图灵经典计算机基础系列(套装全3册)电子书

总目录

网络是怎样连接的

推荐序

译者序

前言

本书的结构

探索之旅指南

网络的全貌

第 1 章 Web浏览器

第 2 章 协议栈、网卡

第 3 章 集线器、交换机、路由器

第 4 章 接入网、网络运营商

第 5 章 防火墙、缓存服务器

第 6 章 Web服务器

各章的结构

第 1 章 浏览器生成消息——探索浏览器内部

1.1 生成 HTTP 请求消息

1.1.1 探索之旅从输入网址开始

1.1.2 浏览器先要解析 URL

1.1.3 省略文件名的情况

1.1.4 HTTP 的基本思路

1.1.5 生成 HTTP 请求消息

1.1.6 发送请求后会收到响应

1.2 向 DNS 服务器查询 Web 服务器的 IP 地址

1.2.1 IP 地址的基本知识

1.2.2 域名和 IP 地址并用的理由

1.2.3 Socket 库提供查询 IP 地址的功能

1.2.4 通过解析器向 DNS 服务器发出查询

1.2.5 解析器的内部原理

1.3 全世界 DNS 服务器的大接力

1.3.1 DNS 服务器的基本工作

1.3.2 域名的层次结构

1.3.3 寻找相应的 DNS 服务器并获取 IP 地址

1.3.4 通过缓存加快 DNS 服务器的响应

1.4 委托协议栈发送消息

1.4.1 数据收发操作概览

1.4.2 创建套接字阶段

1.4.3 连接阶段：把管道接上去

1.4.4 通信阶段：传递消息

1.4.5 断开阶段：收发数据结束

Column 网络术语其实很简单

第 2 章 用电信号传输 TCP/IP 数据——探索协议栈和网卡

2.1 创建套接字

2.1.1 协议栈的内部结构

2.1.2 套接字的实体就是通信控制信息

2.1.3 调用 socket 时的操作

2.2 连接服务器

2.2.1 连接是什么意思

2.2.2 负责保存控制信息的头部

2.2.3 连接操作的实际过程

2.3 收发数据

2.3.1 将 HTTP 请求消息交给协议栈

2.3.2 对较大的数据进行拆分

2.3.3 使用 ACK 号确认网络包已收到

2.3.4 根据网络包平均往返时间调整 ACK 号等待时间

2.3.5 使用窗口有效管理 ACK 号

2.3.6 ACK 与窗口的合并

2.3.7 接收 HTTP 响应消息

2.4 从服务器断开并删除套接字

2.4.1 数据发送完毕后断开连接

2.4.2 删除套接字

2.4.3 数据收发操作小结

2.5 IP 与以太网的包收发操作

2.5.1 包的基本知识

2.5.2 包收发操作概览

2.5.3 生成包含接收方 IP 地址的 IP 头部

2.5.4 生成以太网用的 MAC 头部

2.5.5 通过 ARP 查询目标路由器的 MAC 地址

2.5.6 以太网的基本知识

2.5.7 将 IP 包转换成电或光信号发送出去

2.5.8 给网络包再加 3 个控制数据

2.5.9 向集线器发送网络包

2.5.10 接收返回包

2.5.11 将服务器的响应包从 IP 传递给 TCP

2.6 UDP 协议的收发操作

2.6.1 不需要重发的数据用 UDP 发送更高效

2.6.2 控制用的短数据

2.6.3 音频和视频数据

Column 网络术语其实很简单

第 3 章 从网线到网络设备——探索集线器、交换机和路由器

3.1 信号在网线和集线器中传输

3.1.1 每个包都是独立传输的

3.1.2 防止网线中的信号衰减很重要

3.1.3 “双绞”是为了抑制噪声

3.1.4 集线器将信号发往所有线路

3.2 交换机的包转发操作

3.2.1 交换机根据地址表进行转发

3.3.2 MAC 地址表的维护

3.2.3 特殊操作

3.2.4 全双工模式可以同时进行发送和接收

3.2.5 自动协商：确定最优的传输速率

3.2.6 交换机可同时执行多个转发操作

3.3 路由器的包转发操作

3.3.1 路由器的基本知识

3.3.2 路由表中的信息

3.3.3 路由器的包接收操作

3.3.4 查询路由表确定输出端口

3.3.5 找不到匹配路由时选择默认路由

3.3.6 包的有效期

3.3.7 通过分片功能拆分大网络包

3.3.8 路由器的发送操作和计算机相同

3.3.9 路由器与交换机的关系

3.4 路由器的附加功能

3.4.1 通过地址转换有效利用 IP 地址

3.4.2 地址转换的基本原理

3.4.3 改写端口号的原因

3.4.4 从互联网访问公司内网

3.4.5 路由器的包过滤功能

Column 网络术语其实很简单

第 4 章 通过接入网进入互联网内部——探索接入网和网络运营商

4.1 ADSL 接入网的结构和工作方式

4.1.1 互联网的基本结构和家庭、公司网络是相同的

4.1.2 连接用户与互联网的接入网

4.1.3 ADSL Modem 将包拆分成信元

4.1.4 ADSL 将信元“调制”成信号

4.1.5 ADSL 通过使用多个波来提高速率

4.1.6 分离器的作用

4.1.7 从用户到电话局

4.1.8 噪声的干扰

4.1.9 通过 DSLAM 到达 BAS

4.2 光纤接入网（FTTH）

4.2.1 光纤的基本知识

4.2.2 单模与多模

4.2.3 通过光纤分路来降低成本

4.3 接入网中使用的 PPP 和隧道

4.3.1 用户认证和配置下发

4.3.2 在以太网上传输 PPP 消息

4.3.3 通过隧道将网络包发送给运营商

4.3.4 接入网的整体工作过程

4.3.5 不分配 IP 地址的无编号端口

4.3.6 互联网接入路由器将私有地址转换成公有地址

4.3.7 除 PPPoE 之外的其他方式

4.4 网络运营商的内部

4.4.1 POP 和 NOC

4.4.2 室外通信线路的连接

4.5 跨越运营商的网络包

4.5.1 运营商之间的连接

4.5.2 运营商之间的路由信息交换

4.5.3 与公司网络中自动更新路由表机制的区别

4.5.4 IX 的必要性

4.5.5 运营商如何通过 IX 互相连接

Column 网络术语其实很简单

第 5 章 服务器端的局域网中有什么玄机

5.1 Web 服务器的部署地点

5.1.1 在公司里部署 Web 服务器

5.1.2 将 Web 服务器部署在数据中心

5.2 防火墙的结构和原理

5.2.1 主流的包过滤方式

5.2.2 如何设置包过滤的规则

5.2.3 通过端口号限定应用程序

5.2.4 通过控制位判断连接方向

5.2.5 从公司内网访问公开区域的规则

5.2.6 从外部无法访问公司内网

5.2.7 通过防火墙

5.2.8 防火墙无法抵御的攻击

5.3 通过将请求平均分配给多台服务器来平衡负载

5.3.1 性能不足时需要负载均衡

5.3.2 使用负载均衡器分配访问

5.4 使用缓存服务器分担负载

5.4.1 如何使用缓存服务器

5.4.2 缓存服务器通过更新时间管理内容

5.4.3 最原始的代理——正向代理

5.4.4 正向代理的改良版——反向代理

5.4.5 透明代理

5.5 内容分发服务

5.5.1 利用内容分发服务分担负载

5.5.2 如何找到最近的缓存服务器

5.5.3 通过重定向服务器分配访问目标

5.5.4 缓存的更新方法会影响性能

Column 网络术语其实很简单

第 6 章 请求到达 Web 服务器，响应返回浏览器——短短几秒的“漫长旅程”迎来终点

6.1 服务器概览

6.1.1 客户端与服务器的区别

6.1.2 服务器程序的结构

6.1.3 服务器端的套接字和端口号

6.2 服务器的接收操作

6.2.1 网卡将接收到的信号转换成数字信息

6.2.2 IP 模块的接收操作

6.2.3 TCP 模块如何处理连接包

6.2.4 TCP 模块如何处理数据包

6.2.5 TCP 模块的断开操作

6.3 Web 服务器程序解释请求消息并作出响应

6.3.1 将请求的 URI 转换为实际的文件名

6.3.2 运行 CGI 程序

6.3.3 Web 服务器的访问控制

6.3.4 返回响应消息

6.4 浏览器接收响应消息并显示内容

6.4.1 通过响应的数据类型判断其中的内容

6.4.2 浏览器显示网页内容！访问完成！

Column 网络术语其实很简单

附录 网络包的旅程

后记

致谢

作者简介

看完了

程序是怎样跑起来的

版权声明

前言

程序是怎样跑起来的——本书中涉及的主要关键词

本书的结构

第 1 章 对程序员来说 CPU 是什么

1.1 CPU 的内部结构解析

1.2 CPU 是寄存器的集合体

1.3 决定程序流程的程序计数器

1.4 条件分支和循环机制

1.5 函数的调用机制

1.6 通过地址和索引实现数组

1.7 CPU 的处理其实很简单

第 2 章 数据是用二进制数表示的

2.1 用二进制数表示计算机信息的原因

2.2 什么是二进制数

2.3 移位运算和乘除运算的关系

2.4 便于计算机处理的“补数”

2.5 逻辑右移和算术右移的区别

2.6 掌握逻辑运算的窍门

COLUMN 如果是你，你会怎样介绍？

向小学生讲解 CPU 和二进制

第 3 章 计算机进行小数运算时出错的原因

3.1 将 0.1 累加 100 次也得不到 10

3.2 用二进制数表示小数

3.3 计算机运算出错的原因

3.4 什么是浮点数

3.5 正则表达式和 EXCESS 系统

3.6 在实际的程序中进行确认

3.7 如何避免计算机计算出错

3.8 二进制数和十六进制数

第 4 章 熟练使用有棱有角的内存

4.1 内存的物理机制很简单

4.2 内存的逻辑模型是楼房

4.3 简单的指针

4.4 数组是高效使用内存的基础

4.5 栈、队列以及环形缓冲区

4.6 链表使元素的追加和删除更容易

4.7 二叉查找树使数据搜索更有效

第 5 章 内存和磁盘的亲密关系

5.1 不读入内存就无法运行

5.2 磁盘缓存加快了磁盘访问速度

5.3 虚拟内存把磁盘作为部分内存来使用

5.4 节约内存的编程方法

5.5 磁盘的物理结构

第 6 章 亲自尝试压缩数据

6.1 文件以字节为单位保存

6.2 RLE 算法的机制

6.3 RLE 算法的缺点

6.4 通过莫尔斯编码来看哈夫曼算法的基础

6.5 用二叉树实现哈夫曼编码

6.6 哈夫曼算法能够大幅提升压缩比率

6.7 可逆压缩和非可逆压缩

COLUMN 如果是你，你会怎样介绍？

向沉迷游戏的中学生讲解内存和磁盘

第 7 章 程序是在何种环境中运行的

7.1 运行环境 = 操作系统 ＋ 硬件

7.2 Windows 克服了 CPU 以外的硬件差异

7.3 不同操作系统的 API 不同

7.4 FreeBSD Port 帮你轻松使用源代码

7.5 利用虚拟机获得其他操作系统环境

7.6 提供相同运行环境的 Java 虚拟机

7.7 BIOS 和引导

第 8 章 从源文件到可执行文件

8.1 计算机只能运行本地代码

8.2 本地代码的内容

8.3 编译器负责转换源代码

8.4 仅靠编译是无法得到可执行文件的

8.5 启动及库文件

8.6 DLL 文件及导入库

8.7 可执行文件运行时的必要条件

8.8 程序加载时会生成栈和堆

8.9 有点难度的 Q&A

第 9 章 操作系统和应用的关系

9.1 操作系统功能的历史

9.2 要意识到操作系统的存在

9.3 系统调用和高级编程语言的移植性

9.4 操作系统和高级编程语言使硬件抽象化

9.5 Windows 操作系统的特征

COLUMN 如果是你，你会怎样介绍？

向超喜欢手机的女高中生讲解操作系统的作用

第 10 章 通过汇编语言了解 程序的实际构成

10.1 汇编语言和本地代码是一一对应的

10.2 通过编译器输出汇编语言的源代码

10.3 不会转换成本地代码的伪指令

10.4 汇编语言的语法是“操作码 + 操作数”

10.5 最常用的 mov 指令

10.6 对栈进行 push 和 pop

10.7 函数调用机制

10.8 函数内部的处理

10.9 始终确保全局变量用的内存空间

10.10 临时确保局部变量用的内存空间

10.11 循环处理的实现方法

10.12 条件分支的实现方法

10.13 了解程序运行方式的必要性

第 11 章 硬件控制方法

11.1 应用和硬件无关？

11.2 支撑硬件输入输出的 IN 指令和 OUT 指令

11.3 编写测试用的输入输出程序

11.4 外围设备的中断请求

11.5 用中断来实现实时处理

11.6 DMA 可以实现短时间内传送大量数据

11.7 文字及图片的显示机制

COLUMN 如果是你，你会怎样介绍？

向邻居老奶奶说明显示器和电视机的不同

第 12 章 让计算机“思考”

12.1 作为“工具”的程序和为了“思考”的程序

12.2 用程序来表示人类的思考方式

12.3 用程序来表示人类的思考习惯

12.4 程序生成随机数的方法

12.5 活用记忆功能以达到更接近人类的判断

12.6 用程序来表示人类的思考方式

COLUMN 如果是你，你会怎样介绍？

向常光临的酒馆老板讲解计算机的思考机制

附录 让我们开始 C 语言之旅

C 语言的特点

变量和函数

数据类型

标准函数库

函数调用

局部变量和全局变量

数组和循环

其他语法结构

结语

致谢

看完了

计算机是怎样跑起来的

版权声明

前言

本书将要讲解的主要关键词

本书的结构

第 1 章 计算机的三大原则

1.1 计算机的三个根本性基础

1.2 输入、运算、输出是硬件的基础

1.3 软件是指令和数据的集合

1.4 对计算机来说什么都是数字

1.5 只要理解了三大原则，即使遇到难懂的最新技术，也能轻松应对

1.6 为了贴近人类，计算机在不断地进化

1.7 稍微预习一下第 2 章

第 2 章 试着制造一台计算机吧

2.1 制作微型计算机所必需的元件

2.2 电路图的读法

2.3 连接电源、数据和地址总线

2.4 连接 I/O

2.5 连接时钟信号

2.6 连接用于区分读写对象是内存还是 I/O 的引脚

2.7 连接剩余的控制引脚

2.8 连接外部设备，通过 DMA 输入程序

2.9 连接用于输入输出的外部设备

2.10 输入测试程序并进行调试

第 3 章 体验一次手工汇编

3.1 从程序员的角度看硬件

3.2 机器语言和汇编语言

3.3 Z80 CPU 的寄存器结构

3.4 追踪程序的运行过程

3.5 尝试手工汇编

3.6 尝试估算程序的执行时间

第 4 章 程序像河水一样流动着

4.1 程序的流程分为三种

4.2 用流程图表示程序的流程

4.3 表示循环程序块的“帽子”和“短裤”

4.4 结构化程序设计

4.5 画流程图来思考算法

4.6 特殊的程序流程——中断处理

4.7 特殊的程序流程——事件驱动

COLUMN 来自企业培训现场

电阻颜色代码的谐音助记口诀

第 5 章 与算法成为好朋友的七个要点

5.1 算法是程序设计的“熟语”

5.2 要点 1：算法中解决问题的步骤是明确且有限的

5.3 要点 2：计算机不靠直觉而是机械地解决问题

5.4 要点 3：了解并应用典型算法

5.5 要点 4：利用计算机的处理速度

5.6 要点 5：使用编程技巧提升程序执行速度

5.7 要点 6：找出数字间的规律

5.8 要点 7：先在纸上考虑算法

第 6 章 与数据结构成为好朋友的七个要点

6.1 要点 1：了解内存和变量的关系

6.2 要点 2：了解作为数据结构基础的数组

6.3 要点 3：了解数组的应用——作为典型算法的数据结构

6.4 要点 4：了解并掌握典型数据结构的类型和概念

6.5 要点 5：了解栈和队列的实现方法

6.6 要点 6：了解结构体的组成

6.7 要点 7：了解链表和二叉树的实现方法

第 7 章 成为会使用面向对象编程的程序员吧

7.1 面向对象编程

7.2 对 OOP 的多种理解方法

7.3 观点 1：面向对象编程通过把组件拼装到一起构建程序

7.4 观点 2：面向对象编程能够提升程序的开发效率和可维护性

7.5 观点 3：面向对象编程是适用于大型程序的开发方法

7.6 观点 4：面向对象编程就是在为现实世界建模

7.7 观点 5：面向对象编程可以借助 UML 设计程序

7.8 观点 6：面向对象编程通过在对象间传递消息驱动程序

7.9 观点 7：在面向对象编程中使用继承、封装和多态

7.10 类和对象的区别

7.11 类有三种使用方法

7.12 在 Java 和 .NET 中有关 OOP 的知识不能少

第 8 章 一用就会的数据库

8.1 数据库是数据的基地

8.2 数据文件、DBMS 和数据库应用程序

8.3 设计数据库

8.4 通过拆表和整理数据实现规范化

8.5 用主键和外键在表间建立关系

8.6 索引能够提升数据的检索速度

8.7 设计用户界面

8.8 向 DBMS 发送 CRUD 操作的 SQL 语句

8.9 使用数据对象向 DBMS 发送 SQL 语句

8.10 事务控制也可以交给 DBMS 处理

COLUMN 来自企业培训现场

培训新人编程时推荐使用什么编程语言？

第 9 章 通过七个简单的实验理解 TCP/IP 网络

9.1 实验环境

9.2 实验 1：查看网卡的 MAC 地址

9.3 实验 2：查看计算机的 IP 地址

9.4 实验 3：了解 DHCP 服务器的作用

9.5 实验 4：路由器是数据传输过程中的指路人

9.6 实验 5：查看路由器的路由过程

9.7 实验 6：DNS 服务器可以把主机名解析成 IP 地址

9.8 实验 7：查看 IP 地址和 MAC 地址的对应关系

9.9 TCP 的作用及 TCP/IP 网络的层级模型

第 10 章 试着加密数据吧

10.1 先来明确一下什么是加密

10.2 错开字符编码的加密方式

10.3 密钥越长，解密越困难

10.4 适用于互联网的公开密钥加密技术

10.5 数字签名可以证明数据的发送者是谁

第 11 章 XML 究竟是什么

11.1 XML 是标记语言

11.2 XML 是可扩展的语言

11.3 XML 是元语言

11.4 XML 可以为信息赋予意义

11.5 XML 是通用的数据交换格式

11.6 可以为 XML 标签设定命名空间

11.7 可以严格地定义 XML 的文档结构

11.8 用于解析 XML 的组件

11.9 XML 可用于各种各样的领域

第 12 章 SE 负责监管计算机系统 的构建

12.1 SE 是自始至终参与系统开发过程的工程师

12.2 SE 未必担任过程序员

12.3 系统开发过程的规范

12.4 各个阶段的工作内容及文档

12.5 所谓设计，就是拆解

12.6 面向对象法简化了系统维护工作

12.7 技术能力和沟通能力

12.8 IT 不等于引进计算机

12.9 计算机系统的成功与失败

12.10 大幅提升设备利用率的多机备份

结束语

谢辞

看完了