計算機概論十六講 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

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《計算機概論十六講》是一本敘事體的教科書，作者以每講八頁的篇幅，講述電子計算機（電腦）的核心基礎知識，行文依循曆史的脈絡，連結日常生活的經驗，強調突破性創意的關鍵所在，並兼顧知識內容的認識與理解。這本書搭配一組教學網頁，操作方麵的指引與練習，以及關於計算機本體的舉例，都放在綫上數位教材裏。

數字時代的基石：深入探索信息技術核心原理與應用 一部麵嚮未來、全麵梳理計算機科學基礎知識的權威著作 圖書名稱： 《數字時代的基石：深入探索信息技術核心原理與應用》 頁數： 約700頁（精裝版） 適用讀者： 計算機科學及相關專業本科生、研究生入門課程、跨專業希望係統學習IT知識的工程技術人員、渴望瞭解現代信息係統運行機製的科技愛好者。 --- 內容概述與結構解析 本書旨在為讀者構建一個堅實、全麵的信息技術知識體係框架，涵蓋從最底層的硬件邏輯到上層復雜的軟件架構與網絡通信，並深入探討信息時代的熱點前沿技術。全書內容摒棄瞭過於寬泛的科普敘述，專注於提供嚴謹的理論基礎、清晰的邏輯推導和豐富的工程實踐案例。全書共分為六個核心部分，層層遞進，確保學習者能夠係統地掌握計算機科學的核心脈絡。 第一部分：計算的邏輯與基礎硬件架構（Foundations of Computation and Hardware Architecture） 本部分是理解現代計算機工作方式的起點。它不僅僅是簡單介紹CPU和內存，而是深入剖析瞭計算的本質。 1.1 信息錶示與編碼： 詳細闡述瞭二進製係統的數學原理，包括定點數、浮點數的IEEE 754標準錶示法及其在精度和範圍上的限製。重點討論瞭字符編碼（ASCII到Unicode的演進）在跨平颱數據交換中的關鍵作用。 1.2 布爾代數與數字邏輯設計： 從代數邏輯的公理齣發，係統介紹常用邏輯門（與、或、非、異或）的功能，以及如何利用卡諾圖和邏輯綜閤工具進行組閤邏輯電路（如加法器、多路選擇器）的設計與優化。 1.3 計算機中央處理器（CPU）的微結構： 深入解析指令集架構（ISA）的概念，對比RISC與CISC的設計哲學。詳細剖析單周期、多周期以及流水綫CPU的結構，重點解釋數據通路控製、指令控製單元的設計，以及分支預測、亂序執行等提高性能的關鍵技術及其對軟件的可見性。 1.4 存儲體係結構與性能優化： 詳盡描述瞭存儲器層次結構（寄存器、高速緩存L1/L2/L3、主存、外存）的物理實現和工作機製。緩存的命率、衝突、替換算法（LRU等）的數學模型分析，以及虛擬內存與頁錶管理，是本章的重點，強調瞭操作係統如何通過硬件支持實現內存的抽象與保護。 第二部分：操作係統原理與係統資源管理（Operating Systems Principles and Resource Management） 本部分聚焦於操作係統作為硬件與應用程序之間“橋梁”的核心職能，強調其資源抽象、並發控製和調度機製的理論深度。 2.1 進程與綫程管理： 清晰界定進程的創建、就緒、運行、阻塞和終止狀態轉換。深入探討並發與並行、多綫程編程模型（用戶級與內核級綫程），並對比POSIX綫程標準（Pthreads）的應用場景。 2.2 CPU調度算法的性能分析： 全麵對比和分析先來先服務（FCFS）、最短作業優先（SJF）、優先級調度、時間片輪轉（RR）以及多級反饋隊列（MLFQ）等算法的理論性能指標（如平均等待時間、周轉時間）。重點分析實時係統調度（如EDF、RMS）的必要性。 2.3 內存管理與地址轉換： 深入講解分頁（Paging）和分段（Segmentation）機製，並詳細闡述TLB（轉換後援緩衝器）在加速地址翻譯中的作用。引入工作集模型，探討頁麵置換算法（FIFO, OPT, LRU）的優劣及抖動（Thrashing）現象的成因與避免。 2.4 文件係統與I/O子係統： 探討文件係統的邏輯結構（目錄結構、文件分配方式）和物理結構（如索引節點inode的實現）。分析磁盤調度算法（如SSTF、SCAN）對I/O性能的影響，以及緩衝和緩存技術在I/O操作中的應用。 第三部分：程序設計範式與編譯原理基礎（Programming Paradigms and Compiler Foundations） 本部分連接瞭硬件與軟件，探討高級語言如何被翻譯成機器可執行的指令，並介紹主流的編程範式。 3.1 編程語言理論基礎： 介紹形式語言與自動機理論，重點講解上下文無關文法（CFG）在描述程序語言結構中的作用。分析句法分析（LL, LR）的過程與算法。 3.2 編譯過程的深度解析： 係統梳理詞法分析、語法分析、語義分析（類型檢查）、中間代碼生成以及代碼優化階段的技術細節。重點解析寄存器分配和循環優化等對最終執行效率至關重要的技術。 3.3 經典編程範式： 詳細對比命令式編程、函數式編程（Lambda演算基礎、純函數、高階函數）和麵嚮對象編程（封裝、繼承、多態）的設計哲學，強調每種範式在解決特定問題時的適用性與局限性。 第四部分：計算機網絡與分布式係統（Computer Networks and Distributed Systems） 本部分構建瞭現代信息交換的骨架，側重於協議棧的工程實現和分布式環境下的挑戰。 4.1 TCP/IP協議棧的深度剖析： 逐層解析物理層、數據鏈路層（ARP、MAC尋址）、網絡層（IP尋址、子網劃分、路由選擇協議如RIP/OSPF的機製）、傳輸層（TCP的可靠性機製、擁塞控製算法如Tahoe/Reno的數學模型）和應用層協議（HTTP/DNS的工作流程）。 4.2 局域網與廣域網技術： 深入探討以太網（CSMA/CD/CA）的衝突管理，交換機與路由器的核心工作原理。介紹現代網絡技術如VLAN隔離和MPLS的基本概念。 4.3 分布式係統的挑戰與解決方案： 探討分布式計算中一緻性、容錯性、可擴展性等核心難題。重點介紹CAP定理的權衡藝術，以及一緻性模型（如最終一緻性）在實際應用中的部署策略。 第五部分：數據庫係統與數據管理（Database Systems and Data Management） 本部分關注結構化數據的存儲、高效檢索和事務完整性保障。 5.1 關係代數與SQL優化： 詳細闡述關係模型理論，熟練掌握關係代數錶達式的轉換。重點分析SQL查詢的執行計劃生成過程，索引（B樹、B+樹）對查詢性能的決定性影響。 5.2 數據庫事務管理： 深入解析ACID特性（原子性、一緻性、隔離性、持久性）的實現機製。重點講解並發控製中的鎖粒度、兩階段鎖定（2PL）協議，以及基於日誌的恢復技術（如延遲更新與立即更新）。 5.3 存儲與擴展技術： 介紹麵嚮大規模數據處理的NoSQL數據庫的分類（鍵值、文檔、列族、圖）及其適用場景。分析數據分區、復製策略對係統高可用性的貢獻。 第六部分：信息安全與前沿技術展望（Information Security and Emerging Trends） 本部分對當前信息安全威脅進行係統性梳理，並簡要展望新興計算範式。 6.1 密碼學基礎與應用： 講解對稱加密（AES）和非對稱加密（RSA、ECC）的數學原理，以及數字簽名和哈希函數在身份驗證中的應用。強調公鑰基礎設施（PKI）的運作流程。 6.2 網絡安全威脅與防護： 分析常見的網絡攻擊類型（如緩衝區溢齣、SQL注入、DDoS）的原理，並探討防火牆、入侵檢測係統（IDS）的基本防禦策略。 6.3 現代計算趨勢簡述： 對雲計算模型（IaaS, PaaS, SaaS）、虛擬化技術（Hypervisor類型）以及並行計算（GPU/CUDA模型）進行概述，指齣它們對未來軟件開發工作流的重塑。 --- 本書特色 1. 理論深度與工程實踐的平衡： 本書不僅涵蓋瞭經典教科書中的嚴謹數學證明和算法復雜度分析，更結閤瞭當前主流技術棧的工程實現細節，力求理論指導實踐。 2. 麵嚮底層邏輯的闡釋： 避免將復雜概念“黑箱化”，而是從晶體管邏輯、指令周期、內存訪問延遲等底層角度解釋上層行為，確保讀者對係統的“可見性”和可調試性。 3. 係統性與模塊化設計： 六大模塊相互支撐，但結構相對獨立，讀者可根據自身需求選擇性深入學習特定領域，如對網絡或數據庫有興趣者，可重點研讀相應章節，並快速理解其在整體計算框架中的位置。 4. 嚴謹的術語體係： 全書采用統一且規範的技術術語體係，便於讀者閱讀國際前沿文獻和參與專業技術討論。 《數字時代的基石》旨在培養新一代具有紮實理論基礎和全局視野的IT專業人纔，幫助他們不僅“會用”工具，更能“理解”工具背後的科學原理。

作者簡介

單維彰

　　1962年生於颱北市

　　學曆：
　　中原大學數學係學士
　　美國賓州州立大學數學係博士

　　經曆：
　　中央大學師資培育中心與數學係閤聘副教授
　　兼數學計算實驗室指導老師
　　兼登山社指導老師

评分☆☆☆☆☆

拿到《計算機概論十六講》這本書，我第一眼就被它的設計風格吸引瞭，那種簡潔又帶點科技感的封麵，讓人一看就覺得是本正經的書。雖然我不是計算機專業的學生，但因為工作需要，經常需要接觸到一些跟計算機相關的東西，感覺自己懂的實在太少瞭，很多時候都跟不上趟。所以，我一直想找一本能夠係統地、從頭開始講解計算機知識的書。這本“十六講”的定價我覺得還算閤理，而且從它的篇幅來看，內容應該是比較充實的。我特彆想知道，書中關於“計算機組成原理”的部分，會不會深入淺齣地介紹CPU、內存、硬盤等硬件是如何協同工作的？我一直對這些“幕後英雄”充滿好奇，想知道它們到底是怎麼把我們輸入的指令變成最終結果的。還有，書名中的“概論”兩個字，也讓我覺得它會包含很多不同方麵的內容，比如會不會涉及一些信息安全、數據庫、甚至是人工智能的初步概念？如果這本書能讓我對計算機的整體架構有一個清晰的瞭解，並且能對一些前沿技術有一個初步的認識，那我這次的投資就值瞭。我比較期待它能有一套由淺入深的講解方法，而不是一開始就扔一堆專業術語把人嚇跑。

评分☆☆☆☆☆

我最近在物色一本可以讓我對計算機有一個全麵認識的書，《計算機概論十六講》這個名字，聽起來就很有吸引力，而且“十六講”的設置，感覺像是提供瞭一個清晰的學習路徑。我一直覺得，在這個數字化時代，不懂計算機就像是睜眼瞎，很多事情都會變得很睏難。我不是技術專傢，但我也希望能對計算機的運作原理有一個基本的瞭解，這樣在麵對各種軟件、硬件和網絡問題時，就不會那麼手足無措瞭。我尤其對書中關於“數據結構與算法”的章節很感興趣，雖然我知道這部分聽起來有點難度，但我相信如果這本書能用生動形象的比喻來解釋，比如用整理房間來比喻數據結構，用解決迷宮來比喻算法，那我應該就能理解。另外，我也很好奇，這本書會不會涉及一些關於“計算機安全”的內容？現在網絡詐騙這麼多，瞭解一些基本的安全知識，提高警惕，我覺得非常重要。這本書的“概論”定位，讓我覺得它應該是一個不錯的起點，能幫助我建立起一個完整的計算機知識框架，而不是零散的碎片化信息。

评分☆☆☆☆☆

噢，這本《計算機概論十六講》的書名，一聽就很有份量，而且「十六講」這個數字，感覺像是為想係統性瞭解計算機知識的朋友量身打造的。我之前在逛書店的時候，就對這書的裝幀和排版留下過印象，感覺挺紮實的。雖然我還沒來得及深入閱讀，但光是目錄和簡介就讓我對它充滿瞭期待。尤其是那些標題，像是“計算機的演進”、“數據錶示與運算”、“操作係統原理”、“網絡通信基礎”等等，這些都是計算機科學的基石，對於想要打下紮實基礎的朋友來說，這絕對是條捷徑。我想，這本書應該不是那種隻講皮毛、浮光掠影的書，而是真正地會從最根本的概念講起，層層遞進，讓讀者能夠真正理解計算機的工作原理，而不是停留在“會用”的層麵。我特彆想知道，在“數據錶示與運算”這一章，作者是如何用通俗易懂的方式講解二進製、補碼之類的概念的，這部分常常是許多初學者的“攔路虎”。還有，對於“操作係統”的介紹，我很好奇它是否會涵蓋一些實用的例子，比如不同操作係統之間的比較，或者用戶如何更有效地與操作係統交互。總而言之，這本書給我一種“值得細細品味”的感覺，期待能從中獲得寶貴的知識，讓我在計算機的世界裏更自信、更有方嚮。

评分☆☆☆☆☆

“計算機概論十六講”這個書名，給我一種循序漸進、係統學習的感覺。我一直想找一本能夠讓我從零開始，真正理解計算機是怎麼一迴事的書，而不是僅僅停留在會用一些軟件的層麵。《計算機概論十六講》的“十六講”形式，讓我覺得它應該是有計劃、有重點地梳理瞭計算機的核心概念。我特彆好奇，這本書在講解“信息技術發展趨勢”這一部分時，會著重介紹哪些內容？是關於雲計算、大數據，還是物聯網、5G技術？這些都是我們現在經常聽到的詞，但具體是怎麼迴事，我一直有點模糊。我希望這本書能幫助我理清這些概念，並且能對未來的技術發展有一個初步的預測。另外，對於“計算機圖形學”或者“多媒體技術”這類章節，我倒不是特彆期待它能有多麼深入的講解，但我希望它能讓我大緻瞭解這些技術是如何實現的，比如我們看到的電影特效，或者遊戲畫麵，背後的原理是什麼。這本書給我的感覺是，它不隻是講“是什麼”，更是講“為什麼”和“怎麼做”，這對於我這樣想要深入理解技術背後邏輯的讀者來說，非常有吸引力。

评分☆☆☆☆☆

說實話，《計算機概論十六講》這個書名，一開始會讓我覺得有點“學院派”，擔心會不會讀起來很枯燥。不過，我後來聽到一些朋友的討論，他們都說這本書的講解方式相當有條理，而且作者在一些比較抽象的概念上，會用很多貼近生活的例子來輔助說明，這讓我對它産生瞭很大的興趣。我一直覺得，計算機技術發展太快瞭，如果不懂得它的基本原理，很容易就像無頭蒼蠅一樣，隻能追逐錶麵的新奇。我特彆想瞭解，書中對於“計算機網絡”這部分是如何闡述的？現在的網絡這麼發達，但很多人對背後的原理卻是一知半解。這本書有沒有可能把TCP/IP協議、HTTP協議這些關鍵技術講得清晰明瞭，讓讀者能明白我們每天使用的互聯網是如何運作的？另外，我也很關注書中關於“軟件開發基礎”的部分，是不是會涉及一些編程的基本概念，或者介紹一些常用的開發工具和流程？我不是想成為一個專業的程序員，但至少想對這個領域有個基本的認知，知道軟件是如何被創造齣來的。這本書的“十六講”結構，感覺就像是為我這樣的“小白”量身定做的學習路綫圖，希望能通過這十六講，把我之前零散的知識點串聯起來，形成一個完整的知識體係。