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出版者:McGraw-Hill College

作者:O'Leary, Timothy J./ O'Leary, Linda I.

出品人:

页数:560

译者:

出版时间:2006-2

价格:$ 126.56

装帧:Pap

isbn号码:9780073516677

丛书系列:

图书标签:

• Computing
• Essentials
• 2007
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《计算科学基础：2007版》是一本旨在为初学者提供扎实计算科学入门知识的教材。本书内容涵盖了计算机科学的核心概念，旨在帮助读者建立对现代计算世界的清晰认知。 第一部分：计算的基本要素 本书开篇深入浅出地介绍了计算机的基本构成，包括硬件和软件。我们将详细解析CPU、内存、存储设备等核心硬件组件的功能与工作原理，以及它们如何协同合作处理数据。同时，软件的概念也被清晰界定，从操作系统到应用程序，让读者理解不同层级的软件是如何驱动硬件运行的。 硬件架构： 详细阐述了中央处理器（CPU）的指令集、流水线技术等，以及随机存取存储器（RAM）的读写机制。不同类型的存储介质（如硬盘、固态硬盘）的特性和发展也得到介绍。 软件层级： 深入讲解了操作系统（如Windows、Linux）的核心功能，包括进程管理、内存管理、文件系统等。应用程序的开发和执行流程，以及用户界面（UI）和用户体验（UX）的基本设计原则也包含在内。 第二部分：数据的表示与处理 数据是计算的基石。本部分将聚焦于数据是如何在计算机内部被表示和处理的。读者将学习到二进制、十进制等数字系统的转换，理解位（bit）、字节（byte）等基本单位的含义，以及它们如何构成了计算机世界的数据基础。此外，我们也介绍了数据的编码方式，例如ASCII码和Unicode，以及它们在文本和多媒体数据处理中的作用。 数字系统： 详细介绍二进制、八进制、十六进制与十进制之间的相互转换方法，并通过实例说明计算机内部进行算术运算的基础。 数据编码： 讲解了字符编码的标准（如ASCII、Unicode），以及它们如何影响文本信息的存储和显示。图像、音频和视频等多媒体数据的基本编码原理和常见格式（如JPEG、MP3）也会被初步介绍。 第三部分：算法与程序设计基础 算法是解决问题的步骤集合，而程序设计则是将算法转化为计算机可执行指令的过程。本部分将引导读者理解算法的本质，学习如何设计和分析算法的效率。同时，我们将介绍一种易于理解的编程语言（例如，基于流程图或伪代码的逻辑描述），让读者掌握基本的编程概念，如变量、数据类型、运算符、控制结构（顺序、选择、循环）以及函数等。 算法设计： 讲解了算法的几个重要特性（有限性、确定性、可行性、输入、输出），以及常见的算法设计思想，如分治法、动态规划等。 程序设计概念： 详细介绍了变量的声明与赋值，不同数据类型的特性（整型、浮点型、布尔型等），以及常用的逻辑和算术运算符。控制结构（if-else语句、while循环、for循环）的语法和应用场景将被深入剖析。函数（或方法）的定义、参数传递和返回值等概念也会得到清晰阐述。 第四部分：数据结构初步 数据结构是组织和存储数据的方式，它直接影响到算法的效率。本部分将介绍几种基础的数据结构，如数组、链表、栈和队列，并探讨它们各自的特点、适用场景以及基本操作。理解数据结构有助于读者更有效地管理和访问数据。 数组与链表： 详细讲解了数组的静态特性与随机访问优势，以及链表的动态增长能力和遍历方式。 栈与队列： 介绍栈的“后进先出”（LIFO）和队列的“先进先出”（FIFO）特性，以及它们在程序设计中的常见应用，如函数调用栈、任务调度等。 第五部分：计算机网络与互联网 在当今互联互通的世界，理解计算机网络至关重要。本部分将介绍网络的基本概念，包括网络拓扑、通信协议（如TCP/IP），以及互联网的工作原理。读者将了解数据是如何跨越网络传输的，以及常见的网络应用（如万维网、电子邮件）是如何实现的。 网络协议： 深入讲解TCP/IP协议族的层次结构，以及HTTP、FTP、SMTP等常用应用层协议的功能。 互联网工作原理： 阐述了IP地址、域名解析（DNS）以及数据包的路由转发过程，让读者理解信息的全球化传输机制。 第六部分：信息安全与伦理 随着计算技术的广泛应用，信息安全和计算伦理问题也日益凸显。本部分将探讨数据隐私、网络安全威胁（如病毒、黑客攻击）以及防范措施。同时，我们也讨论了知识产权、数字鸿沟等重要的计算伦理议题，引导读者成为负责任的计算用户和开发者。 网络安全： 介绍常见的网络攻击类型（如DDoS攻击、SQL注入），以及加密技术、防火墙、杀毒软件等安全防护手段。 计算伦理： 讨论软件盗版、数据滥用等问题，强调遵守法律法规和道德规范的重要性，以及对数字社会公平和可持续发展的思考。 《计算科学基础：2007版》力求以清晰、系统的方式，为广大读者，特别是对计算机科学感兴趣但缺乏背景知识的学生和专业人士，打下坚实的理论基础。通过对本书的学习，读者将能够更好地理解计算机的工作原理，掌握基本的编程思想，并为进一步深入学习计算机科学的各个分支领域做好准备。

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从阅读体验的角度来看，这本书的排版和插图设计确实反映了那个时代的特点，略显朴素，但其功能性是毋庸置疑的。我是一个非常依赖视觉辅助的学习者，如果概念太抽象，我很难记住。这本教材在图示的使用上非常克制但精准。举个例子，当解释网络中的“数据包”概念时，它没有用复杂的网络拓扑图，而是用了一个非常直观的“信封”模型，将数据、地址、校验码分别对应信封的各个部分，简单明了。这种“少即是多”的设计理念，使得我在阅读一些复杂流程时，注意力不会被花哨的图形分散。更重要的是，它提供了一系列的思考题和课后练习（我记不清是否都是选择题，但肯定有需要用户解释概念的简答题）。这些练习的难度设置恰到好处，既不会让人因为太简单而觉得无聊，也不会因为太难而产生挫败感。它们迫使你必须将书本上的知识“内化”并用自己的语言重新组织一遍，这是真正掌握知识的必经之路。

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回过头看，这本书最大的价值在于它为我建立了一个稳定、可靠的知识基石。在后续的工作和学习中，每当我遇到新的、更复杂的计算概念时，我总能隐约找到它在本书的某个基础章节里的影子。比如，当我学习云计算或虚拟化时，我能回溯到它对“资源抽象化”和“虚拟内存”的早期论述，立刻就能抓住新技术的本质区别和联系。这就像盖房子，地基打得牢，上层结构怎么变，你都不会慌。它没有追逐热点，没有过分强调那些很快就会过时的编程语言或软件工具。相反，它专注于计算科学中那些永恒不变的原理——逻辑、结构、效率和限制。因此，尽管书名带有“2007”，但它所教授的核心计算思维，至今仍具有极高的参考价值。它不是一本能让你立刻写出高性能代码的工具书，但它绝对是一本能让你理解代码为何高性能的思维导引手册。我非常推荐给任何需要从零开始建立系统化计算机认知的人士，尤其是那些对技术原理有好奇心的非专业人士。

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我是在一个不得不快速掌握基础知识的压力下开始阅读的。当时接手了一个需要和IT部门紧密合作的项目，但我的技术背景实在有限，很多技术术语听得我云里雾里。我需要一本能快速“扫盲”的书籍。这本《Computing Essentials 2007》（恕我直言，年份有点久远，但这不妨碍它基础知识的价值）的语言风格对我来说简直是量身定做。它非常直接，没有那种故作高深的学术腔调。它更像是一份详尽的技术手册，而不是一本学术论文集。我记得我特别关注了关于数据存储和处理效率的那一部分。作者用了大量的图表和流程图来展示数据是如何在不同的存储介质之间迁移和处理的，这比纯文字描述有效率得多。比如，它对缓存（Cache）的工作机制的解释，没有陷入到L1、L2、L3缓存的细节纠缠中去，而是着重解释了为什么需要缓存，以及它如何通过减少CPU等待时间来提升整体性能。这种“抓住核心矛盾”的写作手法，让我得以迅速建立起一个关于计算机如何高效运行的宏观概念。阅读过程中，我发现自己可以一边看书，一边在脑海里构建出一个简化的计算机模型，这极大地提高了我的学习效率。

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这本书，说实话，我拿到手里的时候，心里是有点打鼓的。封面设计得中规中矩，没什么让人眼前一亮的创新，但作为一本技术类的入门读物，它给我的第一印象是“扎实”。我当时正在努力梳理我对计算机基础知识的认识，尤其是那些经常在工作中被提及但自己又不太确定的概念，比如操作系统的工作原理、文件系统的组织方式，还有网络协议的基础层级。我希望找到一本能把我那些零散的知识点串联起来的书。我翻阅了目录，发现内容覆盖了硬件基础、软件架构、数据表示等几个核心板块，结构看起来很清晰。我最看重的是它对“为什么”的解释，而不是仅仅罗列“是什么”。比如，当它讲到二进制时，我期望它能深入浅出地解释为什么现代计算机要用这种机制，而不是简单地说“计算机只认识0和1”。我记得我花了整整一个下午，才把关于内存管理的那一章看完。作者似乎很有耐心，用了很多生活中的类比来解释那些抽象的概念，这对我这种不是科班出身的读者来说，简直是救命稻草。它没有过多纠缠于最新的硬件规格或者某个特定软件的版本更新，而是专注于那些经过时间检验的核心原理。这本书给我的感觉就像一位经验丰富、不爱说废话的老师，他知道你哪里不明白，并会用最直接、最有效的方式帮你搭建起知识的骨架。

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这本书给我的一个深刻印象是它的全面性，尽管它定位是“基础”，但广度上做得非常出色。我之前读过几本只关注软件或只关注硬件的书，读完后总感觉知识体系有明显的短板。而这本让我体会到了软硬件结合的整体视角。比如，当它讨论到操作系统（OS）的任务调度时，它并没有孤立地谈论算法，而是立刻联系到物理CPU的核心数量和时钟频率，让你明白软件的优化最终是受限于硬件的物理限制的。这种跨领域的联系感，是很多专业书籍所缺乏的。我特别欣赏它对安全和隐私概念的引入。在那个年代（2007年），网络安全意识远不如现在普及，但这本书已经提到了加密、防火墙的基本概念，并强调了用户责任。这让我意识到，构建一个良好的计算素养，不能只关注“如何做”，更要关注“如何安全地做”。这部分内容虽然不复杂，但其前瞻性让我对作者的视野表示敬佩。它不只是在传授知识，更是在培养一种健康的、全面的计算思维模式。

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