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出版者:机械工业

作者:朱明方

出品人:

页数:309

译者:

出版时间:2007-1

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787111203643

丛书系列:

图书标签:

• 程序设计
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计算机科学基础系列丛书：深入解析编程范式与系统架构 丛书主旨： 本丛书旨在为初入计算机科学领域的学习者，以及希望系统梳理和深化自身知识体系的资深开发者，提供一套全面、深入且与时俱进的技术指南。我们专注于构建坚实的理论基石，并将其无缝对接至现代软件工程的实践应用中。本丛书的每一本分册，都聚焦于计算机科学领域一个至关重要的核心模块，旨在消除理论与实践之间的鸿沟。 --- 分册一：高级并发模型与分布式系统设计（约 400 字） 内容概述： 本书深入探讨了现代计算环境中不可或缺的两个核心主题：高并发编程和大规模分布式系统的构建与维护。 在并发模型部分，我们首先回顾了经典的线程同步原语（如互斥锁、信号量、条件变量），并重点剖析了无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）的设计原理和实现陷阱。我们详细分析了乐观并发控制（OCC）和悲观并发控制（PCC）的适用场景与性能权衡。随后，本书将视角投向了更前沿的编程范式，如Actor模型（以Erlang/Akka为例）和CSP模型（以Go语言为例）在处理大规模并发任务时的优势。通过大量的代码示例和性能基准测试，读者将掌握如何编写出既高效又健壮的并行代码。 在分布式系统设计方面，本书构建了一个从基础到高阶的知识体系。内容涵盖了分布式一致性协议的精髓，如Paxos和Raft算法的详细推导与状态机复制的实践。我们不局限于理论，而是深入探讨了实际系统中的挑战，包括网络分区、时钟同步（如NTP和Google Spanner的TrueTime），以及分布式事务处理的复杂性（如两阶段提交2PC和三阶段提交3PC的局限性）。书中对微服务架构下的服务发现、负载均衡（一致性哈希的深度应用）和容错机制（熔断器、限流器）进行了详尽的讲解和案例分析，旨在培养读者构建高可用、可扩展的企业级后端服务的核心能力。 --- 分册二：现代编译原理与程序语言语义（约 450 字） 内容概述： 本册教材致力于揭示编程语言背后的“魔法”，系统地阐述从源代码到机器指令的完整转化过程，并探讨程序语言的数学语义基础。 编译原理部分，内容覆盖了经典的经典编译器的所有阶段。词法分析（Lexical Analysis）从正则表达式到有限自动机（DFA/NFA）的构建，以及如何设计高效的词法扫描器。语法分析（Syntax Analysis）部分，重点讲解了LL(k)和LR(1)分析的构建过程，并详细对比了LALR(1)在实际编译器（如GCC/Clang前端）中的应用。我们深入分析了中间代码生成，包括三地址码、静态单赋值形式（SSA）。本书的重点在于代码优化阶段：包括数据流分析、控制流图的构建与分析、过程间优化（IPO），以及针对特定架构的机器无关优化（如常量折叠、循环不变代码外提）。读者将学习如何利用SSA形式进行更深层次的优化，如死代码消除和寄存器分配的贪心算法。 程序语言语义部分，则从更严格的数学角度审视编程语言。内容从操作语义（Operational Semantics）入手，区分了自然语义（Natural Semantics）和小步语义（Small-Step Semantics），用以精确描述程序执行的每一步。随后，我们过渡到公理语义（Axiomatic Semantics，即Hoare逻辑），学习如何使用前置条件和后置条件来形式化地证明程序片段的正确性。对于函数式编程语言的探讨，本书会涉及Denotational Semantics（指称语义），通过域理论（Domain Theory）来解释递归和高阶函数的含义。这部分内容旨在帮助高级用户理解类型系统、类型推导和Lambda演算的深层结构，为设计新的编程语言特性打下坚实基础。 --- 分册三：高性能计算与GPU并行加速实践（约 350 字） 内容概述： 面对数据爆炸式增长和对实时计算需求的提升，本分册专注于如何榨取现代多核CPU和大规模并行GPU的计算潜力。 本书首先建立了高性能计算（HPC）的理论框架，包括Amdahl定律、Gustafson定律等性能分析基础，并详细阐述了内存层次结构（缓存一致性协议、TLB）对计算性能的影响。我们深入研究了现代CPU架构下的指令级并行（ILP）技术，如流水线、分支预测、SIMD指令集（SSE/AVX）的应用策略。 核心部分聚焦于GPU并行编程模型。以NVIDIA CUDA为例，本书系统讲解了其内存模型（全局、共享、常量、纹理内存的访问模式与延迟优化），线程束（Warp）调度机制，以及如何有效地进行内存合并访问以最大化内存带宽利用率。读者将通过实际案例，如矩阵乘法（GEMM）的优化、前缀和（Scan）算法在GPU上的高效实现，掌握计算内核（Kernel）的编写技巧。我们还会探讨如何利用OpenACC/OpenMP Offloading等更高级别的抽象工具，实现代码的可移植性。此外，本书也包含了异构计算环境下的数据迁移策略和性能瓶颈诊断方法，确保读者能够将理论知识转化为实际的加速成果。 --- 分册四：计算机网络协议栈的深度剖析与安全扩展（约 300 字） 内容概述： 本册是对计算机网络协议栈从物理层到应用层的全面、自底向上的深入剖析，并特别关注网络安全在协议设计中的集成。 我们从物理和数据链路层开始，详细解析了以太网帧结构、MAC地址和冲突检测机制。传输层是本书的重点之一：TCP协议的拥塞控制（Tahoe, Reno, Cubic算法的演进与数学模型）、慢启动与拥塞避免的精确状态转换图解；以及UDP的最小化设计哲学。在网络层，我们不仅覆盖了IP寻址和路由的基本原理（OSPF/BGP的简化流程），更深入探讨了路由器的内部工作机制，包括转发平面（如使用LPM查找和TCAMs）。 应用层协议的分析，如HTTP/2和HTTP/3（QUIC）的出现，是为了解决传统TCP的队头阻塞问题。我们详细对比了这三种协议在建立连接、流控制和多路复用方面的设计差异，并分析了TLS/SSL握手过程中的效率优化。 网络安全扩展部分，本书侧重于协议层面的防御：如何识别和应对常见的拒绝服务攻击（DDoS），DNS劫持的原理，以及在软件定义网络（SDN）架构下如何通过集中控制实现更精细化的安全策略部署。本书旨在使读者能够不仅会使用网络，更能理解其“为何如此设计”并能有效保护其运行环境。

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这本书的写作风格非常严谨，但又不失趣味性。作者在讲解每一个概念时，都显得游刃有余，能够深入浅出地解释复杂的理论。我特别欣赏作者在引入一个新的数据结构或者算法时，都会先从其在现实生活中的应用场景入手，这样能够帮助读者建立起直观的理解，然后再深入到其内部的实现细节。比如，在讲解树形结构时，作者用了家谱或者文件系统的例子，让我一下子就明白了树的概念。另外，书中对于各种算法的分析也非常透彻，不仅给出了清晰的伪代码，还对算法的时间复杂度和空间复杂度进行了详细的推导和证明，这一点对于我这种追求理论严谨的人来说，非常重要。让我印象深刻的是，书中还专门辟出章节来讨论一些进阶的数据结构，比如图以及相关的算法，这让我能够在这个基础上进一步拓展我的知识面。总而言之，这本书的讲解方式让我觉得，学习数据结构和算法不再是一件枯燥乏味的事情，而是一个充满探索乐趣的过程，而且作者的专业性和严谨性也让我对书中的内容深信不疑。

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这本书的装帧设计非常简洁大气，封面配色柔和，给人一种宁静而专业的阅读体验。初次拿到它，就觉得它是一本值得细细品味的学术著作。翻开书页，纸张的触感很不错，有一定的厚度，文字印刷清晰，字号大小也适中，长时间阅读也不会感到疲劳。目录结构清晰明了，层层递进，让人对全书的知识体系有一个初步的把握。即使是初学者，也能通过目录快速找到自己想要了解的部分。而且，书中的插图和图表都绘制得非常精美，概念清晰，能够有效地辅助理解抽象的理论知识。比如，在介绍某种算法时，配有生动形象的流程图，让人一目了然。我特别欣赏的是，作者在讲解每一个概念时，都力求用最简洁、最准确的语言来表达，避免了冗余和晦涩的表达方式。这对于我这样一个非计算机专业背景的读者来说，无疑是极大的福音。即使遇到一些相对复杂的概念，也能通过作者的循序渐进的讲解，逐步理解其精髓。总的来说，这本书在细节之处体现了出版者的用心，从视觉到触觉，再到内容组织，都给人留下了深刻的好印象，让我对接下来的阅读充满了期待。

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我是一位正在准备找工作的数据科学方向的在校学生，数据结构和算法是我的短板。在翻阅了市面上不少书籍之后，我发现了这本《数据结构教程》，它给了我很大的启发。这本书最大的亮点在于，它不仅仅是停留在理论的层面，而是非常注重理论与实践的结合。书中的每一个概念，几乎都配有相关的代码实现，而且代码的风格也非常规范，易于阅读和理解。我尝试着跟着书中的代码敲了一遍，发现真的能够很好地帮助我巩固对算法的理解。作者还引入了很多经典的面试题，并且对解题思路进行了详细的剖析，这对于我这种即将步入职场的人来说，无疑是一笔宝贵的财富。我特别喜欢书中关于“动态规划”和“回溯算法”的讲解，这两部分内容是我之前一直觉得很头疼的，但是通过这本书的讲解，我感觉豁然开朗。总的来说，这本书的内容安排非常合理，既有广度也有深度，并且注重实操性，对于正在准备面试或者希望提升编程实力的读者来说，绝对是一本值得推荐的书籍。

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我是一个对计算机科学充满好奇心的业余爱好者，最近一直在自学一些编程相关的知识。在众多技术书籍中，《数据结构教程》给我带来了很多惊喜。这本书的语言表达非常生动有趣，作者善于使用类比和故事来解释复杂的概念，让我这个门外汉也能轻松理解。我喜欢书中对每一种数据结构的介绍，都从其“诞生”的原因讲起，分析了它解决了什么问题，以及相比于其他结构有哪些优势，这种追本溯源的讲解方式，让我能够更深刻地理解每一种结构的精髓。书中的图示也非常精美，每一个关键步骤都有直观的图解，大大降低了理解的难度。我尤其喜欢书中关于“哈希表”的那一章，作者用一个非常贴切的比喻，将原本有些抽象的哈希冲突和处理方法解释得淋漓尽致，让我茅塞顿开。此外，书中的案例也非常贴近实际生活，让我能够体会到数据结构和算法在日常生活中的无处不在。这本书让我对计算机科学有了更深的认识，也激发了我进一步学习的兴趣。

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我最近在学习编程，想要提升自己在算法和数据结构方面的基础，所以找了很多相关的书籍。在众多选择中，这本书给我留下了非常深刻的印象。它并没有一上来就灌输大量的理论知识，而是从最基础的“为什么”入手，解释了数据结构和算法的重要性，以及它们在实际编程中的应用场景。这种“接地气”的讲解方式，让我这个初学者感到非常亲切。书中对各种基本数据结构的介绍，例如数组、链表、栈、队列等等，都用了非常生动形象的比喻来解释，让我能够快速理解它们的底层原理和操作方式。我尤其喜欢书中通过大量实际案例来演示各种算法的应用，比如在排序算法的部分，作者不仅详细讲解了不同算法的原理、时间复杂度和空间复杂度，还通过具体的代码示例，展示了如何在实际编程中实现它们，并且还对比了各种算法的优劣，这对于我这种需要大量实践来巩固学习的人来说，非常有帮助。我还发现，书中在讲解过程中，还会穿插一些“思考题”或者“练习题”，这些题目都很有深度，能够引导我进一步思考和探索，不仅仅是死记硬背，而是真正理解其中的逻辑。

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