能够从“是什么”深入到“为什么”和“如何实现”。它是一本面向计算机科学学生、系统工程师以及所有对计算本质充满好奇的专业人士的进阶读物。通过本书的研读，读者将能够更自信地构建、调试和优化任何基于数字逻辑的复杂系统。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

哇，最近读完了一本关于人工智能伦理的书，真是让人大开眼界。这本书深入探讨了算法偏见、数据隐私以及未来机器智能可能带来的社会冲击。作者的笔触非常细腻，不仅梳理了大量的历史案例，还引用了哲学和法学的最新观点，构建了一个非常严谨的分析框架。我尤其喜欢它对“责任归属”这一复杂问题的探讨，它没有给出简单的答案，而是引导读者去思考，在一个高度自动化的系统中，当错误发生时，责任究竟应该由谁承担？是设计者、使用者，还是系统本身？读完后，我感觉自己对日常生活中接触到的各种智能推荐、人脸识别系统都有了全新的审视角度，不再是单纯地接受，而是开始质疑背后的逻辑和潜在的风险。这本书的深度足以让专业人士感到满足，但叙述方式又足够清晰，即便是对伦理学不太熟悉的普通读者也能跟上作者的思路。唯一的小小遗憾是，在讨论全球合作应对AI挑战的部分略显仓促，感觉意犹未尽，期待作者在未来的作品中能对此进行更深入的拓展。总而言之，这是一部极具前瞻性和思辨性的佳作，强力推荐给所有关心科技发展和社会未来的人。

评分☆☆☆☆☆

我刚放下了一本关于古代战争心理学的研究专著，真是令人震撼。这本书的视角非常独特，它没有把焦点放在兵器、战术这些硬邦邦的东西上，而是深入挖掘了士兵在极度压力下的认知和情感世界。作者引用了大量的考古发现、士兵日记，甚至还有对古代军事心理创伤（比如“惊风”）的文献分析，构建了一幅令人信服的古代战场众生相。它探讨了“荣誉感”如何在残酷的战斗中被建构和瓦解，以及军队如何通过仪式和集体叙事来维持士气。我特别印象深刻的是其中关于“恐惧传染”的章节，它用近乎人类行为学的精确描述，展现了在密集的人群中，个体情绪如何迅速演变成群体恐慌，这在现代社会管理中也有极强的借鉴意义。这本书的论证过程严谨，引用资料来源广泛，但叙事节奏把握得极好，张弛有度，读起来有一种沉浸式的代入感，仿佛能感受到古代战壕里的泥泞和硝烟。对于历史爱好者和对人类行为学感兴趣的读者来说，这绝对是一次不可多得的学术盛宴。

评分☆☆☆☆☆

近期，我体验了一次关于海洋生物声学行为的奇妙旅程，这本书简直就是一本活生生的、关于海底交响乐的百科全书。作者显然是一位深谙海洋生物习性和声学物理学的专家，他用极其优美的散文笔法，描绘了鲸鱼的远距离歌唱、海豚的回声定位，甚至还包括一些深海鱼类发出的、人类听力范围之外的神秘低频声波。这本书的厉害之处在于，它将前沿的声纳技术和生物学观察完美结合，让我们得以“听见”一个我们平时完全无法触及的寂静世界。每一个物种的“语言”都被赋予了生态背景和进化意义，比如，作者详细解释了不同频率的声音在不同深度的海水中的传播特性，以及这如何决定了不同物种的社交模式。书中充满了令人惊叹的细节，比如，某些虾类发出的爆裂声是如何干扰捕食者的导航系统的。这本书不仅知识量巨大，而且读起来完全没有枯燥的学术腔调，更像是一部充满敬畏之心的自然颂歌，让人在合上书本之后，对海洋多了一层全新的、充满声音的想象和尊重。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对宏观经济学的理论总是敬而远之，觉得那是金融精英的“黑话”，但最近读的这本关于全球供应链韧性的新书彻底颠覆了我的看法。这本书的切入点非常接地气，它从我们日常购买的电子产品、食品短缺等具体事件入手，层层剥茧，最终揭示了隐藏在这些现象背后的复杂全球物流网络和地缘政治风险。作者没有过多纠缠于复杂的数学模型，而是巧妙地运用了大量的案例分析，比如苏伊士运河堵塞、某个关键芯片厂的停产等，这些都成为了讲解供需失衡、风险对冲的生动教材。它的语言风格极其平实有力，有一种“讲人话”的亲和力，能让一个金融小白也能明白“牛鞭效应”究竟是怎么回事。这本书的价值在于，它将抽象的经济概念具象化了，让我们理解到，我们生活中的每一次购物选择，都与遥远的港口拥堵和国际贸易政策息息相关。读完后，我感觉自己对新闻里那些关于通货膨胀和贸易战的报道，终于有了一套自洽的理解系统，不再是人云亦云了。

评分☆☆☆☆☆

我刚刚沉浸在一本关于十九世纪欧洲文学思潮变迁的鸿篇巨制中，那感觉简直就像是穿越时空，坐在沙龙里与那些伟大的思想家们面对面辩论。这本书的厉害之处在于，它没有采用传统的“时间线”叙事，而是像一个高明的策展人，将不同国家、不同流派的作品并置对比，展现出一种跨越国界的精神共振与微妙差异。比如，它如何将法国的自然主义与俄国的现实主义在对社会底层描摹上的异同进行了细致入微的比较，并用大量的原文片段来佐证观点，那些引用的段落本身就充满了文学的张力。作者的学术功底毋庸置疑，但更难得的是那种近乎诗意的文字表达，读起来一点也不枯燥。它让我重新审视了那些耳熟能详的作品，看到了隐藏在经典之下的时代焦虑与个人挣扎。特别是关于“现代性”的探讨，作者从技术革新、城市化进程等多个维度切入，构建了一个多层次的理解框架。这本书绝对是那种需要细细品味、反复翻阅的案头书，它不仅是知识的积累，更是一种审美体验的提升。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆