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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