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引言 计算机自述 1

第1章 初识世界：基础知识和常识 5

1.1 计算机初步 6

1．什么是计算机 6

2．冯·诺依曼型计算机和现代计算机模型 7

3．计算机的分类 7

4．计算机和电脑有什么不同 8

5．使用计算机难吗 9

6．怎样才能快速地学会使用计算机 10

7．健康地使用计算机并预防“计算机病” 11

8．计算机里，为什么要用二进制数 12

9．计算机的主要性能指标 13

1.2 计算机硬件 13

1．什么是计算机硬件 13

2．中央处理器 14

3．存储器 15

4．计算机的输出入设备 15

5．显示器 17

6．键盘 18

7．计算机键盘上的符号为什么这样排列 19

8．计算机硬件的主要性能技术指标 19

1.3 计算机软件 20

1．什么是计算机软件 20

2．软件与硬件的不同 21

3．操作系统 21

4．常用的操作系统Windows、UNI×和Linux 22

5．数据库系统 23

6．编程系统 24

7．计算机软件是如何开发和编写的 24

第2章 放开眼界：知识的体系 27

2.1 微型计算机 28

1．什么是微型计算机？装配或选购时要注意哪些问题 28

2．微型计算机的组成 30

3．微型计算机的关键技术和特点 32

4．微型计算机 32

5．微型计算机的基本应用 32

6．微型计算机的发展方向 33

7．台式计算机 34

8．个人计算机 35

9．笔记本电脑和平板电脑 36

10．超极本 37

11．嵌入式电脑 38

12．笔记本和台式微型机有什么不同 39

13．超极本和笔记本微型机有什么不同 40

14．后微型计算机时代和未来的笔记本计算机 42

15．在计算机领域，缩略词PC的不同含义 43

2.2 巨型计算机 44

1．巨型计算机及其组成 44

2．巨型计算机的发展过程 46

3．巨型计算机的关键技术 47

4．巨型计算机的重要应用 48

5．巨型计算机离老百姓远吗 49

6．巨型计算机能代替人脑吗 49

7．世界巨型计算机的发展 50

8．中国巨型计算机的进展 51

9．巨型计算机的发展前景 52

2.3 计算机网络 53

1．计算机网络及其功能 53

2．计算机网络的组成和类型 54

3．计算机网络如何工作 55

4．因特网 56

5．中国科技网 57

6．计算机网络的重要的应用领域 58

7．网桥、网关、网络协议、TCP/IP协议、IP地址、路由器都指的是什么 59

8．网络信息检索 60

9．网络战是否是继陆、海、空、太空之后的第五空间战 61

10．计算机网络今后的发展趋势 63

11．计算机网络安全技术 64

2.4 计算机安全 65

1．什么是计算机安全 65

2．计算机安全有哪些属性 66

3．计算机安全软件 67

4．计算机病毒 67

5．计算机病毒的分类 68

6．计算机病毒会出现哪些破坏行为 68

7．如何区别计算机病毒与计算机故障 70

8．如何处理和防范计算机病毒 70

9．反病毒软件的主要技术 71

10．国内有什么反病毒软件 72

11．云时代的反病毒软件有什么特点 73

12．计算机病毒会成为一种“软杀伤”武器吗 74

2.5 计算机数学 75

1．什么是计算机数学 75

2．计算机科学和数学科学有什么不同 75

3．数学技术和数学模型 76

4．多名称的计算数学 77

5．多分支的离散数学 78

6．多内容的组合数学 79

2.6 计算机算法 80

1．计算机算法及其基本特征 80

2．算法中的计算复杂性 81

3．算法中的误差论和常用的误差分析方法 82

4．20世纪科技中的十大算法和数学建模中的十大算法 83

5．蒙特卡罗方法及其特点 83

6．快速傅里叶变换 85

7．数据挖掘计算 87

8．统计计算 88

9．神经元网络算法 89

10．遗传搜索算法 90

2.7 计算机史话 91

1．计算机是怎样发展起来的 91

2．一种古老的计算器具——中国算盘 92

3．机电式计算机发展的过程 94

4．计算机硬件四代指的是什么 95

5．计算机软件四代指的是什么 96

6．计算机软件是如何发展起来的 97

7．微型计算机是如何分段发展的 98

8．巨型计算机是如何分段发展的 99

9．世界计算机的发展历程 99

10．中国计算机的发展历程 101

第3章 学以致用：计算机的应用案例 103

3.1 万用计算机 104

1．计算机应用研究些什么 104

2．计算机的应用领域 105

3．计算机应用的突破性变化 105

4．计算机应用的发展方向 106

5．计算机在多媒体技术上的应用 107

6．计算机在新药研发中的应用 108

7．计算机在气象数值预报中的应用 109

8．核试验可用计算机仿真来做，是真的吗 109

9．计算机应用中要注意的问题 110

3.2 计算机证明 111

1．数学定理为什么必须经过证明 111

2．数学定理证明有何作用 112

3．什么是数学定理的计算机证明 114

4．数学定理计算机证明可行吗 115

5．计算机证明的应用 117

6．四色猜想及其计算机证明 118

7．费马大定理及其证明过程的启示 121

8．欧氏几何及其重要意义 124

9．几何定理的计算机证明现在有哪些方法 125

10．几何定理计算机证明的吴方法 126

11．用吴方法证明数学定理一例 128

12．数学定理计算机证明的前景 129

3.3 超算五百强 131

1．超级计算机和超算五百强TOP500 131

2．超级计算机的计算速度 132

3．什么是Linpack 134

4．Linpack如何对超级计算机进行测试 134

5．Linpack的缺陷和不足 135

6．TOP500排行榜的衡量标准会有变化吗 136

3.4 人脑和电脑 138

1．人脑和电脑有什么不同 138

2．人脑有哪些未解之谜 140

3．脑科学研究的重要意义 141

4．蓝脑计划及其进展 143

5．美国的脑科学研究计划 144

6．人脑和电脑的思维差异 145

7．人脑和电脑的功能之差距 146

8．电脑代替人脑，是悖论还是正理 148

9．超级计算机“沃森” 149

10．发明家和未来学家预测2045年电脑取代人脑，你信吗 149

3.5 机器人发展 151

1．什么是机器人 151

2．机器人的分类 152

3．机器人能做什么 152

4．机器人和人能友好相处吗 153

5．仿人型机器人研制的情况 154

6．机器人能取代教师吗 156

7．已有军用机器人用于实战，是真的吗 156

8．机器人未来会不会反仆为主 158

第4章 关注现实：谈谈几个时尚话题 159

4.1 云计算简介 160

1．什么是云计算 160

2．云计算的特点 161

3．云计算的服务形式 162

4．云计算面临的问题 163

5．云计算的社会影响 163

4.2 物联网概述 164

1．什么是物联网 164

2．物联网的应用领域 165

3．物联网与云计算的关系 166

4．物联网的未来发展 168

4.3 大数据时代 168

1．什么是大数据 168

2．大数据的特点 170

3．大数据时代的挑战 171

4．大数据与云计算的关系 171

5．大数据与数据挖掘的联系 172

4.4 3D和4D打印 174

1．什么是3D打印技术 174

2．3D打印技术的特点 175

3．3D打印技术的局限性 177

4．3D打印技术的发展前景 177

5．什么是4D打印技术 178

6．4D打印和3D打印的异同及发展前景 179

第5章 放飞梦想：能对未来预测吗 181

5.1 计算机预测 182

1．能对计算机的今后发展进行预测吗 182

2．推动计算机发展的因素及其分析 183

3．什么是摩尔定律？近期会失效吗 184

4．计算机技术今后的新进展 185

5．计算机发展中的新趋势 186

6．今后十年计算机技术和应用方面的新进展 187

7．对25年后信息技术发展的预测 188

5.2 新型计算机 191

1．不同原理的新型计算机 191

2．速度为光速的光子计算机 191

3．量子计算机，你听说过吗 192

4．奇妙的生物计算机 194

5．模拟人类神经的神经网络计算机 194

6．灵活多样的计算机 196

第6章 回归本源：计算机的缔造者 199

6.1 计算机名人 200

1．为什么要介绍计算机名人 200

2．被誉为计算机之父的冯·诺依曼 200

3．计算机科学鼻祖——唐纳德·克努特 202

4．人工智能之父——约翰·麦卡锡 203

5．缔造苹果神话的传奇人物——史蒂夫·乔布斯 204

6．电脑奇才、软件产业之父——比尔·盖茨 205

7．为计算机证明作出开创性贡献的吴文俊 206

8．汉字激光照排系统的创始人王选 207

9．为我国新一代超级计算机发展作出重大贡献的金怡濂 208

6.2 图灵奖例说 210

1．什么是图灵奖 210

2．图灵和图灵机 210

3．1966—2012年计算机图灵奖的获奖者及其主要贡献 211

4．从计算机图灵奖得奖项目上看到的方向 214

5．从计算机图灵奖获奖者身上得到的启示 214

6．1968年度图灵奖获奖者：数值方法和纠错码等方面的专家理查德·汉明 216

7．1980年度图灵奖获奖者：程序设计语言的定义与设计专家查尔斯·霍尔 216

8．1998年度图灵奖获奖者：数据库专家詹姆士·格雷 217

9．2000年度图灵奖获奖者：计算理论众多贡献专家姚期智 218

10．2004年度图灵奖获奖者：TCP/IP协议创始人文顿·瑟夫、罗伯特·卡恩 218

11．2006年度图灵奖获奖者：优化编译器女专家法兰西斯·艾伦 219

12．2011年度图灵奖获奖者：人工智能专家朱迪亚·皮尔 220

参考文献 221

后记 222