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从1999年开始，Brian W. Kernighan 在普林斯顿大学开设一门名为“我们世界中的计算机”的课程（COS 109: Computers in Our World），这门课向非计算机专业的学生介绍计算机的基本常识，多年来大受学生追捧。本书就是基于这门课程的讲义编写而成的，书中不仅解释了计算机和通信系统的工作原理，还分析了新技术带来的隐私和安全问题。第二版的新增章节讨论了Python编程、人工智能、机器学习以及大数据等内容。

本书适合所有希望了解数字世界的读者阅读，通过了解技术的工作原理、起源和未来发展趋势，更好地理解并改变我们身处的世界。

中文版序

译者序

前言

引言

第一部分 硬件

第1章 什么是计算机

1.1 逻辑结构

1.2 物理结构

1.3 摩尔定律

1.4 小结

第2章 比特、字节和信息的表示

2.1 模拟和数字

2.2 模数转换

2.3 比特、字节和二进制

2.4 小结

第3章 深入了解处理器

3.1 玩具计算机

3.2 真实的处理器

3.3 缓存

3.4 其他类型的计算机

3.5 小结

硬件部分小结

第二部分 软件

第4章 算法

4.1 线性算法

4.2 二分查找

4.3 排序

4.4 难题和复杂性

4.5 小结

第5章 编程与编程语言

5.1 汇编语言

5.2 高级语言

5.3 软件开发

5.4 知识产权

5.5 标准

5.6 开源软件

5.7 小结

第6章 软件系统

6.1 操作系统

6.2 操作系统是如何工作的

6.3 其他操作系统

6.4 文件系统

6.5 应用程序

6.6 软件层次

6.7 小结

第7章 学习编程

7.1 编程语言的基本概念

7.2 第一个JavaScript程序

7.3 第二个JavaScript程序

7.4 循环和条件

7.5 JavaScript库和接口

7.6 JavaScript是如何工作的

7.7 第一个Python程序

7.8 第二个Python程序

7.9 Python库和接口

7.10 Python是如何工作的

7.11 小结

软件部分小结

第三部分 通信

第8章 网络

8.1 电话与调制解调器

8.2 有线电视和DSL

8.3 局域网和以太网

8.4 无线网络

8.5 手机

8.6 带宽

8.7 压缩

8.8 错误检测与纠正

8.9 小结

第9章 互联网

9.1 互联网概述

9.2 域名和地址

9.3 路由

9.4 TCP/IP

9.5 高层协议

9.6 互联网上的版权问题

9.7 物联网

9.8 小结

第10章 万维网

10.1 万维网是如何工作的

10.2 HTML

10.3 cookie

10.4 动态网页

10.5 网页之外的动态内容

10.6 病毒、蠕虫和木马

10.7 Web安全

10.8 自我防御

10.9 小结

第四部分 数据

第11章 数据和信息

11.1 搜索

11.2 跟踪

11.3 社交网络

11.4 数据挖掘和聚合

11.5 云计算

11.6 小结

第12章 人工智能和机器学习

12.1 历史背景

12.2 经典机器学习

12.3 神经网络和深度学习

12.4 自然语言处理

12.5 小结

第13章 隐私和安全

13.1 密码学

13.2 匿名

13.3 小结

第14章 接下来会发生什么

注解

术语表

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第2章位、字节和信息的表示

举个例子，我们可以用0表示“关”，用1表示“开”，或者反过来，哪个值表示哪个状态都无所谓，只要大家都没有意见就

行。图2-7是我的打印机的电源开关，由此可见，惯例还是用0表示关，用1表示“开”。

图27开关和标准开关标志

一个位表示开/关、真/假之类的二选一的情形没有问题，但我们经常还要面对更多选项，表示更复杂的事物。为此，可以使用组位，然后为不同的0和1的组合赋予不同的含义。比如，可以用两个位来表示大学四年：新生（00）、大ニ（01）、大三（10）和毕业班（11）。如果再多考虑一种情况，比如研究生，那两个位就不够用了，因为两个位只有4种组合，没有第5种可能。

书籍介绍

从1999年开始，Brian W. Kernighan 在普林斯顿大学开设一门名为“我们世界中的计算机”的课程（COS 109: Computers in Our World），这门课向非计算机专业的学生介绍计算机的基本常识，多年来大受学生追捧。本书就是基于这门课程的讲义编写而成的，书中不仅解释了计算机和通信系统的工作原理，还分析了新技术带来的隐私和安全问题。第二版的新增章节讨论了Python编程、人工智能、机器学习以及大数据等内容。

本书适合所有希望了解数字世界的读者阅读，通过了解技术的工作原理、起源和未来发展趋势，更好地理解并改变我们身处的世界。