計算機科學之美 李昌龍著 9787302667230 【台灣高等教育出版社】

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書名:計算機科學之美
ISBN:9787302667230
出版社:清華大學
著編譯者:李昌龍著
頁數:310頁
所在地:中國大陸 *此為代購商品
書號:1664124
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內容簡介

當今世界,計算機科學已經和人們的學習、生活,乃至未來的個人發展息息相關,無論是否專業人士,都有了解它的必要。計算機科學領域科目繁多,編程、網路、晶元、人工智慧等詞彙令人眼花潦亂。本書通過深入淺出的文字,把計算機的全貌呈現在讀者面前,各科目在其中的角色和作用將一目了然。計算機科學並非孤立的自然學科。本書詳細論述了它與生物學、數學、信息學、經典物理學、量子學、心理學的內在關聯,幫助讀者實現知識的大融通。在了解計算機的過程中,本書將啟發讀者探索生命本身的意義,體會「科學本源相通、萬物與我為一」的智慧之美。 本書可作為高等院校計算機及相關專業的教材,也可供從事計算機工作的工程技術人員參考。

作者簡介

李昌龍,華東師範大學副教授,上海市處理器創新研究中心特聘導師,軟硬體協同設計與應用教育部工程研究中心成員,中國科學技術大學博士,美國加州大學洛杉磯分校聯合培養博士,香港城市大學博士后,入選上海市領軍人才計劃上海市攬蓄人才計劃、香港專才計劃。曾任職華為消費者BG操作系統部,其間研究成果榮登華為Mate40手機發布會,成果以第一發明人同時獲中美專利機構授權。近年主持或參与完成了軍委科技委、自然科學基金委、上海市科委、安徽省科委的多個科研項目。先後以第一或通訊作者在FAST、EuroSys、DAC、TCAD、TPDS、TSC等CCF-A類會議或期刊上發表論文,研究工作獲科技部《中國高新科技》的專訪和報道,成果被西門子醫療全球副總裁Dorin Comaniciu、貝爾實驗室研究員Yennun Huang等多位海內外知名學者關注並引用。

目錄

第1章 概述
1 1 計算機:無機生物
1 1 1 計算機的發展歷程
1 1 2 初識計算機中的生物智慧
1 2 馮·諾依曼架構
1 2 1 硬體
1 2 2 硬體電路的圖紙
1 2 3 軟體
1 3 衡量計算機的指標
1 3 1 可靠是一切的前提
1 3 2 辦事能力
1 3 3 能力範圍
1 4 思考
1 4 1 關於計算機的十點疑問
1 4 2 從計算機科學中可以獲得的啟示
1 5 結語
第2章 百年激蕩
2 1 引言
2 2 從硅谷談起
2 2 1 星火燎原——斯坦福
2 2 2 一鯨落,萬物生——仙童
2 2 3 現代計算機的「出生證」
2 2 4 將星璀璨
2 3 中美科技競爭
2 3 1 劍宗與氣宗
2 3 2 晶元設計與製造
2 3 3 系統軟體
2 3 4 應用軟體和演算法
2 4 結語
2 4 1 書中涉及的術語解釋
2 4 2 後續章節框架
第3章 馴獸師的語言:指令
3 1 引言
3 2 指令的工具箱
3 2 1 RISC-V指令集
3 2 2 高級編程語言與指令的關係
3 3 算術運算指令
3 3 1 對計算機下達的第一條指令:加法指令
3 3 2 寄存器
3 4 數據傳輸指令
3 5 神奇的0和1
3 5 1 進位計數制
3 5 2 計算機數字的真實表示:補碼
3 6 條件分支指令
3 6 1 循環
3 6 2 函數
3 6 3 棧
3 7 其他指令
3 8 結語
第4章 計算機的「腦迴路」
4 1 引言
4 2 初識腦迴路
4 2 1 有機生物的腦迴路
4 2 2 計算機「腦迴路」的基本原理
4 3 指令的0/1表示
4 3 1 常見類型介紹:R型
4 3 2 常見類型介紹:I型
4 3 3 指令格式匯總
1 4 集成電路基本元器件
4 5 構建數據通路
4 5 1 數據通路:處理當前指令
4 5 2 數據通路:取下一條指令
4 5 3 分支指令的數據通路
4 5 4 完整的電路圖
4 5 5 控制系統
4 5 6 數據通路與控制器的協作示例
4 6 計算機抽
4 6 1 時鐘周期
4 6 2 性能分析
4 6 3 給心跳加速
4 7 流水線
4 7 1 流水線的電路實現
4 7 2 流水線的代價
4 7 3 解決冒險問題的流水線電路設計
4 7 4 大腦的應激反應:中斷
4 8 人工智慧晶元
4 8 1 ASIC
4 8 2 GPU和FPGA
4 9 結語
4 9 1 信息、物質、能量
4 9 2 房間里的真相
第5章 計算機的「記憶」
5 1 引言:人類的記憶和回憶
5 2 計算機的記憶模塊
5 2 1 長期記憶:DRAM
5 2 2 短期快速記憶:SRAM
5 2 3 存儲器之間的地址映射
5 2 4 緩存寫操作
5 3 永恆記憶的秘密:快閃記憶體
5 4 多級存儲結構:既「大」且「快」
5 5 存儲新勢力
5 5 1 快閃記憶體的混合存儲結構
5 5 2 新型存儲器
5 5 3 存算一體
5 6 結語
5 6 1 外存與內存的區別
5 6 2 3C模型
第6章 人機交互
6 1 引言
6 2 計算機的經脈
6 2 1 基於匯流排的「經脈」排布
6 2 2 「看得見」且「摸得著」
6 3 計算機的「五官」
6 3 1 手機拍照的I/O流程
6 3 2 I/O設備
6 3 3 下一代I/O:谷歌的自我革命
6 4 無機生物之間的交流
6 4 1 從一條微信語音談起
6 4 2 網路協議分層結構
6 4 3 海底光纜與星鏈計劃
6 5 人機交互的終極目標:缸中之腦
6 6 結語
6 6 1 熵增
6 6 2 信息就像食物和水,不可或缺
第7章 計算機的「靈魂」
7 1 引言
7 1 1 軟體的物質形態
7 1 2 軟體什麼時候開始有「意識」
7 2 現代計算機的「翻譯官」:編譯器
7 3 一個特殊的程序:操作系統
7 3 1 再談指令地址
7 3 2 進程虛擬地址空間
7 3 3 頁表
7 3 4 左手畫圓,右手畫方
7 3 5 操作系統的誕生過程
7 3 6 操作系統市場現狀
7 4 靈魂是一股有序的能量
7 4 1 計算機是怎麼「活」過來的
7 4 2 人類生命循環的起點
7 4 3 靈魂的消逝
7 4 4 重啟生命
7 4 5 靈魂隱藏在微觀世界
7 4 6 關於意識的討論
7 5 安全:計算機的主權爭奪
7 5 1 躲在黑暗裡的人
7 5 2 人類是怎樣一步步喪失控制權的
7 6 結語
第8章 量子計算機——凝視宇宙的終極法則
8 1 引言
8 1 1 量子計算機與經典計算機的關係
8 1 2 量子計算機的研究現狀
8 2 量子力學基本理論
8 2 1 不確定性原理
8 2 2 量子疊加
8 2 3 量子糾纏
8 3 量子計算機原理
8 3 1 量子比特
8 3 2 量子門
8 3 3 量子電路
8 4 生存還是毀滅(To be or not to be)
8 5 探索宇宙的終極理論
第9章 總結
9 1 本書的知識圖譜
9 2 計算機科學中的思想啟示
9 2 1 模塊化思想
9 2 2 捉住事物的主要矛盾
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