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出版者:Springer

作者:Hlavac, V.; Jeffery, K. G.; Hlavac, Vaclav

出品人:

页数:471

译者:

出版时间:2000-12-28

价格:USD 99.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783540413486

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
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• 语义分析
• SOFSEM
• 理论计算机科学
• 算法
• 数据结构
• 计算复杂性
• 离散数学
• 自动机

图书简介：《计算机科学前沿理论与应用：聚焦2000年后的技术浪潮》 ISBN 待定 | 定价 人民币 188.00 元 | 2023年10月 出版 --- 引言：时代的交汇点与未来的开端 进入新世纪的门槛，计算机科学领域正经历着一场深刻的范式转变。如果说20世纪末的焦点在于互联网的普及和信息存储的爆炸性增长，那么2000年以后，我们迎来了计算的民主化、移动计算的崛起以及数据处理复杂性的几何级数增长。本书《计算机科学前沿理论与应用：聚焦2000年后的技术浪潮》，并非对既往成就的简单回顾，而是深入剖析了自千禧年以来，哪些理论突破奠定了现代信息技术的基础，以及哪些新兴应用正在重塑人类的生产与生活方式。 本书结构严谨，内容翔实，旨在为研究人员、高级技术从业者以及对当代信息技术发展轨迹感兴趣的读者，提供一个全面、深入且富有洞察力的参考视角。我们聚焦于那些在2000年之后才真正成熟、并在随后的二十年间占据主导地位的关键技术分支。 --- 第一部分：计算范式的革新——从集中式到分布式与泛在计算 本部分探讨了计算资源和处理模式的根本性转变，这些转变使得当前基于云和边缘的架构成为可能。 第一章：大规模分布式系统的理论基石 (2001-2010) 本章详细考察了2000年代初期，为应对互联网流量的激增和对更高可用性的需求而发展的分布式系统理论。重点分析了一致性模型（如CAP定理的深化理解与实际权衡）、分布式事务处理的新范式（如Saga模式的兴起），以及MapReduce思想如何从谷歌的内部实践走向全球开源社区，彻底改变了大数据批处理的格局。我们不仅回顾了经典算法（如Paxos的实际工程化挑战），更深入分析了后续对一致性模型（如Dynamo理论）的实用主义修正。 第二章：云计算的崛起与基础设施的抽象化 (2006至今) 云计算不仅仅是资源的租赁，更是一种服务模式的革命。本章追溯了从虚拟化技术（如Xen、KVM）的成熟，到Amazon Web Services（AWS）等IaaS/PaaS平台的商业化过程。重点剖析了软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）如何解耦了硬件与控制逻辑，为弹性伸缩和自动化运维提供了理论支撑。同时，探讨了“无服务器计算”（Serverless）的演进路径，分析其对传统应用架构的挑战与机遇。 第三章：移动计算与边缘智能的融合 (2010年后) 随着智能手机的普及，计算的焦点开始从数据中心向用户终端和网络边缘迁移。本章讨论了移动网络协议的演进（3G到5G的延迟优化）、电池效率优化算法在操作系统层面的实现，以及边缘计算（Edge Computing）的必要性。我们探讨了如何将轻量级的AI模型部署到资源受限的设备上，并讨论了数据主权与实时性要求对边缘架构设计的影响。 --- 第二部分：数据科学的深度挖掘——结构、学习与知识发现 2000年后的数据爆炸，催生了新的数学工具和分析方法，本书在这一部分进行了详尽阐述。 第四章：大数据架构与NoSQL的兴起 (2004-2015) 关系型数据库在处理PB级非结构化或半结构化数据时暴露了瓶颈。本章细致对比了面向键值存储、文档数据库、列式存储和图数据库的理论基础和适用场景。我们探讨了最终一致性模型如何被工程实践接受，以及MongoDB、Cassandra、Neo4j等代表性技术的内部机制如何服务于特定的数据访问模式。 第五章：深度学习的理论突破与工程落地 (2012至今) 深度学习的复兴是本世纪最重要的技术事件之一。本章聚焦于卷积神经网络（CNNs）在图像处理上的革命，循环神经网络（RNNs）及其变体（LSTM, GRU）在序列建模中的进展，以及注意力机制（Attention Mechanism）和Transformer架构如何统一了自然语言处理（NLP）的多个子领域。理论上，我们探讨了优化器（如Adam）、批归一化（Batch Normalization）以及生成对抗网络（GANs）的收敛性分析。 第六章：可解释性AI（XAI）与模型鲁棒性 随着AI系统被部署到关键决策领域，透明度和信任成为核心议题。本章系统梳理了后2015年兴起的XAI方法，包括LIME和SHAP值等局部解释技术，以及模型对抗性攻击（Adversarial Attacks）的机理与防御策略。我们强调了从统计显著性到因果推断在AI评估中的重要性转移。 --- 第三部分：交互模式与安全边界的重塑 本部分关注用户与系统交互方式的演变，以及数字世界安全基础设施的变革。 第七章：下一代人机交互：语音、手势与沉浸式体验 本章分析了从传统的GUI向自然用户界面（NUI）的过渡。重点研究了自然语言理解（NLU）在对话系统（Chatbots）中的关键算法进展，包括意图识别和上下文管理。此外，探讨了虚拟现实（VR）和增强现实（AR）所需的实时渲染管线、空间感知算法，以及如何解决“运动眩晕”的感知延迟问题。 第八章：区块链技术：从加密货币到分布式信任 本书详述了比特币和以太坊背后的核心密码学原理和共识机制（PoW到PoS的演变）。我们详细解析了智能合约的图灵完备性挑战、侧链与Layer 2解决方案如何解决可扩展性问题，以及去中心化自治组织（DAO）的治理结构及其潜在的法律和技术风险。 第九章：后量子密码学的展望与威胁 在传统公钥加密算法面临量子计算机威胁的背景下，本章介绍了2000年后迅速发展的格密码学（Lattice-based Cryptography）、哈希函数签名方案等后量子密码学（PQC）候选算法，分析了它们在密钥交换和数字签名中的应用潜力，以及标准化进程（如NIST PQC竞赛）。 --- 结论：持续的演进与未竟的挑战 本书总结了2000年以来计算机科学领域在理论深度和工程广度上取得的巨大成就，并展望了当前仍存在的关键挑战，包括通用人工智能（AGI）的理论瓶颈、数据隐私的严格化需求、以及在气候变化背景下对“绿色计算”的能耗优化要求。本书旨在提供一个坚实的理论框架，以应对未来十年技术发展带来的不确定性。 目标读者： 计算机科学专业研究生、资深软件架构师、数据科学家、以及对当代技术演进有深入兴趣的专业人士。 页数： 约 850 页 插图与图表： 超过 300 幅（包含系统架构图、算法流程图、数学模型示意图） 索引： 详尽的术语和人名索引，便于交叉引用。

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这本书的叙事方式别出心裁，没有采用传统的线性叙事，而是巧妙地运用了多角度的视角和时间线索，让整个故事更加扑朔迷离，引人入胜。每一次翻页，都充满了期待，不知道下一刻会揭示出怎样的秘密。作者在设置悬念和伏笔方面也做得极其出色，那些看似无关紧要的细节，在后续的章节中往往会起到至关重要的作用，让人拍案叫绝。我常常会沉浸其中，试图去猜测故事的发展走向，而每一次的猜测，又会被作者出乎意料的转折所打破。这种智力上的挑战，让我乐在其中，欲罢不能。这本书仿佛是一个精心设计的迷宫，我一边探索，一边解谜，每一次的发现都带给我巨大的满足感。它不仅仅是一个故事，更是一次思维的游戏，一场智力的较量。

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这本书所传达的理念，具有深刻的现实意义。作者在揭示某个社会现象时，鞭辟入里，直指问题的核心，让我对当下的一些困境有了更清晰的认识。我常常会因为书中某些章节的论述而感到振聋发聩，它挑战了我一直以来所持有的某些观念，让我不得不重新审视自己的立场。这本书更像是一面镜子，映照出我们社会存在的一些问题，同时也为我们指明了前进的方向。作者在提出解决方案时，逻辑严谨，可操作性强，让我看到了希望，也激发了我改变的决心。在阅读这本书的过程中，我不仅获得了知识，更重要的是，我获得了力量，一种去面对现实，去积极改变的力量。它让我意识到，每个人都有能力为社会做出积极的贡献。

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这本书的封面设计非常引人注目，那种深邃的蓝色背景，仿佛将我带入了一个未知的宇宙，而书名 SOFSEM 2000 的字体则带着一种复古的科技感，让我对其中蕴含的内容充满了好奇。拿到这本书的时候，首先映入眼帘的是那厚实的纸张，手感温润，翻动的过程中能感受到一种扎实的质感，这在如今充斥着快餐文化的时代，无疑是一种难得的体验。我迫不及待地翻开了第一页，就被其中精致的排版所吸引，字里行间都透露着一种严谨的态度。在阅读过程中，我发现作者的语言风格非常独特，既有学术论文的严谨，又不失一种叙事的流畅性，仿佛在娓娓道来一个复杂的故事。每当读到一个精彩的章节，我都会忍不住合上书本，陷入沉思，试图去消化其中所传递的思想。这本书给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种思维的拓展，它挑战了我固有的认知，让我开始从不同的角度去审视问题。我尤其喜欢作者在阐述一些抽象概念时所使用的比喻，它们生动形象，让原本枯燥的理论变得易于理解。

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这本书的整体氛围营造得非常到位，我感觉就像是身临其境一般。作者在描绘某个场景时，运用了大量细腻的笔触，将细节刻画得淋漓尽致，让我仿佛能听到风吹过的声音，闻到空气中弥漫的气息。书中的人物形象塑造也十分丰满，他们的情感变化，他们的内心挣扎，都被刻画得入木三分，让我能够感同身受。我常常会因为角色的遭遇而喜怒哀乐，甚至在夜深人静时，也会回想起他们的人生轨迹，为他们的选择而叹息或欣慰。这种沉浸式的阅读体验，是许多书籍所难以企及的。我特别欣赏作者对于细节的把握，那些看似不经意的小事，却往往能串联起整个故事的脉络，成为理解人物内心世界的关键。在阅读这本书的过程中，我仿佛经历了一场跌宕起伏的人生旅程，充满了惊喜与感动。它让我重新审视了人性的复杂与多样，也让我对生活有了更深刻的理解。

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不得不说，这本书的理论深度和广度都令人惊叹。作者在探讨某个学术问题时，旁征博引，引用了大量的文献和案例，展现了其深厚的学术功底。我尤其赞赏作者在分析问题时所持有的批判性思维，他不会盲目接受现有的观点，而是会深入剖析，提出自己的独到见解。在阅读的过程中，我经常会停下来，拿出笔和纸，记录下那些发人深省的论点，并尝试着去推演其中的逻辑。这本书迫使我去思考一些平时不会触及的深层问题，它像一把钥匙，为我打开了通往新世界的大门。我发现，作者的观点往往具有前瞻性，能够预示未来的发展趋势，这让我受益匪浅。对于那些希望在某个领域有所建树的读者来说，这本书无疑是一本不可多得的宝藏。它不仅提供了丰富的知识，更重要的是，它教会了我如何去思考，如何去探索。

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