کتاب Foundations of Computing

کتاب Foundations of Computing (مبانی محاسبات: ضروری برای مطالعات محاسباتی، حرفه و امتحانات ورودی – ویرایش پنجم) یک منبع جامع و کامل برای شرح مفاهیم اساسی رایانش و سیستم‌های رایانه‌ای است.

در ادامه مقدمه‌ای از کتاب Foundations of Computing را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.

مقدمه‌ای بر کتاب Foundations of Computing:

ویژگی‌های کلی

چیدمان، سازماندهی و مطالب کتاب با دقت طراحی شده است تا موضوعات مختلف دروس پایه در CS، CA و IT را به شیوه ای جالب، منطقی و آموزنده ارائه دهد. این کتاب روی هیچ سیستم کامپیوتری یا سخت افزار خاصی متمرکز نیست. در عوض، در یک محیط کلی، سازماندهی، عملکردها، برنامه نویسی و اصول استفاده قابل اجرا برای همه انواع سیستم‌های کامپیوتری را مورد بحث قرار می‌دهد.

تمام مفاهیم ارائه شده در کتاب هر زمان که لازم باشد با مثال‌های کاربردی نشان داده شده است. این کتاب همچنین شامل نمودارهای متعددی برای تصویرسازی بهتر است. این ویژگی‌ها خوانندگان را قادر می‌سازد تا مفاهیم ارائه شده را به راحتی درک کنند و از کتاب به طور موثر برای مطالعه خود استفاده کنند.

هر فصل شامل بخش “نکاتی که باید به خاطر بسپارید” است که نکات مهم پوشش داده شده در فصل را برجسته می‌کند.

هر فصل همچنین شامل تعدادی سؤال مروری است که درک موضوعات مطرح شده در فصل را آزمایش می‌کند.

این کتاب شامل فهرست جداگانه‌ای از اختصارات استفاده شده در کتاب، و واژه‌نامه‌ای از اصطلاحات مهم است.

برای اینکه مطالب جذاب و قابل فهم باشد، سبک ارائه در سراسر کتاب انگیزشی، غیرریاضی و توضیحی است.

این کتاب شامل مجموعه‌ای از اسلایدهای ارائه برای هر فصل در قالب یادداشت‌های سخنرانی اسلایدهای ارائه است. این می‌تواند به عنوان کمک سخنرانی، کمک یادگیری خودگام، و مواد تجدید نظر عمل کند.

همه این ویژگی‌ها کتاب را برای همه نوع مخاطبانی که قبلا ذکر شد ایده آل می‌کند.

ویژگی‌های نسخه جدید کتاب Foundations of Computing

خوانندگان این نسخه از کتاب را مفیدتر از نسخه‌های قبلی آن می‌دانند زیرا:

• ما موضوعات و طبقه‌بندی‌های جدیدی را به فصل‌های مختلف اضافه کرده‌ایم و خوانندگان را با آخرین روندها و فناوری‌های محاسباتی آشنا می‌کنیم.
• ما مطالب را به روز کرده ایم تا آن را به روز کنیم.
• ما اسلایدهای ارائه یادداشت‌های سخنرانی را به روز کرده ایم.
• اندازه کتاب دستی تر شده است.

داده‌های آماری نشان می‌دهد که با هر چاپ جدید کتاب، تعداد خوانندگان بسیار بیشتر از نسخه قبلی آن افزایش یافته است. این به این دلیل است که هر نسخه جدید پیشنهادهای دریافت شده از خوانندگان را در خود جای می‌دهد و کتاب را برای مخاطبان بیشتری مناسب تر می‌کند. ما انتظار داریم این نسخه تأثیر مشابهی داشته باشد.

فهرست کتاب Foundations of Computing

کتاب با مقدمه ای بر کامپیوتر آغاز می‌شود. فصل 1 ویژگی‌های این ابزار همه کاره و تکامل آن از روزهای اولیه تا انواع و اشکال مختلف که امروزه در دسترس است را توضیح می‌دهد.

فصل 2 به نمایش داده‌های داخلی در رایانه‌ها و نحوه انجام عملیات اساسی مختلف (مقایسه، مرتب سازی، جمع، تفریق، ضرب، تقسیم و غیره) بر روی این داده‌ها می‌پردازد. این با مفاهیم اساسی سیستم‌های اعداد و نمونه‌هایی از سیستم‌های اعداد محبوب که معمولا توسط متخصصان کامپیوتر استفاده می‌شود آغاز می‌شود. سپس طرح‌های کدگذاری محبوب را ارائه می‌کند که رایانه‌ها از آن برای ضبط داده‌ها در داخل استفاده می‌کنند.

فصل سوم به طراحی سیستم‌های دیجیتال می‌پردازد. با مقدمه ای بر جبر بولی شروع می‌شود. سپس توضیح می‌دهد که چگونه جبر بولی، گیت‌های منطقی و فلیپ‌فلاپ‌ها برای طراحی مدارهای دیجیتال استفاده می‌شوند. طراحی مدارهای دیجیتال (هم ترکیبی و هم ترتیبی) را با مثال‌های مناسب نشان می‌دهد.

فصل 4 کتاب Foundations of Computing مروری بر معماری سیستم کامپیوتری ارائه می‌دهد. ابتدا واحدهای عملکردی اساسی یک سیستم کامپیوتری را معرفی می‌کند و سپس به معماری پردازنده و حافظه می‌پردازد. متعاقباً، معماری‌های اتصال را برای اتصال پردازنده‌ها، حافظه و واحدهای ورودی/خروجی ارائه می‌کند. همچنین با معماری سیستم‌های چند پردازنده ای سروکار دارد.

فصل 5 اصطلاحات، اصول عملکرد، کاربردها و مبادلات انواع مختلف دستگاه‌های ذخیره سازی ثانویه را ارائه می‌کند. همچنین دستگاه‌های ذخیره‌سازی حافظه، دستگاه‌های ذخیره‌سازی انبوه، ذخیره‌سازی RAID، رابط‌های ذخیره‌سازی، گزینه‌های مختلف موجود برای اتصال پردازنده به ذخیره‌سازی (DAS، SAN، و NAS)، پشتیبان‌گیری از داده‌ها و سیستم ذخیره‌سازی سلسله مراتبی (HSS) را توصیف می‌کند.

فصل 6 کتاب Foundations of Computing ساختار و عملکرد انواع مختلف دستگاه‌های ورودی/خروجی را ارائه می‌کند. همچنین انواع متداول رابط‌های ورودی/خروجی را برای اتصال دستگاه‌های ورودی/خروجی به سیستم‌های کامپیوتری توصیف می‌کند.

فصل 7 مفهوم نرم افزار را معرفی می‌کند و نیاز به سخت افزار و نرم افزار را برای کامپیوتر برای انجام کار مفید توضیح می‌دهد. انواع مختلف نرم افزار، و راه‌های مختلف دستیابی یا توسعه نرم افزار را شرح می‌دهد. مراحل چرخه عمر توسعه نرم افزار (SDLC)، رویکردهای طراحی نرم افزار (از بالا به پایین، پایین به بالا و خارج از وسط)، روش‌های تست نرم افزار، روش‌های استقرار نرم افزار، نگهداری نرم افزار، مستندات نرم افزار و مهندسی نرم افزار را ارائه می‌کند. همچنین برخی از بسته‌های نرم‌افزار کاربردی محبوب را معرفی می‌کند.

فصل 8 کتاب Foundations of Computing به ابزارهایی می‌پردازد که معمولاً برای برنامه ریزی منطق برنامه‌های رایانه‌ای استفاده می‌شوند. اینها شامل فلوچارت‌ها، جداول تصمیم‌گیری و شبه کدها هستند. همچنین انواع مختلفی از ساختارهای داده مورد استفاده در برنامه نویسی را ارائه می‌دهد. اینها شامل آرایه، لیست پیوندی، پشته، صف، جدول هش، درخت، درخت جستجوی باینری، گراف و پشته است.

فصل 9 کتاب Foundations of Computing به زبان‌های برنامه‌نویسی می‌پردازد که معمولاً برای نوشتن برنامه‌های رایانه ای استفاده می‌شوند. ابزارهای مختلف توسعه برنامه مانند کامپایلر، پیوند دهنده، مفسر، کامپایلر و مفسر زبان میانی، پیش پردازنده و پس پردازشگر را توصیف می‌کند. سپس نحوه انتخاب یک زبان برنامه نویسی برای کدنویسی یک برنامه را توضیح می‌دهد.

فصل 10 کتاب Foundations of Computing نیاز، قابلیت‌ها و اجزای اصلی یک سیستم عامل را ارائه می‌کند. با اصول طراحی اولیه اجزای اصلی یک سیستم عامل، از جمله مدیریت فرآیند، مدیریت حافظه، مدیریت فایل، مدیریت دستگاه و ماژول‌های تفسیر فرمان سروکار دارد. همچنین برخی از سیستم عامل‌های محبوب (یونیکس، MS-DOS، MS-Windows، Linux، MacOS، iOS، WatchOS، سیستم عامل اندروید) و برخی از انواع خاصی از سیستم عامل‌ها (سیستم عامل‌های بلادرنگ، شبکه و توزیع شده) را معرفی می‌کند.

فصل 11 کتاب Foundations of Computing به پایگاه داده و علم داده می‌پردازد. تفاوت بین داده‌ها و اطلاعات و فرآیند تبدیل داده‌ها به اطلاعات را توضیح می‌دهد. سلسله مراتب ذخیره سازی داده‌ها، روش‌های استاندارد سازماندهی داده‌ها، تفاوت بین سیستم‌های مدیریت فایل (FMS) و سیستم‌های مدیریت پایگاه داده (DBMS) و انواع سیستم‌های پایگاه داده را شرح می‌دهد. همچنین مفاهیم اساسی علم داده و مراحل مربوط به یافتن الگوهای مفید در داده‌ها را برای کمک به تصمیم گیرندگان در تصمیم گیری معنادار ارائه می‌دهد. در نهایت به معرفی مفهوم انبار داده و داده کاوی پرداخته و تفاوت بین آن‌ها را توضیح می‌دهد.

فصل دوازدهم کتاب Foundations of Computing به فناوری‌های ارتباطی داده و کاربرد آن‌ها در ساخت انواع شبکه‌های کامپیوتری می‌پردازد. تکنیک‌ها، کانال‌ها و دستگاه‌هایی را که سیستم‌های ارتباطی برای انتقال داده‌ها از یک مکان به مکان دیگر استفاده می‌کنند، توصیف می‌کند. سپس انواع مختلف شبکه‌های کامپیوتری، پروتکل‌های ارتباطی، ابزارهای کار اینترنتی، فناوری‌های ارتباطی بی سیم و شبکه‌های بی سیم را شرح می‌دهد. همچنین چند پارادایم از سیستم‌های محاسباتی توزیع شده، مانند محاسبات شبکه ای و رایانش ابری را توصیف می‌کند.

فصل 13 کتاب Foundations of Computing، اینترنت، کاربردهای مختلف آن و ابزارها و فناوری‌های موجود در دسترس کاربران اینترنت برای استفاده مؤثر از منابع موجود در اینترنت را شرح می‌دهد. همچنین اینترنت اشیا (IoT)، نسل جدید اینترنت را توصیف می‌کند.

فصل 14 کتاب Foundations of Computing سیستم‌های محاسباتی چندرسانه ای و کاربردهای آن‌ها را توضیح می‌دهد. به سخت افزار و نرم افزار مورد نیاز برای پردازش انواع داده‌های چند رسانه‌ای (متن، گرافیک، انیمیشن، صدا و ویدئو)، تکنیک‌های فشرده‌سازی داده‌ها و تکنیک‌های همگام سازی چند رسانه ای می‌پردازد. همچنین کامپیوتر مرکز رسانه را معرفی می‌کند که یک تجهیزات الکترونیکی محبوب است که در خانه‌ها استفاده می‌شود.

فصل 15 کتاب Foundations of Computing به الزامات امنیتی سیستم‌های کامپیوتری و سیاست‌ها و مکانیسم‌های مختلف می‌پردازد که سیستم‌های کامپیوتری برای مقابله با آن‌ها از آن‌ها استفاده می‌کنند.

حملات احتمالی به سیستم‌های کامپیوتری (حملات از نوع غیرفعال و فعال)، رمزنگاری (سیستم‌های رمزنگاری متقارن و نامتقارن)، مکانیسم‌های احراز هویت (در سیستم‌های مستقل و شبکه‌ای)، مکانیسم‌های کنترل دسترسی، امضای دیجیتال، دیوار آتش، حفاظت از دزدی دریایی نرم‌افزار، پست الکترونیکی را توصیف می‌کند. امنیت، IPSec.، لایه سوکت ایمن (SSL)، امنیت لایه حمل و نقل (TLS)، تراکنش الکترونیکی امن (SET)، زیرساخت کلید عمومی (PKI)، و steganography. همچنین دستورالعمل‌هایی را برای طراحی سیستم‌های امن ارائه می‌کند و قوانین سایبری، پزشکی قانونی سایبری و CERT (تیم واکنش اضطراری رایانه‌ای) را معرفی می‌کند.

فصل 16 کتاب Foundations of Computing به چند حوزه کاربردی محبوب از جمله حکومت الکترونیک، ژئوانفورماتیک، انفورماتیک پزشکی و بیوانفورماتیک می‌پردازد.

سرفصل‌های کتاب Foundations of Computing:

• Cover Page
• Half-Title Page
• Title Page
• Copyright Page
• Table of Contents
• LETTER TO READERS
• PREFACE
• Acknowledgement
• ABOUT LECTURE NOTES PRESENTATION SLIDES
• ABBREVIATIONS
• CHAPTER 1: CHARACTERISTICS, EVOLUTION, AND CLASSIFICATION OF COMPUTER
• CHAPTER 2: INTERNAL DATA REPRESENTATION IN COMPUTERS
• CHAPTER 3: DIGITAL SYSTEMS DESIGN
• CHAPTER 4 : COMPUTER ARCHITECTURE
• CHAPTER 5: SECONDARY STORAGE
• CHAPTER 6: INPUT-OUTPUT DEVICES
• CHAPTER 7: SOFTWARE
• CHAPTER 8: PLANNING THE COMPUTER PROGRAM
• CHAPTER 9: PROGRAMMING LANGUAGES
• CHAPTER 10: OPERATING SYSTEMS
• CHAPTER 11: DATABASE AND DATA SCIENCE
• CHAPTER 12: DATA COMMUNICATIONS AND COMPUTER NETWORKS
• CHAPTER 13: THE INTERNET AND INTERNET OF THINGS
• CHAPTER 14: MULTIMEDIA COMPUTING
• CHAPTER 15: INFORMATION SECURITY
• CHAPTER 16: APPLICATION DOMAINS
• GLOSSARY
• INDEX
• KNOW YOUR AUTHOR

جهت دانلود کتاب Foundations of Computing می‌توانید پس از پرداخت، دریافت کنید.