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页数:334

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出版时间:2009-9

价格:33.00元

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isbn号码:9787113102722

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• 计算机基础
• 大学教材
• 计算机入门
• 高等教育
• 信息技术
• 基础教程
• 计算机科学
• 编程入门
• 数据结构
• 算法基础

《数字时代的技术与人文素养》 （本书旨在为非计算机专业背景的读者提供理解当代数字世界的必备知识框架，强调技术背后的原理、伦理影响及人机交互的未来趋势。） 第一部分：信息与计算的基石 本部分将带领读者深入探究支撑现代信息社会的底层逻辑，而非简单罗列软件操作。我们将从信息的本质开始，探讨数据是如何被量化、存储和传输的。 第一章：信息的数字化旅程 信息的定义与度量： 追溯香农的信息论基础，理解比特（Bit）作为信息最小单位的意义。讨论信息熵在衡量不确定性和压缩效率中的作用。 二进制与逻辑运算的艺术： 深入讲解为什么计算机世界选用二进制，以及布尔代数（Boolean Algebra）如何通过逻辑门（AND, OR, NOT, XOR）构建出复杂的计算功能。这不是关于如何编程的章节，而是关于计算思维的源头——如何用最简洁的开关状态模拟人类的推理过程。 数字表示的挑战： 探讨定点数、浮点数的表示方法（IEEE 754标准），以及在有限精度下可能出现的误差和截断问题。理解负数的补码表示法及其在计算机加减运算中的重要性。 第二章：硬件的演进与架构透视 本章将拆解计算机系统的物理构成，揭示从晶体管到中央处理器（CPU）的演进历程，使读者能跳出“盒子”的表象，理解“大脑”的工作机制。 从真空管到硅芯片： 简述计算机历史上的关键技术突破，重点分析半导体技术（MOSFET）对摩尔定律的支撑作用。 CPU的核心结构与指令集： 详细剖析冯·诺依曼架构（或哈佛架构的特例），理解程序计数器（PC）、寄存器组、算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）各自承担的职能。介绍指令周期的执行流程——取指、译码、执行、写回。 存储系统的层次结构： 解释为什么需要缓存（Cache L1/L2/L3）、主存（RAM）和辅助存储（SSD/HDD）的复杂层级。重点阐述局部性原理（时间局部性和空间局部性）如何指导内存管理，以优化程序执行速度。 并行计算的黎明： 初步介绍多核处理器、GPU的并行处理能力以及异构计算的基本概念，为理解现代高性能计算打下基础。 第二部分：软件、算法与抽象思维 本部分侧重于理解指令如何转化为解决问题的具体步骤，以及软件层面的抽象如何管理日益复杂的系统。 第三章：程序设计的本质与抽象层次 本章旨在建立对“算法”的精确理解，将其视为解决问题的蓝图，而非特定语言的代码。 算法的特性与分析： 定义算法的五大要素（输入、输出、确定性、有限性、有效性）。引入大O表示法（Big O Notation）来分析算法的时间复杂度和空间复杂度，理解“效率”的量化标准（如$O(n^2)$与$O(nlog n)$的区别）。 基础数据结构的概念地图： 介绍线性结构（数组、链表）和非线性结构（树、图）的基本用途。重点讨论它们在信息组织和检索中的优势与劣势，例如栈（LIFO）和队列（FIFO）的实际应用场景。 编程范式的概述： 简要区分命令式编程（如过程式）和声明式编程（如函数式）的核心思想，理解高级语言（如Python, Java）是如何通过编译器或解释器实现对机器语言的封装和抽象的。 第四章：操作系统：资源调度的守护者 操作系统是连接硬件与应用程序的桥梁，本章将剖析其核心功能和面临的挑战。 进程与线程管理： 区分进程（Process）与线程（Thread）的概念，理解它们在资源分配和并发执行中的差异。讨论进程间通信（IPC）的基本机制。 内存管理的关键技术： 探讨操作系统如何利用分页（Paging）和分段（Segmentation）技术，实现虚拟内存，从而让程序使用的地址空间大于实际物理内存。理解缺页中断（Page Fault）的发生与处理过程。 文件系统与I/O： 介绍文件系统的结构（目录、元数据），以及输入/输出（I/O）操作如何通过缓冲、中断等机制，隐藏硬件操作的复杂性，实现高效的数据存取。 第三部分：网络、数据与世界的连接 本部分聚焦于当代社会最依赖的技术支柱——计算机网络，以及数据在全球范围内的流动与安全。 第五章：网络通信的协议栈 我们将自底向上地解析网络如何构建，重点关注标准化的通信协议。 TCP/IP模型透视： 详细讲解OSI七层模型或更实用的TCP/IP四层模型。理解每一层（物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层）解决的核心问题。 IP寻址与路由的艺术： 解释IP地址（IPv4/IPv6）的功能，以及路由器如何利用路由表和路由协议（如BGP的基本思想）将数据包导向正确的目的地。 可靠传输的保证： 深入探讨TCP（传输控制协议）如何通过三次握手、序号、确认应答（ACK）和重传机制，确保数据流的可靠性和顺序性。对比UDP在追求速度时的取舍。 第六章：互联网应用与数据安全基础 万维网的技术基础： 剖析HTTP/HTTPS协议的工作流程，理解URL的结构和RESTful API的基本概念。 数据加密的原理入门： 介绍对称加密（如AES）和非对称加密（如RSA）的基本工作原理和应用场景。理解公钥基础设施（PKI）在证书和身份验证中的关键作用。 网络安全的基本防御： 概述常见的威胁模型（如DDoS、SQL注入、跨站脚本XSS）及其技术成因，强调基础的安全意识与防护措施，而非复杂的攻击技术。 第四部分：技术伦理、人工智能与计算的未来 本部分从技术应用层面，探讨计算能力对社会结构、个人决策和未来发展带来的深远影响。 第七章：人工智能与机器学习的底层逻辑 本章将摒弃对“黑箱”的神秘化，侧重于解释当前主流AI范式的核心机制。 从统计到学习： 定义机器学习（ML）的核心概念：训练集、特征、模型、损失函数和优化器。简要介绍监督学习、无监督学习和强化学习的基本区别。 神经网络的直观理解： 解释人工神经元的工作原理，如何通过权重（Weights）和偏差（Biases）的调整来拟合复杂函数。无需深入复杂的微积分，但要求理解激活函数的作用。 大模型的局限与责任： 讨论当前生成式AI（如LLMs）的技术瓶颈（如“幻觉”、数据偏见），及其在信息传播和决策支持中引发的伦理挑战。 第八章：计算时代的社会责任与人文反思 算法偏见与公平性： 分析数据采集和模型训练过程中如何无意中固化甚至放大社会偏见，探讨可解释性AI（XAI）在追求透明度方面的努力。 隐私权与数据主权： 讨论“数据即资产”的时代背景下，个人信息是如何被收集、分析和货币化的。介绍差分隐私等前沿技术在数据利用与保护之间的平衡尝试。 人机共生的未来图景： 探讨计算工具如何重塑工作模式、创造力边界，以及我们应如何培养面向未来的数字素养，以确保技术为人服务，而非主宰人类的认知和行为。 本书特色： 本书的定位是思维训练手册而非操作指南。它避免了对特定软件或编程语言的冗余介绍，专注于“是什么”和“为什么是这样”。通过对底层原理、系统架构和关键协议的详尽阐述，读者将建立起一个坚固的、可迁移的计算知识框架，从而能以更深刻的视角去理解和评估任何新兴技术。

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这本书给我最大的启示是，计算机科学并非遥不可及的神秘学科，而是可以通过系统性的学习和实践，掌握到其中的精髓。我过去对编程、网络、数据库这些词汇总有一种莫名的距离感，总觉得离我的生活很远。然而，《大学计算机基础教程》的出现，彻底改变了我的看法。它将这些看似独立的领域，用一种非常巧妙的方式串联起来，让我看到了它们之间的内在联系和整体运作。比如，在讲解数据库时，它会回溯到数据存储和文件管理，说明数据库是如何更高效地组织和管理数据的；在讲解网络编程时，它又会引出操作系统提供的网络接口。这种“由浅入深，触类旁通”的学习路径，让我得以建立起一个完整的计算机知识体系，而不是零散的碎片。我开始能够理解，为什么我们需要操作系统，为什么我们需要网络，为什么我们需要数据库，它们都是为了更有效地利用和管理我们日益增长的信息和计算资源。这种全局性的认识，让我对计算机科学的理解上升到了一个新的高度。

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我必须要说，这本书的实践性真的太强了！作为一名完全没有编程基础的学生，我一直对代码有着天然的恐惧感，总觉得那是属于极客们的神秘语言。然而，《大学计算机基础教程》完全打消了我的顾虑。它不仅仅是理论的堆砌，更是在每个知识点之后，都提供了详细的实操指导。从最简单的“Hello, World!”程序开始，到 later 的数据结构和算法的初步介绍，书中提供的代码示例清晰易懂，而且每一步都有详细的注释，解释了每一行代码的作用。更重要的是，它还提供了完整的开发环境搭建指南，以及如何运行和调试代码的详细步骤。我记得我第一次成功运行一段自己敲出来的代码时，那种成就感简直无与伦比！而且，书中对一些常见编程错误的分析和解决方法也写得非常到位，让我即使遇到问题，也不会束手无策，而是能从中找到解决的思路。除了编程，它在网络基础的部分也做了很多非常实用的讲解，比如如何配置网络连接，如何理解IP地址和端口号，以及一些基础的网络安全知识。这些内容对我这个几乎不了解网络的人来说，简直是及时雨。现在，我感觉自己不再是一个被动的信息接收者，而是能够主动去了解和构建信息，这得益于这本书扎实的实践指导。

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我个人觉得，这本书最难能可贵的一点是，它在强调技术知识的同时，并没有忽略人文关怀和行业趋势的介绍。在一些章节的末尾，作者会适时地引入一些关于信息伦理、数据隐私、人工智能发展等方面的讨论，虽然这些内容并不是考试的重点，但它们却极大地拓展了我的视野。让我认识到，作为一名未来的计算机使用者或者从业者，我们不仅要掌握技术，更要思考技术所带来的社会影响和责任。书中提到的一些前沿技术，比如云计算、大数据、物联网，虽然只是初步的介绍，但足以激发我对这些领域的兴趣，并让我意识到未来学习的方向。它让我明白，学习计算机基础知识，不仅仅是为了应付眼前的课程，更是为了未来在不断变化的科技浪潮中，能够保持敏锐的洞察力，并做出明智的选择。这种将技术与社会、未来紧密结合的视角，让我觉得这本书的价值远超一本单纯的教科书。

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我想特别强调的是，这本书在“用户体验”方面也做得相当到位，虽然它是一本技术类教材，但作者似乎非常有意识地去模拟一个初学者在使用计算机时的困惑和需求。在讲解某些功能或者命令时，它不会直接告诉你“怎么做”，而是会先解释“为什么这样做”，以及“这样做有什么好处”。这种“因由”的讲解方式，让我觉得自己在学习的不仅仅是操作，更是理解背后的原理。举个例子，在介绍文件管理时，它详细解释了为什么我们需要文件夹，为什么文件有不同的扩展名，这些看似基础的问题，却往往是新手最容易忽略但又至关重要的环节。而且，在讲解一些容易混淆的概念时，书中还会用“区分”和“对比”的方式来帮助我们理解，比如会明确指出“程序”和“进程”的区别，以及“内存”和“硬盘”的不同作用和适用场景。这种细致入微的讲解，让我觉得作者仿佛亲身经历了初学者的迷茫，并为我们一一解答。这种“同理心”的教学方式，让我在学习过程中感受到了极大的尊重和支持，也让我更加愿意去探索和学习。

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这本《大学计算机基础教程》简直颠覆了我对“基础”二字的认知！我原本以为这只是本例行公事的教材，没想到它如此深入浅出，把我从一个对计算机一窍不通的小白，硬生生“拔高”到了能够独立思考和解决一些基本问题的水平。书里对计算机硬件的讲解，不再是枯燥的型号和参数罗列，而是用生动形象的比喻，比如把CPU比作大脑，内存比作工作台，让我瞬间理解了它们各自的作用和协同工作的重要性。甚至连二进制这个我一直觉得无比抽象的概念，在作者的笔下也变得像加减乘除一样自然。最让我惊喜的是，书中还穿插了大量关于计算机发展历程的小故事，比如第一台计算机的诞生，图灵机的概念，这些历史的片段不仅增加了阅读的趣味性，更让我对计算机科学的伟大之处有了更深的敬意。它不像有些书那样，上来就给你一堆理论，让你云里雾里，而是循序渐进，每一步都建立在前一步的基础上，让你感觉每读一页，自己都在切实地进步。尤其是关于操作系统的那一部分，我过去觉得它就是一个神秘的黑盒子，但这本书把它拆解开来，从进程管理到文件系统，都讲得条理清晰，让我这个“用户”也开始理解“系统”是如何运作的，甚至在遇到一些小问题时，自己也能尝试着去排查一下原因，而不是只能干着急。可以说，这本书为我打开了一扇认识计算机世界的大门，让我不再畏惧这个看似复杂的技术领域，反而充满了好奇心和探索的动力。

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我必须要承认，我之前对计算机一直有一种“敬而远之”的态度，总觉得它是一个需要很高智商才能驾驭的领域。但《大学计算机基础教程》的出现，彻底打消了我的这种顾虑。作者在讲解过程中，非常注重“信心培养”。它不会一开始就抛出让你感到压力的难题，而是从最简单、最贴近生活的例子开始，让你逐渐建立起对计算机的亲近感。书中的很多例子，都与我们日常的学习和生活息息相关，比如如何使用搜索引擎查找资料，如何管理自己的文件，如何使用电子邮件进行沟通。这些贴近生活的讲解，让我觉得计算机并不是一个脱离现实的工具，而是我们生活中不可或缺的一部分。而且，在讲解一些复杂的概念时，书中会反复强调“理解万岁”，鼓励我们不要死记硬背，而是要去思考它背后的逻辑。这种鼓励性的语言和循序渐进的教学方式，让我能够以更轻松、更积极的心态去学习，也让我逐渐克服了对计算机的“畏难情绪”，培养了自主学习的兴趣和能力。

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这本书在章节的组织逻辑上也做得非常合理。作者似乎花了大量心思去设计最适合初学者理解的顺序。从最基础的硬件和软件概念入手，逐步过渡到操作系统，然后是网络，再到编程语言，最后是数据结构和算法。每个章节的学习都会为下一章节的学习打下坚实的基础，让我感觉学习过程非常顺畅，没有“断层”的感觉。特别是关于“软件工程”和“系统开发”的初步介绍，它让我看到了一个软件从概念到最终产品的整个生命周期，了解了需求分析、设计、编码、测试、维护等各个环节的重要性。这不仅仅是技术层面的讲解，更是让我对整个软件开发流程有了一个整体的认知。让我觉得，编写代码不仅仅是敲击键盘，而是一个有组织、有计划的创造过程。这种结构化的知识呈现方式，让我的学习更有条理，也更容易建立起知识之间的联系，形成一个有机的整体。

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我一直认为，计算机科学的学习，除了理论知识，更重要的是培养一种逻辑思维和解决问题的能力。而这本《大学计算机基础教程》恰恰在这方面做得非常出色。书中在讲解每一个新的概念时，都会先抛出一个实际的问题，然后引导我们一步步去思考，如何用计算机的逻辑来解决它。比如，在讲解“流程控制”时，它并没有直接讲if-else和循环，而是先问我们“如果下雨，我们该怎么办？”然后引导我们分析出“如果”的条件，“那么”的动作，以及“否则”的可能性。这种层层递进的分析过程，让我清晰地认识到计算机处理信息和执行任务的思维模式。而且，书中还穿插了很多“思考题”和“挑战”，这些题目往往不是直接要求你写代码，而是让你去设计一个解决问题的思路，或者分析一个已有的程序为什么会这样工作。这些题目极大地锻炼了我的逻辑推理能力，让我能够从更宏观的角度去理解计算机系统。我甚至觉得，即使将来不从事计算机相关的工作，这本书所培养的这种严谨的逻辑思维和问题分解能力，也会在我的其他领域受益匪浅。它不仅仅是一本计算机教材，更是一种思维方式的启蒙。

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坦白说，这本书的排版和设计也让我觉得非常舒服。在阅读过程中，我最怕遇到那种密密麻麻的文字，缺乏重点，让人望而生畏。但《大学计算机基础教程》在这方面做得非常人性化。清晰的章节划分，合理的段落结构，以及大量的图示和表格，都让我的阅读体验非常流畅。特别是那些关键概念的图解，往往能让我瞬间抓住核心要义，省去了反复推敲的麻烦。比如，在讲解计算机网络结构时，书中用了一个非常形象的“地球村”的比喻，加上各个节点之间连接关系的图示，让我一下子就明白了分布式网络和集中式网络的区别。此外，书中的重点内容都会用不同的颜色或者加粗来突出显示，让我能够快速定位到重要的信息。即使是页眉页脚的设计，也考虑到了方便查找的因素，每一页都清晰地标注了章节标题。这种用心的排版设计，无疑大大提升了学习的效率和乐趣，让我愿意花更多的时间去深入阅读和理解。在学习过程中，我很少会因为排版问题而感到疲惫，反而觉得每一页都充满了信息，而且很容易获取。

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这本《大学计算机基础教程》最大的亮点在于它对概念的阐释方式。不同于很多枯燥的教科书，这本书充满了智慧和趣味性。作者似乎很擅长将抽象的概念具象化，用生活中的例子来解释那些看似高深的技术原理。比如，在讲解数据存储时，它会用图书馆的藏书目录来类比文件系统的索引，用不同大小的书架来比喻不同类型的存储介质（硬盘、SSD等）的性能差异。这种类比不仅让我更容易理解，而且让我能够将所学的知识融会贯通，形成自己的理解体系。让我印象深刻的是关于“算法”的章节，它没有直接抛出复杂的数学公式，而是从解决问题的角度出发，用一步步的指令来描述如何找到迷宫的出口，如何优化购物清单的排序。这种“问题导向”的学习方式，让我觉得编程和算法不再是死记硬背的规则，而是解决问题的工具。而且，书中的语言风格也非常平易近人，没有太多生僻的术语，即使有，也会在第一时间给出清晰的解释。我感觉作者不是在“教”我们，而是在“引导”我们去发现计算机的奥秘。这种温和而有力的引导，让我对计算机科学产生了浓厚的兴趣，也让我更加自信地去面对后续更深入的学习。

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