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出版者:科学出版社

作者:汪明霓

出品人:

页数:309

译者:

出版时间:2004-2

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787030120373

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 童年回忆
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• 计算机文化
• 计算机基础
• 大学教材
• 实践教程
• 信息技术
• 办公软件
• 网络技术
• 编程入门
• 数字媒体
• 计算机应用

图书简介：计算机基础知识与应用实务探析 书名：计算思维与数字素养进阶教程 导言： 在信息爆炸的时代，掌握计算机科学的基本原理和应用技能已成为现代公民的核心素养。本书并非旨在提供某一特定教材的配套练习或内容复述，而是立足于更广阔的视角，深入探讨当代计算技术的核心概念、发展脉络以及它们在社会、经济和个人生活中的深远影响。本书旨在为读者构建一个坚实的理论框架，同时辅以面向未来的实践指导，培养读者独立思考、解决复杂问题的计算思维能力。 第一部分：计算思维的基石与逻辑构建 本部分聚焦于支撑一切计算机科学的底层逻辑与思维模式，完全独立于任何特定教材的章节编排。 第一章：算法的本质与抽象思维 本章首先从数学逻辑的角度解析算法的定义、特性（如有限性、确定性、有效性）以及如何精确地描述一个计算过程。我们不局限于编程语言的语法，而是深入探究解决问题的步骤化思维。内容包括图灵机概念的哲学意义、可计算性理论的引入，以及如何利用流程图和伪代码来构建清晰、无歧义的解决方案。重点探讨了不同类型算法的设计范式，如分治法、贪心算法和动态规划思想的初步引入，强调的是思维模式的迁移，而非特定算法的记忆。 第二章：数据结构：信息世界的骨架 本章超越了简单的数据类型介绍，着重于数据组织方式对效率和功能的影响。详细剖析了线性结构（链表、栈、队列）在内存管理和操作逻辑上的权衡，非线性结构（树、图）在表示复杂关系网络中的核心作用。特别关注了树的遍历算法（前序、中序、后序）在数据解析中的应用，以及图论基础（最短路径问题、连通性分析）在实际问题（如社交网络分析、地图导航）中的建模技巧。 第三章：数制系统与信息的编码 本章深入探究计算机如何处理和存储信息。从位（Bit）到字节（Byte）的定义出发，详细阐述了二进制、八进制和十六进制之间的转换原理。重点解析了定点数和浮点数的表示方法，特别是IEEE 754标准在精度和范围上的局限性及其带来的实际编程挑战。此外，本章探讨了字符编码（如ASCII到Unicode的演变）如何实现全球化信息的无缝交换，以及信息论基础（如熵）在数据压缩中的理论依据。 第二部分：计算机系统概论与硬件/软件交互 本部分旨在揭示“机器”的内部运作机制，建立硬件与高级语言之间的桥梁。 第四章：计算机体系结构与工作原理 本章以冯·诺依曼体系结构为基础，系统介绍中央处理器（CPU）的组成（控制器、运算器、寄存器）及其工作周期（取指、译码、执行、写回）。深入讲解了指令集架构（ISA）的概念，以及RISC与CISC设计的哲学差异。内存层级结构（寄存器、Cache、主存、辅助存储）的引入，强调了速度与容量的平衡，并解释了局部性原理（时间与空间）如何驱动现代系统性能优化。 第五章：操作系统：资源管理的艺术 本章不侧重于某一特定操作系统的具体命令，而是探讨操作系统作为核心软件层面的职能。详细解析了进程与线程的概念、并发与同步（包括死锁的预防与检测机制）。内存管理方面，重点分析了分页、分段技术，以及虚拟内存如何通过地址翻译实现高效的资源共享与隔离。文件系统作为抽象层，其数据组织、存取方法和权限控制机制是本章的另一核心内容。 第六章：编译、解释与程序执行流程 本章剖析了高级语言代码如何转化为机器可执行指令的全过程。详细解释了编译器的前端（词法分析、语法分析、语义分析）和后端（中间代码生成、代码优化、目标代码生成）的复杂流程。对比了编译型语言和解释型语言的优劣势，并探讨了即时编译（JIT）技术在提升脚本语言性能方面的作用。这部分内容旨在培养读者对程序执行深层机制的理解。 第三部分：网络、安全与信息社会责任 本部分着眼于现代计算的连接性，及其伴随的安全挑战和伦理考量。 第七章：互联网的架构与协议栈 本章从网络通信的基础模型入手，全面解析TCP/IP协议族的层次结构。重点阐述了IP地址的编址方式（IPv4/IPv6的演变）、路由器的功能与寻址机制。传输层中的TCP（三次握手、拥塞控制）和UDP的特性对比是核心内容。应用层协议如HTTP/HTTPS的工作机制、DNS解析过程，是理解万维网运作的关键。 第八章：信息安全基础与风险管理 本章关注数字世界的防御体系。内容涵盖了加密技术的基础原理（对称加密与非对称加密，公钥基础设施PKI）。系统性地介绍了常见的网络威胁（如DDoS、SQL注入、跨站脚本XSS）的原理和防御策略。此外，本章强调了数据隐私的重要性，探讨了数据泄露的法律与道德影响，以及零信任架构等现代安全理念的初步框架。 第九章：数据、人工智能与伦理边界 本章探讨了当前技术前沿——大数据与人工智能——对社会结构的影响。重点解析了机器学习的基本概念（监督学习、无监督学习、强化学习），强调数据质量对模型性能的决定性作用。本章的核心价值在于引导读者进行批判性思考：算法偏见、决策透明度、以及AI技术的伦理边界（如自动化决策的问责制）是需要深入探讨的议题，旨在培养具有社会责任感的数字公民。 结语：迈向终身学习的计算之路 本书的最终目标是激发读者对计算科学的持续热情，理解技术迭代的必然性。我们提供的是一套通用的分析工具和严谨的思维方法，而非对特定工具的短期指南。读者应将本书视为理解数字世界的“操作手册”，而非一次性的知识填充，为未来在任何领域深入学习和应用计算技术打下坚实的基础。

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