如何阅读本书

1. 掌握计算机科学基础

阅读本书第1〜6 章内容,你可以学到从数字计算机诞生到计算机软硬件如何协同解决问题等各方面的知识。第4章讲解编程语言和软件工程,第5章讲解计算机算法,第6章可能是本书最难的一章,讲解阿兰·图灵和阿隆左·丘奇关于可计算性和通用性的基础理论。第一次阅读时,你可以跳过第6章,这不影响你对后面章节内容的理解。

2. 了解更多有关计算的早期历史

在第1章和第2章的“重要概念”之后有介绍计算早期历史的部分。在第1章中,我们介绍了查尔斯·巴贝奇和埃达·洛夫莱斯的早期思想,还有英国邮政局多利士山研究实验室研制的鲜为人知的巨人计算机,以及第一台商用计算机LEO,提到的早期计算机先驱有德国的康拉德·楚泽、俄国的谢尔盖·列别捷夫,以及澳大利亚的特里沃·皮尔西。第2章详细介绍了在英国研发的最早的存储程序计算机——曼彻斯特大学的Baby 和剑桥大学的EDSAC,还有计算机内存技术的一些历史。在第8 章讲个人计算机起源时,也提到了几位研制交互式个人计算机的先驱以及计算机架构发展的见解,还有一些有趣的故事。

3. 了解摩尔定律和半导体技术

第7章讲解了晶体管、集成电路、硅芯片、摩尔定律和登纳德缩放比例定律,还简单介绍了半导体量子力学。剑桥大学出版社曾出版过《新量子宇宙》,书中对量子理论做了更全面的介绍。在第15章,随着微型化尺寸接近原子水平,我们介绍了一些硅的替代材料。

4. 了解个人计算机、智能手机和计算机游戏的历史

第8章讲述了基于微处理器的个人计算机的发展历程,介绍了施乐帕克研究中心的WIMP 环境和“所见即所得”的文字处理软件,讲到了IBM、微软、苹果在研制个人计算机过程中扮演的重要角色,提及了当代的智能手机、平板设备和触摸界面。第9章讲解了计算机游戏和计算机图形的发展历史。

5. 了解互联网、万维网、搜索引擎以及计算机恶意软件和黑客的威胁

第10章讲解阿帕网和分组交换技术的历史。第11 章讲万维网、超文本和Web 浏览器,还介绍了PageRank 算法,以及互联网搜索引擎和社交网络的兴起。第12章谈到了计算机恶意软件的历史,包括病毒、蠕虫、僵尸网络,还简单介绍了有关加密、密钥交换、单向函数的内容。

6. 了解人工智能、神经网络以及机器学习在计算机视觉、自然语言处理中的应用

第13章和第14章讲解了人工智能和神经网络,第15章讲到了“摩尔定律”的终结,第16章中谈到这些技术的未来发展方向。第13章介绍有关人工智能的早期思想与著名的图灵测试,还讲到了计算机象棋、IBM 深蓝以及神经网络的发展情况。第14章先介绍贝叶斯统计方法,又讲解了机器学习技术在计算机视觉、语音、语言处理中的应用,最后讲IBM 的沃森计算机在《危险边缘!》节目中的挑战。第16章讲到了未来机器人和物联网技术的发展,最后介绍了强人工智能和意识问题。

目录

  • 前言 掌握计算思维,迈入“计算第三纪元”
  • 如何阅读本书
  • 序幕 技术史中的重要时刻
  • 01 革命的开端
  • 02 硬件
  • 03 软件在“洞”里
  • 04 编程语言和软件工程
  • 05 算法
  • 06 令人赞叹的图灵机
  • 07 摩尔定律和硅革命
  • 08 个人计算机的诞生
  • 09 计算机游戏
  • 10 利克莱德的星际计算机网络
  • 11 “编织”万维网
  • 12 网络的黑暗面
  • 13 人工智能和神经网络
  • 14 机器学习和自然语言处理
  • 15 “摩尔定律”的终结
  • 16 第三代计算机
  • 17 科幻小说中的计算机
  • 后记 从图灵上锁的水杯到今天
  • 附录Ⅰ 长度的尺度
  • 附录Ⅱ 计算机科学研究和信息技术产业
  • 致谢