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出版者:

作者:Parsons, June Jamrich/ Oja, Dan

出品人:

页数:0

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出版时间:

价格:1195.00元

装帧:

isbn号码:9781439037485

丛书系列:

图书标签:

• 计算机素养
• 电脑基础
• 信息技术
• 办公软件
• 数字技能
• 学习指南
• 实用教程
• 入门
• 技能提升
• 电脑应用

计算机科学概论：数字世界的基石与前沿探索 图书简介 《计算机科学概论：数字世界的基石与前沿探索》旨在为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，以理解现代计算技术的核心原理、发展历程及其对社会产生的深刻影响。本书并非侧重于特定软件的操作指南或某一具体应用领域的技能培训，而是致力于构建坚实的理论基础，帮助读者掌握“如何思考计算”的方法论，而非仅仅是“如何使用计算机”。 本书结构清晰，内容涵盖了计算机科学从底层硬件到高级抽象概念的完整谱系，旨在培养读者严谨的逻辑思维能力和解决复杂问题的系统化路径。 --- 第一部分：计算的本质与逻辑基础（The Essence of Computation and Logical Foundations） 本部分深入探究了计算的哲学基础和数学根源，为后续所有技术讨论奠定理论基石。 第一章：什么是计算？从图灵机到冯·诺依曼架构 本章首先回顾了计算理论的起源，详细介绍了艾伦·图灵对“可计算性”的深刻定义。我们不仅会探讨抽象的图灵机模型——作为所有现代计算机的理论蓝图——还会分析其局限性，即不可解问题（如停机问题）。随后，章节将转向实践，详细解析冯·诺依曼架构的五大组成部分（输入、输出、存储器、控制器、运算器），阐释程序存储的概念如何彻底改变了信息处理的范式。我们将比较不同存储层次的物理实现和性能差异，如寄存器、缓存（L1/L2/L3）与主存的协同工作机制。 第二章：布尔代数与数字逻辑设计 本章聚焦于现代电子计算机的“原子语言”——二进制。我们将从乔治·布尔的代数系统出发，详细讲解逻辑门（AND, OR, NOT, XOR）的设计、真值表以及如何利用德摩根定律等规则简化复杂的逻辑表达式。在此基础上，读者将学习如何使用这些基础门构建更复杂的组合逻辑电路（如加法器、译码器、多路复用器），以及时序逻辑电路（如触发器、计数器、寄存器组）的工作原理。这部分内容将使读者理解，无论应用程序多么复杂，其最终都归结为对0和1的精确控制。 第三章：数据表示与信息编码 本章探讨信息如何在计算机内部被量化和存储。内容覆盖了整数（定点与浮点表示，如IEEE 754标准及其对精度和范围的影响）、字符编码（从ASCII到Unicode的演进与兼容性挑战）、以及多媒体数据的基本数字化方法（如采样率、量化位数在音频和图像中的作用）。重点分析了二进制补码在有符号数运算中的效率和必要性，并引入信息论的基本概念——熵，来衡量信息量的本质。 --- 第二部分：系统软件与底层运行机制（System Software and Underlying Mechanics） 本部分将揭示操作系统、编译器和网络协议栈如何在硬件之上构建起一个功能强大的计算环境。 第四章：程序设计语言的范式与编译原理 本章超越了特定语言的语法，深入探讨程序设计哲学的核心。内容将比较命令式、函数式、面向对象（OOP）和逻辑式编程范式的主要特点、适用场景及其设计哲学上的根本差异。随后，我们将详细剖析编译器的工作流程：词法分析（Tokenization）、语法分析（Parsing，如上下文无关文法和LL/LR分析器）、语义分析以及代码生成与优化。这部分将使读者理解源代码到机器码执行的完整转化链条。 第五章：操作系统：资源管理的艺术 操作系统是管理硬件资源的“总管家”。本章将系统地讲解操作系统的核心职能。重点剖析进程与线程的概念及其区别、并发控制与同步机制（如信号量、互斥锁、管程的使用与死锁的预防/检测）。此外，章节将深入探讨内存管理策略，包括分页、分段以及虚拟内存的实现机制（如TLB和缺页中断处理），阐明为何现代系统能够运行远超物理内存容量的程序。 第六章：文件系统与存储管理 本章聚焦于数据持久化和组织。我们将分析不同类型文件系统的设计理念（如日志式文件系统、写时复制机制），讨论文件系统的内部结构（如i-node、目录结构）。同时，章节会介绍磁盘I/O的性能瓶颈及其优化手段（如RAID的原理与容错能力），以及固态存储（SSD）与传统机械硬盘（HDD）在寻址机制上的根本差异及其对系统性能的影响。 --- 第三部分：网络、数据与计算模型的扩展（Networking, Data Structures, and Extended Models） 本部分将视角从单机扩展到互联世界，并探讨高效组织和处理信息所需的结构。 第七章：计算机网络与互联网基础 本章构建了对全球互联的结构化理解。从OSI七层模型和TCP/IP协议栈的结构入手，详细解析每一层的功能。重点分析TCP的可靠性机制（三次握手、滑动窗口、拥塞控制）与UDP的无连接特性。此外，章节会涉及路由协议的基础、域名系统（DNS）的解析过程，以及基础的网络安全概念（如加密在网络通信中的应用）。 第八章：算法与数据结构的效率分析 数据结构和算法是解决计算问题的核心工具箱。本章着重于效率分析，引入大O表示法，用以衡量算法在时间与空间复杂度上的性能增长趋势。我们将系统地探讨线性结构（栈、队列、链表）、非线性结构（树、图）的实现与应用，并深入分析搜索（二分查找）和排序算法（快速排序、归并排序）的内在机制和适用边界。对于图结构，我们将涵盖最短路径算法（如Dijkstra和Floyd-Warshall）的基础原理。 第九章：数据库理论与信息管理 本章探讨结构化数据的管理与查询。内容覆盖关系代数的基础，并详细介绍SQL语言的核心操作。章节将深入讲解关系型数据库的范式理论（1NF到BCNF）如何确保数据的一致性和最小冗余，以及事务（ACID特性）的保证机制。此外，本章也会简要介绍NoSQL数据库的兴起背景及其在处理大规模非结构化数据时的优势。 --- 第四部分：计算的未来与伦理考量（The Future of Computing and Ethical Considerations） 本部分将目光投向技术前沿，并探讨计算发展带来的社会责任。 第十章：并行计算与分布式系统 随着摩尔定律的放缓，提高计算能力的重点转向并行化。本章探讨了共享内存多处理器（SMP）和分布式内存系统的架构差异。读者将学习到并行编程模型（如MapReduce的基本思想），理解并行化带来的挑战，如负载均衡、通信开销以及同步的复杂性。 第十一章：计算的前沿探索：人工智能与量子计算 本章介绍两个最具颠覆性的前沿领域。在人工智能方面，我们将从符号主义到联结主义的演进进行概述，重点分析深度学习的基本结构（如神经网络的层级组织和反向传播原理），强调其在模式识别中的强大能力，而非关注特定AI模型的应用。在量子计算部分，本章将解释量子比特（Qubit）、叠加态和纠缠的概念，并简要介绍Shor算法和Grover算法的理论突破点，说明其与经典计算的根本区别。 第十二章：计算的社会影响、安全与伦理 本章从宏观角度审视计算技术对人类社会的影响。内容包括信息安全的基本威胁模型（如加密技术在对抗中的作用）、隐私保护的挑战（如数据挖掘对个人身份识别的风险）。此外，章节还将讨论算法偏见（Algorithmic Bias）、技术鸿沟以及计算发展中对可持续性和伦理决策的深层思考。 --- 本书特色： 本书避免了对单一商业软件或流行编程语言的过度聚焦，而是采用了跨越多个学科领域的原理驱动方法。它为读者构建了一个从晶体管到云端计算的完整知识框架，着重培养批判性思维，使读者无论未来投身于何种技术领域，都能理解其背后的计算逻辑和工程权衡。本书适合所有希望构建坚实计算机科学基础的理工科学生、专业技术人员，以及对数字世界底层运作机制充满好奇的知识探索者。

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从编排和结构上看，这本书也暴露出明显的逻辑断裂和内容失衡问题。它似乎试图覆盖所有领域，结果却是样样通、样样松。例如，在花费了三分之一的篇幅来解释“如何使用电子邮件附件”之后，它突然在接下来的章节中跳跃到“固态硬盘的工作原理”这种需要一定硬件基础才能理解的内容，中间完全没有过渡，让人读起来感到非常突兀和费力。这种东拉西扯的写作手法，使得读者很难建立起一个系统性的知识体系。一个真正好的技术读物，应该有一个清晰的知识递进路线图，从底层逻辑到上层应用，层层深入。但此书给我的感觉是，作者将自己零散的笔记随意堆砌在一起，缺乏一位合格编辑的梳理。阅读体验极其糟糕，每当我试图理解一个概念时，总感觉下一秒作者就要跳到另一个毫不相关的领域，让人无法沉下心来真正消化吸收任何有深度的信息。

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最令人沮丧的一点是，这本书在排版和视觉设计上，完全没有体现出它“计算机”主题应有的现代感和清晰度。大量的纯文字段落堆砌，缺乏有效的图示、流程图或者截图来辅助理解那些本就枯燥的技术概念。在讲解诸如“文件系统结构”或“网络协议栈”这种抽象内容时，如果能辅以清晰的结构图或对比表格，读者的理解效率会大大提高。然而，作者似乎更倾向于用大段大段的文字来“解释”这些概念，结果就是，文字越长，我的脑海中构建的图像就越模糊。这对于一本旨在普及“实用”知识的书籍来说，是致命的缺陷。视觉上的乏味直接影响了阅读的持久性，我发现自己很难长时间专注于书中的内容，需要不断地在脑海中重构作者试图描述的场景。总而言之，这本书在内容深度、结构逻辑以及呈现方式上，都未能达到一本现代计算机素养教材应有的水准。

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这本号称“实用计算机素养”的书籍，实在是让人大失所望。首先，它在讲解基础概念时，那种陈旧的叙事方式简直让人昏昏欲睡。比如，在介绍操作系统原理时，作者似乎固执地停留在上个世纪的界面设计理念中，对于现代云计算、容器化等核心概念的阐述轻描淡写，仿佛这些前沿技术与普通用户毫无关系。我原本期待能看到一些关于如何高效管理现代数字生活的实操指南，比如如何利用最新的AI工具进行信息筛选，或者如何构建一个安全的家庭网络环境。然而，书中大部分篇幅都在讨论一些早已被主流软件迭代掉的菜单路径和设置选项。对于一个渴望快速上手、解决当下问题的读者来说，这样的内容无疑是拖沓且低效的。更别提书中对于软件选择的推荐，很多都是一些早已被市场淘汰或者功能被更优秀替代品的“老古董”，让人不禁怀疑作者的知识更新速度是否跟上了时代。那种试图用几十年前的知识框架去套用今天的数字世界的努力，最终只落得个四不像的尴尬境地。

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这本书的“实用性”简直是一个天大的笑话，它更像是一部写给刚接触电脑的十岁小孩的入门手册，而不是给任何一个已经掌握了基本操作的成年人阅读的“素养”提升指南。我花了大量时间去翻阅那些关于如何“正确地”右键点击、如何“小心翼翼地”格式化文本的内容，感觉自己的智商受到了侮辱。真正有价值的计算机素养，我认为应当包括对数据隐私的深度理解、对网络安全威胁的预判能力，以及掌握一些基本的编程思维来解决自动化问题。这本书里，这些关键议题几乎被完全跳过了。关于网络安全的部分，仅仅停留在“不要点击不明链接”这种幼儿园级别的安全教育上，完全没有触及到钓鱼攻击的高级手法、多因素认证的最佳实践，甚至连密码管理器的使用推荐都没有。这哪里是“实用”，分明是“浅薄”。对于希望提升自己在数字世界中防御和效率的读者而言，这本书提供的价值几乎为零，它只是在重复那些任何一块操作系统的帮助文档里都能找到的皮毛知识。

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我对于这本书在“数字化素养”这个宏大主题下的具体切入点感到非常困惑。它似乎更侧重于对传统软件界面的机械性描述，而非培养读者的“计算思维”。真正的素养，应该是培养一种解决问题的思维模式，比如如何将一个复杂任务分解成计算机可以执行的步骤，如何利用工具的组合来实现目标。而这本书，却更像是一本厚厚的软件使用说明书的精简版，充满了“点击这里”、“选择那个”的指令性语言。例如，关于电子表格软件的使用，它只是罗列了一些基本的函数，比如SUM和AVERAGE，却完全没有涉及如何利用数据透视表进行商业分析，或者如何使用宏来自动化重复性的数据处理工作。这使得本书的受众定位变得模糊不清：对于新手来说，内容可能过于琐碎；对于有一定基础的人来说，又显得肤浅无力。它错失了构建核心思维框架的机会，最终沦为一本不痛不痒的工具书。

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