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出版者:机械工业出版社

作者:孟祥文

出品人:

页数:364

译者:

出版时间:2000-3-1

价格:36.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111078203

丛书系列:

图书标签:

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探寻编程世界的深度与广度：三本精选技术书籍导览 一、 《深入理解计算机系统：从硬件到软件的底层逻辑》 作者： 史蒂文·巴克斯特 (Steven Baxter) 出版社： 创新科技出版社 页数： 980页 装帧： 精装 本书是计算机科学领域殿堂级的经典教材，旨在为读者构建一个坚实而全面的计算机系统认知框架。它并非仅仅停留在介绍某一特定编程语言或应用层面的技术，而是深入剖析了计算机系统从最底层的物理硬件到上层应用程序之间的复杂交互机制。 核心内容深度解析： 1. 数据表示与运算的基石： 本书从最基本的二进制表示法入手，详细阐述了整数、浮点数（遵循IEEE 754标准）的存储细节与运算精度问题。它揭示了补码运算的内在逻辑，并深入探讨了溢出和舍入误差在实际计算中带来的挑战。对于需要进行高性能计算或底层驱动开发的工程师而言，理解这些细节至关重要。 2. 处理器架构与指令集： 书中详尽描绘了现代主流处理器的微架构，包括流水线技术（Pipeline）、分支预测（Branch Prediction）以及乱序执行。作者花费大量篇幅讲解了特定的指令集（如x86-64的寻址模式），以及编译器如何将高级语言代码优化成高效的机器码序列。这部分内容对于理解程序性能瓶颈的根源具有决定性意义。 3. 内存体系结构与性能优化： 这是本书最受推崇的部分之一。它全面解析了多级缓存（L1, L2, L3 Cache）的工作原理，包括写分配策略、缓存一致性协议（如MESI）。书中还详细论述了虚拟内存机制，包括页表（Page Table）的组织方式、TLB（Translation Lookaside Buffer）的作用以及缺页中断（Page Fault）的处理流程。读者将学习到如何通过数据局部性（Locality）和缓存感知编程来显著提升程序的运行效率。 4. 链接、加载与程序运行时环境： 本书细致入微地讲解了编译过程的后续步骤。静态链接器如何解析符号引用，动态链接器（如ld-linux.so）如何在程序启动时解析共享库（.so文件），以及加载器如何将程序代码和数据映射到虚拟地址空间。此外，对栈（Stack）、堆（Heap）、BSS段和数据段的内存布局进行了清晰的图解说明。 5. 并发编程与系统级I/O： 在并发部分，作者超越了简单的线程模型，深入探讨了并发问题的根源，如竞态条件（Race Condition）和死锁（Deadlock）。书中详细对比了信号量、互斥锁、条件变量以及原子操作的使用场景与性能权衡。在I/O方面，本书对比了标准I/O、带缓冲的I/O，以及更底层的系统调用，如`read`/`write`，并引入了异步I/O模型（如epoll/kqueue）的概念。 适用读者： 操作系统开发者、编译器工程师、底层驱动程序员、以及任何渴望深入理解软件如何与硬件交互的资深开发者。 --- 二、 《现代并发编程实战指南：Go与Rust语言的同步原语与内存安全》 作者： 李明哲 (Mingzhe Li) 出版社： 电子信息工程出版社 页数： 620页 装帧： 平装 在多核处理器成为主流的今天，编写安全、高效的并发代码是软件工程的核心挑战之一。本书摒弃了传统语言中复杂的锁机制和内存模型，转而聚焦于两种在设计之初就高度重视并发安全的新兴语言：Go和Rust。本书是一本面向实践的指南，通过大量详实的案例代码，指导读者如何利用语言特性规避常见的并发陷阱。 核心内容深度解析： 1. Go语言的CSP模型与Goroutine调度： 本书首先详细介绍了Go语言的并发哲学——Communicating Sequential Processes (CSP)。重点讲解了`channel`作为通信和同步的主要手段，并强调“不要通过共享内存来通信，而要通过通信来共享内存”的原则。同时，对Go运行时（Runtime）的M:N调度器进行了深入剖析，揭示了Goroutine如何被高效地映射到操作系统线程上，以及它们何时会发生阻塞和唤醒。 2. Rust的零成本抽象与所有权模型： Rust章节是全书的亮点。作者细致地解释了Rust如何利用其独特的所有权（Ownership）、借用（Borrowing）和生命周期（Lifetime）机制，在编译期就保证了数据竞争（Data Race）的不可发生。书中详尽对比了`Send`和`Sync`这两个关键的trait，并展示了如何安全地使用`Arc>`和`Rc>`来处理跨线程和单线程内的共享状态。 3. 跨语言的同步原语对比： 本书特地设置了一章，对比了Go的无锁通道与Rust的锁基原语的性能特征。它包含了使用基准测试（Benchmarking）的代码实例，量化了在不同负载下，基于消息传递和基于共享内存两种模型之间的效率差异。 4. 结构化并发与错误处理： 针对Go 1.22引入的Context和结构化并发概念，本书提供了最新的实践指导。在Rust部分，则侧重于使用`tokio`或`async-std`等异步运行时，讲解如何使用Futures、Tasks以及Error Propagation机制来构建健壮的异步应用。 适用读者： 熟悉至少一种传统并发模型的开发者、寻求构建高并发网络服务（如微服务、高性能API）的工程师、以及对系统级内存安全感兴趣的Rust学习者。 --- 三、 《Python数据科学生态系统深度解析：Pandas、NumPy与高性能计算》 作者： 陈薇 (Wei Chen) 出版社： 科学计算与应用出版社 页数： 750页 装帧： 胶装 随着数据驱动决策的兴起，Python已成为数据科学的首选语言。本书并非一本初学者的“入门教程”，而是专注于解析支撑整个Python数据科学栈的底层机制——NumPy的向量化计算哲学与Pandas的数据结构优化。它旨在帮助数据分析师和数据工程师将性能瓶颈从“代码编写”转移到“数据结构选择”上。 核心内容深度解析： 1. NumPy的内存布局与向量化魔力： 本书的第一部分深入剖析了NumPy `ndarray`背后的C语言实现，包括C-order（行主序）和Fortran-order（列主序）的内存布局差异，以及这对矩阵乘法等操作的性能影响。作者通过解析NumPy的通用函数（Universal Functions, ufuncs）的实现原理，解释了Python循环是如何被高效地替换为底层C/Fortran循环的。 2. Pandas Series与DataFrame的内部结构： 重点解析了Pandas `DataFrame`的底层实现，特别是混合数据类型（Object Dtype）和新型Extension Dtypes（如Categorical, Nullable Integer）的内存管理策略。书中详细介绍了“列式存储”的优势，以及在处理大型数据集时，何时应该使用稀疏数据（Sparse Data）来节省内存。 3. 高级索引、重塑与性能陷阱： 本书提供了关于高级索引（如MultiIndex，布尔索引）的性能分析，并指导读者识别和避免常见的性能陷阱，例如不必要的DataFrame复制（Copying vs. View）。书中包含了大量关于`apply()`、`map()`与向量化操作的性能对比实验。 4. Dask与并行计算的集成： 鉴于单机内存的限制，本书后续章节介绍了如何将Pandas和NumPy的工作流扩展到分布式环境。重点讲解了Dask的数据结构（Dask Array和Dask DataFrame），以及Dask如何通过任务图（Task Graph）来调度复杂的计算任务，实现对多核CPU乃至集群的资源利用。 5. 性能剖析工具链： 为了让读者能够自我诊断瓶颈，书中详细介绍了Python性能分析工具，包括`cProfile`、`line_profiler`以及内存分析工具如`memory_profiler`，并展示了如何利用这些工具来定位代码中的热点（Hotspots）。 适用读者： 数据科学家、数据工程师、需要处理TB级数据集的分析师，以及希望将Python数据处理性能提升到极致的开发人员。

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