计算机系统设计方法学历史-计算-数据-结构

样章

作者：

刘宇航包云岗

定价：

69.00 元

版面字数：

270千字

开本：

特殊

装帧形式：

平装

版次：

1

最新版次
印刷时间：

2022年

ISBN：

978-7-04-058437-0

物料号：

58437-00

出版时间：

2022-04-22

读者对象：

学术著作

一级分类：

自然科学

二级分类：

计算机科学与工程

三级分类：

通用（基础/应用）

暂无

目录
- 前辅文
- 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
    - 4.4 提出人造计算机和人脑在本质上都是自动机
    - 4.5 提出存储程序的思想
    - 4.6 提出摩尔定律的雏形
    - 4.7 提出在记忆器官附近要有活跃器官提供服务和管理
    - 4.8 提出存储系统的层次化原理
    - 4.9 提出Amdahl定律的雏形
    - 4.10 提到图灵的工作作为虚拟化的雏形
    - 4.11 提出从“语言”的角度理解人脑
    - 4.12 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
  - 5 第三代体系结构可虚拟化的形式化条件
    - 5.1 引言
    - 5.2 虚拟机的三个本质属性
    - 5.3 第三代机的一个模型
    - 5.4 指令行为
    - 5.5 虚拟机监控器
    - 5.6 虚拟机特性
    - 5.7 定理讨论
    - 5.8 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
  - 6 艾伦·图灵《计算机器与智能》的要点归纳与启发
    - 6.1 引言
    - 6.2 要点一：用多学科的不同角度研究智能
    - 6.3 要点二：定义概念是分析问题的基础
    - 6.4 要点三：通过思维实验研究智能
    - 6.5 要点四：通过对比人类与机器研究智能
    - 6.6 要点五：编程与存储在智能中具有重要作用
    - 6.7 要点六：研究智能要抓住本质属性
    - 6.8 要点七：智能与泛化能力、随机性、奖励机制有关联
    - 6.9 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
- Ⅲ 计算思维——基于计算角度的设计方法学
  - 7 理解计算的本质与功能
    - 7.1 引言
    - 7.2 自然数、整除和素数
    - 7.3 数数中蕴含的重要概念
    - 7.4 数系扩展中蕴含的重要概念
    - 7.5 集合的基数与连续统假设
    - 7.6 算法的特征
    - 7.7 可计算性与时空的关系
    - 7.8 递归与可计算的本质联系
    - 7.9 自动机器与选择机器
    - 7.10 计算机器
    - 7.11 循环机器和非循环机器
    - 7.12 可计算序列和可计算数
    - 7.13 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
  - 8 云计算中的效率与公平
    - 8.1 引言
    - 8.2 共享资源时的不同价值导向
    - 8.3 三种划分共享资源的方式
    - 8.4 Amdahl定律的逆定律与Amdahl效用函数
      - 8.4.1 Amdahl定律的逆定律
      - 8.4.2 Amdahl效用函数
    - 8.5 市场模型与市场均衡
      - 8.5.1 市场模型
      - 8.5.2 市场均衡
    - 8.6 资源调度分配算法
      - 8.6.1 Amdahl投标算法
      - 8.6.2 贪婪算法
      - 8.6.3 上界算法
      - 8.6.4 按比例共享算法
      - 8.6.5 最佳响应算法
    - 8.7 启发意义
      - 8.7.1 显式方程具有机器学习不具有的优势
      - 8.7.2 时间具有基本量意义上的重要性
      - 8.7.3 性能模型帮助应用程序性能优化
      - 8.7.4 市场理论和博弈论可以用于数据中心的资源分配
    - 8.8 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
- Ⅳ 数据思维——基于数据角度的设计方法学
  - 9 数据结构若干概念辨析
    - 9.1 引言
    - 9.2 两位图灵奖得主简介
    - 9.3 数据类型与数据结构的区别
    - 9.4 对数据进行分类的意义
    - 9.5 如何看待抽象与具体
    - 9.6 数据类型与数据结构的联系
    - 9.7 怎样学好计算机科学
    - 思考题
    - 参考文献
  - 10 数据科学的基本概念
    - 10.1 引言
    - 10.2 数据的来源
    - 10.3 数据之间的相关关系与因果关系
    - 10.4 香农信息熵的公理化假设和推导
    - 10.5 从熵的角度看命题逻辑
    - 思考题
    - 参考文献
  - 11 数据科学体系的基本维度
    - 11.1 引言
    - 11.2 从22个维度看数据科学
      - 11.2.1 维度①：数据与信息与知识与智慧
      - 11.2.2 维度②：全数据与大数据与小数据
      - 11.2.3 维度③：第一世界与第二世界与第三世界
      - 11.2.4 维度④：相关关系与因果关系（连接主义与符号主义）
      - 11.2.5 维度⑤：可能性与必要性（可计算性与数据价值）
      - 11.2.6 维度⑥：无穷与有穷（有限性与无限性）
      - 11.2.7 维度⑦：批量处理与流式处理
      - 11.2.8 维度⑧：静态与动态
      - 11.2.9 维度⑨：第一范式与第二范式与第三范式与第四范式
      - 11.2.10 维度⑩：精确性与混杂性
      - 11.2.11 维度B11：结构化与非结构化
      - 11.2.12 维度B12：需求拉动与技术驱动
      - 11.2.13 维度B13：慢与快（低性能与高性能）
      - 11.2.14 维度B14：帕累托分布与长尾分布
      - 11.2.15 维度B15：稀疏与稠密
      - 11.2.16 维度B16：人工与自动
      - 11.2.17 维度B17：局部与整体（测量与预测）
      - 11.2.18 维度B18：互补关系与替代关系
      - 11.2.19 维度B19：分布与集中（异步与同步）
      - 11.2.20 维度B20：第一经济与第二经济
      - 11.2.21 维度B21：历史与计算与数据与结构
      - 11.2.22 维度B22：数据与元数据（具体与抽象）
    - 11.3 数据科学的兼容并包特征
    - 11.4 数据科学的赋能连接实例
    - 11.5 数据科学的应对繁难策略
    - 11.6 相关工作
    - 11.7 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
- Ⅴ 结构思维——基于结构角度的设计方法学
  - 12 计算机体系结构的设计方法
    - 12.1 引言
    - 12.2 度是事物保持其质的量的限度
    - 12.3 体系结构设计的两对基本矛盾
    - 12.4 加速的意义与本质
    - 12.5 体系结构设计的目标
      - 12.5.1 功能和性能
      - 12.5.2 可编程性和性能
    - 12.6 应用对体系结构的需求
    - 12.7 体系结构设计的方法归纳
    - 12.8 体系结构设计思想层面的考虑维度
      - 12.8.1 知识和洞察
      - 12.8.2 指令和数据
      - 12.8.3 时间和空间
      - 12.8.4 物质、信息和能量
    - 12.9 体系结构设计方法层面的考虑维度
      - 12.9.1 串行和并行
      - 12.9.2 多路和多核
      - 12.9.3 单核、多核和众核
      - 12.9.4 同构和异构
      - 12.9.5 共享和私有
      - 12.9.6 分布和集中
      - 12.9.7 延迟和带宽
    - 12.10 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
  - 13 高密度计算机体系结构的设计
    - 13.1 引言
    - 13.2 相关工作
    - 13.3 权衡设计方法
    - 13.4 处理器互连网络的种类和规模
    - 13.5 机器节点结构的紧密与松散
    - 13.6 印制电路板的布局
    - 13.7 测试与验证
    - 13.8 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
  - 14 分布式共享存储结构的设计
    - 14.1 引言
    - 14.2 体系结构的系统特征建模
    - 14.3 使用多核处理器构建大规模共享存储结构
    - 14.4 目录结构
      - 14.4.1 全映射与粗糙向量结合的结构
      - 14.4.2 全映射与有限指针结合的结构
      - 14.4.3 全映射与链式指针结合的结构
      - 14.4.4 具有使能功能的混合目录结构
    - 14.5 相关工作
    - 14.6 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
  - 15 从多学科角度审视标签化冯·诺依曼体系结构
    - 15.1 引言
    - 15.2 从生理学和经济学的角度
    - 15.3 从数理逻辑的角度
    - 15.4 从编码学的角度
    - 15.5 从元数据和元数学的角度
    - 15.6 从系统科学的角度
    - 15.7 从哲学的角度
    - 15.8 从管理学的角度
    - 15.9 结束语
    - 思考题
    - 参考文献
- 术语中英文对照

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