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出版时间:1970-1

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isbn号码:9787894877383

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计算机系统基础与应用：全面进阶指南 本书定价： 人民币 98.00 元 ISBN： 978-7-123456-78-9 版次： 2024 年第一版 开本： 16 开 字数： 约 500,000 字 页数： 约 750 页 --- 内容提要： 本教材旨在为广大计算机初学者、在校学生以及希望系统提升自身计算机素养的职场人士提供一套全面、深入且高度实用的学习资源。它摒弃了针对特定考试的题库模式，专注于构建坚实的计算机科学基础理论体系，并强调理论与当前主流技术应用的紧密结合。全书内容涵盖了从最基础的计算机硬件组成、数据表示，到操作系统原理、数据库基础、网络通信协议，乃至新兴的编程范式与信息安全基础等多个核心领域。 本书的最大特点在于其内容的广度与深度的平衡。我们力求在不陷入过度复杂数学推导的前提下，清晰阐述每一个核心概念背后的逻辑和原理。同时，大量引入了贴近实际工作场景的案例分析和技术选型讨论，确保读者所学知识具备即时应用价值。 全书共分为五大部分，二十个章节，脉络清晰，层层递进。 第一部分：计算机科学的基石 (Foundations of Computing) 本部分是构建读者计算机思维的起点。它详细介绍了计算机系统的底层逻辑，为后续学习打下坚实的基础。 第一章：信息与数字世界的基石 本章深入探讨了信息的本质、度量单位以及数据在计算机内部的存储与表示方式。重点讲解了二进制、八进制、十六进制的转换规则，以及定点数和浮点数的标准表示方法（如IEEE 754标准）。同时，详述了字符编码的历史演变，从ASCII到Unicode的演进及其在多语言环境下的重要性。我们还探讨了逻辑门电路的基础，如何利用布尔代数构建基本的算术逻辑单元（ALU）。 第二章：计算机硬件系统结构 本章聚焦于计算机的物理构成。详细剖析了中央处理器（CPU）的微机结构，包括控制器、运算器、寄存器组的工作机制，并引入了指令集架构（ISA）的概念。存储系统部分，系统地介绍了存储器的层次结构，包括寄存器、高速缓存（Cache）的工作原理、主存（RAM/ROM）的类型与特性，以及外存储设备（如SSD和传统硬盘）的性能差异。最后，阐述了输入/输出（I/O）子系统的组成与数据传输方式，如中断和直接内存访问（DMA）。 第三章：软件系统的层次与范式 本章将视角从硬件转向软件。系统地介绍了软件的分类：系统软件（如操作系统、编译器、驱动程序）和应用软件。重点对比了面向过程编程、面向对象编程（OOP）以及函数式编程这三大主流编程范式的核心思想、优缺点及适用场景。本章还简要概述了编译器和解释器的基本工作流程，帮助读者理解源代码到可执行程序的转化过程。 第二部分：操作系统原理与实践 (Operating Systems Principles) 操作系统是连接硬件与应用软件的桥梁。本部分深入讲解了现代操作系统的核心功能和管理机制。 第四章：操作系统概论与进程管理 本章首先界定了操作系统的核心目标和功能。随后，详细阐述了进程与线程的概念，区分了它们在资源占用和切换开销上的区别。重点分析了进程的生命周期、进程控制块（PCB）的作用，以及在多任务环境下实现并发的关键技术——进程间通信（IPC）的各种方式（如管道、消息队列、共享内存）。 第五章：内存管理与虚拟化 内存管理是操作系统的核心挑战之一。本章详细讲解了连续和非连续内存分配方案，如分页和分段机制。深入分析了虚拟内存的概念，包括页表结构、地址翻译过程，以及缺页中断的处理流程。页面置换算法（如FIFO, LRU, OPT）的性能评估和比较是本章的重点内容。 第六章：文件系统与存储管理 本章聚焦于数据持久化。详细介绍了文件系统的逻辑结构（如目录结构、文件控制块FCB）和物理结构。对比分析了不同类型的文件系统（如FAT, NTFS, ext4）的设计理念和特点。同时，探讨了磁盘调度算法（如SSTF, SCAN）以及数据备份与恢复的基本策略。 第七章：并发控制与死锁 并发环境下的同步与互斥是多用户系统的关键。本章系统介绍了实现并发控制的经典工具，如信号量（Semaphore）、管程（Monitor）。重点分析了并发访问共享资源时可能出现的数据不一致问题，并对死锁的四个必要条件、预防、避免和检测恢复机制进行了详尽的阐述。 第三部分：数据管理与组织 (Data Management and Organization) 本部分专注于如何高效、可靠地组织和检索数据。 第八章：数据库系统基础 本章介绍了数据库管理系统（DBMS）的架构、数据模型的演变（如网状、层次模型到关系模型）。核心内容是关系代数和元组演算，为理解SQL打下理论基础。此外，还概述了数据字典、数据库管理员（DBA）的职责等概念。 第九章：关系数据库理论与SQL实践 详细讲解了关系数据库的设计规范，特别是函数依赖和范式的概念（1NF到BCNF）。重点教授标准SQL语言的各个子集：数据定义语言（DDL）、数据操纵语言（DML）和数据控制语言（DCL）。通过大量的实例演示，确保读者能够熟练编写复杂查询、视图和存储过程。 第十章：数据库的事务管理与并发控制 本章关注数据库的可靠性。系统阐述了事务的ACID特性，以及如何通过锁定协议（如两阶段锁定2PL）和多版本并发控制（MVCC）来保证事务的正确执行。同时，深入探讨了数据库的故障恢复机制，如日志记录、检查点技术。 第四部分：计算机网络与通信 (Computer Networks and Communication) 本部分是理解现代互联网运作机制的必备知识。 第十一章：网络基础与物理层 本章从网络的基本概念入手，区分了局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。详细介绍了网络拓扑结构，并着重讲解了物理层的功能，包括传输介质（双绞线、光纤、无线）的特性、信号的调制解调技术，以及数据编码方案。 第十二章：数据链路层与介质访问控制 本章深入探讨了数据链路层的功能，包括成帧、差错检测与纠正（如校验码、CRC）。重点解析了多种介质访问控制协议，如CSMA/CD（以太网）和CSMA/CA（无线网络）的工作机制。同时，对交换机和网桥的基本原理进行了介绍。 第十三章：网络层与路由选择 网络层是实现跨网络通信的核心。本章详细分析了IP协议（IPv4和IPv6）的地址结构、分片与重组过程。重点讲解了路由器的核心功能，以及距离矢量路由协议（如RIP）和链路状态路由协议（如OSPF）的工作原理，对比了它们在收敛速度和维护上的差异。 第十四章：传输层与端口服务 传输层提供了端到端的可靠或不可靠数据传输服务。本章详细对比了TCP（三次握手、四次挥手、拥塞控制、可靠传输机制）和UDP的机制差异。端口寻址和套接字（Socket）编程的基础概念也将在本章得到阐述。 第十五章：应用层协议与Web架构 本章聚焦于用户最常接触的应用层协议。深入解析了HTTP/1.1和HTTP/2的设计哲学、请求/响应模型、状态码和首部字段。此外，还涵盖了电子邮件相关的SMTP、POP3、IMAP协议，以及域名系统（DNS）的工作流程。 第五部分：信息安全与新兴技术导论 (Security and Emerging Trends) 本部分拓宽读者的视野，介绍计算机科学在安全和未来发展中的关键议题。 第十六章：信息安全基础与密码学 本章系统介绍了信息安全的三大支柱：机密性、完整性和可用性。重点讲解了对称加密（如AES）和非对称加密（如RSA）的原理和应用场景。哈希函数、数字签名和证书体系在保障数据安全中的作用被详尽阐述。 第十七章：网络安全与防护机制 基于前一章的密码学基础，本章侧重于实际网络环境中的安全威胁与防御。讲解了常见的攻击类型，如拒绝服务攻击（DoS/DDoS）、SQL注入和跨站脚本（XSS）。重点介绍了防火墙（Firewall）、入侵检测系统（IDS）和VPN等安全工具的工作原理。 第十八章：数据结构与算法概论 本章不侧重于复杂的算法实现，而是构建对高效数据组织方式的直观理解。涵盖了线性表（数组、链表）、栈、队列、树（二叉树、平衡树基础）和图的基本概念及其常用操作的时间复杂度分析。 第十九章：云计算与虚拟化技术 本章导览了现代计算范式。解释了云计算的IaaS、PaaS、SaaS服务模型，以及公有云、私有云的部署模式。重点阐述了虚拟化技术，如Hypervisor的类型和虚拟机（VM）的运行机制，这是现代数据中心的基础。 第二十章：大数据基础与人工智能概述 作为对未来趋势的展望，本章简要介绍了大数据技术的“4V”特征。探讨了数据仓库的基本概念和ETL过程。最后，对机器学习（ML）和深度学习（DL）的基本流程和常用模型（如神经网络基础）进行了概念性的介绍，旨在激发读者的进一步探索兴趣。 --- 适用对象： 高等院校计算机相关专业学生（大一、大二年级基础课程补充教材）。 准备参加各类非特定考试，需要系统重塑或全面夯实计算机基础知识的自学者。 信息技术（IT）行业初级工程师及跨专业转岗人员。 企业内部进行员工信息技术素养培训的参考资料。 本书特色： 1. 理论与实践的深度融合： 每个章节均配有“原理剖析”和“应用场景聚焦”两大部分，确保理论知识能指导实际操作。 2. 结构严谨，脉络清晰： 内容严格遵循计算机学科的逻辑顺序，从硬件到软件，从底层到应用，循序渐进，避免知识碎片化。 3. 拒绝应试化倾向： 本书不包含任何模拟试题或解析，专注于知识体系的完整构建，旨在培养解决问题的能力，而非应试技巧。 4. 现代技术视野： 覆盖了操作系统、网络协议的核心知识点，并加入了云计算、安全和大数据等现代IT领域的入门介绍。 5. 丰富的图示与表格： 全书采用大量流程图、架构图和对比表格，辅助复杂的概念理解，优化阅读体验。

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这本书的价值，我认为很大程度上体现在其对“难点攻克”的处理上。在一些公认的、历年考生都会失分的难题部分，作者投入了显著的篇幅进行剖析。他们没有直接给出标准答案，而是展示了多种可能的解题思路，甚至包括一些“非主流”但同样有效的巧妙方法。这种开放性的思维引导，远比死记硬背公式要来得珍贵。它鼓励读者去思考问题背后的原理，而不是仅仅停留在表面的符号操作上。我曾在一个关于数据库查询优化的题目上卡壳很久，最终通过书中提供的那个“分步优化”的案例分析，才茅塞顿开。然而，美中不足的是，书中对于这些“高阶技巧”的引入，似乎有些突然，缺少了必要的“预热”。很多时候，读者还没来得及准备好接受如此深入的分析，就被直接带入了高难度的境地。我建议，在介绍这些绝招之前，最好能先用一到两个简单的例子，把基础概念夯实，才能更好地承接住这些高级的解题心法。

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说实在话，我花了不少时间对比市面上几本主流的备考材料，这本书在题型覆盖面的广度上给我留下了深刻印象。它似乎不想放过任何一个可能在考试中出现的知识点，即便是那些相对冷门或者近年来考频较低的内容，也都有所涉猎。这种“地毯式”的复习策略，对于我们这种希望万无一失的考生来说，无疑是一种心理上的安慰。我特别欣赏它在模拟测试中引入的“限时挑战”模式（虽然我是在纸质书上自己计时模拟的），这种强调时间管理的侧重点，正是很多考生在实战中失利的关键原因。不过，有一个问题我必须指出：正是因为题量庞大和覆盖面广，导致部分基础知识点的讲解显得过于简略，仿佛默认读者已经完全掌握了。对于基础薄弱的同学，可能在通过模拟题发现问题后，还得回头去翻阅更基础的教材来巩固，这本书本身提供的“即时补救”功能稍显不足。它更像是一个高强度的训练场，而非新手村的入门教程。

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拿到这本书的时候，说实话，我的期待值不高，毕竟市面上的“超级模拟”软件或者教材汗牛充栋，真正能让人眼前一亮的少之又少。我手里这本，封面设计得还算专业，但内容上，我更关注的是它是否能紧跟最新的考试大纲和真题趋势。我先翻阅了目录，结构看起来比较清晰，从基础理论到各个模块的专项训练，循序渐进的安排似乎是想覆盖到各个知识点。试着做了几套模拟题，感觉出题的思路和官方的风格还是有一定相似度的，这点值得肯定。不过，在解析部分，我发现有些地方的表述略显晦涩，对于初学者来说，可能需要多花点时间去理解背后的逻辑，而不是简单地记住答案。比如在某个数据结构题目的分析中，如果能用更直观的图示来辅助说明递归过程，相信效果会更好。总的来说，它提供了一个不错的练习平台，但深度和广度上，似乎还有提升的空间，特别是对于那些追求高分的考生来说，可能还需要结合其他更深入的参考资料来查漏补缺。我个人认为，它更适合作为考前冲刺阶段的陪练工具，帮助我们适应考试的节奏和压力。

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这本书的排版和装帧质量，给我的第一印象是中规中矩，没有太多令人惊艳的地方，但也没有明显的硬伤。纸张的厚度适中，油墨的清晰度也达到了应有的标准，长时间阅读下来眼睛不会感到特别疲劳。我比较注重章节之间的过渡和知识点的逻辑串联，这本书在这方面做得还算流畅。比如，从操作系统的基础概念讲到内存管理时，作者没有急于抛出复杂的算法，而是先用一个生活中的类比来解释“虚拟内存”的必要性，这种循序渐进的方式确实有助于吸收。然而，在某些编程实践的章节里，代码示例的注释略显不足，很多时候仅仅是贴出了代码块，而缺乏对关键逻辑点或易错点的详细注解。这对于那些主要通过代码来学习的读者来说，可能是一个遗憾。如果能在代码旁边增加一些旁白，解释为什么选择某种实现方式，而不是另一种，那么这本书的实用价值会大大提升。总体而言，它像一位耐心但略显节制的导师，指明了方向，但需要你主动去挖掘其中的深意。

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我是一个对学习材料的“易用性”要求很高的人，因为效率决定了我的复习进度。这本书在章节结构的编排上，确实展现了编者对考生学习流程的深刻理解。它将复杂的知识点拆解成了易于消化的小模块，每个模块后面都紧跟着相关的练习题，形成了“讲——练”的闭环。这种即时反馈机制是检验学习效果的有效手段。但令人遗憾的是，随着我向后深入，我发现不同章节之间的知识点衔接偶尔会出现“断层”。例如，在涉及网络协议的部分，对TCP/IP模型的描述似乎是独立存在的，并没有充分体现其与后续应用层协议模块的内在联系。这使得我对整个网络知识体系的宏观认知构建略感吃力，更像是在学习一系列孤立的知识点，而不是一个互相支撑的学科体系。如果能在每部分开头或结尾，用更精炼的图表或总结来强调知识点之间的相互依赖关系，这本书的教学效果会更加圆润和立体。

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