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改变未来的九大算法

[美]约翰·麦考密克 著

管策 译

中信出版集团

目录
所获赞誉
序
前言 计算机日常运用的卓越思想
第一章 搜索引擎索引 ——在世界上最大的草垛中寻针
第二章 PageRank ——让谷歌腾飞的技术
第三章 公钥加密 ——用明信片传输秘密
第四章 纠错码 ——自纠正的错误
第五章 图形识别 ——从经验中学习
第六章 数据压缩 ——有益无害
第七章 数据库 ——追求一致性的征程
第八章 数字签名 ——这个软件究竟由谁编写
第九章 并非万能的算法 ——有些程序不可能存在
结语 更多在你指尖的“精灵”
注释
致谢
所获赞誉
荣获美国出版商协会“2012年计算机与信息科学最佳专业/学术图书奖”
作者解释了数亿人每天使用的一些算法，不是如算术和排序这类简单的算法，而是更复杂的事情——如何确定网页的重要性，以及无法被计算的问题。我强烈推荐这本书。
——查克·塞克（Chuck Thacker），
“图灵奖”得主
长久以来，没有哪本书能让我像十几岁时阅读霍金和费曼的书时那样让我兴奋，而这本书做到了，它提醒了我，为什么我喜欢计算机科学。
——安德鲁·菲茨吉本（Andrew Fitzgibbon），
“艾美奖”得主（相机软件开发者）
作者揭示了计算机科学家对算法着迷的原因：它们如此实用、美观和优雅。
——保罗·柯曾（Paul Curzon），
《科学》（Science）
一本关于关键算法的指南，阅读起来愉悦且轻松。它传达出一种奇妙的感觉——让电脑发挥魔力的是美丽的科学，而非技术。
——安德烈亚斯·特拉辛格（Andreas Trabesinger），
《自然物理学》（Nature Physics）
尽管人们对计算机充满兴趣，但并不了解其核心思想。这本书在向大众展示计算机科学这一艰巨的任务中取得了非凡的成就。
——欧内斯特·戴维斯（Ernest Davis），
SIAM News（美国工业和应用数学学会的新闻期刊）
大多数人对电子支付的安全性，或者电影如何被“塞进”光盘知之甚少，也不太关心，但作者认为它们富含惊人的独创性和创造力。
——罗伯特·马修斯（Robert Matthews），
《BBC聚焦》（BBC Focus，英国一本关于科学和技术的月刊）
作者用日常类比巧妙地解读核心算法，这对没有数学背景的读者来说很有用。想钻研算法的数学和计算机科学的学生也会感到受益颇深……这本书应该被图书馆珍藏。
——阿特·吉特尔曼（Art Gittleman），
就职于美国数学协会（MAA）
计算机专业人士和非专业人士都会对这本书感兴趣。作者并没有试图“用科学迷惑我们”，也没有“卖弄”其数学才能。相反，他采用了我们都能理解的简单类比。比如，作者用混合彩色颜料来类比公钥密码的原理，这非常精彩。
——克莱夫·马克斯菲尔德（Clive Maxfield），
《电子工程时报》（EE Times）
这本书适合对信息系统的工作原理感兴趣的人。
——约翰·吉尔比（John Gilbey），
就职于泰晤士高等教育出版社（Times Higher Education）
序
计算机行业正在改变我们的社会，正如物理学和化学在前两个世纪给社会带来的巨大改变一样。的确，数字技术几乎影响甚至颠覆了我们生活的方方面面。鉴于计算机行业对现代社会的重要性，人们对让这一切成为可能的基本概念却知之甚少，这显得有点儿自相矛盾。对这些概念的研究是计算机科学的核心，而麦考密克的这本新书则是向大众展示这些概念的少数书籍之一。
人们较少视计算机科学为一门学科，其中一个原因是，高中极少开设计算机科学这门课程。虽然人们通常认为要强制开设物理学和化学这两门基础课程，但作为独立学科的计算机科学，却通常只在大学阶段才被开设。况且，学校讲授的“计算机”或“信息与通信技术”知识，通常只是略高于使用软件的技能训练。因此，学生们认为计算机学科枯燥也并不意外；而他们在娱乐和通信上使用计算机技术的天然热情，也因为实现这类技术的学术深度而有所消退。这些问题被认为是导致过去10年大学计算机科学专业学生人数下降一半的主要原因。考虑到数字技术对现代社会的极度重要性，让人们重新领略计算机科学的奇妙之处已经刻不容缓。
2008年，我很荣幸地被选为第180届英国皇家科学院圣诞讲座（Royal Institution Christmas Lectures）的演讲人，该讲座由迈克尔·法拉第（Michael Faraday）于1826年发起。2008年圣诞讲座的主题首次涉及计算机科学。在准备这些讲座时，我花了很多时间来思考如何向大众解释计算机科学，却发现能提供解决这一需求问题的资源很少，几乎没有关于计算机科学的畅销书。因此，我特别高兴能看到麦考密克的这本书。
麦考密克在面向大众介绍计算机科学的复杂思想方面做得非常好。这其中的许多思想极其新颖，仅从这点上来看，它们就很值得关注。举个例子：电子商务的爆炸式增长之所以成为可能，是因为它具备了能在互联网上秘密、安全地发送机密信息（如信用卡卡号）的能力。数十年来，建立在“开放”通道上的保密通信被认为是一个科学难题。当人们发现解决方法时，他们才发觉保密通信是精美的艺术。而麦考密克也以精确的类比进行了解释，读者无须拥有计算机科学知识就能理解。这些优点使这本书在科普读物领域做出了不可估量的贡献，我极力推荐这本书。
克里斯·毕晓普（Chris Bishop）
微软剑桥研究院资深科学家
大不列颠皇家学院副院长
爱丁堡大学计算机科学教授
前言
计算机日常运用的卓越思想
计算机科学中的伟大思想是如何诞生的？以下遴选部分思想进行介绍：
● 20世纪30年代，在第一台数字计算机被发明以前，一位英国天才开创了计算机科学研究领域。之后，这位天才还继续证明了，不管未来建造的计算机运行多快、功能多强大、设计得多好，仍旧有一些问题将是计算机不能解决的。
● 1948年，一位供职于电话公 ............

书籍插图：

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