序 Ⅰ
阅读导引 Ⅲ
第 1 章 图灵与图灵机
1.1 图灵简介 001
1.2 图灵机 005
1.2.1 图灵机的起源 005
1.2.2 哥德尔不完全性定理 006
1.2.3 哪些问题是可判定的，哪些问题是不可判定的 006
1.2.4 图灵机的诞生 007
1.2.5 图灵机—可计算理论的“副产物” 007
1.2.6 图灵机的意义—探索计算的极限 008
1.2.7 图灵机的工程化实现—迈可 1 型 009
1.3 图灵测试 009
1.3.1 什么是图灵测试 009
1.3.2 图灵测试的局限性 010
1.3.3 新图灵测试 011
1.4 图灵完备与图灵等价 012
1.5 图灵奖 013
1.5.1 计算机界的诺贝尔奖 013
1.5.2 各国获奖情况 014
1.5.3 华人学者姚期智 015
1.5.4 2018 年图灵奖 016
第 2 章 冯·诺伊曼与冯诺伊曼结构
2.1 冯·诺伊曼简介 017
2.1.1 主要成就 017
2.1.2 生平 018
2.2 冯诺伊曼结构 020
2.2.1 简介 020
2.2.2 核心思想 021
2.2.3 功能和组成 022
2.2.4 局限性 022
2.3 非冯诺伊曼结构 024
2.3.1 非冯诺伊曼化 024
2.3.2 哈佛结构 024
2.3.3 区别与比较 025
2.3.4 计算机的发展 026
2.3.5 范式边界 026
2.4 区块链领域的结构 027
2.4.1 区块链发展的基础 027
2.4.2 区块链的可能结构 028
第 3 章 计算机的硬件与软件
3.1 计算机硬件的发展 031
3.1.1 电子计算机的史前阶段 031
3.1.2 电子计算机的发展史 032
3.1.3 第四代计算机 033
3.1.4 计算机的主要分类 034
3.1.5 计算机性能的发展方向 035
3.1.6 计算机的未来 036
3.2 计算机软件的发展 037
3.2.1 史前软件 037
3.2.2 第一代软件（1946—1953 年） 038
3.2.3 第二代软件（1954—1964 年） 039
3.2.4 第三代软件（1965—1970 年） 039
3.2.5 第四代软件（1971—1989 年） 040
3.2.6 第五代软件（1990 年至今） 041
3.3 软件与硬件的结合 042
3.3.1 硬件与软件的关系 042
3.3.2 软件危机 042
3.3.3 软件工程 043
3.4 软件的几个大类 044
3.4.1 操作系统及其发展简史 044
3.4.2 编程语言的发展 044
3.4.3 应用软件及其发展 045
3.5 网络的发展 046
3.6 总结 046
第 4 章 操作系统
4.1 操作系统的发展 047
4.1.1 第一代：状态机操作系统（1940 年以前） 048
4.1.2 第二代：单一操作员单一控制端操作系统（20 世纪 40 年代） 049
4.1.3 第三代：批处理操作系统（20 世纪 50 年代） 049
4.1.4 第四代：多道批处理操作系统（20 世纪 60 年代） 050
4.1.5 第五代：分时与实时操作系统（20 世纪 70 年代） 050
4.1.6 第六代：现代操作系统（1980 年以后） 051
4.2 操作系统分类 052
4.2.1 操作系统的发展趋势 052
4.2.2 UNIX 与 Linux 053
4.2.3 手机操作系统 054
4.3 操作系统架构 056
4.3.1 Linux 内核与主要模块 056
4.3.2 Linux 内存管理 057
4.3.3 Linux 进程管理 058
4.3.4 Linux 文件系统 059
4.3.5 Linux Shell 061
4.3.6 I/O 设备管理 062
4.4 操作系统的生态 063
4.4.1 计算机软、硬件系统的生态 063
4.4.2 当前生态与发展 064
4.4.3 Linux 相关概念 065
4.5 鸿蒙操作系统 066
第 5 章 网络的发展
5.1 网络 069
5.1.1 网络的作用 069
5.1.2 单主机联机终端 070
5.1.3 计算机网络的诞生 070
5.1.4 互联网的诞生与商用的开始 071
5.1.5 网络阶段的划分 072
5.2 网络技术简介 072
5.2.1 网络的分类 072
5.2.2 网络协议 074
5.2.3 网络七层模型 075
5.2.4 TCP/IP 075
5.2.5 IPv4 与 IPv6 076
5.3 互联网 077
5.3.1 互联网发展的四个阶段 077
5.3.2 互联网 1.0 阶段的传统广告业数据化 077
5.3.3 互联网 2.0 阶段的内容产业数据化 078
5.3.4 移动互联网阶段的生活服务业数据化 078
5.3.5 物联网与价值互联网 079
5.4 互联网应用的发展 080
5.5 网络的未来发展 081
第 6 章 5G 网络通信技术
6.1 5G 网络通信技术简介 083
6.1.1 移动网络通信技术的发展史 083
6.1.2 5G 网络通信技术的优势 085
6.1.3 冯诺伊曼结构 085
6.1.4 硬盘与总线的传输速度 086
6.2 5G 网络的需求和场景 087
6.2.1 5G 网络的三大性能与两大特有能力 087
6.2.2 5G 网络的三大应用场景 088
6.2.3 5G 网络的普及 088
6.2.4 中国信通院《5G 经济社会影响白皮书》 089
6.2.5 产业发展环境分析 090
6.3 全球 5G 网络研发的进展 092
6.3.1 全球 5G 网络产业的发展现状 092
6.3.2 中国 5G 网络处在全球什么位置 094
6.3.3 5G 网络商用牌照为何提前发放 096
6.4 5G 网络中的关键技术 096
6.4.1 5G 网络与 4G 网络的对比 096
6.4.2 5G 网络的六大基本特点 097
6.4.3 5G 网络射频技术的分类 099
6.4.4 5G 网络的关键技术 100
6.5 5G 网络对价值互联网的意义 104
6.6 6G 的探索 107
第 7 章 分布式技术
7.1 分布式简介 109
7.2 分布式中的关键技术 110
7.3 分布式应用中的场景分类 113
7.4 分布式的设计模式 115
7.5 工程应用 118
7.6 分布式与区块链 123
第 8 章 区块链的孕育与发展
8.1 区块链的孕育 125
8.1.1 区块链史前记事 126
8.1.2 区块链诞生的前 10 年 127
8.2 区块链的发展史 129
8.2.1 区块链的三个发展阶段 129
8.2.2 区块链 1.0 时代 130
8.2.3 区块链 2.0 时代 131
8.2.4 区块链 3.0 时代 134
8.3 区块链的应用场景 135
8.3.1 区块链的特点 135
8.3.2 数字货币与数字资产 137
8.3.3 智能合约的应用 138
8.3.4 不可篡改性 138
8.3.5 其他特点的应用 140
8.4 区块链当前的问题 141
8.5 区块链的可能结构 142
第 9 章 存储系统
9.1 传统存储简介 145
9.1.1 存储的作用 145
9.1.2 存储的不同分类维度 145
9.1.3 硬盘 147
9.2 云存储的特点与应用 148
9.2.1 云存储 148
9.2.2 云存储的实现前提 149
9.2.3 云存储的目标与优势 150
9.2.4 云存储的分类 151
9.2.5 云存储的发展趋势 151
9.3 区块链存储 153
9.3.1 区块链存储的技术准备 153
9.3.2 区块链存储的优势与不足 153
9.4 区块链存储的实现案例 154
9.5 存储的未来 155
第 10 章 输入设备与输出设备
10.1 传统输入设备与输出设备 157
10.1.1 输入设备 157
10.1.2 输出设备 158
10.1.3 输入 / 输出设备的速度 158
10.2 计算机的系统总线与接口 159
10.2.1 各个部件的两种连接方式 159
10.2.2 总线的两种传输方式 160
10.2.3 总线的结构图 160
10.2.4 总线分类与性能指标 162
10.2.5 总线控制 162
10.2.6 I/O 接口 164
10.2.7 I/O 接口的基本功能 164
10.2.8 I/O 控制方式 165
10.3 区块链上的输入与输出设备 166
10.3.1 链内链外的通信与预言机 166
10.3.2 区块链为什么需要预言机 167
10.3.3 预言机的应用场景 168
10.3.4 预言机项目和解决方案 169
10.4 区块链中需要哪些输入与输出设备 171
第 11 章 处理器与计算
11.1 计算机处理器 173
11.1.1 中央处理器 173
11.1.2 CPU 的基本功能 174
11.1.3 大规模集成电路时代的 CPU 发展 174
11.2 高性能计算 175
11.2.1 高性能计算简介 175
11.2.2 分布式计算 176
11.3 区块链中的处理器与计算 178
第 12 章 应用软件
12.1 传统应用软件 181
12.1.1 应用软件简介 181
12.1.2 从早期的单机软件到中心化软件 181
12.1.3 应用软件的常见分类 182
12.2 网络时代的应用软件 185
12.2.1 大型主机时代的中心化 185
12.2.2 个人计算机时代的共享需求 186
12.2.3 C/S 结构 186
12.2.4 B/S 结构 188
12.2.5 C/S 结构与 B/S 结构的优缺点 190
12.2.6 分布式系统 190
12.3 中心化应用的充分发展 192
12.3.1 促进中心化应用蓬勃发展的动力 192
12.3.2 为去中心化积累条件 194
12.4 去中心化应用的发展 195
12.4.1 中心化应用的问题 195
12.4.2 分布式系统的发展 195
12.4.3 分布式领域中冯诺伊曼模型的变化 196
12.5 未来中心化与去中心化的互补 197
第 13 章 以太坊虚拟机
13.1 从比特币到以太坊 199
13.1.1 比特币脚本 199
13.1.2 Vitalik 对以太坊的初衷 200
13.2 初识以太坊虚拟机 201
13.2.1 什么是虚拟机 201
13.2.2 以太坊虚拟机 201
13.2.3 EVM 的特点 202
13.3 详解以太坊虚拟机 203
13.3.1 以太坊虚拟机的原理 203
13.3.2 EVM 的主要执行流程 205
13.4 以太坊虚拟机的缺陷与不足 207
13.4.1 引言 207
13.4.2 256bit 整数 207
13.4.3 EVM 的内存分配模型 208
13.4.4 bytecode 大小 209
13.4.5 缺少标准库 209
13.4.6 Gas 经济模型中的博弈论 210
13.4.7 难以调试和测试 211
13.4.8 总结 211
第 14 章 共识协议
14.1 共识协议简介 213
14.2 常见的共识算法 214
14.2.1 根据处理的异常情况进行分类 214
14.2.2 工作量证明机制 214
14.2.3 权益证明机制 215
14.2.4 股份授权证明机制 216
14.2.5 有向无环图 216
14.2.6 实用拜占庭容错算法 217
14.3 是否有完美的共识机制 218
14.3.1 好的共识机制需要考虑的问题 218
14.3.2 不同类型的区块链的共识机制 218
14.4 冯诺伊曼结构中是否有共识协议 219
第 15 章 智能合约
15.1 智能合约简介 221
15.2 去中心化应用程序 223
15.2.1 什么是去中心化应用程序 223
15.2.2 DApp 的核心服务 224
15.3 智能合约的应用场景 224
15.4 DAO 与 DAC 227
15.4.1 DAO/DAC 简介 228
15.4.2 DAO 的安全事情 229
15.5 智能合约的安全性问题 230
15.5.1 以太坊智能合约安全 230
15.5.2 智能合约的安全概况 231
15.5.3 如何应对智能合约的漏洞 231
第 16 章 物联网
16.1 物联网简介 233
16.2 物联网的特点与应用分类 237
16.3 物联网产业链 239
16.4 NB-IoT 与 LoRa 244
16.4.1 物联网中的连接 244
16.4.2 低功耗广域网技术 245
16.5 车联网 248
16.5.1 什么是车联网 248
16.5.2 车联网交互对象 249
16.5.3 车联网的发展历程 249
16.5.4 无人驾驶 250
16.5.5 SAE 国际汽车工程师协会对自动驾驶的分级 250
16.5.6 无人驾驶的担忧 251
16.6 区块链对物联网的意义 252
16.6.1 物物之间的价值传递 252
16.6.2 物物之间的控制 252
16.6.3 物物之间的安全 252
16.6.4 物联网对 IT 技术的新要求 253
第 17 章 总结
17.1 区块链的发展与多种技术的聚合 255
17.2 价值互联网的来临 256
参考文献 259
