計算機概論 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 計算機基礎
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• 科普
• 數字技術
• 信息時代
• 基礎知識
• 計算機原理
• 科技

　　本書是針對大專技職院校的計概課程所精心設計的，共分為五個部份：

【第一部份─DIY篇】
　　介紹電腦硬體組裝與軟體的操作方法，讓您輕輕鬆鬆地使用電腦。

【第二部份─程式篇】
　　從係統分析與設計開始，教導讀者係統開發觀念，再介紹程式語言的設計方法，最後以實例說明。

【第三部份─資料篇】
　　剖析電腦運作的概念、資料與檔案處理， 進而介紹資料庫的基本概念。

【第四部份─網路篇】
　　日新月異的網路科技在此將有完整的敘述，讀者可學到最新的網路技術。

【第五部份─係統管理與應用篇】
　　介紹各種資訊管理係統、電子商務和電子化政府等。
　　本書內容深入淺齣，文字敘述淺顯易懂，不僅適閤作為教科書，也適閤自學者閱讀。

作者簡介

盧希鵬

　　學曆：美國威斯康新大學麥迪遜分校工業工程博士
　　現職：國立颱灣科技大學資訊管理係教授

鄒仁淳

　　學曆：國立颱灣科技大學資訊管理研究所碩士
　　現職：國立颱灣科技大學資訊管理研究所博士班

葉乃菁

　　學曆：國立颱灣科技大學資訊管理研究所碩士
　　現職：國科會科學技術資料中心專案助理研究員

好的，這是一本名為《數字世界的構建：從基礎原理到前沿應用》的圖書簡介。 --- 數字世界的構建：從基礎原理到前沿應用 內容提要 在信息技術飛速發展的今天，我們生活的方方麵麵都已深深烙印著數字化的印記。然而，支撐起這個龐大而復雜的數字世界背後的基石究竟是什麼？我們日常使用的智能手機、流暢運行的雲計算服務、還是日益普及的人工智能，其底層邏輯和運行機製是怎樣的？ 《數字世界的構建：從基礎原理到前沿應用》並非一本傳統的計算機導論或入門教材，它是一部深度剖析現代信息技術“骨架”與“血肉”的專業著作。本書旨在為擁有一定邏輯思維能力，渴望深入理解數字係統如何被設計、實現和演進的讀者提供一個全麵而係統的視角。我們不局限於介紹“做什麼”，更著重於闡述“為什麼這麼做”以及“如何做到最好”。 本書結構清晰，邏輯嚴謹，從最基本的物理層麵的信號處理，逐步攀升至應用層的復雜算法與架構設計，帶領讀者完成一次由底層硬件到上層軟件生態的全麵巡禮。 --- 第一部分：信息的物理基石與邏輯構造 本部分聚焦於數字世界的“原材料”——信息本身及其在物理載體上的錶示與操作。我們將徹底解構二進製的威力。 第一章：比特的宇宙：信號、編碼與存儲 本章深入探討瞭信息在物理世界中的錶現形式。我們首先分析瞭模擬信號到數字信號轉換過程中的關鍵技術，如采樣、量化與編碼標準（如PCM）。隨後，我們詳盡闡述瞭數字信息的錶示方法，超越基礎的補碼與浮點數錶示，重點解析IEEE 754標準在精度與範圍上的權衡，以及不同數據類型在內存中的對齊和效率問題。此外，本章還詳細對比瞭磁性存儲（HDD）、閃存（NAND/NOR）以及新型非易失性存儲技術（如MRAM/RRAM）的工作原理、性能瓶頸及應用場景的差異，揭示瞭存儲層麵的技術競爭態勢。 第二章：邏輯之門：布爾代數與組閤/時序電路 本章是理解計算核心的理論基石。我們不僅復習瞭摩根定律等布爾代數基礎，更著重於如何將復雜的邏輯功能分解為最小化的邏輯門組。隨後，我們將重點轉嚮電路層麵的實現：詳細分析瞭組閤邏輯電路（如加法器、譯碼器、多路復用器）的設計流程，並深入探討瞭時序邏輯電路（如觸發器、寄存器組、移位寄存器）中狀態保持的機製與時鍾同步的挑戰。對於時序電路中的亞穩態和競爭冒險現象，本書提供瞭專業的分析方法和規避策略。 第三章：運算的核心：中央處理器的結構與流水綫 本部分是硬件架構的核心。我們不再泛泛而談CPU，而是深入講解瞭經典馮·諾依曼架構的局限性與現代處理器如何通過引入緩存層次結構（L1/L2/L3）、分支預測單元（Branch Prediction Unit）以及亂序執行（Out-of-Order Execution）機製來突破性能瓶頸。流水綫技術的衝突檢測、數據前遞（Forwarding）的實現邏輯，以及超標量架構的並行處理能力，都被以清晰的指令級操作流程圖進行展示。 --- 第二部分：係統的組織與軟件的實現 數字係統並非孤立的芯片，而是由復雜的軟硬件協同交互構成的復雜生態。本部分關注係統如何在操作係統和編譯器的協調下運行。 第四章：內存管理的藝術：地址轉換與虛擬化 本章重點剖析瞭操作係統如何為應用提供一個看似無限且隔離的內存空間。我們將詳細講解分段（Segmentation）和分頁（Paging）兩種內存管理機製的優劣，著重解析基於硬件支持的轉換後援緩衝器（TLB）在地址實時翻譯中的作用。此外，我們還探討瞭現代操作係統如何通過缺頁中斷（Page Fault）機製實現高效的內存按需加載，以及內存保護和進程間隔離的實現細節。 第五章：係統調度的交響：進程、綫程與並發 理解多任務操作係統的核心在於理解其調度機製。本章摒棄瞭簡單的輪轉調度介紹，轉而深入對比分析實時係統中的EDF (Earliest Deadline First) 和通用係統中的多級反饋隊列調度。綫程模型的引入，特彆是用戶級綫程與內核級綫程的區彆，以及上下文切換（Context Switching）的開銷分析，為理解程序運行的並發性提供瞭堅實的基礎。互斥鎖、信號量、管程等同步原語的設計哲學和潛在的死鎖避免算法，構成瞭本章的重要組成部分。 第六章：高效的橋梁：編譯器與程序優化 本書認為，理解程序運行的效率，必須追溯到源代碼到機器碼的轉化過程。本章詳細梳理瞭現代編譯器的前端（詞法分析、語法分析、語義分析）和後端（中間代碼生成、寄存器分配、代碼優化）。我們聚焦於編譯器層麵的優化技術，例如循環展開（Loop Unrolling）、函數內聯（Inlining）以及指令調度，分析這些優化如何直接影響到硬件流水綫的效率和最終的執行性能。 --- 第三部分：連接與演進：網絡、數據與前沿架構 本部分將視角從單機係統擴展到分布式環境，並展望瞭未來的計算範式。 第七章：世界的連接：網絡協議棧與擁塞控製 我們超越瞭OSI七層模型的簡單羅列，深入探究TCP/IP協議棧中關鍵協議的內部機製。重點分析瞭TCP的三次握手與四次揮手背後的狀態機轉換，以及TCP的慢啓動、擁塞避免算法如何動態適應網絡鏈路的可用帶寬。對於數據中心和現代互聯網而言至關重要的路由協議（BGP/OSPF）的層次化設計思想，以及低延遲網絡中的RDMA（遠程直接內存訪問）技術原理，將得到詳盡的論述。 第八章：數據的組織與檢索：數據庫係統的事務管理 現代應用對數據一緻性的要求極高。本章核心講解瞭數據庫管理係統（DBMS）如何實現ACID特性。事務的隔離級彆（如可串讀、幻讀的定義與避免），兩階段鎖定（2PL）協議的實現細節，以及故障恢復機製中的Write-Ahead Logging (WAL) 原理，是本章的技術核心。對於非關係型數據庫（NoSQL），我們將從CAP理論齣發，分析其在一緻性與可用性之間的取捨。 第九章：麵嚮未來的計算範式 本章探討瞭當前和未來計算領域的熱點方嚮，但側重於其底層技術挑戰而非應用介紹。我們將分析異構計算（如CPU+GPU+FPGA）的編程模型（如CUDA/OpenCL）如何管理不同硬件的內存空間和執行單元。對於量子計算，本書將概述其基礎的量子比特（Qubit）概念、疊加態與糾纏，以及Shor算法和Grover算法的理論基礎，探討其對現有加密體係的潛在顛覆性影響。最後，對神經形態計算在能效方麵的優勢進行探討。 --- 本書特色 1. 深度剖析而非膚淺概述： 本書不滿足於描述概念，而是深入到算法、協議和硬件寄存器級彆的實現細節，旨在培養讀者的“係統級思維”。 2. 理論與工程的平衡： 每一項技術都建立在堅實的數學和邏輯基礎之上，同時穿插大量的實際工程案例與權衡分析。 3. 技術演進視角： 多數章節會對比技術的曆史迭代，解釋現有主流技術為何取代瞭前代技術，幫助讀者理解技術選擇的驅動力。 目標讀者： 計算機科學、電子工程、信息安全等專業的進階學生；希望從應用層深入理解底層原理的軟件工程師；以及對構建現代信息基礎設施有強烈好奇心的技術愛好者。 閱讀本書，您將不再滿足於作為一個“用戶”，而是能夠理解並參與到“構建”這個數字世界中的核心工作。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本《計算機概論》純粹是因為課程的規定，我當時對電腦的瞭解，大概就是能開關機、打打報告、上上網而已。開頭的部分，作者花瞭很大的力氣在介紹電腦的發展歷程，從圖靈的理論基礎，到第一部電子計算機的誕生，再到微處理器的問世，一路講述瞭電腦如何從笨重的龐然大物，演變成我們現在隨身攜帶的智慧型手機。這段歷史性的介紹，雖然不是我最感興趣的部分，但確實讓我對電腦的演進有瞭更宏觀的認識，也體會到前人付齣的努力。 接著，書裡深入探討瞭電腦的硬體組成，詳細描述瞭中央處理器（CPU）的架構，包括運算邏輯單元（ALU）和控製單元（CU）的功能。作者還介紹瞭記憶體（RAM）的工作原理，以及快取記憶體（Cache）的作用，說明瞭為什麼電腦會越來越快。他用瞭一個很生動的比喻，把CPU比喻成廚房裡的廚師，RAM是廚師旁邊的工作檯，而硬碟就是冷凍庫。這個比喻讓我非常容易理解各種儲存裝置的速度和功能上的差異。 對於軟體的部分，作者也做瞭相當全麵的介紹，特別是作業係統（OS）。我一直以來都隻知道Windows係統，以為它就是電腦裡最基礎的東西。讀完這本書，我纔瞭解到作業係統的角色有多麼關鍵，它就像是電腦的總管，負責管理所有硬體資源，並為應用程式提供服務。書裡還介紹瞭編譯器（Compiler）和直譯器（Interpreter）的工作原理，讓我明白瞭程式碼是如何被電腦讀懂並執行的，這對我後來學習程式設計很有幫助。 網路傳輸的部分，也是我認為這本書的一大亮點。作者詳細解釋瞭網際網路的架構，從TCP/IP協定到DNS（網域名稱係統），再到HTTP協定。我終於理解瞭為什麼輸入一個網址，就能看到網頁內容，這個過程背後有這麼多複雜的協定在運作。書裡還提到瞭路由器的作用，以及封包在網路中的傳輸路徑，讓我對整個網路世界有瞭更清晰的認識。 總的來說，這本《計算機概論》是一本非常紮實的教科書。雖然有些章節對於沒有基礎的讀者來說可能會比較難以消化，但作者的講解方式，搭配圖文並茂的內容，讓學習變得更具體。它提供瞭一個非常全麵的計算機科學概覽，從硬體、軟體到網路，幾乎涵蓋瞭所有入門者需要瞭解的核心知識。對於需要深入理解電腦運作原理的讀者，這本書絕對是一個值得細細品味的選擇。

评分☆☆☆☆☆

這本《計算機概論》我是在因緣際會下拿到一本二手書，封麵看起來有點舊，但翻開內頁，裡麵的文字和排版卻意外地清晰。我當時剛好對程式設計產生興趣，想說先從基礎的電腦科學概念著手，看能不能幫助我理解一些程式語言背後的邏輯。書裡一開始講到電腦的歷史演進，從早期的ENIAC到現在的個人電腦，讓我驚訝於科技發展的速度。作者也花瞭相當篇幅介紹瞭馮紐曼架構，以及指令集、暫存器等 CPU 的基本組成，這讓我對電腦如何「思考」有瞭一個初步的輪廓。 在講解演算法的部分，作者提供瞭一些經典的排序演算法，像是氣泡排序、選擇排序，還有搜尋演算法，像是二分搜尋法。雖然剛開始看的時候，覺得那些圖示和文字描述有點複雜，但作者一步步拆解，讓我能夠跟著他的思路去理解每一步的邏輯。他還提到時間複雜度和空間複雜度，雖然不是我當時最關心的重點，但知道有這樣的概念，也為我後續接觸更進階的演算法打下瞭基礎。我尤其對二分搜尋法印象深刻，用一個簡單的例子就說明瞭它如何比線性搜尋快上許多。 讓我感到意外的是，這本書不僅僅是講解硬體和軟體的基礎概念，還觸及瞭資訊倫理和社會影響的討論。作者探討瞭資訊安全的重要性，像是病毒、駭客攻擊，以及個人隱私的保護。這讓我覺得，學習電腦知識不應該隻侷限於技術層麵，更要考慮到它對社會和個人帶來的影響。書裡也探討瞭一些關於網路霸淩、資訊傳播的倫理問題，引發瞭我不少思考，覺得這本書的視野相當廣闊。 另外，關於資料結構的部分，雖然我當時覺得比較抽象，但作者的說明讓我對陣列、鏈結串列、堆疊、佇列等基本結構有瞭基本認識。我理解瞭它們各自的特性和適用場景，例如堆疊的「後進先齣」和佇列的「先進先齣」的原理，以及它們在程式設計中的應用。這為我之後學習更複雜的資料結構，像是樹和圖，打下瞭不錯的基礎。作者也提到瞭一些排序和搜尋的演算法如何與這些資料結構結閤應用。 整體來說，這本《計算機概論》對我來說，是一本非常有係統的入門書籍。它從歷史、硬體、軟體、網路到演算法和倫理，幾乎涵蓋瞭計算機科學的大部分核心領域。作者的講解循序漸進，不會讓人感到過於艱澀，而且會適時地加入一些實際應用的例子，讓學習的過程更具體。即使是對於像我這樣，一開始對電腦科學隻有模糊概念的讀者，也能夠透過這本書，建立起一個相對完整且紮實的知識體係。

评分☆☆☆☆☆

這本《計算機概論》我是在大學剛開學時，係上的學長姐推薦的。那時候對電腦的世界還是一片懵懂，隻知道上網、打電動，對於背後那些複雜的運作原理完全沒概念。拿到書之後，老實說，一開始有點被厚度和裡麵的術語嚇到，像是「二進位」、「邏輯閘」、「演算法」這些詞，聽起來就好像是外星語一樣。但是，隨著我開始一頁一頁地讀，我發現作者的寫法其實很用心。他用瞭很多生活化的例子來解釋抽象的概念，比如說，用簡單的水管模型來說明數據的傳輸，用食譜來比喻演算法的步驟。 我記得有一個章節在講電腦硬體架構，從中央處理器（CPU）到記憶體（RAM），再到儲存設備。以前覺得電腦就是一個黑盒子，打開來就是一堆零件。但讀完之後，我纔恍然大悟，原來CPU纔是大腦，負責處理各種指令；RAM則是工作颱，暫時存放需要使用的資料，所以開越多程式，RAM就越吃緊；而硬碟或SSD就是倉庫，用來長期儲存檔案。作者還提到不同種類的儲存設備在速度和容量上的差異，這讓我對未來選購電腦時，對於「SSD比較快」這類說法有瞭更深的理解，不再是人雲亦雲。 最讓我印象深刻的部分，是關於作業係統的介紹。我以前隻知道Windows、macOS，但從來沒想過它們是如何運作的。書裡把作業係統比喻成一個指揮傢，負責協調硬體和各種應用程式之間的溝通。它管理著CPU的時間分配，確保每個程式都能公平地獲得運算資源；它還負責記憶體的管理，防止程式之間互相乾擾；甚至連我們常用的檔案總管，其實也是作業係統提供的一個介麵，讓我們能方便地存取檔案。這讓我對每天都在使用的電腦，有瞭全新的認識，不再覺得它隻是個冰冷的機器，而是一個有組織、有係統的智慧體。 另外，關於網路的部分，作者也做瞭相當詳盡的解釋。從我們每天在用的網際網路，到TCP/IP協定，再到網頁是如何傳輸到我們螢幕上的。我記得讀到「封包交換」的概念，纔知道原來網際網路不是直接傳送一整份資料，而是把資料拆成很多小小的「封包」，再透過不同的路徑傳送，最後在目的地重新組裝起來。這種分散式的傳輸方式，大大提高瞭網路的穩定性和效率。書裡還提到瞭網際網路安全的一些基礎知識，像是加密和防火牆，這對於現在資訊爆炸的時代來說，是非常重要的啟濛。 總體來說，《計算機概論》這本書，雖然內容包羅萬象，但作者的寫作功力相當紮實。他能夠將非常專業的資訊科學術語，轉化成一般讀者能夠理解的語言，並且透過大量的圖錶和範例，讓學習過程變得生動有趣。對於初學者來說，這本書就像是一個引導者，帶領我們一步步探索電腦世界的奧秘，建立起紮實的基礎概念。我個人覺得，這本書對於想深入瞭解電腦原理，但又沒有太多專業背景的學生或一般大眾，都是一本非常值得推薦的入門讀物。

评分☆☆☆☆☆

我一直對電腦的世界感到好奇，尤其是在使用各種智慧型裝置的過程中，總會思考它們背後到底是如何運作的。偶然間看到這本《計算機概論》，就被它的標題吸引瞭。書裡一開始從電腦的基本原理講起，像是二進位係統，也就是我們常說的0和1，原來是電腦溝通的唯一語言。作者用瞭一個很直觀的方式，將二進位和十進位的轉換過程講解得很清楚，這讓我覺得，原來那些看似複雜的電腦指令，都是由簡單的0和1組閤而成的。 接著，書裡探討瞭電腦的硬體架構，詳細介紹瞭中央處理器（CPU）的運作模式。我一直以為CPU就是電腦的心臟，但讀瞭這本書纔知道，它裡麵還有更精密的組成，像是加法器、邏輯運算單元，以及指令暫存器等等。作者用瞭一些簡單的邏輯閘，像是AND、OR、NOT閘，來解釋CPU如何進行運算，這讓我對硬體層次的運作有瞭一個初步的理解。書裡還講到瞭記憶體的種類，像是ROM和RAM，以及它們在電腦裡的不同角色。 軟體的部分，作者特別強調瞭程式語言的重要性，從機器語言、組閤語言，一直講到高級語言。我對程式設計一直很有興趣，這本書讓我明白瞭不同層級的程式語言，它們之間的轉換關係，以及為什麼我們會需要高級語言來開發應用程式。書裡也簡略地介紹瞭一些常見的程式語言，例如C語言，並提到它們的特性。這讓我對程式設計的門檻有瞭更清晰的認知。 在網路通訊的部分，作者花瞭相當多的篇幅介紹瞭網際網路的基礎知識。我瞭解到，我們每天使用的網路，其實是由無數的節點和路由器互相連接而成的。書裡詳細解釋瞭TCP/IP協定的運作方式，以及資料在網路中是如何被封裝、傳輸和解封裝的。這讓我對「封包」這個概念有瞭更深刻的理解，也明白為什麼網路傳輸有時候會發生延遲或丟失資料。 整體而言，《計算機概論》這本書，對於想對電腦科學有一個全麵且深入瞭解的讀者來說，是一本極佳的入門讀物。它不僅僅是理論的堆砌，更注重將抽象的觀念具體化，讓讀者能夠輕鬆理解。從二進位係統到網路協定，作者都用條理清晰的方式進行闡述，並且適時地搭配圖解，讓整個學習過程更加生動。這本書讓我在使用電腦的同時，也能夠欣賞到背後那精妙的設計和複雜的運作。

评分☆☆☆☆☆

我一嚮覺得電腦這東西很神秘，好像隻要按下開關，它就會自己動起來。但是，當我拿到這本《計算機概論》後，我纔發現，原來這背後的學問可不少。書裡一開始就從最底層的邏輯閘講起，像是AND、OR、NOT，這些基本的邏輯運算，原來是構成所有電腦運算世界的基石。作者用非常淺顯易懂的方式，講解瞭這些邏輯閘是如何組閤起來，進而完成更複雜的運算，例如加法器，這讓我對電腦的運算能力有瞭更實際的感受。 接著，書裡深入探討瞭電腦的內部架構，特別是中央處理器（CPU）。我以前隻知道CPU是電腦的大腦，但讀瞭這本書，我纔瞭解到CPU裡麵還有指令週期、指令解碼、資料讀取等一係列精密的步驟，纔能完成一件指令。作者也介紹瞭記憶體（RAM）和儲存裝置（硬碟、SSD）的差異，讓我明白為什麼有些操作會比其他操作快上許多，這背後其實都跟記憶體的速度有關。 關於軟體的部分，作者花瞭很大的篇幅介紹瞭作業係統（OS）的功能，我纔發現，原來我們每天使用的Windows或macOS，不僅僅是介麵，更是一個強大的管理者。它負責分配CPU的時間，管理記憶體，讓各種應用程式能夠順暢地運行。書裡也介紹瞭檔案係統的概念，讓我明白電腦是如何組織和儲存我們所有的檔案。這讓我對電腦的「管理」能力有瞭更深的認識。 另外，關於網路傳輸的部分，作者的講解也相當到位。我一直對網際網路感到好奇，這本書讓我瞭解瞭TCP/IP協定的基本原理，像是封包的傳輸、路由器的作用，以及DNS如何將網域名稱轉換成IP地址。這讓我對「上網」這個看似簡單的動作，背後所涉及的複雜技術有瞭更清晰的認識。書裡也提到瞭網路安全的一些基礎概念，這在現今資訊時代非常重要。 總體而言，《計算機概論》是一本內容豐富且結構嚴謹的書籍。作者的寫作風格清晰易懂，即使是對於沒有專業背景的讀者，也能夠透過這本書，逐步建立起對計算機科學的全麵認識。從最基本的邏輯閘，到複雜的網路協定，作者都力求將概念解釋清楚，並且經常搭配圖示，讓學習過程更加具體。對於任何對電腦運作原理感到好奇的人來說，這本書都是一本極具參考價值的入門指南。