FROM PHYSICAL SWITCHES TO THEORETICAL LIMITS
コンピュータサイエンス
の教科書
物理世界から計算限界までを紡ぐ、不変の基礎知識
序文
コンピュータは日常に溶け込み、空気のような存在になりました。しかし、その中身がどう動いているのかは意外と知られていません。
コンピュータサイエンスとは、流行のプログラミング言語やツールの使い方ではありません。電気の「オン・オフ」から、宇宙の寿命をかけても解けない問題の存在証明まで――人類が積み上げてきた不変の知の体系です。
本書では、11の章を通して、コンピュータの世界を一歩ずつ歩いていきます。
目次
- 第1章 情報の表現 電球1個の通信から、2進数・文字コード・メモリの仕組みまで
- 第2章 論理回路からCPUへ トランジスタ、論理ゲート、加算器、そしてCPUの設計
- 第3章 プログラムとメモリ ソースコードの翻訳、メモリ階層、スタックとヒープ
- 第4章 オペレーティングシステム カーネル、プロセス管理、並行処理、ファイルシステム
- 第5章 アルゴリズムとデータ構造 配列・木・グラフ、計算量、探索とソート
- 第6章 ネットワーク TCP/IP、ルーティング、DNS、HTTPの設計思想
- 第7章 データベース 関係モデル、SQL、トランザクションの信頼性
- 第8章 セキュリティと計算の限界 暗号技術、ハッシュ関数、計算可能性の境界線
- 第9章 コンパイラとプログラミング言語の設計 字句解析・構文解析から中間表現、最適化のメカニズム
- 第10章 分散システムとクラウドの設計 ロードバランシング、CAP定理、レプリケーションと分散合意
- 第11章 AIと機械学習の計算モデル 勾配降下法、テンソル演算、誤差逆伝播からLLMまで