內容簡介
《漫遊計算機世界》是作者歷經5年，嘗試多種傳播形式之後，在北京市科學技術委員會支持下合作編寫的一本面向初、中級讀者的計算機科普讀物。全書分六章，第1、2章介紹計算機的基本常識和必要知識，第3章介紹計算機的各種套用，第4章介紹當前計算機最熱門的話題，第5章介紹對計算機發展的預測和新型計算機，第6章擇要介紹計算機領域的傑出人物。 本書適合大、中學校學生，從事計算機教育、科普和研究的工作者，企事業單位信息工作從業者，以及使用計算機並關注其發展的中老年讀者閱讀。
前 言
在浩瀚的宇宙中，有無數星球，神秘而有序地運動；在紛繁複雜的信息社會中，有無數計算機，互聯互通，承載著數據存儲、計算、運行控制等功能。人們身在其外，卻又身處其中，有專家說，人類正處在一個“人、機、物”共生的三元世界。
人們的目光被計算機強烈地吸引過去，從20世紀80年代後期開始，各類計算機書籍就如雨後春筍般湧現，基礎知識、實踐套用、操作手冊等等，計算機科學與技術受到了比其他科學技術更多、更廣泛的關注，一般公眾或多或少地都可以使用計算機實現一種或幾種功能，在發達地區，人手一台計算機則將它的日常套用發揮得淋漓盡致。
筆者在計算機領域耕耘數十年，尤其近十年關注科學傳播工作後，一直在思考：什麼是計算機科學傳播？計算機還需要科學傳播嗎？無論是科普報告，還是面對面的交流，我們都感覺到公眾對計算機知識的渴求，對計算機故事的津津樂道。可以說，計算機的科學傳播很有必要。那么，在科學傳播中，我們傳播些什麼呢？由於計算機科學技術發展迅速，新知識、新成果不斷湧現，尤其是人機互動手段日新月異，吸引了公眾的眼球之後，我們還應該在人們的記憶中留下什麼？
隨著時間的推移，我們整理了有關計算機的很多素材，同時又將具有時代氣息的最新知識融入其中，編寫了《漫遊計算機世界》並通過科普網站進行傳播。欣聞北京市科學技術委員會支持科普圖書的出版，我們深感此項工作的意義。於是，歷經多次修改、補充、完善，終於達到了出版要求。
在本書編寫過程中，我們希望能夠達到四多四少：即科學性要多一些，系統性要多一些，可讀性要多一些，趣味性要多一些；用語用典故的不當之處要少一些，套話、空話要少一些，外行話要少一些，錯誤之處要少一些。雖經努力，受能力和水平所限，恐怕仍有不少不盡如人意之處，望讀者不吝賜教，以便進一步改進。
作 者
2014年1月
目 錄
引言 計算機自述1
第1章 初識世界：基礎知識和常識5
1.1 計算機初步6
1.?什麼是計算機6
2.?馮·諾依曼型計算機和現代計算機模型7
3.?計算機的分類7
4.?計算機和電腦有什麼不同8
5.?使用計算機難嗎9
6.?怎樣才能快速地學會使用計算機10
7.?健康地使用計算機並預防“計算機病”11
8.?計算機里，為什麼要用二進制數12
9.?計算機的主要性能指標13
1.2 計算機硬體13
1.?什麼是計算機硬體13
2.?中央處理器14
3.?存儲器15
4.?計算機的輸出入設備15
5.?顯示器17
6.?鍵盤18
7.?計算機鍵盤上的符號為什麼這樣排列19
8.?計算機硬體的主要性能技術指標19
1.3 計算機軟體20
1.?什麼是計算機軟體20
2.?軟體與硬體的不同21
3.?作業系統21
4.?常用的作業系統Windows、UNIX和Linux22
5.?資料庫系統23
6.?編程系統24
7.?計算機軟體是如何開發和編寫的24
第2章 放開眼界：知識的體系27
2.1 微型計算機28
1.?什麼是微型計算機？裝配或選購時要注意哪些問題28
2.?微型計算機的組成30
3.?微型計算機的關鍵技術和特點32
4.?微型計算機32
5.?微型計算機的基本套用32
6.?微型計算機的發展方向33
7.?台式計算機34
8.?個人計算機35
9.?筆記本電腦和平板電腦36
10.?超極本37
11.?嵌入式電腦38
12.?筆記本和台式微型機有什麼不同39
13.?超極本和筆記本微型機有什麼不同40
14.?後微型計算機時代和未來的筆記本計算機42
15.?在計算機領域，縮略詞PC的不同含義43
2.2 巨型計算機44
1.?巨型計算機及其組成44
2.?巨型計算機的發展過程46
3.?巨型計算機的關鍵技術47
4.?巨型計算機的重要套用48
5.?巨型計算機離老百姓遠嗎49
6.?巨型計算機能代替人腦嗎49
7.?世界巨型計算機的發展50
8.?中國巨型計算機的進展51
9.?巨型計算機的發展前景52
2.3 計算機網路53
1.?計算機網路及其功能53
2.?計算機網路的組成和類型54
3.?計算機網路如何工作55
4.?網際網路56
5.?中國科技網57
6.?計算機網路的重要的套用領域58
7.?網橋、網關、網路協定、TCP/IP協定、IP位址、路由器
?都指的是什麼59
8.?網路信息檢索60
9.?網路戰是否是繼陸、海、空、太空之後的第五空間戰61
10.?計算機網路今後的發展趨勢63
11.?計算機網路安全技術64
2.4 計算機安全65
1.?什麼是計算機安全65
2.?計算機安全有哪些屬性66
3.?計算機安全軟體67
4.?計算機病毒67
5.?計算機病毒的分類68
6.?計算機病毒會出現哪些破壞行為68
7.?如何區別計算機病毒與計算機故障70
8.?如何處理和防範計算機病毒70
9.?反病毒軟體的主要技術71
10.?國內有什麼反病毒軟體72
11.?雲時代的反病毒軟體有什麼特點73
12.?計算機病毒會成為一種“軟殺傷”武器嗎74
2.5 計算機數學75
1.?什麼是計算機數學75
2.?計算機科學和數學科學有什麼不同75
3.?數學技術和數學模型76
4.?多名稱的計算數學77
5.?多分支的離散數學78
6.?多內容的組合數學79
2.6 計算機算法80
1.?計算機算法及其基本特徵80
2.?算法中的計算複雜性81
3.?算法中的誤差論和常用的誤差分析方法82
4.?20世紀科技中的十大算法和數學建模中的十大算法83
5.?蒙特卡羅方法及其特點83
6.?快速傅立葉變換85
7.?數據挖掘計算87
8.?統計計算88
9.?神經元網路算法89
10.?遺傳搜尋算法90
2.7 計算機史話91
1.?計算機是怎樣發展起來的91
2.?一種古老的計算器具——中國算盤92
3.?機電式計算機發展的過程94
4.?計算機硬體四代指的是什麼95
5.?計算機軟體四代指的是什麼96
6.?計算機軟體是如何發展起來的97
7.?微型計算機是如何分段發展的98
8.?巨型計算機是如何分段發展的99
9.?世界計算機的發展歷程99
10.?中國計算機的發展歷程101
第3章 學以致用：計算機的套用案例103
3.1 萬用計算機104
1.?計算機套用研究些什麼104
2.?計算機的套用領域105
3.?計算機套用的突破性變化105
4.?計算機套用的發展方向106
5.?計算機在多媒體技術上的套用107
6.?計算機在新藥研發中的套用108
7.?計算機在氣象數值預報中的套用109
8.?核試驗可用計算機仿真來做，是真的嗎109
9.?計算機套用中要注意的問題110
3.2 計算機證明111
1.?數學定理為什麼必須經過證明111
2.?數學定理證明有何作用112
3.?什麼是數學定理的計算機證明114
4.?數學定理計算機證明可行嗎115
5.?計算機證明的套用117
6.?四色猜想及其計算機證明118
7.?費馬大定理及其證明過程的啟示121
8.?歐氏幾何及其重要意義124
9.?幾何定理的計算機證明現在有哪些方法125
10.?幾何定理計算機證明的吳方法126
11.?用吳方法證明數學定理一例128
12.?數學定理計算機證明的前景129
3.3 超算五百強131
1.?超級計算機和超算五百強TOP500131
2.?超級計算機的計算速度132
3.?什麼是Linpack134
4.?Linpack如何對超級計算機進行測試134
5.?Linpack的缺陷和不足135
6.?TOP500排行榜的衡量標準會有變化嗎136
3.4 人腦和電腦138
1.?人腦和電腦有什麼不同138
2.?人腦有哪些未解之謎140
3.?腦科學研究的重要意義141
4.?藍腦計畫及其進展143
5.?美國的腦科學研究計畫144
6.?人腦和電腦的思維差異145
7.?人腦和電腦的功能之差距146
8.?電腦代替人腦，是悖論還是正理148
9.?超級計算機“沃森”149
10.?發明家和未來學家預測2045年電腦取代人腦，你信嗎149
3.5 機器人發展151
1.?什麼是機器人151
2.?機器人的分類152
3.?機器人能做什麼152
4.?機器人和人能友好相處嗎153
5.?仿人型機器人研製的情況154
6.?機器人能取代教師嗎156
7.?已有軍用機器人用於實戰，是真的嗎156
8.?機器人未來會不會反仆為主158
第4章 關注現實：談談幾個時尚話題159
4.1 雲計算簡介160
1.?什麼是雲計算160
2.?雲計算的特點161
3.?雲計算的服務形式162
4.?雲計算面臨的問題163
5.?雲計算的社會影響163
4.2 物聯網概述164
1.?什麼是物聯網164
2.?物聯網的套用領域165
3.?物聯網與雲計算的關係166
4.?物聯網的未來發展168
4.3 大數據時代168
1.?什麼是大數據168
2.?大數據的特點170
3.?大數據時代的挑戰171
4.?大數據與雲計算的關係171
5.?大數據與數據挖掘的聯繫172
4.4 3D和4D列印174
1.?什麼是3D列印技術174
2.?3D列印技術的特點175
3.?3D列印技術的局限性177
4.?3D列印技術的發展前景177
5.?什麼是4D列印技術178
6.?4D列印和3D列印的異同及發展前景179
第5章 放飛夢想：能對未來預測嗎181
5.1 計算機預測182
1.?能對計算機的今後發展進行預測嗎182
2.?推動計算機發展的因素及其分析183
3.?什麼是摩爾定律？近期會失效嗎184
4.?計算機技術今後的新進展185
5.?計算機發展中的新趨勢186
6.?今後十年計算機技術和套用方面的新進展187
7.?對25年後信息技術發展的預測188
5.2 新型計算機191
1.?不同原理的新型計算機191
2.?速度為光速的光子計算機191
3.?量子計算機，你聽說過嗎192
4.?奇妙的生物計算機194
5.?模擬人類神經的神經網路計算機194
6.?靈活多樣的計算機196
第6章 回歸本源：計算機的締造者199
6.1 計算機名人200
1.?為什麼要介紹計算機名人200
2.?被譽為計算機之父的馮·諾依曼200
3.?計算機科學鼻祖——唐納德·克努特202
4.?人工智慧之父——約翰·麥卡錫203
5.?締造蘋果神話的傳奇人物——史蒂夫·賈伯斯204
6.?電腦奇才、軟體產業之父——比爾·蓋茨205
7.?為計算機證明作出開創性貢獻的吳文俊206
8.?漢字雷射照排系統的創始人王選207
9.?為我國新一代超級計算機發展作出重大貢獻的金怡濂208
6.2 圖靈獎例說210
1.?什麼是圖靈獎210
2.?圖靈和圖靈機210
3.?1966—2012年計算機圖靈獎的獲獎者及其主要貢獻211
4.?從計算機圖靈獎得獎項目上看到的方向214
5.?從計算機圖靈獎獲獎者身上得到的啟示214
6.?1968年度圖靈獎獲獎者：數值方法和糾錯碼等方面的
?專家理察·漢明216
7.?1980年度圖靈獎獲獎者：程式設計語言的定義與設計
?專家查爾斯·霍爾216
8.?1998年度圖靈獎獲獎者：資料庫專家詹姆士·格雷217
9.?2000年度圖靈獎獲獎者：計算理論眾多貢獻專家姚期智218
10.?2004年度圖靈獎獲獎者：TCP/IP協定創始人文頓·瑟夫、
?羅伯特·卡恩218
11.?2006年度圖靈獎獲獎者：最佳化編譯器女
?專家法蘭西斯·艾倫219
12.?2011年度圖靈獎獲獎者：人工智慧專家朱迪亞·皮爾220
參考文獻221
後記222
