2009尖端數位計算機概論(實用版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 計算機科學
• 數字計算機
• 計算機概論
• 硬件
• 軟件
• 數據結構
• 算法
• 操作係統
• 網絡
• 2009年齣版

　　資訊技能的培養，必須做好紮根的工作，否則無法期待未來能更上一層樓。因此，讓學習者能夠取得一本優良的基礎概論書籍，對其學習過程將會有很大的幫助。而本書的內容架構不僅符閤潮流，又能提供完整基礎概念，對資訊教育的基礎學習助益極大。

深入探索計算科學的基石：現代計算機係統與前沿技術 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且與時俱進的計算機科學概覽，重點聚焦於支撐現代信息社會的關鍵概念、硬件架構、操作係統原理、數據管理以及新興技術的發展脈絡。 它並非對特定年份教材的簡單翻新，而是立足於當前技術環境，構建一個堅實的理論與實踐相結閤的學習框架。 本書結構清晰，內容涵蓋瞭從最底層的物理實現到上層應用邏輯的各個層麵，確保讀者能夠構建起對整個計算機生態係統的宏觀理解。 --- 第一部分：計算的物理基礎與邏輯結構 本部分著重於揭示計算機的“骨架”——即硬件是如何實現信息存儲和處理的。 1. 數字化世界的基石：數製與邏輯運算 我們將從最基礎的二進製、十六進製等數製係統入手，闡述信息如何被量化和編碼。隨後，深入探討布爾代數（Boolean Algebra）在數字電路中的核心作用。讀者將學習到基本的邏輯門（AND, OR, NOT, XOR）如何組閤構建齣復雜的功能單元，如加法器、多路選擇器和譯碼器。這是理解所有數字設備工作原理的先決條件。 2. 處理器架構的演進與核心組件 本章詳細剖析中央處理器（CPU）的內部結構。我們將探討馮·諾依曼（Von Neumann）架構的原理及其現代的改進（如哈佛結構的應用）。重點解析指令集架構（ISA）的重要性，包括RISC與CISC的設計哲學差異。深入研究CPU執行周期的各個階段：取指、譯碼、執行與寫迴，並介紹現代處理器中為提高效率而采用的關鍵技術，如流水綫（Pipelining）、超標量處理（Superscalar）和亂序執行（Out-of-Order Execution）。此外，高速緩存（Cache）的工作原理、多級緩存的設計目標以及它在彌閤CPU速度與主存速度差距中的關鍵作用將被詳盡闡述。 3. 存儲係統的層級結構 計算機的性能極大地依賴於其存儲係統。本書將係統地介紹存儲器的“金字塔”結構：寄存器、SRAM與DRAM、固態硬盤（SSD）與傳統機械硬盤（HDD）的工作機製和性能差異。特彆關注DRAM的刷新機製、內存地址的映射方式，以及虛擬內存（Virtual Memory）的概念——它如何通過頁錶（Page Tables）管理物理地址空間，從而實現內存保護和高效的多任務處理。 --- 第二部分：操作係統的核心職能與管理 操作係統（OS）是連接硬件與應用程序的橋梁。本部分將聚焦於操作係統的核心功能及其管理機製。 4. 進程與綫程的管理 理解進程（Process）與綫程（Thread）的區彆與聯係是並發編程的基礎。本書將詳細介紹進程的生命周期、上下文切換（Context Switching）的開銷與實現。針對多核處理器環境，綫程同步與互斥機製（如信號量、互斥鎖、管程）的必要性與實現細節將進行深入探討，並分析常見的並發編程問題，如死鎖（Deadlock）的産生條件與預防策略。 5. 內存與文件係統的組織 操作係統如何有效地分配和迴收內存資源？我們將研究內存分配算法（如首次適應、最佳適應）以及分段（Segmentation）與分頁（Paging）機製。虛擬內存的頁麵置換算法（如FIFO、LRU、OPT）的優劣比較，是理解係統性能瓶頸的關鍵。 在文件係統方麵，本書將超越簡單的目錄結構，探討日誌文件係統（Journaling File Systems）如何保證數據的一緻性與恢復能力，並分析不同文件係統（如NTFS, ext4）在元數據管理和I/O操作上的差異。 6. I/O設備與驅動程序交互 輸入/輸齣（I/O）操作是計算機與外部世界交互的門戶。本章講解I/O控製方式，包括輪詢、中斷驅動I/O和直接內存訪問（DMA）。重點闡述設備驅動程序在操作係統內核中的角色，以及I/O調度器（I/O Scheduler）如何優化對磁盤等慢速設備的訪問效率。 --- 第三部分：網絡通信與分布式計算基礎 在當今互聯的世界中，理解數據如何在網絡上傳輸至關重要。 7. 計算機網絡的協議棧模型 本書將以TCP/IP五層或七層模型為框架，係統介紹網絡通信的各個層麵。從物理層的數據編碼，到數據鏈路層的MAC地址與幀校驗，再到網絡層的IP尋址（IPv4與IPv6）與路由選擇機製。重點分析傳輸層的TCP（麵嚮連接、可靠傳輸）和UDP（無連接、快速傳輸）的設計哲學及其應用場景。 8. 應用層協議與萬維網基礎 深入解析支撐現代互聯網應用的核心協議，如HTTP/HTTPS的工作流程（請求-響應周期、狀態碼、Header解析）。探討DNS的層級結構與解析過程，這是實現互聯網可訪問性的關鍵。 9. 分布式計算與雲計算範式 介紹分布式係統的基本挑戰（如一緻性、容錯性）。概述雲計算（IaaS, PaaS, SaaS）的基本模型，以及虛擬化技術（如Hypervisor）在實現資源隔離和高效利用中的核心地位。 --- 第四部分：現代計算的延伸與未來趨勢 本部分將目光投嚮當前驅動技術革新的領域。 10. 數據庫管理係統的原理 理解數據如何被結構化存儲和高效檢索。本章涵蓋關係型數據庫（RDBMS）的核心概念，如實體-關係模型（ER Model）、規範化（Normalization）的重要性。重點分析事務處理的ACID特性（原子性、一緻性、隔離性、持久性）以及並發控製的實現技術。同時，引入NoSQL數據庫（如鍵值存儲、文檔數據庫）的優勢與適用場景。 11. 安全性與加密技術基礎 探討信息安全的基本威脅模型。介紹對稱加密（如AES）和非對稱加密（如RSA）的工作原理及其在數字簽名、密鑰交換中的應用。解析哈希函數在數據完整性驗證中的角色，並介紹SSL/TLS協議在保障網絡通信安全中的關鍵作用。 12. 新興計算範式概述 簡要介紹影響未來計算格局的技術方嚮，包括並行計算（GPU加速）、大數據處理框架的基本思想，以及量子計算的潛在影響。這部分旨在激發讀者對前沿研究領域的興趣，為後續的專業深入學習打下基礎。 --- 本書特點： 理論與實踐並重： 強調核心概念的推導，同時結閤現代係統設計中的實際案例進行說明。 架構驅動： 始終以計算機係統的整體架構為核心，串聯起硬件、操作係統、網絡和應用層。 前瞻性視角： 確保內容覆蓋瞭當前主流技術棧所需的知識深度，為學習更深層次的係統編程、網絡工程或軟件開發奠定不可或缺的知識儲備。 適閤人群： 所有希望係統性瞭解現代計算機“如何工作”的工程專業學生、IT從業人員以及對計算機底層原理有濃厚興趣的自學者。通過本書的學習，讀者將能夠從“使用者”視角躍升至“設計者”視角，深刻理解數字世界的運行機製。

第一篇 電腦概論

第一章 電腦基本概論

第二章 認識電腦

第三章 數字係統與資料錶示法

第四章 多媒體實務

第五章 企業資訊管理

第二篇 作業係統

第六章 簡介作業係統

第七章 ｗindows Vista作業係統

第八章 其他作業係統

第三篇 縱橫網路世界

第九章 網路基本概念

第十章 網際網路的基本概念

第十一章 全球資訊網(WWW)

第十二章 網際網路的搜尋與訂閱

第十三章 電子郵件

第十四章 網路資源服務

第十五章 資訊安全與電腦病毒

第十六章 電子商務

评分☆☆☆☆☆

我還記得那時候，大學剛開電腦科學的課，老師推薦瞭一些書單，這本《2009尖端數位計算機概論(實用版)》就在其中。拿到書的時候，我覺得它的份量還蠻重的，翻開來，感覺內容真的非常豐富。它幾乎涵蓋瞭從最基礎的邏輯閘、數位電路，一直到電腦的架構、作業係統、編譯器，甚至還有一些計算機組織的知識。 書中對於電腦架構的講解，我印象特別深刻。它詳細介紹瞭馮紐曼架構，以及指令集架構（ISA）的概念。那時候，我纔第一次瞭解到，原來不同處理器有不同的指令集，這也是為什麼我們不能隨便在 Intel 的電腦上運行 ARM 上的程式。書中還探討瞭記憶體層次結構，像是快取記憶體、主記憶體、輔助記憶體之間的關係，這對於理解程式的執行效率非常有幫助。 在作業係統的部分，這本書也提供瞭相當紮實的內容。它解釋瞭行程、執行緒、同步、互斥等概念，讓我理解瞭多工環境下，如何確保程式的穩定運行。對於檔案係統的介紹，也讓我明白資料是如何儲存在硬碟上的，以及檔案係統的結構。這讓我對電腦的「管理員」有瞭更深的認識。 然而，如果以現在的角度來看，這本書在資訊安全、網路安全方麵的探討就顯得比較有限瞭。2009年的時候，網路攻擊、惡意軟體的威脅，雖然已經存在，但還沒有像現在這麼普遍和複雜。書中對這些方麵的介紹，可能隻是一些非常基礎的概念，無法涵蓋現今各種進階的加密技術、防火牆、入侵偵測係統等等。 總體來說，這本書對於建立紮實的計算機科學「理論基礎」來說，是一本非常優秀的教材。它提供的知識體係非常完整，能夠讓讀者對電腦的運作原理有一個宏觀且深刻的理解。雖然在一些新興的應用領域，它可能已經顯得有些「過時」，但它所奠定的基礎知識，對於任何想在這個領域深入發展的人來說，都是不可或缺的。

评分☆☆☆☆☆

我記得在 2009 年左右，那時候對電腦的「內部」運作感到非常好奇，市麵上各種電腦雜誌和書籍紛紛齣籠，我大概是在光華商場的某個角落，翻到這本《2009尖端數位計算機概論(實用版)》。老實說，它的封麵設計當年看起來就已經有點… 嗯，怎麼說呢？有點「實用」導嚮，不像現在的書那麼追求視覺上的炫麗。 但內容上，它確實提供瞭相當全麵的概論。書裡從最底層的數位邏輯，像是 AND、OR、NOT 閘的運作原理，一直講到更上層的微處理器架構、指令集，甚至還觸及瞭基本的作業係統概念，像是行程調度、記憶體管理。對於當時的我來說，這些內容就像是打開瞭新世界的大門。我終於明白，原來我們敲擊鍵盤、滑鼠的操作，最終都是轉化成一連串的電信號，由 CPU 進行處理。 不過，書中對程式設計的介紹，相對而言就比較基礎瞭。它大概會介紹一些流程圖、偽代碼的概念，可能還會舉一些 C 語言的簡單範例。但對於現代軟體開發所涉及的各種複雜框架、物件導嚮設計、或是各種現代程式語言的進階特性，這本書就沒有觸及瞭。畢竟，2009年的軟體開發生態，跟現在差異真的很大。 另外，書中對網路技術的描述，也停留在一個比較基礎的層麵。雖然有提到 OSI 模型、TCP/IP 協定，以及一些基本的網路設備，但對於當時正開始萌芽的行動網路、無線技術，或是現在我們習以為常的雲端運算、巨量資料分析，這些部分在書中就幾乎看不到影子瞭。這也是時代的限製，科技進步太快瞭。 總結來說，這本書提供瞭一個非常紮實的「過去式」的電腦概論。如果你想瞭解在智慧型手機還不普及、雲端概念還未普及的年代，人們是如何認識和學習電腦科學的，這本書會是個很好的參考。它像是歷史的見證，記錄瞭那個時期電腦科學的發展軌跡，對於建立宏觀的電腦知識架構，還是有其價值的。

评分☆☆☆☆☆

當我第一次拿起這本《2009尖端數位計算機概論(實用版)》時，老實說，我對「尖端」這個詞的期待，並沒有完全被滿足。但這並不代錶它不好，而是我當時對「尖端」的理解，可能更偏嚮於當時最新的技術潮流。這本書更像是一本「經典」的入門手冊，它為我建立瞭一個相對完整且穩固的電腦科學基礎。 書裡麵對電腦硬體結構的講解，我覺得處理得相當細膩。它不僅僅是列齣各種元件，而是深入探討瞭它們之間的交互關係。例如，CPU 的內部架構，包含快取記憶體、流水線設計的初步概念，以及不同類型的匯流排如何傳輸數據，都做瞭不錯的闡述。這讓我對電腦的「引擎」有瞭更深的理解，也讓我明白為什麼不同規格的電腦，在效能上會有如此大的差異。 在軟體方麵，它對於作業係統的講解，我覺得非常到位。從使用者介麵、核心功能，到行程管理、檔案係統的設計原理，都寫得條理清晰。那時候，我還不太懂什麼是「作業係統」，看瞭這本書之後，纔恍然大悟，原來我們每天使用的 Windows 或 macOS，背後有這麼多複雜的機製在支撐。而且，它還觸及瞭一些程式語言的基礎，像是變數、迴圈、條件判斷等等，雖然不深入，但足以讓我對程式開發產生興趣。 不過，比較可惜的是，在 2009 年，網際網路的應用還不像現在這麼爆炸性。書中對網路技術的介紹，主要還是偏嚮基礎的 TCP/IP 協議、DNS、HTTP 等。對於後來迅速發展的行動網路、無線通訊技術，以及現今無所不在的雲端服務、大數據分析、甚至是區塊鏈等概念，這本書就沒有涉及瞭。這也是必然的，畢竟科技發展的速度太快瞭。 總而言之，這本書更像是一本「萬用基礎指南」，它為初學者提供瞭一個全麵的視角，讓他們能夠快速掌握電腦科學的核心概念。儘管在一些前沿技術的討論上顯得有些「老派」，但它所傳達的基礎知識，至今仍然適用。它是一本值得推薦給任何想深入瞭解電腦「根本」是什麼的讀者的好書。

评分☆☆☆☆☆

這本《2009尖端數位計算機概論(實用版)》是我大學時期，在資訊工程係的書架上偶然發現的。那時候，我對電腦科學的知識就像一張白紙，對這個充滿魅力的領域既嚮往又有點不知所措。拿到這本書，它紮實的內容和清晰的編排，就像一位溫和的嚮導，帶領我一步步走進數位世界的奧秘。 書中對於電腦硬體的介紹，從中央處理器、記憶體到各種輸入輸齣設備，都做瞭詳盡的說明。我特別喜歡它用圖解的方式來解釋這些複雜的組件如何協同工作，讓我對電腦的「大腦」和「身體」有瞭更深刻的認識。那時候，我對「二進位」和「邏輯閘」這些基本概念感到非常新奇，透過書中的範例，我終於理解瞭電腦是如何處理和運算資訊的，這對我後來的學習打下瞭堅實的基礎。 此外，它對於作業係統的講解，也讓我受益匪淺。從早期簡單的單一任務作業係統，到後來多工、多使用者作業係統的演進，都做瞭很好的梳理。瞭解瞭行程管理、記憶體管理、檔案係統等概念，我纔明白原來我們在操作電腦時，背後有如此複雜的機製在運作。這讓我對電腦的使用體驗有瞭全新的認知，也對程式設計師如何與作業係統互動有瞭初步的瞭解。 不過，當時的網路發展，尤其是移動互聯網，還不像現在這麼普遍。書中對網路部分的討論，主要集中在 TCP/IP 協定、區域網路等概念。對於現今無處不在的 Wi-Fi、藍牙，以及各種雲端服務和線上協作工具，這本書就顯得比較“超前”瞭。我也能理解，畢竟科技的發展速度實在太快瞭。 總體而言，這本書就像一塊珍貴的「基石」，為我打下瞭紮實的電腦科學基礎。它或許在時效性上有所限製，但對於建立最核心、最基礎的概念，它絕對是一本優秀的入門讀物。它讓我對電腦的運作原理有瞭係統性的認識，培養瞭我對這個領域的興趣，也為我後續更深入的學習指明瞭方嚮。

评分☆☆☆☆☆

挖，2009年耶！我那時候剛考上大學，對電腦的各種東西都充滿瞭好奇，想說買本概論的書來充實一下。拿到這本《2009尖端數位計算機概論(實用版)》的時候，其實它的封麵 design 已經有點年代感瞭，不過我想說內容纔是最重要的嘛！拿到手實際翻閱瞭一下，內容還算蠻紮實的，從硬體架構、作業係統的基本原理，到一些比較基礎的程式設計概念，都有涵蓋到。 不過，說實話，2009年的時候，很多東西都還處於一個發展的階段。像當時討論到網路的部分，很多概念都跟現在的雲端運算、大數據、甚至是物聯網等等，完全是兩個世界。雖然書裡頭有講到網路的基礎通訊協定，但對於那種即時的互動、大流量的資料傳輸，或是現在手機上隨處可見的各種 App 和服務，它就真的有點鞭長莫及瞭。 而且，以現在的眼光來看，這本書在一些比較深入的演算法、資料結構的討論上，其實可以再更細膩一點。它有提到一些基本概念，但對於如何實際運用在解決複雜問題、或是效能的優化，就顯得比較淺顯。我記得那時候學程式，都是硬著頭皮跟著課本的範例打，但很多時候，要靠額外的資源或請教學長姐纔能真正理解。 不過，考量到它是2009年的齣版品，它在當時肯定扮演瞭重要的啟濛角色。對於剛接觸電腦科學領域的學生來說，它提供瞭一個相對完整且易於理解的入門管道。書裡麵的圖解和解釋，我覺得都還算清晰，對於建立基本的電腦科學觀念，應該是很有幫助的。至少，它不會讓你一開始就麵對太過艱澀的理論，能夠讓你一步一步地認識這個領域。 總之，如果你是想瞭解 2009 年左右的電腦概論是什麼樣子，或者想迴味一下那個年代的電腦學習歷程，這本書或許是一個不錯的選擇。但如果你是想學習現在最夯的 AI、機器學習、或是其他進階的數位技術，那這本書可能就不是你的首選瞭。它就像一本老照片，記錄著過去的風貌，但無法直接展現現在的精彩。