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出版者:河北科学技术

作者:李素环，邢友深，

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2007-9

价格:21.50元

装帧:

isbn号码:9787537524537

丛书系列:

图书标签:

• 计算机应用基础
• 计算机基础
• 办公软件
• 信息技术
• 应用技能
• 入门教程
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• 电脑操作
• 基础知识
• 学习资料

好的，这是一份关于一本不同于《最新计算机应用基础》的图书的详细简介。 --- 图书名称： 《深入解析：现代信息技术与计算思维》 内容概述： 本书并非一本面向初学者的入门指南，它专注于剖析当代信息技术领域的核心概念、底层原理及其在复杂系统中的应用实践。它旨在为已经掌握基础计算机操作与概念的读者提供一个更深层次、更具批判性的视角，理解信息技术如何驱动现代社会与科学研究。全书结构严谨，内容涵盖了从硬件架构的精细分析到高级算法设计与数据结构，再到网络安全与分布式系统的前沿探讨。 第一部分：计算的基石——硬件与底层架构的再审视 本部分将超越对“CPU如何工作”的浅层描述，深入探讨现代处理器设计的复杂性。内容包括但不限于： 1. 微处理器架构的演进与挑战： 详细解析乱序执行（Out-of-Order Execution）、超标量流水线（Superscalar Pipelining）以及指令级并行（ILP）的实现细节。重点分析摩尔定律放缓背景下，多核、众核架构（如GPU/GPGPU）的计算范式转变，以及异构计算的编程模型挑战。 2. 内存层级的优化与瓶颈： 深入讲解缓存一致性协议（如MESI协议），内存访问延迟的量化分析，以及非易失性内存（NVM）技术对传统内存层次结构的冲击。讨论如何通过软件优化（如数据布局、预取技术）来缓解“内存墙”问题。 3. 存储系统的革命： 探讨从机械硬盘到固态硬盘（SSD）的I/O性能飞跃，重点分析NAND闪存的工作原理、磨损均衡算法（Wear Leveling）以及存储区域网络（SAN）和网络附加存储（NAS）在高并发环境下的性能调优策略。 第二部分：算法的艺术与计算复杂度理论 本部分聚焦于算法设计的高级方法论及其理论极限，而非简单的“如何使用排序算法”。 1. 高级数据结构与空间效率： 详细介绍B+树、R-树等用于大规模数据管理的索引结构，以及布隆过滤器、Skip List等概率数据结构的精确应用场景与错误率分析。 2. 计算复杂度的深度探索： 严谨阐述P、NP、NP-完全、NP-难等复杂性类别的严格定义与相互关系。通过实例分析（如Traveling Salesperson Problem, SAT问题）来展示如何利用近似算法（Approximation Algorithms）和启发式算法（Heuristics）来处理现实世界中的不可解问题。 3. 并行与分布式算法设计： 探讨图算法（如PageRank的迭代计算）在分布式环境下的实现，如使用MapReduce或Spark框架进行大规模图处理的挑战，包括数据分区、通信开销最小化以及容错机制的构建。 第三部分：网络、安全与互联世界的底层逻辑 本部分旨在揭示支撑现代互联网和信息交换的协议栈和安全机制的内在运作。 1. TCP/IP协议栈的深度剖析： 不仅讲解三次握手，更细致分析TCP拥塞控制算法（如Reno, CUBIC）的数学模型，探讨QUIC协议如何通过UDP解决TCP的队头阻塞问题，以及BGP路由协议在高层次网络中的工作机制与策略选择。 2. 信息安全与密码学的数学基础： 深入讲解公钥密码学（RSA、ECC）背后的数论基础，哈希函数的抗碰撞性分析。详细阐述TLS/SSL握手过程中的身份验证、密钥交换与加密流程。同时，分析现代加密攻击面（如侧信道攻击、侧信道泄露）的原理。 3. 分布式系统与一致性模型： 探讨CAP理论的权衡取舍，讲解Paxos和Raft等分布式共识算法的具体步骤、日志复制机制与领导者选举过程。分析如何构建高可用、强一致性的数据库集群，以及拜占庭容错（BFT）在联盟链中的应用。 第四部分：数据处理与智能系统的构建 本部分侧重于如何利用计算能力处理海量数据并构建具备学习能力的系统。 1. 机器学习的数学内核： 详细推导线性回归、逻辑回归中的梯度下降优化器（SGD, Adam）的收敛性分析，探讨正则化方法（L1, L2）在模型泛化中的作用。 2. 深度学习的计算图与反向传播： 剖析深度神经网络的计算图表示，并用链式法则细致推导反向传播算法，解释自动微分（Automatic Differentiation）在现代深度学习框架中的实现机制。 3. 数据库系统的事务管理与并发控制： 深入讲解ACID特性，隔离级别（Read Uncommitted到Serializable）的技术实现，以及两阶段锁定（2PL）和MVCC（多版本并发控制）在数据库内核中的作用，以确保数据在多用户访问下的正确性。 本书的定位与目标读者： 《深入解析：现代信息技术与计算思维》的目标读者是那些不满足于“会用”软件和工具，而渴望理解“为何如此”的计算机科学专业学生、软件工程师、系统架构师或技术研究人员。本书要求读者具备一定的数学基础和初步的编程经验，旨在培养读者从底层逻辑构建复杂系统的能力，并能批判性地评估现有技术方案的性能边界与设计取舍。它将读者从应用层面拉回至原理层面，重塑对计算科学的整体认知框架。

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