伟大的计算原理

本书系统总结了从算法到系统横跨计算机领域的6类计算原理（计算、通信、协作、记忆、评估和设计），旨在构建起一个框架帮助读者认识计算思维，领会其核心思想——计算原理的相互影响以及问题有效解决的思维方式，并将计算思维运用到计算机科学以外的其他领域。本书适合作为高等学校非计算机专业计算思维课程以及计算机专业计算机科学导论课程的教学参考书，也适合IT领域的程序员及专业人员阅读。

彼得 J.丹宁(Peter J.Denning)美国海军研究生院杰出教授，ACM前，有名计算机杂志《Communicalions of The ACM》前主编。

克雷格 H.马特尔(Craig H.Martell)美国海军研究生院计算机科学系副教授。

Great Principles of Computing
出版者的话
译者序
序
前言
第1章作为科学的计算1
计算的范型5
计算的重要原理9
计算在科学中的位置12
本书的关注点13
总结14
致谢14
第2章计算领域15
领域和基本原理16
信息安全19
人工智能20
云计算22
大数据24
总结26
第3章信息27
信息的表示28
通信系统30
信息的测量34
信息的转换38
交互系统40
解决悖论41
信息和发现42
总结43
致谢44
第4章机器45
机器46
可以计算的机器49
程序及其表示53
栈式计算机：计算机系统的一种简单模型54
过程与异常56
选择的不确定性61
结论64
第5章程序设计65
程序、程序员和程序设计语言66
程序设计实践68
程序中的错误70
自动翻译72
总结76
第6章计算78
简单问题80
实例1简单的线性搜索81
实例2二分搜索81
实例3排序82
实例4矩阵乘法84
指数级困难问题85
实例5所有的十位数85
实例6背包问题85
实例7参观所有城市86
实例8合数分解87
计算困难但容易验证的问题88
NP完全89
不可计算问题92
总结96
第7章存储98
存储系统99
存储器的基本使用模型100
命名101
映射105
虚拟存储105
共享107
能力108
认证111
层级结构中的定位112
为什么局部性是基础116
结论117
第8章并行119
并行计算的早期方向120
并行系统的模型123
协作的顺序进程124
功能系统124
事件驱动的系统125
MapReduce系统125
协作的顺序进程125
功能系统131
结论134
第9章排队136
排队论遇上计算机科学137
用模型计算和预测139
服务器、作业、网络和规则140
瓶颈144
平衡方程146
ATM147
电话交换机148
分时系统149
用模型来计算150
结论152
第10章设计154
什么是设计156
软件系统的准则158
需求158
正确性159
容错性159
时效性160
适用性160
设计原理、模式和示意161
原理161
模式162
示意163
软件系统的设计原理163
层级式聚合164
封装165
级别166
虚拟机168
对象170
客户端与服务器171
总结172
第11章网络173
弹性网络174
数据包交换175
互联网络协议178
传输控制协议179
客户端与服务器180
域名系统181
网络软件的组织结构183
万维网184
网络科学187
致谢188
第12章后记189
没有意识的机器189
智能机器189
架构和算法191
经验思维192
一个崭新的机器时代来临192
我们的思维方式正在转变193
设计的核心性193
各章概要195
注释200
参考文献213
索引227