电子信息工程概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:205

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出版时间:2008-3

价格:21.00元

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isbn号码:9787508363318

丛书系列:

图书标签:

• 电子
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• 信息工程
• 电子工程
• 通信工程
• 信号与系统
• 电路分析
• 电磁场与电磁波
• 计算机基础
• 数电模电
• 专业教材

计算机科学与技术前沿探索 本书聚焦于信息时代的基石技术与未来发展方向，旨在为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的计算机科学与技术知识图谱。 本书摒弃了对单一工程学科的狭隘聚焦，转而采用宏观视角，系统梳理了支撑现代信息社会的关键理论框架、核心技术栈以及新兴的研究热点。 第一部分：计算的理论基石与逻辑构造 本部分深入探究了计算机科学的哲学基础与数学模型，为理解复杂的计算系统提供了必要的理论支撑。 1. 离散数学与形式逻辑 集合论与数理逻辑基础： 详尽阐述了命题演算、谓词演算及其在程序设计中的应用。重点分析了逻辑蕴涵、推理规则（如归谬法、反证法）的严谨性，并探讨了布尔代数在硬件设计中的直接映射。 图论的抽象建模： 深入剖析了连通性、树结构（包括生成树算法如Prim和Kruskal）、最短路径问题（Dijkstra、Floyd-Warshall算法）。更进一步，本书探讨了图的染色问题、网络流理论（最大流最小割定理）在资源分配和网络路由中的实际应用场景。 组合数学与计数原理： 讲解了排列、组合、容斥原理、鸽巢原理，并结合概率论基础，分析了算法效率评估中对最坏情况和平均情况的精确计数方法。 2. 算法设计与分析的范式 本书将算法视为解决问题的核心手段，对其设计哲学和性能评估进行了细致的剖析。 算法设计范式： 系统介绍了分治法、贪心算法、动态规划（DP）的核心思想与适用范围。针对DP，通过背包问题、最长公共子序列等经典案例，解析了最优子结构和重叠子问题的识别技巧。 复杂性理论： 严格定义了时间复杂度和空间复杂度，重点解析了O(n)、$Omega(n)$、$Theta(n)$的精确含义。深入讨论了P类、NP类问题，详细阐述了NP完全性（NP-Completeness）的概念，并提供了Cook-Levin定理的直观解释，帮助读者理解计算难题的本质界限。 高级排序与搜索： 除了基础排序算法，本书重点探讨了堆排序、快速排序（Pivot选择策略），以及平衡二叉搜索树（AVL树、红黑树）的维护机制，解释了它们如何在动态数据集中保证对数级别的操作效率。 第二部分：硬件架构与系统底层 本部分关注信息处理的物理载体及其指令层面的运作机制，揭示了软件运行的物理基础。 3. 计算机组成原理与体系结构 数据表示与运算： 深入讲解了原码、反码、补码的差异及其在溢出检测中的意义。详细阐述了浮点数的IEEE 754标准，并分析了硬件乘法和除法的实现逻辑（如Booth算法）。 指令集与处理器设计： 区别分析了CISC（复杂指令集）与RISC（精简指令集）的优劣。重点阐述了指令流水线技术，包括其加速原理、延迟填充（Stalling）与数据冒险（Data Hazards）的解决方案（如转发机制）。 存储器层次结构： 详细分析了寄存器、Cache（一级、二级、三级）与主存之间的速度差异与容量权衡。着重讲解了Cache的映射策略（直接映射、全相联、组相联）和写回/写穿透策略，以及TLB（转换后援缓冲器）对虚拟内存管理的关键作用。 4. 操作系统：资源管理的艺术 本书将操作系统视为多任务环境下资源调度与抽象化的核心软件层。 进程与线程管理： 精确区分了进程（Process）和线程（Thread）的概念模型，讨论了上下文切换的开销。重点分析了并发控制的经典问题，如哲学家就餐问题、读者-写者问题，并详细介绍了信号量（Semaphore）和管程（Monitor）作为同步机制的实现细节。 内存管理与虚拟化： 深入探讨了分页（Paging）和分段（Segmentation）的混合使用。对页表结构、多级页表机制进行了细致描绘。特别分析了缺页中断（Page Fault）的处理流程，以及工作集模型在页面置换算法（如LRU、OPT）中的应用。 I/O系统与文件系统： 阐述了中断驱动I/O、DMA（直接内存访问）的工作流程。在文件系统层面，分析了空闲空间管理、目录结构（如i-node结构）的设计，并对比了日志文件系统（Journaling File Systems）相对于传统文件系统的鲁棒性提升。 第三部分：网络、数据与智能涌现 本部分聚焦于信息如何在广阔空间中高效流动，以及如何从海量数据中提炼知识。 5. 计算机网络与协议栈 本书提供了一个基于TCP/IP模型的深入解析，强调协议间的协作与设计哲学。 网络分层模型： 详细对比了OSI七层模型与TCP/IP四层模型的结构，重点剖析了每一层的功能与主要协议。 传输层协议： 对比TCP的可靠性机制（三次握手、四次挥手、流量控制的滑动窗口、拥塞控制的慢启动、竞争、快恢复算法）和UDP的无连接特性。 网络层与路由： 分析了IP地址的编址与子网划分（CIDR）。深入探讨了路由协议的动态性，对比了距离矢量路由（RIP）和链路状态路由（OSPF）的工作原理，以及BGP在自治系统间互联中的核心地位。 应用层协议： 涵盖HTTP/1.1、HTTP/2（头部压缩、多路复用）及最新的HTTP/3（基于QUIC协议的改进），以及DNS的层级解析过程。 6. 数据管理与数据库系统 关系代数与SQL： 不仅教授SQL语法，更强调关系代数作为理论基础，解析了查询优化器如何利用查询树和谓词下推优化执行计划。 事务处理与ACID特性： 深入讲解了并发控制机制，如两阶段锁定（2PL）协议，以及死锁的检测与预防。阐述了恢复管理中的日志记录（Write-Ahead Logging, WAL）机制，确保数据持久性和原子性。 NoSQL数据库的范式： 对比了键值存储、文档数据库（如MongoDB）、列式存储和图数据库的适用场景，分析了CAP定理在分布式系统设计中的权衡取舍。 7. 人工智能基础与机器学习导论 本章作为对未来计算趋势的展望，侧重于计算智能的核心方法论。 机器学习基础模型： 介绍监督学习、无监督学习和强化学习的基本框架。重点讲解了线性回归、逻辑回归的数学模型推导及其损失函数。 模型训练与评估： 详细解析了梯度下降（SGD、Adam优化器）的迭代过程，以及过拟合与欠拟合问题。引入了交叉验证、精确率、召回率、F1分数作为模型性能的综合评估指标。 神经网络的初步构建： 简要介绍多层感知机（MLP）的前向传播和反向传播算法（Backpropagation），解释激活函数（如ReLU）在引入非线性中的关键作用。 本书综合了从底层逻辑到上层应用的广阔知识体系，致力于培养读者从系统层面而非单一模块审视信息处理问题的能力。

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