第1章 作为科学的计算

计算的范型

计算的重要原理

计算在科学中的位置

本书的关注点

总结

致谢

第2章 计算领域

领域和基本原理

信息安全

人工智能

云计算

大数据

总结

第3章 信息

信息的表示

通信系统

信息的测量

信息的转换

交互系统

解决悖论

信息和发现

总结

致谢

第4章 机器

机器

可以计算的机器

程序及其表示

栈式计算机：计算机系统的一种简单模型

过程与异常

选择的不确定性

结论

第5章 程序设计

程序、程序员和程序设计语言

程序设计实践

程序中的错误

自动翻译

总结

第6章 计算

简单问题

实例1 简单的线性搜索

实例2 二分搜索

实例3 排序

实例4 矩阵乘法

指数级困难问题

实例5 所有的十位数

实例6 背包问题

实例7 参观所有城市

实例8 合数分解

计算困难但容易验证的问题

NP完全

不可计算问题

总结

第7章 存储

存储系统

存储器的基本使用模型

命名

映射

虚拟存储

共享

能力

认证

层级结构中的定位

为什么局部性是基础

结论

第8章 并行

并行计算的早期方向

并行系统的模型

协作的顺序进程

功能系统

事件驱动的系统

MapReduce系统

协作的顺序进程

功能系统

结论

第9章 排队

排队论遇上计算机科学

用模型计算和预测

服务器、作业、网络和规则

瓶颈

平衡方程

ATM

电话交换机

分时系统

用模型来计算

结论

第10章 设计

什么是设计

软件系统的准则

需求

正确性

容错性

时效性

适用性

设计原理、模式和示意

原理

模式

示意

软件系统的设计原理

层级式聚合

封装

级别

虚拟机

对象

客户端与服务器

总结

第11章 网络

弹性网络

数据包交换

互联网络协议

传输控制协议

客户端与服务器

域名系统

网络软件的组织结构

万维网

网络科学

致谢

第12章 后记

没有意识的机器

智能机器

架构和算法

经验思维

一个崭新的机器时代来临

我们的思维方式正在转变

设计的核心性

各章概要

注释

参考文献

索引