數(shù)字文明：物理學(xué)和計算機

定　價：￥32.00

作　者：	郝柏林，張淑譽著
出版社：	科學(xué)出版社
叢編項：	物理改變世界
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787030155498	出版時間：	2005-07-01	包裝：	膠版紙
開本：	23cm	頁數(shù)：	301	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　極少數(shù)“聰明人”研制出五花入門的“自動”、“遙控”、“智能”設(shè)備，供大多數(shù)普通人在勞動中使用，在休息時“享受”。億萬“傻瓜”們正在不自不覺、舒舒服服地成為計算機的奴仆。從結(jié)繩記事到卡片計算機，可以不消耗能量進行計算嗎？一問便知是天才的馮·諾伊曼，巨機不巨，微機不微……電子計算機是人類學(xué)會用火以來最偉大的發(fā)明。步行和乘坐空中客車，速度提高不超過200倍。從1945到2005年60年中，電子計算機的速度提高了1000億倍。1958年一只半導(dǎo)體三極管的價值，在2000年可以購買一枚含1億只管子的功能強大的芯片。性能價格比的大幅度提高并不來自生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟核算，而是源于物理學(xué)家從自然規(guī)律中發(fā)掘出的可能性和工程師們把科學(xué)可能性變成技術(shù)現(xiàn)實性的努力。正是物理學(xué)的發(fā)展把人類推入了數(shù)字文明的時代。電子計算機的發(fā)展使人類進入了數(shù)字文明時代。計算機原來應(yīng)物理學(xué)的需求而出現(xiàn)，也由物理學(xué)準備了它誕生的物質(zhì)條件。在20世紀，物理學(xué)首先成為立足于實驗、理論和計算三大支柱之上的成熟的科學(xué)。在21世紀，包括生命科學(xué)在內(nèi)的整個自然科學(xué)正在沿相似的道路前進。電子計算機正在全面進入生產(chǎn)技術(shù)、科學(xué)研究和社會生活的各個領(lǐng)域，徹底改變著整個人類文明的進程。本書從數(shù)字文明的高度回顧了物理學(xué)與計算機相輔相成的歷史，討論了計算機和計算中的物理，分析了計算機發(fā)展所面臨的物理限制和物理學(xué)為未來計算技術(shù)所提供的可能前景。本書內(nèi)容豐富、取材多面新穎，可幫助理工科大學(xué)生、研究生以及物理和計算機專業(yè)的科學(xué)技術(shù)工作者開闊眼界、了解全局，為進一步深入鉆研準備背景知識。

作者簡介

　　郝柏林，1934年6月生于北京市。1959年畢業(yè)于烏克蘭國立哈爾科夫大學(xué)物理數(shù)學(xué)系。后在中國科學(xué)院物理研究所工作。1978年晉升為研究員、副所長。1980年11月當選為中國科學(xué)院院士?，F(xiàn)任物理學(xué)系研究員、博士生導(dǎo)師。兼任中國博士后基金會副理事長、陳嘉庚國際學(xué)會常務(wù)董事。曾任中國科學(xué)院理論物理研究所副所長、所長。主要從事理論物理、計算物理、非線性科學(xué)和理論生命科學(xué)的研究。涉及固體電子能譜和聲子譜、金屬紅外性質(zhì)、高分子半導(dǎo)體理論、統(tǒng)計物理模型、相變和臨界現(xiàn)象、臨界動力學(xué)、閉路格林函數(shù)方法、動力電網(wǎng)計算、天線計算、地震活動性統(tǒng)計分析、群論知識工程系統(tǒng)、計算機程序設(shè)計、混沌動力學(xué)和符號動力學(xué)、DNA序列分析等領(lǐng)域。1997年夏，在把英文專著《實用符號動力學(xué)與混沌》書稿送出之后，郝柏林著重轉(zhuǎn)向理論生命科學(xué)領(lǐng)域研究。早在1985年，他就著手補充生物學(xué)知識。之后，又訪問國際生物學(xué)數(shù)據(jù)庫并下載軟件。1995年與生物學(xué)部鄒承魯院士，共同組織香山會議，并主編出版《理論物理與生命科學(xué)》一書。1999年郝柏林在一份《院士建議》中提出，盡快建立國家級的生物醫(yī)學(xué)信息中心，引起政府有關(guān)部門的重視。第二年，他與合作者共同撰寫《生物信息學(xué)手冊》。之后又在聯(lián)合舉辦的研究生班系統(tǒng)講課，批量培養(yǎng)年青一代生物信息學(xué)人才。發(fā)表論文130余篇，出版中英文著作11種?！疤状沤橘|(zhì)天線的研究”，獲1978年中國科學(xué)院重大成果獎；“三維晶格統(tǒng)計模型的封閉近似解”，獲1987年中國科學(xué)院重大成果獎；《漫談物理學(xué)和計算機》一書，獲1990年中國物理學(xué)會第一屆優(yōu)秀科普書刊編著獎；“實用符號動力學(xué)的研究”，獲1992年中國科學(xué)院自然科學(xué)獎一等獎和1993年國家自然科學(xué)獎二等獎；《實用符號動力學(xué)》一書，獲1995年國家新聞出版署第7屆全國優(yōu)秀科技圖書獎二等獎，1997年獲國防科工委科技進步獎二等獎；“統(tǒng)一描述平衡和非平衡系統(tǒng)的格林函數(shù)理論研究”，獲1999年中國科學(xué)院自然科學(xué)獎一等獎和2000年國家自然科學(xué)獎二等獎，相關(guān)論文獲美國ISI頒發(fā)的1981-1998年度“經(jīng)典引文獎”。2001年獲“何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進步獎”。相關(guān)圖書

圖書目錄

序言
再版前言
初版前言
第一章從“結(jié)繩記事”到卡片計算機1
  人類有史以來進行過多少次算術(shù)運算?2
  曼哈頓計劃4
  卡片計算機6
  什么因素限制了計算速度8
  數(shù)的進制和存儲10
  大數(shù)和小數(shù)15
第二章用真空管和延遲線制造的電子計算機
  “邏輯控制”：一問便知是天才18
  “蛤蟆”繼電器和邏輯電路21
  真空管“開關(guān)”28
  記憶屏幕和延遲線存儲器31
  內(nèi)部程序控制的馮·諾伊曼計算機32
  一張假想的“機器指令”表35
  磁性存儲元件43
  我國的第一臺電子計算機46
第三章 “于無聲處聽驚雷”——半導(dǎo)體的崛起48
  沒有用武之地的半導(dǎo)體49
  電子能帶、p型和n型半導(dǎo)體51
  半導(dǎo)體器件的崛起58
  MOS和硅“平面工藝”63
  半導(dǎo)體邏輯電路68
  半導(dǎo)體存儲器72
  SSI、MSI、LSI、UISI、VLSI和GSI76
  半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)83
  磁盤和光盤86
第四章計算機世界91
  計算機和“算計”機93
  軟、硬、虛、實的關(guān)系95
  計算機語言100
  從POP到OOP106
  操作系統(tǒng)110
  知識產(chǎn)權(quán)和軟件共享115
  巨機不巨、微機不微119
  從單機到網(wǎng)絡(luò)127
  并行計算的興起133
  從網(wǎng)絡(luò)到超級計算機139
第五章物理學(xué)家的好助手146
  實驗控制和數(shù)據(jù)采集147
  模擬信號和數(shù)字信號147
  中斷處理149
  并行接口和串行接口150
  USB 通用串行總線152
  PCI 外部設(shè)備連接總線153
  核電子學(xué)標準的興衰155
  高能物理實驗159
  從頭算起161
  計算機“代數(shù)”164
  物理學(xué)中的人工智能167
第六章計算機帶來的物理學(xué)171
  費米-巴斯塔-烏勒姆“實驗”171
  “孤子”和“孤波175
  遍歷問題和“反KAM”定理178
  非線性系統(tǒng)中的混沌現(xiàn)象181
  分子動力學(xué)和“長尾巴”行為185
  “夸克禁閉”和“漸近自由”189
  計算物理和實驗數(shù)學(xué)的誕生193
  生物信息學(xué)和計算生物學(xué)195
第七章計算方法中的物理學(xué)202
  人工黏滯性202
  列昂多維奇邊界條件204
  采樣定理和測不準關(guān)系式205
  由演化過程計算定態(tài)分布208
  差分格式里的物理211
  元胞自動機和格子流體力學(xué)213
  重要性抽樣法216
  遺傳算法221
  NP 完備問題和“自旋玻璃”223
  可算性、有限性和遞歸226
  語言和計算機的復(fù)雜性228
第八章計算機受到的物理限制236
  最快能多快?237
  最小能多小?239
  可以不消耗能量進行計算嗎?241
  發(fā)熱和冷卻244
  聯(lián)線問題248
  有沒有量子限制?250
第九章物理學(xué)和未來的計算機254
  量子阱、量子線和量子點255
  光計算機261
  自旋微電子學(xué)265
  超導(dǎo)計算機268
  分子電子學(xué)272
  DNA計算273
  量子信息和量子計算
第十章沒有結(jié)束的話
英漢對照兼索引
后記