计算机系统设计方法学 历史-计算-数据-结构

摩尔定律趋于失效，数 据密集型应用日益增加，在 此背景下，本书拓展了在国 际上具有广泛影响力的计算 思维，从历史、计算、数据 以及结构等维度论述新时代 计算机设计方法学。通过本 书，读者能够了解计算机系 统设计方法学，了解计算机 系统的研究和设计，体验计 算机科学带来的乐趣，丰富 计算机科学的思维，获得计 算带来的效益。本书适用于 对人工智能、编程、计算、 数据科学、计算机体系结构 等主题感兴趣的读者。

Ⅰ 总论 1 新时代计算机设计方法学的四个思维角度 1.1 引言 1.2 历史思维的角度——找到设计在历史中的方位 1.2.1 历史思维的作用 1.2.2 计算机考据学 1.3 计算思维的角度——通过计算的办法解决问题 1.3.1 计算思维的作用 1.3.2 计算思维的内涵 1.4 数据思维的角度——通过数据解决问题 1.4.1 数据思维的内涵 1.4.2 数据与计算的对称性 1.5 结构思维的角度——通过优化结构提高效能节省资源 1.5.1 结构对算力的影响 1.5.2 结构思维的内涵 1.6 四种思维之间的相互关系 1.7 结束语 思考题 参考文献 2 新时代计算机领域面临的若干科学问题 2.1 引言 2.2 问题一：意识的生物学基础是什么 2.3 问题二：记忆如何存储和恢复 2.4 问题三：怎样从海量生物数据中产生大的可视图片 2.5 问题四：什么是传统计算的极限 2.6 问题五：量子不确定性和非局域性背后是否有更深刻的原理 2.7 问题六：通过计算机进行学习的极限是什么 2.8 结束语 思考题 参考文献 3 深入理解基本的数理逻辑 3.1 引言 3.2 形式化对于科学的意义 3.3 形式化过程的基本步骤 3.4 集合的含义 3.5 数学的物理解释 3.6 悖论的实例及图形化 3.7 数学的图形化理解 3.8 排中律、同一性和矛盾律的统一 3.9 最小完全集 3.10 概率 3.11 指数函数 3.12 结束语 思考题 参考文献 Ⅱ 历史思维——基于历史角度的设计方法学 4 冯·诺依曼《计算机与人脑》的要点与启发 4.1 引言 4.2 提出应对经验进行形式化 4.3 提出由一组基本操作通过组合反馈实现复杂操作