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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Linux22

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TOP500131

2．超级计算机的计算速度132

3．什么是Linpack134

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